ذرة

الذرة هي اصغر جزء من مادة عنصر كيميائي يمكن ان تنقسم اليه المادة و تظل حاملة لصفاتها الكيميائية ، و تتكون الذرات من جسيمات دون ذريّة ، وهي بشكل أساسي:
الذرة هي حجر الأساسي في بناء الكيميائية و المادة بشكل عام ، و هى أصغر جزء يمكن الوصول إليه و يبقى كما هو أثناء التفاعلات الكيميائية .و بذلك فإنه عند الوصول لأى ذرة توجد بمفردها فإن هذه الذرة تعبر عن عنصر معين . و يوجد 92 عنصر فقط من العناصر بصورة طبيعية على الأرض ، على أنه توجد بعض العناصر الأخرى التى توجد على بعض النجوم مثل عنصر التكنيتيوموالكاليفورنيومو يوجدا على السوبرنوفا .
كل عنصر متفرد بعدد البروتونات الموجودة في نواة ذلك العنصر . كل ذرة لها عدد من الإلكترونات مساو لعدد البروتونات ، وفى حالة عدم وجود هذا التساوى تسمى الذرة بالأيون . ويمكن لذرات نفس العنصر أن تحتوى على عدد مختلف من النيوترونات ، وهذا في حالة تساوى عدد البروتونات و الإلكترونات . الذرات التى لها أعداد مختلفة من النيوترونات تسمى نظيرلهذا العنصر.
تم تصنيع بعض العناصر بواسطة القذف النووى ، و لكن هذه العناصر كانت غير ثابتة كما أنها تتغير بعفوية إلى عناصر أخرى أثبت عن طريق التحلل الإشعاعي .
على الرغم من أنه يوجد 92 عنصر فقط بصورة طبيبعية ، فإن ذرات هذه العناصر تترابط لتكون الجزئيات و انواع أخرى من المركبات الكيميائية .فالجزيئات تتكون من ذرات عديدة ، فمثلا ، جزيء الماء يتكون من اتحاد 2 ذرة هيدروجين و ذرة أكسجين .
و نظرا لأهمية و تفرد الذرة ، فقد تمت دراستها على مدى القرون الماضية . و تركز بعض الأبحاث الحالية على تأثيرات الكوانتم ، مثل نظرية بوس - إنيشتين للتكثيف .
النظرية الذرية

المقال الرئيسي: نظرية ذرية

النظرية الذرية تهتم بدراسة طبيعة المادة، و تنص على أن كل المواد تتكون من ذرات .
نظرية دالتون : تضمنت هذه النظرية عدة فرضيات أهمها أنّ المادة تتكون من دقائق صغيرة جداً غير قابلة للتقسيم تسمى ذرات .

تركيب الذرة

أكثر النظريات التى لاقت قبولا لتفسير تركيب الذرة هى النظرية الموجية . وهذا التصور مبني على تصور بوهر مع الأخذ في الإعتبار الإكتشافات الحديثة والتطويرات في ميكانيكا الكم .
و التى تنص على :
دالة الطول الموجيللمدار الإلكترونىللهيدروجين . عدد الكم الرئيسي على اليمين من كل صف وعدد الكم المغزلي موضح موجود على هيئة حرف في أعلى كل عمود .




  • معظم الفراغ الذري يتم شغله بال[[مدارات]] التى تحتوى على الإلكترونات في شكل إلكترونى محدد .
    • كل مدار يمكن أن يتسع لعدد 2 إلكترون ، محكومين بثلاث أرقام للكم ، عدد الكم الرئيسي ، عدد الكم الثانوي ، عدد الكم المغناطيسي .
    • كل إلكترون في أى من المدارات له قيمة واحدة لعدد الكم الرابع والذى يسمى عدد الكم المغناطيسي .
    • المدارات ليست ثابتة ومحددة في الإتجاه وإنما هى تمثل إحتمالية تواجد 2 إلكترون لهم نفس الثلاث أعداد الأولى للكم ، وتكون أخر حدود هذا المدار هو المناطق التى يقل تواجد الإلكترون فيها عن 90 % .
  • عند إنضمام الإلكترون إلى الذرة فإنها تشغل أقل مستويات الطاقة ، والذى تكون المدارات فيه قريبة للنواة ( مستوى الطاقة الأول ). وتكون الإلكترونات الموجودة في المدارات الخارجية ( مدار التكافؤ ) هى المسئولة عن الترابط بين الذرات . لمزيد من التفاصيل راجع "التكافؤ والترابط"
حجم الذرة

لا يمكن تحديد حجم الذرة بسهولة حيث أن المدارات الإلكترونية ليست ثابتة ويتغير حجمها بدوران الإلكترون فيها . ولكن بالنسبة للذرات التى تكون في شكل بللورات صلبة ، يمكن تحديد المسافة بين نواتين متجاورتين وبالتالى يمكن عمل حساب تقديري لحجم النواة . والذرات التى لا تشكل بللورات صلبة يتم استخدام تقنيات أخرى تتضمن حسابات تقديرية . فمثلا حجم ذرة الهيدروجين تم حسابها تقريبيا على أنه 1.2× 10-10 م . بالمقارنة بحجم البروتون وهو الجسيم الوحيد في نواة ذرة الهيدروجين 0.87× 10-15 م . وعلى هذا فإن النسبة بين حجم ذرة الهيدروجين وحجم نواتها تقريبا 100,000 .وتتغير أحجام ذرات العناصر المختلفة ، ويرجع ذلك لأن العناصر التى لها شحنات موجبة أكبر في نواتها تقوم بجذب اإلكترونات بقوة أكبر ناحية النواة .

العناصر و النظائر

يتم تقسيم الذرات بصورة عامة عن طريق العدد الذري ، والذى يساوى عدد البروتونات في الذرة . ويحدد العدد الذرى نوع العنصر الذى تنتمى إليه هذه الذرة . فمثلا تكون ذرات الكربون هى تلك الذرات التى تحتوى على 6 بروتونات . وتتشارك الذرات التى لها نفس العدد الذرى في صفات فيزيائية كثيرة ، وتتبع نفس السلوك في التفاعلات الكيميائية . ويتم ترتيب الأنواع المختلفة من العناصر في الجدول الدوريطبقا للزيادة في العدد الذري .
عددالكتلة أو عدد الكتلة الذرية هو مجموع عدد البروتونات والنيترونات الموجودة في ذرة العنصر ، وذلك لأن كل من البروتون والنيترون له كتله تساوى 1 amu (وحدة كتل ذرية) .ولا يؤثر اختلاف عدد النيوترونات على نوع العنصر . فيمكن للعنصر الواحد الذى له نفس عدد الإلكترونات والبروتونات أن يكون له أعداد مختلفة في النيوترونات ، ويكون لها العنصر نفس العدد الذرى ولكن يكون الإختلاف في عدد الكتلة . وعندها يتم إطلاق كلمة نظائر على هذا العنصر الذى له اختلاف في عدد الكتلة . ولتمييز تلك النظائر فإنه يتم كتابة اسم العنصر متبوعا برقم الكتلة ، فمثلا كربون-14 يحتوى على 6 بروتونات و 8 نيوترونات في كل ذرة ، وبالتالى فإن عدد الكتلة له يكون 14 .
وبالنظر إلى ذرة الهيدروجين والتى تعتبر أبسط الذرات ، فإن لها عدد ذرى يساوى 1 ، كما أنها تتكون من 1 بروتون أيضا . ويكون الديتيريوم أو هيدروجين-2 هو نظير الهيدروجين الذى يحتوى على 1 نيترون ، أما التريتيوم هيدروجين-3 فهو نظير الهيدروجين الذى يحتوى على 2 نيترون .
الكتلة الذرية الموجودة في الجدول الدوري لكل عنصر هى متوسط لكتلة نظائر هذا العنصر والموجودة في الطبيعة .