مثال الجسيمات دون الذرية

ال الجسيمات دون الذرية هم انهم الوحدات الصغيرة التي تتكون منها الذرة. الأهم ثلاثة: بروتون و ال نيوترون تشكيل النواة الذرية ، و إلكترون، يدور حول الأخير.

المادة ، كل ما يشمل موقعًا في الفضاء ، يتكون من وحدات أساسية تسمى الذرات. عدد الذرات المختلفة الموجودة هو عدد العناصر الكيميائية في الجدول الدوري.

كل ما نعرفه هو تركيبات مختلفة من الذرات. هذه المجموعات هي موضوع دراسة كلاهما ، و الكيمياء غير العضوية و ال الكيمياء العضوية.

ولكن يتم استكشافها أيضًا في داخل الذرات ، والتي تتزامن مع وجود بنية أساسية ، تتكون من جسيمات سفلية تسمى النواة الذرية والإلكترونات.

ال نواة ذرية يتكون من نوعين مختلفين من الجسيمات: البروتونات والنيوترونات.

ال تحمل البروتونات شحنة كهربائية موجبة (+) و ال النيوترونات لا تحمل أي شحنة. ال الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة (-) تتفاعل مع شحنة البروتونات ، وتتولد ظاهرة جذب تحافظ على الذرة في حالة معينة من الطاقة.

يقال أن الذرة مستقرة عندما تلغي الشحنات الموجبة والسالبة بعضها البعض تمامًا.

إلكترون

يقوم الهواء عند الضغط العادي بتوصيل التيار الكهربائي بشكل سيئ للغاية. لكن الهواء المخلخل ، كما هو موجود في أنبوب التفريغ المفرغ ، يقوم بتوصيل التيار في شكل حزمة من الجسيمات تسمى أشعة الكاثود. في عام 1879 ، أثبت السير ويليام كروكس أن الجسيمات تحمل شحنة كهربائية.

في عام 1895 ، تمكن جان بيرين من التحقق من أن الشحنة سالبة ؛ وأعطيت الجسيمات اسم الإلكترونات. في نفس العام ، درس السير ج. ج. حدد طومسون قيمة الشحنة المحددة ، وهي النسبة بين شحنة الإلكترون (e) والكتلة (م) للإلكترون.

من القيمة 1.7592 * 10⁸ كولوم / جرام من "e / m" وقيمة "e" (1.602 * 10^-19 Coulombs) ، تم تحديده لأول مرة بواسطة R. ل. Millikan في عام 1917 ، تم حساب كتلة الإلكترون ، وهي 1/1838 من كتلة ذرة الهيدروجين.

شحن الإلكترون = 1.602 * 10^-19 كولوم

كتلة الإلكترون = 1/1838 من كتلة ذرة الهيدروجين

تم إجراء التحديدات الأولى لشحنة الإلكترون بواسطة تاونسند (1897) ، ج. ج. طومسون و H. ل. ويلسون (1903) ، استخدم الأخير كاميرا سي. ت. تم العثور على R. ويلسون (1897) لإنتاج الضباب ، وهو جهاز يستخدم على نطاق واسع في التحقيق في التركيب الذري.

تم العثور على الإلكترونات في الجزء الخارجي من الذرة ، ووصف الحركة حول النواة ، تمامًا مثل الكواكب حول الشمس. إن عدد الإلكترونات حول النواة هو ما يخبرنا بالعنصر الكيميائي.

على سبيل المثال ، إذا كان هناك إلكترون واحد فقط في الذرة ، فإن العنصر هو الهيدروجين. إذا كان هناك 23 إلكترونًا ، فهو صوديوم. إذا كان هناك 80 إلكترونًا ، فإن العنصر هو عطارد.

بروتون

عندما يتم تمرير تيار كهربائي عبر أنبوب مفرغ يعمل فيه القرص المثقوب كملف يتم توجيه الكاثود (القطب السالب) وأشعة الكاثود (الإلكترونات) نحو القطب الموجب (القطب إيجابي)؛ لكن الجسيمات المشحونة إيجابياً تظهر على الجانب الآخر من الكاثود ويمكن أن تنحرف عن طريق مجال مغناطيسي قوي.

على الرغم من أن شحنة هذه الجسيمات موجبة ، إلا أنها تساوي دائمًا أو مضاعفة لشحنة الإلكترون. تختلف كتلة الجسيم موجب الشحنة وفقًا لطبيعة الغاز الموجود في الأنبوب ؛ بشكل عام يساوي ذرة الغاز. تسمى حزم هذه الجسيمات بالأشعة الموجبة.

إذا كان الأنبوب يحتوي على الهيدروجين ، فإن كل جسيم موجب له كتلة ذرة الهيدروجين تقريبًا ، وتكون شحنته مساوية في الحجم لشحنة الإلكترون. ذرة الهيدروجين هي الأخف والأبسط بين جميع الذرات ، وجزيئات الأشعة الموجبة التي يتم الحصول عليها منها هي الأخف والأبسط بين جميع الجسيمات الموجبة.

شحن البروتون = 1.602 * 10^-19 كولوم

كتلة البروتون = كتلة ذرة الهيدروجين

وجد رذرفورد أن هذا الجسيم الموجب نفسه ينتج بشكل متكرر عن طريق قصف عناصر مختلفة بالأشعة المنبعثة من الراديوم. أطلق على هذا الجسيم الموجب الأبسط بروتون، وتوصل إلى استنتاج مفاده أنه أحد مكونات الذرة.

نيوترونات

اليوم من المقبول عمومًا أن الذرة تتكون من نواة صغيرة بشحنات كهربائية موجبة تساوي في العدد العدد الذري (عدد الإلكترونات يدور حول النواة) في المركز أو قريبًا جدًا منه ، من المساحة المتاحة للذرة بأكملها والإلكترونات السالبة في الجزء الخارجي من المذكور الفضاء.

يتطابق عدد الإلكترونات مع عدد الشحنات الموجبة في النواة. باستثناء ذرة الهيدروجين ، تفسر كتلة الذرة بحقيقة أن النواة لا تحتوي فقط على البروتونات ، بل تحتوي على عدد من الجسيمات المحايدة ، والتي تم اعتبارهم في البداية بروتونات معادلة (كل منها مدمج مع إلكترون) ، ولكن اليوم تم التعرف عليها كوحدات أساسية للمادة مع الكتلة ، اسم الشيئ نيوترونات.

الجسيمات دون الذرية الأخرى

 بالإضافة إلى الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات ، تُعرف حاليًا الجسيمات الأخرى التي تعتبر أيضًا مكونات الذرات: بوزترون، ال ميزون أو ميزوترون و ال نيوترينو.

ال البوزيترونات اكتشفها كارل أندرسون (1932) في تفاعل الأشعة الكونية (الإشعاع الذي تصل إلى الأرض من الفضاء) بالمادة وفي عمليات إشعاعية معينة مصطنع. البوزيترونات متطابقة مع الإلكترونات ، فقط شحنتها موجبة وليست سالبة. وجودها كجسيمات حرة صغير للغاية ، فهو أقل من جزء من المليون من الثانية.

ال ميزون تم اكتشافها أيضًا بواسطة Carl Anderson بالتعاون مع Seth Neddermeyer (1936) من خلال عمل الأشعة الكونية مع المادة. لديهم كتلة ، ويبدو أنها غير ثابتة وتساوي تقريبًا عُشر كتلة البروتون ، وشحنة كهربائية موجبة أو سالبة. لها عمر قصير جدًا ومن المفترض أن تتحلل إلى نيوترينوات بالإضافة إلى الإلكترونات أو البوزيترونات. محاولة الحصول على الميزونات بشكل مصطنع في المختبر باستخدام مسرعات الأيونات و الإلكترونات (السيكلوترون ، البيتاترون ، السنكروترون ، إلخ) التي تزود هذه الطاقات الهائلة ، تم تحقيقها في 1948.

ال نيوترينوات إنها جسيمات كتلتها مساوية لكتلة الإلكترونات والبوزيترونات ، ولكن بدون شحنة كهربائية. كان من المفترض وجودها من قبل فيرمي في عام 1925 لشرح بعض الحسابات النشطة في انبعاث جسيمات بيتا بواسطة المواد المشعة. على الرغم من إمكانية تفسير التجارب الجديدة تمامًا من خلال وجود النيوترينوات ، إلا أنه لم يتم العثور على دليل قاطع على ذلك.

أمثلة على الجسيمات دون الذرية

بروتون

نيوترون

إلكترون

بوزترون

ميزون أو ميزوترون

نيوترينو

لبتونات

جسيمات دون الذرية

غلوونس

الفوتونات

هادرون

Graviton (جسيم نظري)