القائمة الرئيسية

الصفحات

بنيه الذرةالباب الاول
*مقدمةكيمياءطريقةكتابةالرموزللصفوف الثلاثةمرحلةثانويةعامةوازهريةوسعودية2022....دوس اللينك 

 كيمياء.....مصرالعربية
رابط**تركيب الذرة*لغات *

*نموذج ذرة رذرفورد-بور
**( النموذج الشمسي)**Rutherford’s Atomic Model
**نظرية دالتون
  • يُعتبر العالم دالتون أول من قام بوضع نظريةٍ في محاولة وصف الذرة وخصائصها في العصور الحديثة، فكانت نظريته تستند فيزيائيّاً على قانون حفظ الكتلة وقانون التكوين الثابت، حيث تنصّ النظرية على أنّ كلّ مادةٍ تتكون من الذرات التي لا يمكن تجزأتها، بالإضافة لكون كلّ عنصرٍ من العناصر يتكون من نوعٍ واحدٍ من الذرات المتشابهة في النوع والكتلة، بينما تتكون المركبات الكيميائية من نوعين أو أكثر من الذرات.
  • نشر العالم دالتون كتاباً بعنوان A New System of Chemical Philosophy في عام م1808 والذي ناقش فيه نظريته المتعلقة بأوزان الذرة، ليصبح أول عالم يفسر سلوك الذرات من خلال أوزانها، إذ كتب عن اعتقاده أنّه يمكن التمييز بين ذرات الأجسام المختلفة اعتماداً على وزنها الذري، كما ونشر عن حقيقة أنّه لا يمكن خلق أو تدمير الذرات.
**وتؤكد النظرية علي كون التفاعل الكيميائي ما هو إلّا إعادة ترتيبٍ لذرات المواد المتفاعلة، وفي ظل الدراسات والأبحاث المستمرة كان لا بدّ لهذه النظرية أن تخضع للتعديلات والإضافات في بعض بنودها اعتماداً على الاكتشافات الحديثة لمكوّنات الذرة ونظائرها؛ فتمّ إضافة إسهامات العلماء من بعده كثومبسون ورذرفورد كتعديلٍ في نظريته من حيث اعتباره للذرّة غير قابلةٍ للتجزئة؛ حيث أثبت العالم ثومبسون من خلال تجاربه أنّ الذرة تحتوي على جسيماتٍ سالبة الشحنة تُسمّى الإلكترونات، وأضاف العالم رذرفورد بتجاربه نظرية احتواء الذرة على كتلةٍ صغيرةٍ كثيفة التكوين وذات شحنةٍ موجبةٍ تُسمّى النواة.
**العالم إرنست رذرفورد
ولد الفيزيائي البريطاني إرنست رذرفورد (Ernest Rutherford) في نيوزلندا عام 1871م، وكان له الفضل في دراسة النشاط الإشعاعي، ووضع مفهوماً للذرة النووية والذي قاده فيما بعد لاكتشاف الفيزياء النووية، وقد حصل رذرفورد على جائزة نوبل للكيمياء عام 1908م، وعمل كرئيس الجمعية الملكية في الفترة من عام 1925م - 1930م، كما كان رئيساً للجمعية البريطانية لتقدم العلوم عام 1923م، وتم منحه وسام الاستحقاق في عام 1925م، وقد لقّب باللورد رذرفورد في نيلسون عام 1931م.

*أجراها العالمان جيجر وماريسدن بناء على اقتراح رذرفورد
*الجهاز المستخدم يتكون من:-
                         1- لوح معدنى مغطى بكبريتيد الخارصين
(كبريتيد الخارصين يعطى وميضاً عند سقوط جسيمات ألفا عليه).
2- مصدر لجسيمات ألفا.
     3- شريحة رقيقة من الذهب.

*خطوات التجربة:-*رابط لمشاهدةتجربةرزرفورد1

1- سمح لجسيمات ألفا أن تصطدم باللوح المعدنى المبطن بطبقة كبريتيد الخارصين.
2- تم تحديد مكان وعدد جسيمات ألفا المصطدمة باللوح من الومضات.
3- تم وضع صفيحة رقيقة جداً من الذهب (10 –4 : 10 –5 سم) لتعترض مسار جسيمات ألفا قبل اصطدامها باللوح.

المشاهدة

الاستنتاج

(1)  معظمها ظهر أثرها فى نفس المكان الأول الذى ظهرت فيه قبل وضع صفيحة الذهب.
(1)  معظم الذرة فراغ وليست كرة مصمتة (كما فى ذرة دالتون وطومسون).
(2)  نسبة قليلة منها ارتدت فى عكس مسارها ولم تنفذ من غلالة الذهب ولذلك ظهرت بعض ومضات على الجانب الآخر من اللوح.
(2)  يوجد بالذرة جزء كثافته كبيرة ويشغل حيز صغير جداً هو النواة.
(3)   ظهرت بعض ومضات على جانبى الموضع الأول.
(3)شحنة النواة موجبة مثل شحنة جسيمات ألفا لذاتنافرت معه.

من التجربة السابقة* تمكن رذرفورد من وضع النموذج التالى:-

**نموذج ذرة رذرفورد:-

(1) الذرة:-

معقدة التركيب تشبه المجموعة الشمسية؛  تتركب من نواة مركزية (مثل الشمس) تدور حولها الإلكترونات (مثل الكواكب).

(2) النواة:-
·   أصغر كثيراً من الذرة وتقع في مركزها.
·   توجد مسافات شاسعة بين النواة وبين المدارات الإلكترونية (الذرة غير مصمتة)
·   تتركز فى النواة الشحنة الموجبة.
·   تتركز فى النواة معظم كتلة الذرة بإهمال كتلة الإلكترونات.
(3) الإلكترونات:-
·   سالبة الشحنة.
·   كتلتها ضئيلة بالنسبة لكتلة النواة.
·   مجموع الشحنة السالبة لجميع الإلكترونات فى الذرة يساوى مجموع الشحنة الموجبة فى النواة (الذرة متعادلة كهربياً).
·   تدور الإلكترونات حول النواة بسرعة كبيرة فى مدارات خاصة رغم قوى الجذب بينها وبين النواة.
·   تخضع الإلكترونات فى دورانها حول النواة إلى قوتين متبادلتين متساويتين مقداراً ومتضادتين اتجاهاً هما:-
(أ‌)     قوة جذب النواة الموجبة للإلكترونات.(ب‌)  قوة طرد مركزية ناشئة عن دوران الإلكترون حول النواة.
·  إلا أن نظرية رزرفورد لم توضح النظام الذي تدور فيه الالكترونات حول النواه!!!!.
**نموذج بور للذرّة//

* لم يفسّررذرفورد سبب عدم اصطدام الإلكترونات بالنواة، أو انبعاث أطياف 
الهيدروجين والتأثير الكهروضوئي، لذلك اقترح الفيزيائي الدنماركي نيلز بور نموذجاً 
جديداً للذرة في عام 1915م، والذي ينص على أن الإلكترونات لا تشع الطاقة لأنها 
تدور حول النواة، ولكنها موجودة في مستويات لها طاقات كمية مختلفة سماها فيمابعدالمستويات المستقرة (stationary states)، وهذا يعنيأن الإلكترونات تدور على مسافات ثابتة من النواة، كما أن الإلكترونات تقوم بكسب الطاقة لتنتقل إلى مستويات أعلى، وتفقد هذه الطاقة عن طريق إشعاعها عندما تعود إلى مداراتها الأصلية، ويسمى نموذج بور النموذج الكوكبي للذرة أيضاً.

*طيف الانبعاث الطيف الخطى للذرات:-  عبارة عن ضوء عند فحصه بالمطياف نجده مكونا من عدد محدود من الخطوط الملونة يفصل بينها مناطق معتمة.

*الحصول على طيف الانبعاث (الطيف الخطى):
يتم الحصول عليه بتسخين ذرات عنصرنقي في الحالةالغازية  اوالبخارية إلى درجات حرارة عالية أوتعريضها لضغط منخفض..داخل انبوب تفريغ كهربي , ينبعث منها اشعاع اطلق عليه طيف الانبعاث الخطي (الطيف الخطي) .
*ويظهرهذا الطيف عند فحصهبجهاز المطياف علي هيئةعدد صغير محدودمن خطوط ملونة يفصل بينها مناطق معتمة لذا يسمي طيف خطي.
**الطيف الخطى مميز لنوع العنصر مثل بصمة الإصبع حيث يختلف طوله الموجى وتردده من عنصر إلى آخر,فلايوجد عنصران لهما نفس الطيف الخطى.
**أهمية دراسة الطيف الانبعاث:
  • بدراسة الطيف الخطى لأشعة الشمس وجود أنها تتكون أساساً من الهيليوم والهيدروجين.
  • بدراسة طيف الانبعاث الخطى لذرات الهيدروجين تمكن بور من وضع نموذجه الذرى.
  • **- نموذج بورالذري1913م:
دراسة الطيف الذرى وتفسيره ساعده فى حل لغز التركيب الذرى وقد استحق ”بور“ عليه جائزة نوبل1922م.

**فروض بور:-[أ] استخدم بور بعض فروض رذرفورد:-

(1)   النواة موجبة الشحنة توجد فى مركز الذرة.
(2)الذرة متعادلةكهربياً,حيث ان عددالالكترونات السالبة=عددالبرتونات الموجبة.
(3)   أثناء دوران الإلكترون حول النواة يخضع لقوة جذب مركزية وقوة طرد مركزية متعادلتان.
[ب] وأضاف بور الفروض التالية:-
(4)   تدور الإلكترونات حول النواة حركة سريعة دون أن تفقد أو تكتسب طاقة.
(5)   تدور الإلكترونات حول النواة فى عدد من مستويات الطاقة المحددة والثابتة.
(6)   الفراغات بين المستويات مناطق محرمة تماماً لتواجدالإلكترونات بها.!!!
(7)   للإلكترون أثناء حركته حول النواة طاقة معينة تتوقف على بعد مستوى طاقته عن النواة.
(8)   تزداد طاقة المستوى كلما زاد نصف قطره ويعبر عن طاقة كل مستوى بعدد صحيح يسمى
عدد الكم الرئيسى.
(9)   فى الحالة المستقرة يبقى الإلكترون فى أقل مستويات الطاقة المتاحة.
(10)إذا اكتسب الإلكترون قدراً معيناً من الطاقة ((يسمى كوانتم أو كم)) بواسطة التسخين أو التفريغ الكهربى تصبح الذرة مثارة وينتقل الإلكترون مؤقتاً إلى مستوى طاقة أعلى يتوقف على مقدار الكم المكتسب.
*الإلكترون فى المستوى الأعلى فى وضع غير مستقر فيعود إلى مستواه الأصلى, ويفقد نفس الكم من الطاقة الذى اكتسبه على هيئة طيف خطى مميز.
*تمتص كثير من الذرات كمات مختلفة من الطاقة فى نفس الوقت الذى تشع فيه الكثير من الذرات كمات أخرى من الطاقة ولذلك تنتج خطوط طيفية تدل على مستويات الطاقة التى تنتقل الإلكترونات خلالها. (تفسير خطوط طيف ذرة الهيدروجين)
**ملاحظات:-
(1)   الكم ”الكوانتم“:- هو مقدار الطاقة المكتسبة أو المنطلقة عندما ينتقل إلكترون من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة آخر.
(2)  الفرق فى الطاقة بين المستويات ليس متساوياً فهو يقل كلما بعدنا عن النواة وبذلك يكون الكم من الطاقة اللازم لنقل الإلكترون بين المستويات المختلفة ليس متساوياً.
(3)   لا يمكن للإلكترون أن يستقر فى أى مسافة بين مستويات الطاقة إنما يقفز قفزات محددة هى أماكن مستويات الطاقة.
**مميزات نموذج بور
(1)   تفسير طيف الهيدروجين تفسيراً صحيحاً.
(2)   أدخلت نظرية بور فكرة الكم فى تحديد طاقة الإلكترونات فى مستويات الطاقة المختلفة لأول مرة.
*عيوب نموذج بور:-
1- فشل فى تفسير طيف أى عنصر آخر غير الهيدروجين حتى أنه لم يستطع تفسير طيف ذرة الهيليوم التى تحتوى على إلكترونين.
2- اعتبر الإلكترون مجرد جسيم مادى سالب ولم يأخذ فى الاعتبار أن له خواصاً موجية.
3- افترض أنه يمكن تعيين كل من مكان وسرعة الإلكترون بكل دقة فى نفس الوقت وهذه يستحيل عملياً. لأن الجهاز المستخدم فى عملية رصد مكان وسرعة الإلكترون سوف يغير من مكانه أو سرعته.
4- اكد”بور“ أن الإلكترون عبارة عن جسيم يتحرك فى مدار دائرى مستوي أى أن الذرة مسطحة، وقد ثبت أن الذرة لهاالاتجاهات الفراغية الثلاثة.**Rutherford’s Atomic Model

تعليقات

التنقل السريع