تعريف الذرة

عُرفت الذرة على أنها وحدة البناء الرئيسية المكونة للمادة مما يكسبها خصائصها الفيزيائية والكيميائية، وتتكون الذرة من ثلاثة أنواع صغيرة من الجسيمات وهي البروتونات التي تحمل شحنات موجبة والنترونات متعادلة الشحنة فضلًا عن الإلكترونات ذات الشحنة السالبة. وتشكل البروتونات والنترونات مركز الذرة ويطلق عليها اسم النواة، أما الإلكترونات فتدور حول النواة. والجدير بالذكر أن الذارت تختلف بعدد البروتونات حيث تتكون ذرة الهيدروجين من بروتون واحد بينما تتكون ذرة اليورانيوم من 92 بروتون.

أغلب الذارت غير مستقرة ولذلك نجد أنها تحاول دائمًا الوصول إلى حالة تتعادل فيها الشحنة لتنشئ قوى ربط فيما بينها، ويمكن تصنيف الروابط الرئيسية الناشئة إلى ما يأتي:

 لقد مر اكتشاف الذرة بعدة مراحل والتي مثلت بدورها مجموعة من الاكتشافات والنظريات على مر التاريخ ويمكن تلخيصها بما يلي:

تم التوصل إلى هذه النظرية من قبل العالم دالتون والذي أثبت أن الذرة هي المكون الأساسي لأي مادة ولا يمكننا تجزئتها إلى أي شيء أصغر منها، بالإضافة إلى قيامه بتوضيح كيفية تكون العناصر والمركبات من خلال قيامه بالعديد من التجارب الكيميائية، حيث وجد أن العنصر يتكون من مجموعة من الذرات المتماثلة وأن المركبات تتكون من اندماج نوعين أو أكثر من الذرات التي يتم إعادة ترتيبها أثناء التفاعل الكيميائي. وبذلك كونت هذه الاستنتاجات المبادئ الأساسية لنظرية دالتون الذرية.

بالاعتماد على نظرية دالتون الذرية اعتُقد أنه لا يمكن تجزئة الذرة إلى مكونات أصغر، ولكنه في عام 1879 تم دحض هذه الفكرة عندما اكتشف العالم طومسون الإلكترون.

قام العام رذفورد بالإضافة على ما اكتشفه العالم طومسون حيث تمكن من بناء أول نموذج للذرة، وبذلك أثبت وجود النواة في مركزها.

استطاع العالم تقديم تصور أوضح لحركة الإلكترونات باكتشافه الذي أثبت به دوران الإلكترونات حول النواة في مدارات محددة.

رجح العلماء أن أول مفهوم للذرة في التاريخ كان في القرن الخامس عشر قبل الميلاد عندما ذكر الفيلسوف اليوناني ليوكيبوس بأنَّ المادة مصنوعة من جسيمات صغيرة، وعلى الرغم من ذلك لم تسد هذه الفكرة في معظم فترات التاريخ اللاحق حتى ظهرت براهين ودراسات العالم الإنجليزي روبرت بويل في القرن السابع عشر الميلادي والتي كانت تتمحور حول المادة والعلاقة بين الحجم والضغط ودرجة الحرارة، وقال إن العناصر الكيميائية تمثل المكوِّنات الأساسية لجميع المواد، كما ميّز بين العناصر الكيميائية والمركبات، ولذلك يعتبره الكثيرون أحد أهم مؤسسي علم الكيمياء الحديث.

قام جون دالتون في القرن التاسع عشر (1766-1844) بتطوير نظريته حول الذرة، بعد إجراء تجارب معملية على الأوزان الذرية، ووضع رموز للذرات والجزيئات، لتمثل استنتاجاته ثورة في علم الكيمياء الحديثة، والتي تم العمل على دراستها وتطويرها بعد ذلك، وتتلخص استنتاجات دالتون في التالي:

اقترح طومسون في عام 1897م أن الذرات ليست أصغر الأجسام الموجودة، ما مثَّل نقلة ثورية في نظرية الذرة، حيث اكتشف الإلكترونات واقترح أنها مكوَّنة من شحنة سالبة موزعة بالتساوي في وسط مشحون بشحنة موجبة، بحيث تتعادل الشحنات السالبة مع الموجبة، وتصبح الذرة متعادلة الشحنة. لم يمرّ وقت طويل حتى استطاع إرنست رذرفورد تطوير نموذج الذرة الذي اقترحه طومسون، بعد إجراء سلسلة من التجارب في الفترة من 1909م حتى 1911م، وخلص منها إلى أنَّ الذرة تحتوي على جسيم أصغر من الإلكترون، وهو النواة، التي تدور حولها الإلكترونات والتي تمثل معظم كتلة الذرة، وأنَّ نصف قطر النواة لا متناهي الصغر مقارنة بنصف قطر الذرة، وبالتالي فإنَّ معظم الذرة يتكون من الفراغ.