شرح مستويات الطاقة في الذرة وخصائصها

شرح مستويات الطاقة في الذرة وخصائصها، خصائص الذرة كثيرة ومتعددة، ومن أهم هذه الخصائص مستويات الطاقة، ترتبط هذه المستويات بعدد الإلكترونيات وبالأخص إلكترونات التكافؤ التي تعمل على تحديد سلوك وخصائص الذرات بجانب التفاعلات التي تحدث بين مستويات الطاقة للمستويات الأخرى، ومن خلال هذا المقال سوف نتناول شرح مستويات الطاقة في الذرة وخصائصه.

ما هي الذرة

  • الذرات هي الوحدة الأساسية للمادة بالإضافة إلى أنها البنية المحددة للعناصر.
  • أما أذا تعرفنا على الذرة فهي كلمة يونانية وتعني الشيء الغير قابل للتجزئة حيث كان قديمًا أعتقد أن الذرات هي أصغر الأشياء في الكون ولا يمكن أن يتم تقسيمها، ولكن الأن أصبح الأمر معروفًا حيث أن الذرات تتكون من ثلاثة جسيمات مختلفة بالنسبة للحجم فتجتمع هذه الجسيمات وتندمج حتى تكون النواة.

شاهد أيضًا: بحث عن الإلكترونات في الذرات وكيفية توزيعها جاهز للطباعة

ما هي مكونات الذرة

يوجد بعض المكونات الخاصة بالذرة، إذا تحدثنا عن مكونات الذرة سوف نجد أنها تتكون من النواة موجبة الشحنة من البروتونات والنيوترونات وتكون مجموعة من الإلكترونات السالبة الشحنة، ويتم توزيعها في مستويات الطاقة داخل الذرة، وإليكم مكونات الذرة وهي كالاتي:

البروتون

  • هو من أهم مكونات الذرة فهو عبارة عن جسم صغير لا يوجد له شحنة موجبة من الممكن أن تتساوى مع مقدار الشحنة التي توجد في كل إلكترون.
  •  هو جسيم غير ذري، حيث قام العلماء بقياس كتلة البروتون وقد تبين لهم أن كتلة البروتون تساوي 1.67262× 27-10 كغ، ومن هنا تم حساب كتلة البروتون التي تساوي 1836 ضعف الكتلة التي توجد في كل إلكترون
  • عدد البروتينات الموجودة في الذرة هو الذي يعمل على تحديد العدد الذري بالنسبة لكل عنصر كيميائي موجود في الطبيعة، فتجده موجود في ترتيب العناصر بحسب العدد الذري في الجدول الدوري الموجود في الكيمياء.
  • وقام علماء الكيمياء بتعريف البروتون بأنه عبارة عن جسم يتكون من ثلاثة جسيمات أولية تعرف والكواركات.

النيوترون

  • هو جسيم غير ذري يوجد في كل العناصر الكيميائية بالإضافة إلى مجموعة من الخصائص، فكل النيوترونات الموجودة في العناصر الطبيعية والتي توجد في الجدول الدوري بالنسبة للعناصر الكيميائية ماعدا عنصر الهيدروجين، حيث قام العلماء باكتشاف أنه لا يحتوي على نيترون إطلاقًا.
  • النيوترونات لا تملك شحنات كهربائية وإذا تحدثنا عن كتلتها فهى تقريبًا ضعف قدرة كتلة الإلكترون ب 1839 مرة.
  • يمكن أن يتم حصر النيوترونات في الحيز الذي يوجد في النواة فإن النيوترونات تشمل من كتلة الذرة 99.9% ولكن العلماء قاموا بعمل تجارب وأبحاث وجد أن هذه الكتلة تشمل النيوترونات والبروتونات التي توجد داخل الذرة في حيز النواة.
  • النيوترونات تحافظ على تماسك النواة في الذرة بالرغم من أنها يوجد لديها شحنات كهربائية سالبة ومتعادلة وموجبة، بالإضافة إلى توليد طاقة كبيرة نتيجة التنوع في النيترونات.

الإلكترونيات

  • هي عبارة عن جسيمات تحمل شحنات سالبة وهي أخفف المكونات الموجودة في الذرة.
  • قام المكتشف “تنسن” باكتشاف تركيب ذري حول الإلكترونات، حيث وجدت أنه عندما يتم نزع هذه الإلكترونات من المدار الذي تدور فيه فهو يحدث أيونية أكبر النواة داخل الذرة، مما أدى إلى ظهور مادة البلازما والتي وجدت نتيجة تواجد الإلكترونات بجانب الأيونات، وهذا يساعد على دخولها في العديد من الصناعات المختلفة التي تتعلق بهذه المادة.

قد يهمك: أصغر جزء من الطاقة الضوئية يوجد بشكل مستقل

النموذج الذري

  • هو عبارة عن جزيئات يمكن فصلها عن بعضها لأن هذه الجزيئات تتكون من ذرات ترتبط مع بعضها البعض بروابط تتميز بأن لها خصائص كيميائية.
  • لكن عملية الفصل هذه صعبة للغاية بسبب وجود قوي كهربائية تكتسبها نتيجة هذا الارتباط.
  • لكن البروتونات والإلكترونات إذا تطلب الأمر والتخلص منها تحتاج إلى طاقة كبيرة تساعد في التخلص من هذه ال البروتونات والإلكترونات داخل الذرة.
  • أما بالنسبة للخصائص الهامة من هذه الذرات بصفة عامة أنها تتميز بوجود العدد الذري والكتلة الذرية التي يوجد بها بعض الخصائص التي لا تؤثر على خصائصها الكيميائية، بالإضافة إلى العدد الكتلي الذي يتم احتسابه عن طريقة جمع عدد البروتونات والنيترونات سويًا.

خصائص الذرة

يوجد بعض الخصائص للذرة وهي كالاتي:

  • قام الفيزيائيين باستخدام أكثر من صورة لشرح خصائص الذرة لأن الذرة في بعض الأحيان تقوم الإلكترونات الموجودة فيها بالتصرف مثل الجسيمات التي تدور حول النواة، وفي بعض الأوقات تتصرف هذه الإلكترونات مثلا المدارات الثابتة الموجودة حول النواة.
  • من هنا يمكن تحديد خواصها الكيميائية عن طريق ما يدور فيها من أحداث موجودة في مداراتها المختلفة.
  • تتكون كل ذرة بمفردها من مجموعة جزيئات صغيرة وهي الإلكترونات والنواة، وهذه الجسيمات تكون مشحونة كهربائيًا والقوة الكهربائية المشحونة تكون مسؤولة عن تثبيت الذرة، وحتى يتم فصل الجسيمات تحتاج إلى مقدار زيادة في الطاقة والتي تتفاوت عمر مستويات الطاقة في الذرة.

مستويات الطاقة في الذرة

  • مستويات الطاقة هي المسافات الثابتة التي تقاس من مكان تواجد نواة الذرة إلى أماكن تواجد الإلكترونات فهي تشبه درجات السلم.
  • حيث يتم الوقوف على درجات السلم ولكن ليس بين الدرجات، بالمثل بالنسبة للإلكترونات فهي توجد في مستويات الطاقة ولا يمكن أن تتواجد في المسافة بين مستويات الطاقة وبعضها.
  • يوجد لأي ذرة أربع مستويات للطاقة حيث تحتوي على العديد من الإلكترونات في المستوى الأول حيث يحتوي المستوى الأول من الطاقة على كمية قليلة، وكلما ابتعدنا بالإلكترونات على النواة سوف تحصل على هذه الإلكترونات على مستوى طاقة أكبر.
  • يمكن أن تنتقل الإلكترونات من مستوى طاقة أعلى مستوى إلى مستوى أقل منه.

تابع معنا: هيئة الطاقة الجديدة والمتجددة تدريب

مستويات الطاقة والمدارات

  • إذا تحدثنا عن أصغر الذرات التي توجد في الجدول الدوري سوف تجد ذرة الهيدروجين حيث يوجد بها إلكترون واحد، ويقوم هذا الإلكترون بالدوران حول النواة في المستوى الأول من الطاقة.
  • ثم يأتي بعد ذلك مستويات طاقة تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات يتم توزيعها على مستويات الطاقة المختلفة.
  • ثم توضع الإلكترونات في أدنى مستوى للطاقة وعندما يمتلئ المستوى توضع باقي الإلكترونات في المستوى الذي يليه حتى يمتلئ.
  • إذا تحدثنا عن أول مستوى سوف يوجد به إلكترونين فقط ثم يليه المستوى الثاني من الطاقة يحتوي على 8 إلكترونات بحد اقصى، ثم يأتي المستوى الثالث من الطاقة يحتوي على 18 إلكترون.
  • يعتمد الحد الأقصى بالنسبة للإلكترونات على عدد المدارات في مستوى طاقة محدد، لأن المدار الذي يمثل حجم من الفضاء يوجد داخل الذرة.
  • المستوى الأول من الطاقة يحتوي على مدار واحد فقط لذلك يوجد به إلكترونين فقط ثم المستوى الثاني من الطاقة يحتوي على أربعة مدارات لذلك يحتوي على 8 إلكترونات.

المستويات الخارجية

  • المستوى الخارجي في الذرة يوجد به مجموعة من الإلكترونات وتطلق عليها اسم إلكترونات التكافؤ لها أهمية كبيرة ومحددة حيث يتحدد الكثير من خصائص الذرة.
  • تكون الذرة في حالة استقرار إذا كان مستوى الطاقة الخارجي يوجد به أكبر عدد من الإلكترونات، مثل إذا كان الهيليوم يحتوي على 2 إلكترون فقط ولكن كلاهما موجودان في مستوى الطاقة الأول، وهذا يعني أن مستوى طاقة الهيليوم الوحيد ممتلئ حيث يتسع إلكترونين فقط مما يجعل ذرة الهيليوم مستقرة، لذلك لا تتفاعل ذرات الهيليوم مع ذرات أخرى لأن مستوى الطاقة الخارجي مكتمل بالإلكترونات.

في ختام هذا المقال نكون قد تعرفنا على شرح مستويات الطاقة في الذرة وخصائصه، مستويات الطاقة يوجد بها مجموعة من الإلكترونات الخاصة بكل مستوى على حدة.

مقالات ذات صلة