العالم الذي اكتشف البروتونات
الكيمياء من العلوم الطبيعية التي تحلل التغيرات التي تحدث في المادة ، وتحدد عدد الذرات والجزيئات داخل كل عنصر من عناصر المادة. العالم الذي اكتشف البروتون .
المحتويات
العالم الذي اكتشف البروتون
البروتونات هي أجسام موجبة الشحنة توجد داخل نواة الذرة مع كل عنصر كيميائي.
- اكتشف العالم البريطاني إرنست جيمس رذرفورد البروتونات في نواة الذرة عام 1920 بعد الميلاد.
- يُعرف رذرفورد بأنه أب الفيزياء النووية ، لكونه أول عالم يقوم بتقسيم الذرة.
- التحق رذرفورد بالمدرسة الثانوية (نيلسون كوليدج) على منحة دراسية ، وتميز بتميزه في جميع المواد ، وخاصة الرياضيات والعلوم.
- واصل رذرفورد مسيرته التدريسية ثم أكمل درجة الماجستير في الرياضيات والعلوم مع مرتبة الشرف.
- تحولت حياة رذرفورد من عالم إلى عالم في الذرة منذ حصوله على منحة للدراسة في جامعة كامبريدج في بريطانيا عام 1895 ، حيث حصل على لقب أستاذ بعد أن خلف ج. طومسون.
- شغفه بالرياضيات والعلوم الفيزيائية والكيميائية ، مما دفعه إلى اكتشاف الكيمياء النووية ، واكتشاف الجسيمات التي تتكون منها الذرة ، مثل جسيمات ألفا وبيتا وجاما.
- على وجه الخصوص ، ركز اهتمامه على جسيمات ألفا الإيجابية واكتشف أنها نواة عنصر الهيليوم ، ثم حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1908 م بعد التدريس في جامعة فيكتوريا في بريطانيا.
- أما جسيمات بيتا فهي سالبة الشحنة وجزيئات بيتا هي موجات كهرومغناطيسية تحتوي على ترددات عالية تمكنها من اختراق معظم الأجسام حتى الصلبة منها.
- لذلك ، كان رذرفورد قادرًا على تطوير نموذج للنشاط الإشعاعي ، والذي من خلاله تكون الذرة هي عملية الاضمحلال ، وقد شارك العالم فريدريك معه في وضع القواعد لهذه العملية.
- النواة تشبه الشمس ، وهي المركز الثابت الذي تدور حوله الإلكترونات ، وتتشابه الإلكترونات مع الكواكب.
- بدأ نظريته عن النموذج الذري في عام 1919 ، وفي العالم التالي أثبت أن البروتون موجود داخل النواة.
ما هو البروتون؟
كان رذرفورد أول من استخدم مصطلح البروتون ، وهو من أصل يوناني ويعني (أولاً).
- تحتوي الذرة على عدد من الجسيمات مثل البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ، كل منها يحمل شحنته الكهربائية الخاصة.
- يحمل البروتون شحنة كهربائية موجبة ورمزها (P).
- تتكون الذرة في أي عنصر من نواة تحتوي على إلكترونات سالبة وبروتونات موجبة.
- يشير عدد البروتونات في النواة إلى العدد الذري للعنصر.
- يتكون البروتون من ثلاث جسيمات صغيرة ، وهي كواركات.
- استخدم رذرفورد نواة ذرة الهيدروجين لتحديد البروتونات ، ووجد أن البروتون حر في نواة كل عنصر ذري.
- على الرغم من أن البروتونات حرة داخل النواة ، إلا أنها تحتفظ بحالتها ولا تتفكك إلى أجزاء أخرى.
- تصبح البروتونات حرة عند فصلها عن الإلكترونات ، لأنه عندما تصطدم الشحنات الموجبة للبروتونات ، وتنجذب الشحنات السالبة للإلكترونات إلى بعضها البعض.
- ويوحد البروتون بدوره نواة ذرة العنصر عن طريق جذب إلكترونات سالبة غير مستقرة في مدارات النواة.
نظرية رذرفورد النووية
أثبت رذرفورد في عام 1911 أن الذرة تحتوي على نواة من جسيمات موجبة الشحنة تسمى البروتونات ، وجسيمات سالبة الشحنة تسمى الإلكترونات ، ثم أطلق على هذه النظرية (نظرية رذرفورد النووية).
- في البداية ، اكتشف العالم جيمس تشادويك جسيمًا آخر داخل النواة بشحنة متعادلة تسمى النيوترونات.
- تحتوي الذرة على نواة ، وتشمل تلك النواة كلاهما ؛ تدور البروتونات ذات الشحنة الموجبة والنيوترونات ذات الشحنة المحايدة والإلكترونات سالبة الشحنة حول النواة.
- يمكننا حساب كتلة الذرة عن طريق جمع النيوترونات والبروتونات في النواة ، لأن النواة تحتوي فقط على النيوترونات والبروتونات.
- النواة تحتفظ بعدد البروتونات بداخلها لأن عدد البروتونات ثابت ولا يتغير لأنه يشير إلى العدد الذري لكل عنصر بينما الإلكترونات متغيرة ، لذلك يمكن للذرة أن تقلل بعض الإلكترونات منها أو تكتسب إلكترونات خارجية.
- كان رذرفورد قادرًا على إثبات أن عدد الإلكترونات حول النواة يساوي عدد البروتونات داخل النواة. الذرة لها شحنة متعادلة ، ونجد أن عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات.
- استخدم رذرفورد أشعة ألفا ، والتي تتكون من شحنات كهربائية موجبة ، وسمح لها بالمرور عبر صفيحة معدنية من الذهب.
- تحضير صفيحة كبريتيد الزنك لتلقي أشعة ألفا.
- وجد رذرفورد أن معظم الأشعة مرت عبر الصفيحة المعدنية ، لكن بعضها انحرف ، والبعض الآخر انعكس.
نتائج نظرية رذرفورد
بعد أن جرب رذرفورد انبعاث أشعة ألفا على لوح معدني من الذهب ، استنتج بعض النتائج:
- وجد رذرفورد أن أكبر كمية من الأشعة تمر عبر الصفيحة المعدنية دون انحراف أو تغيير مسارها.
- عدد قليل منها انحرف بزاوية 90 درجة ، وقليل قد غير مساره بزاوية 180 درجة على لوح كبريتيد الزنك الذي وضعه خلف الأشعة.
- خلص رذرفورد إلى أن سمك اللوح المعدني يتناسب طرديًا مع الجزء المنحرف من أشعة ألفا على لوح كبريتيد الزنك.
- بما أن أكبر عدد من الأشعة لم ينحرف عن مساره واخترق الصفيحة المعدنية ، فإن الذرة تحتوي بداخلها على مساحة فارغة أكبر من المساحة المملوءة ، لأن الذرة بطبيعتها جسم غير صلب يحتوي بداخله على مساحة صغيرة جدًا. جزء يسمى النواة.
- تنحرف بعض الأشعة عن مسارها لأن الشحنات الموجبة في البروتونات تلتقي بشحنات ألفا الموجبة ، مما يؤدي إلى تنافر بين الأشعة والذرة.
- كان رذرفورد قادرًا على معرفة كتلة الذرة من نواتها بعدد البروتونات والنيوترونات الموجودة فيها.
- تم استخدام البروتونات في بعض الأجهزة العلاجية المختلفة ، بما في ذلك السيكلوترون الذي يلعب دورًا في القضاء على الخلايا السرطانية.
- تساهم البروتونات في العلاج الإشعاعي بالأشعة السينية وعلاج بعض أمراض المناعة والعمليات الجراحية.
عيوب نظرية رذرفورد
لم تكن النظرية قادرة على الإجابة على بعض الأسئلة ، وكان للنظرية النووية القليل من الغموض الذي لم يفسره رذرفورد.
- تمكن رذرفورد من إثبات أن الإلكترونات تدور حول النواة في مدارات ثابتة ، لكنه لم يشرح كيف استقرت الذرة والبروتونات.
- في النظرية النووية ، كان رذرفورد مهتمًا باكتشاف البروتونات ، ولم يهتم بترتيب وترتيب الإلكترونات حول النواة. هذا يؤكد أن رذرفورد فضل الاهتمام بالجزء على الكل ، أي البروتونات على الذرة نفسها ، والتي تحتوي على النواة والإلكترونات والبروتونات والنيوترونات.
- فشل رذرفورد في إثبات أن الإلكترونات تصدر إشعاعات كهرومغناطيسية مستمرة لأنها تدور بسرعة حول النواة.
- لم يستطع رذرفورد تفسير مفهوم الاختزال وكسب الإلكترونات ، لذلك نجد أن الإلكترون يسقط داخل النواة في حال فقد الطاقة ، فتنخفض سرعته تدريجياً ، ومن ثم لا يمكن أن تدور حول النواة ويسقط بداخلها.
في هذا المحتوى ، علمنا العالم الذي اكتشف البروتون إنه العالم إرنست جيمس رذرفورد ، وقد توصلنا إلى بعض الاستنتاجات والعيوب في نظرية رذرفورد النووية.
يمكنك العثور على مزيد من المعلومات من خلال موقع الحياه ويكي العربية الشاملة:
- مقال قصير عن عالم رذرفورد
- لماذا سميت الأشعة السينية بذلك؟
- ما هي مكونات الذرة؟
- البحث في الفيزياء النووية ، قارن نموذج طومسون مع نموذج رذرفورد لبنية الذرة
- البحث عن علم الكيمياء وفروعه وأهم مفاهيمه
