أهداف الدرس
- أَشرح تطوّر النماذج الذريّة عبر التاريخ.
- أُوضح كيف ساهمت هذه النماذج في فهم تركيب الذرة.
- أُفسّر مشاهدات تجربة رذرفورد وأستنتج منها تركيب الذرة.
- أُعدد فروض نظرية نموذج بور لذرة الهيدروجين والاعتراضات التي وُجهت إليه.
- أَصف تركيب الذرة وفق النموذج الميكانيكي الموجي.
الشرح خطوة بخطوة
المقطع 1 من 6تطوّر النماذج الذرية — لماذا تعاقبت نماذج الذرة؟3:03
لا يوجد صوت عربي على هذا الجهاز. الشرح الصوتي المسجّل سيتوفر لهذا الدرس قريبًا
مقاطع الدرس
0 من 6 مكتملتطوّر النماذج الذرية — لماذا تعاقبت نماذج الذرة؟(ص 27)
منذ أن خلق الله الإنسان في هذا الكون، لم يتوقف عقله عن التساؤل والسعي لفهم مكونات هذا الوجود وأسراره. كيف تتكوّن وتتشكل الأشياء؟ ولماذا تختلف خصائصها؟(ص 27)
هذه الأسئلة البسيطة قادت العلماء في رحلةٍ علميّةٍ مدهشةٍ استمرت عقودًا، كانت من محطاتها نماذج ذرية متعاقبة. لقد طوّر العلماء نموذج الذرة عبر التاريخ (ديموقريطس، أرسطو، دالتون، طومسون، رذرفورد، بور، شرودنغر). فمن خلال نتائج هذه التجارب وُضع تصوّر للذرة وشكلها ومكوناتها.(ص 27)
تتكون الذرة من نواة تحتوي على نوعين من الجسيمات الأساسية هما: البروتونات (موجبة الشحنة)، والنيوترونات (متعادلة الشحنة)، وحول النواة تدور الإلكترونات (سالبة الشحنة).(ص 28)
ستقتصر دراستنا في هذا الفصل على بعض النماذج الذرية وهي: نموذج رذرفورد، نموذج بور لذرة الهيدروجين، النموذج الميكانيكي الموجي للذرة، والنموذج الكَمّي للذرة.(ص 28)
1 - نموذج رذرفورد للذرة — Rutherford’s Model(ص 28)
في عام 1909 كان العالمان جيجر و مارسدن H.Geiger & E.Marsden يجريان تحت إشراف الفيزيائي الإنجليزي أرنست رذرفورد Ernest Rutherford بحثًا يتعلق بدراسة اختراق الأشعة المختلفة للأجسام الصلبة، وكانت التجربة التي تم إجراؤها كالتالي:(ص 28)
- 1 - سمح لجسيمات ألفا الموجبة (α) أن تصطدم بلوح معدني مبطن بطبقة من كبريتيد الخارصين، وتم تحديد موضع وعدد جسيمات ألفا بدلالة الومضات التي ظهرت على اللوح.
- 2 - وضعت رقاقة الذهب بحيث تعترض مسار جسيمات ألفا قبل اصطدامها باللوح المعدني.
بعد إجراء التجربة توصل العلماء إلى المشاهدات والاستنتاجات التالية كما في الجدول (2).(ص 29)
- المشاهدة: نفاذ معظم جسيمات ألفا خلال رقاقة الذهب دون أي انحراف في مسارها (علل).
- الاستنتاج: الذرة معظمها فراغ.
- المشاهدة: انحراف عدد قليل من جسيمات ألفا عن مسارها بعد اصطدامها برقاقة الذهب (علل).
- الاستنتاج: الذرة تحوي جسيمًا مشحونًا بشحنة موجبة (النواة) مشابهة لشحنة جسيمات ألفا، لذلك تنافرت معها.
- المشاهدة: ارتداد عدد قليل جدًا من جسيمات ألفا في اتجاه مصدرها، بعد اصطدامها برقاقة الذهب (علل).
- الاستنتاج: يوجد بالذرة جزء يشغل حيزًا صغيرًا جدًا بالنسبة لحجم الذرة يتركز فيه معظم كتلة الذرة (النواة).
الاعتراضات التي وُجهت إلى نموذج رذرفورد(ص 30)
وعلى الرغم من نجاح التجربة في ذلك الوقت، فقد واجه هذا النموذج بعض الاعتراضات التي لم يستطع رذرفورد وفريقه الإجابة عليها وهي: اعترض العلماء على تفسير (رذرفورد) لكيفية دوران الإلكترونات حول النواة، وتشبيهه دورانها بدوران الكواكب حول الشمس. وذلك لسببين هما:(ص 30)
- أ - الإلكترونات جسيمات تحمل شحنة كهربائية أما الكواكب فهي متعادلة الشحنة.
- ب - قوانين علم الفيزياء توضح أن: عند حركة الإلكترونات حول النواة في مدار دائري تفقد طاقة باستمرار بسبب حركتها. ومع فقدان هذه الطاقة تقل سرعة دورانها تدريجيًا، فتقل قوة الطرد المركزي لها، وتتغلب قوة جذب النواة للإلكترونات على قوة الطرد المركزي لها، فتتحرك في مسار حلزوني حتى تلتصق بالنواة وتنهار الذرة. وهذا بالطبع لا يحدث إذ أن الذرة في الحقيقة لا تنهار.
2 - نموذج بور لذرة الهيدروجين — Bohr’s Model of Hydrogen Atom(ص 30)
في عام 1913 اختار بور في نموذجه للذرة أبسط الذرات وهي ذرة الهيدروجين للتغلب على الاعتراضات التي وجهت لنموذج (رذرفورد) للذرة.(ص 30)
وقد استعان بور بنتائج أبحاث العلماء عن طيف الانبعاث الذري في وضع نموذجه للذرة لتفسير كيفية دوران الإلكترون حول النواة دون أن يفقد طاقة.(ص 30)
- وتتلخص فروض نظرية نموذج (بور) في التالي:
- 1 - تدور الإلكترونات حول نواة الذرة في مستويات طاقة معيّنة دون أن تكتسب أو تنطلق منها طاقة (لها طاقة ثابتة)، يطلق على هذه المستويات اسم مستويات الطاقة الرئيسية.
- 2 - يوجد في مركز الذرة نواة موجبة الشحنة.
- 3 - عدد الشحنات السالبة (الإلكترونات) التي تدور حول النواة يساوي عدد الشحنات الموجبة (البروتونات) داخل النواة. (الذرة متعادلة كهربائيًّا) (علل).
- 4 - كل مستوى طاقة رئيسي يعبر عنه بعدد صحيح ويرمز له بالرمز (n)، وتتوقف طاقة المستوى على مدى قربه أو بعده عن النواة حيث تزداد طاقة المستوى بزيادة بعده عن النواة.
5 - إذا اكتسب (امتص) الإلكترون طاقة معينة فإنه ينتقل من المستوى الذي يشغله إلى المستوى الأعلى منه في الطاقة، أي ينتقل من حالته المستقرة إلى الحالة المثارة غير المستقرة، ويعود إلى حالته المستقرة عندما تنطلق منه الطاقة التي اكتسبها كما في الشكل (5).(ص 31)
يوضح جدول (3) الفرق بين مفهومي الذرة المستقرة والذرة المثارة، كما يوضح الشكل (6) شكل كلًّا منهما.(ص 31)
- الذرة المستقرة: الذرة عندما تكون طاقة إلكتروناتها أقل ما يمكن، بحيث ترتب إلكتروناتها في مستويات الطاقة وفق الترتيب الإلكتروني الأكثر استقرارًا.
- الذرة المثارة: الذرة التي اكتسبت (امتصت) كمية معينة من الطاقة مما أدى إلى انتقال إلكترون أو أكثر من مستوى طاقة أقل إلى مستوى طاقة أعلى.
الاعتراضات التي وُجهت إلى نموذج بور(ص 32)
وواجه نموذج بور بعض الاعتراضات التي لم يستطع تفسيرها وهي: طُبق نموذج بور على ذرة الهيدروجين، وهي أبسط الذرات، إلا أنه فشل في تفسير بعض الظواهر مثل طيف الانبعاث الذري للذرات التي تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات.(ص 32)
3 - النموذج الميكانيكي الموجي للذرة — The Quantum Mechanical Model of Atom(ص 32)
في عام 1923 دفعت أوجه القصور في نموذج بور لذرة الهيدروجين بالعلماء إلى إجراء تعديلات عليه، وبناءً على أفكار بلانك، أينشتاين، دي برولي، وهايزنبرج، فقد أسهم العالم النمساوي شرودنغر فيما يلي:(ص 32)
- - تأسيس النظرية الميكانيكية للذرة.
- - وضع المعادلة الموجية التي تطبق على حركة الإلكترون في الذرة، والتي يمكن عن طريقها تحديد:
- • السعة القصوى للإلكترونات في كل مستوى طاقة رئيسي.
- • مناطق الفراغ حول النواة التي يزداد فيها احتمال تواجد الإلكترونات في كل مستوى طاقة رئيسي.
وقد غيرت المعادلة الموجية مفهومنا لحركة الإلكترونات حول النواة، فبعد أن كنا نعرف أن الإلكترونات تدور في مستويات طاقة محددة، أصبح لدينا مفهومان جديدان مترابطان في وصف مناطق احتمال وجود الإلكترونات وهما السحابة الإلكترونية والأفلاك الذرية كما في الشكل (7).(ص 32)
- A - السحابة الإلكترونية Electron Cloud: مناطق الفراغ المحيط بالنواة، والتي يحتمل وجود الإلكترون فيها في كل الاتجاهات.
- B - الأفلاك الذرية Atomic Orbitals: مناطق داخل السحابة الإلكترونية، يزداد احتمال وجود الإلكترون فيها.
حل المسائل على السبورة
شاهد المعلم يكتب الحل سطرًا سطرًا، أوقفه، أعد الخطوة، واسأل «لماذا؟» — ثم حُلّ مسألة مشابهة بنفسك لتكسب نجمة.
المسألة · الكتاب ص 29
بعد إجراء التجربة توصل العلماء إلى المشاهدات والاستنتاجات التالية كما في الجدول (2). استنتج من كل مشاهدة ما تدل عليه عن تركيب الذرة.
المعطيات
- جسيمات ألفا (α) موجبة الشحنة
- المشاهدة 1: نفاذ معظم جسيمات ألفا خلال رقاقة الذهب دون أي انحراف في مسارهامن هنا
- المشاهدة 2: انحراف عدد قليل من جسيمات ألفا عن مسارها بعد اصطدامها برقاقة الذهب
- المشاهدة 3: ارتداد عدد قليل جدًا من جسيمات ألفا في اتجاه مصدرها بعد اصطدامها برقاقة الذهب
- المشاهدة 1: نفاذ معظم جسيمات ألفا دون أي انحراف
المعلم: نَبْدَأُ بِالمُشاهَدَةِ الأُولَى كَما كَتَبَها الكِتابُ فِي العَمُودِ الأَيْمَنِ مِنَ الجَدْوَلِ. مُعْظَمُ جُسَيْماتِ أَلْفا عَبَرَتِ الرُّقاقَةَ كَأَنَّ شَيْئًا لَمْ يَعْتَرِضْها. اِسْأَلْ نَفْسَكَ: مَتَى يَعْبُرُ جُسَيْمٌ مادَّةً صُلْبَةً بِلا أَيِّ اِصْطِدامٍ؟ الجَوابُ: إِذا كانَ الطَّرِيقُ أَمامَهُ خالِيًا.
الخطوة 1 من 7
الملخص
- طوّر العلماء نموذج الذرة عبر التاريخ (ديموقريطس، أرسطو، دالتون، طومسون، رذرفورد، بور، شرودنغر)، وكل نموذج وُضع من خلال نتائج تجارب زمنه.
- تتكون الذرة من نواة فيها البروتونات (موجبة) والنيوترونات (متعادلة)، وحول النواة تدور الإلكترونات (سالبة).
- تجربة رذرفورد (جيجر ومارسدن، 1909): جسيمات ألفا الموجبة تُسلَّط على رقاقة ذهب، ويُكشف عنها بالومضات على لوح معدني مبطن بكبريتيد الخارصين.
- استنتاجات التجربة: الذرة معظمها فراغ، وفيها جسيم موجب الشحنة (النواة) يشغل حيزًا صغيرًا جدًا يتركز فيه معظم كتلة الذرة.
- الاعتراض على رذرفورد: الإلكترون مشحون بخلاف الكواكب، وهو يفقد طاقة أثناء دورانه فيتحرك في مسار حلزوني حتى تنهار الذرة، وهذا لا يحدث.
- فروض بور (1913) لذرة الهيدروجين: مستويات طاقة رئيسية ذات طاقة ثابتة، نواة موجبة، تعادل الذرة كهربائيًّا، والمستوى يرمز له بـ (n) وتزداد طاقته ببعده عن النواة، والإلكترون يمتص طاقة فيُثار وينبعث منه الطاقة فيستقر.
- الاعتراض على بور: فشل في تفسير طيف الانبعاث الذري للذرات التي تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات.
- النموذج الميكانيكي الموجي (شرودنغر، 1923): المعادلة الموجية تحدد السعة القصوى للإلكترونات ومناطق احتمال وجودها، فظهر مفهوما السحابة الإلكترونية والأفلاك الذرية.
الأفكار الرئيسية
- كل نموذج ذري فسّر نتائج تجارب زمنه، فإذا عجز عن تفسير ظاهرة جديدة وُجهت إليه اعتراضات فجاء نموذج أدق منه.
- تجربة رقاقة الذهب أثبتت أن الذرة معظمها فراغ، وأن شحنتها الموجبة ومعظم كتلتها تتركز في حيز صغير جدًا هو النواة.
- نموذج بور فسّر عدم انهيار الذرة بأن الإلكترون يدور في مستويات طاقة رئيسية لا يكتسب فيها ولا يفقد طاقة.
- المعادلة الموجية نقلتنا من فكرة المسار المحدد إلى فكرة الاحتمال: السحابة الإلكترونية والأفلاك الذرية.
الأسئلة المهمة
اذكر فروض نظرية نموذج (بور) للذرة.
1) تدور الإلكترونات حول نواة الذرة في مستويات طاقة معيّنة دون أن تكتسب أو تنطلق منها طاقة (لها طاقة ثابتة) تسمى مستويات الطاقة الرئيسية. 2) يوجد في مركز الذرة نواة موجبة الشحنة. 3) عدد الشحنات السالبة (الإلكترونات) التي تدور حول النواة يساوي عدد الشحنات الموجبة (البروتونات) داخل النواة. 4) كل مستوى طاقة رئيسي يعبر عنه بعدد صحيح ويرمز له بالرمز (n)، وتزداد طاقة المستوى بزيادة بعده عن النواة. 5) إذا اكتسب (امتص) الإلكترون طاقة معينة انتقل إلى المستوى الأعلى منه في الطاقة (الحالة المثارة)، ويعود إلى حالته المستقرة عندما تنطلق منه الطاقة التي اكتسبها.
الكتاب صفحة 30
علل: الذرة متعادلة كهربائيًّا.
لأن عدد الشحنات السالبة (الإلكترونات) التي تدور حول النواة يساوي عدد الشحنات الموجبة (البروتونات) داخل النواة.
الكتاب صفحة 30
علل: ارتداد عدد قليل جدًا من جسيمات ألفا في اتجاه مصدرها بعد اصطدامها برقاقة الذهب.
لأنه يوجد بالذرة جزء يشغل حيزًا صغيرًا جدًا بالنسبة لحجم الذرة يتركز فيه معظم كتلة الذرة (النواة).
الكتاب صفحة 29
علل: نفاذ معظم جسيمات ألفا خلال رقاقة الذهب دون أي انحراف في مسارها.
لأن الذرة معظمها فراغ.
الكتاب صفحة 29
ما الاعتراضات التي وُجهت إلى نموذج رذرفورد للذرة؟
اعترض العلماء على تفسير رذرفورد لكيفية دوران الإلكترونات حول النواة وتشبيهه دورانها بدوران الكواكب حول الشمس، لسببين: (أ) الإلكترونات جسيمات تحمل شحنة كهربائية أما الكواكب فهي متعادلة الشحنة. (ب) قوانين الفيزياء توضح أن الإلكترون عند حركته حول النواة في مدار دائري يفقد طاقة باستمرار، فتقل سرعة دورانه، فتقل قوة الطرد المركزي له، وتتغلب قوة جذب النواة عليه، فيتحرك في مسار حلزوني حتى يلتصق بالنواة وتنهار الذرة، وهذا لا يحدث لأن الذرة في الحقيقة لا تنهار.
الكتاب صفحة 30
ما الاعتراض الذي وُجه إلى نموذج بور؟
طُبق نموذج بور على ذرة الهيدروجين وهي أبسط الذرات، إلا أنه فشل في تفسير بعض الظواهر مثل طيف الانبعاث الذري للذرات التي تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات.
الكتاب صفحة 32
قارن بين السحابة الإلكترونية والأفلاك الذرية.
السحابة الإلكترونية Electron Cloud: مناطق الفراغ المحيط بالنواة، والتي يحتمل وجود الإلكترون فيها في كل الاتجاهات. أما الأفلاك الذرية Atomic Orbitals: مناطق داخل السحابة الإلكترونية، يزداد احتمال وجود الإلكترون فيها.
الكتاب صفحة 32
ماذا يمكن تحديده عن طريق المعادلة الموجية التي وضعها شرودنغر؟
يمكن عن طريقها تحديد: السعة القصوى للإلكترونات في كل مستوى طاقة رئيسي، ومناطق الفراغ حول النواة التي يزداد فيها احتمال تواجد الإلكترونات في كل مستوى طاقة رئيسي.
الكتاب صفحة 32
اختبار الدرس
أجب ثم اضغط «صحّح» لترى درجتك وتفسير كل إجابة.
الواجب
أسئلة تطبيقية لتحلها في البيت. يمكنك طباعتها من الأعلى.
مصطلحات الدرس
- مستويات الطاقة الرئيسية
- المستويات التي تدور فيها الإلكترونات حول نواة الذرة دون أن تكتسب أو تنطلق منها طاقة (لها طاقة ثابتة)، ويعبر عن كل منها بعدد صحيح يرمز له بالرمز (n).
- الذرة المستقرة
- الذرة عندما تكون طاقة إلكتروناتها أقل ما يمكن، بحيث ترتب إلكتروناتها في مستويات الطاقة وفق الترتيب الإلكتروني الأكثر استقرارًا.
- الذرة المثارة
- الذرة التي اكتسبت (امتصت) كمية معينة من الطاقة مما أدى إلى انتقال إلكترون أو أكثر من مستوى طاقة أقل إلى مستوى طاقة أعلى.
- السحابة الإلكترونية Electron Cloud
- مناطق الفراغ المحيط بالنواة، والتي يحتمل وجود الإلكترون فيها في كل الاتجاهات.
- الأفلاك الذرية Atomic Orbitals
- مناطق داخل السحابة الإلكترونية، يزداد احتمال وجود الإلكترون فيها.
- الكواركات Quarks
- اللبنات الأساسية التي تبني البروتون والنيوترون، وتربطها مع بعضها بقوى كبيرة؛ فالبروتون يتكون من ثلاثة كواركات، والنيوترون من ثلاثة كواركات بترتيب مختلف.
- المعادلة الموجية
- المعادلة التي وضعها شرودنغر وتطبق على حركة الإلكترون في الذرة، ويمكن عن طريقها تحديد السعة القصوى للإلكترونات في كل مستوى طاقة رئيسي، ومناطق الفراغ حول النواة التي يزداد فيها احتمال تواجد الإلكترونات.
تمارين الكتاب كاملة
كل سؤال ونشاط وتمرين ورد في صفحات هذا الدرس، بنصه وإجابته النموذجية. 15 تمرينًا.
سؤال افتتاح الدرسبرأيك، لماذا لم يكتفِ العلماءُ بنموذج واحد للذرة؟(ص 27)
إرشاد الإجابة: لأن كل نموذج وُضع من خلال نتائج تجارب زمنه ففسّرها فقط، فإذا ظهرت نتائج تجارب جديدة عجز النموذج عن تفسيرها وُجهت إليه اعتراضات، فيأتي عالم آخر بنموذج أدق يتغلب عليها. ولذلك تعاقبت النماذج الذرية عبر التاريخ (ديموقريطس، أرسطو، دالتون، طومسون، رذرفورد، بور، شرودنغر).
نشاطباستخدام الأدوات التي أمامك كوّن نموذجًا للذرة. الأدوات: ثلاث كرات كُتِب عليها (بروتون، نيوترون، إلكترون) - ثلاث بطاقات كُتِب عليها نوع الشحنة (±، +، −) - بطاقة لنموذج الذرة موضَّحٌ فيها موقع النواة ومستويات الطاقة. والمطلوب: 1 - لصق بطاقة الشحنة على الكرة المناسبة لها. 2 - وضع كل كرة في مكانها المناسب على بطاقة نموذج الذرة. ماذا تعلمت من هذا النشاط؟(ص 28)
تُلصق البطاقة (+) على كرة البروتون، والبطاقة (±) على كرة النيوترون، والبطاقة (−) على كرة الإلكترون. ثم توضع كرتا البروتون والنيوترون داخل النواة، وتوضع كرة الإلكترون على أحد مستويات الطاقة حول النواة. وما تعلمته: تتكون الذرة من نواة تحتوي على نوعين من الجسيمات الأساسية هما البروتونات (موجبة الشحنة) والنيوترونات (متعادلة الشحنة)، وحول النواة تدور الإلكترونات (سالبة الشحنة).
جدول (2) — عللعلل: نفاذ معظم جسيمات ألفا خلال رقاقة الذهب دون أي انحراف في مسارها.(ص 29)
لأن الذرة معظمها فراغ.
جدول (2) — عللعلل: انحراف عدد قليل من جسيمات ألفا عن مسارها بعد اصطدامها برقاقة الذهب.(ص 29)
لأن الذرة تحوي جسيمًا مشحونًا بشحنة موجبة (النواة) مشابهة لشحنة جسيمات ألفا، لذلك تنافرت معها.
جدول (2) — عللعلل: ارتداد عدد قليل جدًا من جسيمات ألفا في اتجاه مصدرها، بعد اصطدامها برقاقة الذهب.(ص 29)
لأنه يوجد بالذرة جزء يشغل حيزًا صغيرًا جدًا بالنسبة لحجم الذرة يتركز فيه معظم كتلة الذرة (النواة).
فروض نموذج بور — عللعلل: الذرة متعادلة كهربائيًّا.(ص 30)
لأن عدد الشحنات السالبة (الإلكترونات) التي تدور حول النواة يساوي عدد الشحنات الموجبة (البروتونات) داخل النواة.
الكيمياء والعلوم الأخرىكيف يمكنك تصميم نموذج ابتكاري يعكس فهمك للنموذج الميكانيكي الكمي للذرة؟(ص 33)
إرشاد الإجابة: اجعل النواة كرة صغيرة في مركز المجسّم، ثم أحطها بفراغ منقّط بكثافات مختلفة يمثل السحابة الإلكترونية، أي مناطق الفراغ المحيط بالنواة التي يحتمل وجود الإلكترون فيها في كل الاتجاهات، واجعل المناطق الأكثف تنقيطًا داخل السحابة تمثل الأفلاك الذرية التي يزداد فيها احتمال وجود الإلكترون. ولا تُرسم مسارات محددة للإلكترون لأن هذا النموذج يصف مناطق احتمال لا مسارات.
تحقق مما تعلمتقارن بين النماذج التالية: (وجه المقارنة: اسم النموذج — الفروض — الاعتراضات).(ص 33)
الشكل الأول (نواة موجبة يدور حولها إلكترون واحد في مستوى محدد): اسم النموذج: نموذج بور لذرة الهيدروجين. الفروض: تدور الإلكترونات حول النواة في مستويات طاقة معيّنة دون أن تكتسب أو تنطلق منها طاقة، وفي مركز الذرة نواة موجبة الشحنة، وعدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات فالذرة متعادلة كهربائيًّا، وكل مستوى يعبر عنه بعدد صحيح (n) وتزداد طاقته ببعده عن النواة، والإلكترون إذا امتص طاقة انتقل إلى مستوى أعلى ويعود عندما تنطلق منه. الاعتراضات: فشل في تفسير طيف الانبعاث الذري للذرات التي تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات. الشكل الثاني (نواة تدور حولها إلكترونات في مسارات دائرية): اسم النموذج: نموذج رذرفورد. الفروض: تدور الإلكترونات حول النواة كدوران الكواكب حول الشمس، والذرة معظمها فراغ وفيها نواة موجبة صغيرة الحجم يتركز فيها معظم كتلة الذرة. الاعتراضات: الإلكترونات تحمل شحنة كهربائية أما الكواكب فمتعادلة الشحنة، والإلكترون يفقد طاقة باستمرار أثناء دورانه فتقل سرعته فتتغلب قوة جذب النواة عليه فيتحرك في مسار حلزوني حتى يلتصق بالنواة وتنهار الذرة، وهذا لا يحدث.
أنت الكيميائي — السؤال الأول (1)اكتب المصطلح العلمي الذي تدل عليه العبارة: الذرة التي امتصت كمّية معينة من الطاقة مما أدى إلى انتقال إلكترون أو أكثر من مستوى طاقة أقل إلى مستوى طاقة أعلى.(ص 34)
الذرة المثارة.
أنت الكيميائي — السؤال الأول (2)اكتب المصطلح العلمي الذي تدل عليه العبارة: الذرة عندما تكون طاقة إلكتروناتها أقل ما يمكن، بحيث ترتب إلكتروناتها في مستويات الطاقة وفق الترتيب الإلكتروني الأكثر استقرارًا.(ص 34)
الذرة المستقرة.
أنت الكيميائي — السؤال الثاني (1)أكمل العبارة بما تراه مناسبًا: عند تسليط جسيمات ألفا على رقاقة من الذهب فإن معظمها ...................... .(ص 34)
ينفذ خلال رقاقة الذهب دون أي انحراف في مساره؛ لأن الذرة معظمها فراغ.
أنت الكيميائي — السؤال الثاني (2)أكمل العبارة بما تراه مناسبًا: من الاعتراضات التي وجهت لنموذج رذرفورد للذرة أن الإلكترون أثناء دورانه حول النواة ...................... طاقة.(ص 34)
يفقد (طاقة باستمرار بسبب حركته).
أنت الكيميائي — السؤال الثالث (1)علل لما يلي تعليلًا علميًّا سليمًا: ارتداد عدد قليل جدًّا من جسيمات ألفا في اتجاه مصدرها بعد اصطدامها برقاقة الذهب.(ص 34)
لأنه يوجد بالذرة جزء يشغل حيزًا صغيرًا جدًا بالنسبة لحجم الذرة يتركز فيه معظم كتلة الذرة (النواة).
أنت الكيميائي — السؤال الثالث (2)علل لما يلي تعليلًا علميًّا سليمًا: الذرة متعادلة كهربائيًا.(ص 34)
لأن عدد الشحنات السالبة (الإلكترونات) التي تدور حول النواة يساوي عدد الشحنات الموجبة (البروتونات) داخل النواة.
أنت الكيميائي — السؤال الرابعأجب عما يلي: وفق نموذج رذرفورد، تتحرك الإلكترونات حول النواة في مسارات دائرية، ومع ذلك لم تنهار الذرة. أعد صياغة هذه العبارة بشكل علمي صحيح وفق نموذج بور، موضحًا كيف يفسّر استقرار الذرة بطريقة مختلفة؟(ص 34)
الصياغة الصحيحة وفق نموذج بور: تدور الإلكترونات حول نواة الذرة في مستويات طاقة معيّنة (مستويات الطاقة الرئيسية) دون أن تكتسب أو تنطلق منها طاقة، أي أن لها طاقة ثابتة. وتفسير الاستقرار: ما دام الإلكترون في مستواه فهو لا يفقد طاقة، فلا تقل سرعة دورانه ولا تتغلب قوة جذب النواة عليه، فلا يتحرك في مسار حلزوني ولا تنهار الذرة. وإذا امتص طاقة معينة انتقل إلى مستوى أعلى (الحالة المثارة) ثم عاد إلى حالته المستقرة عندما تنطلق منه الطاقة التي اكتسبها.
صفحات الكتاب
صفحات هذا الدرس من كتاب الطالب الرسمي كما هي، صفحات 27 إلى 34.
