لماذا النواة موجبة الشحنة؟
تحتوي الذرة على نواة تدور حولها جسيمات دون ذرية (جسيمات أصغر من الذرة) تسمى الإلكترونات سالبة الشحنة، مقدارها 1.602 × 10^-19 كولوم، يرمز لها بالرمز e، وتحتوي النواة على جسيمات دون ذرية؛ البروتونات وهي جسيمات دون ذرية موجبة الشحنة، مقدارها 1.6 × 10^−19 كولوم، يرمز لها بالرمز p، ونيوترونات وهي جسيمات دون ذرية محايدة الشحنة، يرمز لها بالرمز n، ولذلك تكون النواة موجبة الشحنة.[١][٢]
لماذا الذرة محايدة الشحنة؟
كما أسلفنا تحتوي الذرة على نواة تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة، ونيوترونات محايدة الشحنة، تدور الإلكترونات سالبة الشحنة حول النواة، وتحتوي كل ذرة على عدد إلكترونات يتساوى مع عدد البروتونات، يسمى هذا العدد بالعدد الذري (بالإنجليزية: Atomic Number) لذلك تكون الذرة محايدة الشحنة، ولكن قد يكون عدد الإلكترونات في بعض الذرات غير مساوٍ لعدد البروتونات، بحيث تكون الذرة سالبة أو موجبة الشحنة؛ تُعرف هذه الذرات المشحونة بالأيونات.[١][٢]
خصائص النواة
من أهم خصائص النواة من يلي:[٣][٤]
- تحتوي النواة على جسميات البروتونات والنيوترونات، ويساوي عدد البروتونات في الذرة العدد الذري للذرة، على سبيل المثال، لذرة كربون عدد ذري يساوي 6، أي أنها تحتوي على 6 إلكترونات و6 بروتونات.
- حجم النواة صغير جدًا، يبلغ نصف قطرها حوالي 1/100000 من نصف القطر الكلي للذرة، يمكن تخيل حجمها بافتراض أن حجم الذرة يساوي حجم ملعب كرة قدم، ستكون فيه النواة بحجم حبة البازلاء.
- كثافة النواة عالية جدًا، وذلك لأن للبروتونات والنيوترونات كتلة كبيرة بالنسبة لحجمها، على عكس الإلكترونات التي تمتلك كتلة صغيرة جدًا، ونتيجة لذلك، تمتلك النواة فعليًا كل كتلة الذرة، ونظرًا لكتلتها الكبيرة وحجمها الصغير، فإن كثافتها عالية جدًا.
- تأتي النواة بعدة أشكال، إما كروية أو مسطحة أو ممتدة.
الكتلة الذرية والنظائر
يؤثر عدد النيوترونات في النواة على كتلة الذرة وليس على خصائصها الكيميائية، لذلك إن النواة المكونة من ستة بروتونات وستة نيوترونات سيكون لها نفس الخصائص الكيميائية لنواة بها ستة بروتونات وثمانية نيوترونات، على الرغم من اختلاف الكتلتين، وتسمى النوى التي تحتوي على نفس عدد البروتونات، ولكن بأعداد مختلفة من النيوترونات؛ النظائر، إذ إن لجميع العناصر الكيميائية العديد من النظائر.[٢]
من المعتاد وصف النظائر المختلفة بإعطاء مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في النواة - وهي كمية تسمى رقم الكتلة الذرية، مثلًا تُكتب ذرة الكربون التي تحتوي على ستة بروتونات وستة نيوترونات كربون-12، وتُكتب ذرة الكربون التي تحتوي على ستة بروتونات وثمانية نيوترونات كربون -14، وتُقاس كتلة الذرات بوحدة الكتلة الذرية، والتي تُعرَّف بأنها 1/12 من كتلة ذرة كربون -12، أو 1.660538921 × 10−24 جرام، وتتكون كتلة الذرة من كتلة النواة بالإضافة إلى كتلة الإلكترونات، لذلك فإن وحدة الكتلة الذرية ليست بالضبط نفس كتلة البروتون أو النيوترون.[٢]
المراجع
- ^ أ ب "Atomic Structure", libretexts. Edited.
- ^ أ ب ت ث "Atom", britannica. Edited.
- ↑ "3.2 Nucleus of the Atom", flexbooks. Edited.
- ↑ "The Atomic Nucleus", lbl. Edited.
