العناصر الكيميائية
يهتم علم الكيمياء بدراسة المادة وخصائصها وتركيبها ومكوناتها، فيتطرق للعناصر الكيميائية التي تتكون منها المادة، ويجزئ هذه العناصر إلى مكوناتها وأقسامها، ثم يدرس الذرات التي تتكون منها المادة الكيميائية وخواصها، وتمتاز المواد الكيميائية بأنها تحمل عدداً ذرياً، ويتم تصنيفها في جدول دوري وفقاً لكونها فلز أو لا فلز أو شبه فلز.
الذرّة
Atom، هي الجزء الأصغر في العناصر الكيميائية، حيث تشكّل في مجموعها عنصراً كيميائياً، وتمنحه خوّاصه الكيميائية، وهي التوزيع الإلكتروني، والكتلة، وعدد البروتونات ومدى قدرته على التفاعل الكيميائي.
تعتبر الذرة غير قابلة للانقسام، وتعّد الجزء الأصغر الذي يمنح العنصر مجموعة من المميزات والخصائص التي يمتاز بها عن غيره من العناصر الكيميائية، وهذا ما يوجد الفرق بينهم.
مكونات الذرة
تتكون الذرة من مجموعة إلكترونات ( وهي عبارة عن الشحنات السالبة )، حيث تدور هذه الإلكترونات حول نواة الذرة ذات الشحنات الموجبة وذات الحجم المتناهي الصغر، أما نواة الذرة فتتكون من مجموعة من البروتونات والنيوترونات، وتكون قيمة البروتونات موجبة والأخرى متعادلة.
بشكل أدق، فإنّ الذرّة تتكون من ثلاثة جسيمات تشكّل المكون الرئيسي لأية ذرة في العناصر الكيميائية، وهي الإلكترون، والبروتون، والنيوترون، حيث يتصف الإلكترون بأنه ذو كتلة تبلغ 9.11× 10 كغم، وتعتبر أقل من كتلة البروتونات والنيوترونات، أما النيوترونات فإنها تعتبر أصغر ما تتكون منه المادة. يسمى عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة بالعدد الذري.
خصائص الذرة
- العدد الذري، وهو عدد البروتونات الموجودة في ذرة العنصر الكيميائي.
- الخواص النووية، وهي:
- نصف القطر النووي.
- كتلة النواة.
- الاستقرار النووي.
- طاقة الترابط النووي.
- النماذج النووية، وتقسم إلى:
- نموذج القطرة السائلة: هو عبارة عن نموذج أوجده العالم الكيميائي نيلز بور في عام ألف وتسعمائة وستة وثلاثين، اعتمد خلاله على النيوكليونات وهي عبارة عن جسيمات موجودة في القطرة السائلة التي تحدث تفاعلاً مع مادة النيوكليونات، وتحدث خلال عملية التفاعل تصادمات متتالية.
- طاقة الربط الحجمية، وتقتضي هذه الطاقة أن تكون القوة النووية أكبر من خمسين، ويرمز لها رياضياً على النحو التالي (A>50)، وتكون هذه القوة بمثابة الطاقة التي تربط بين النيوكليونات الموجودة في الذرة وتكون نسبة هذه القوة النووية لأقرب نيوكليون له، ويشار إلى أن العلاقة التي تربط بين القوة النووية للنيوكليونات وحجم النواة هي علاقة تناسب طردي.
- الطاقة السطحية.
- طاقة التنافر الكهربائي.
- طاقة الشفاعية.
- حجم الذرة.
الانشطار النووي
يحدث الانشطار النووي كناتج لعملية تفاعل كيميائي تحدث غالباً على مادتي اليورانيوم والبلوتونيوم، وينشأ عن ذلك انشطار نواة الذرة الثقيلة إلى نصفين أو أكثر، فينتج عنصر آخر نتيجة هذا الانشطار يتسم بارتفاع طاقة الفوتونات والنيوترونات به، كما تنشأ جسيمات نووية، وينتج عن عملية الانشطار التي تحدث على نواة العناصر الثقيلة إنتاج كميات كبيرة جداً من الطاقة الإشعاعية والحرارية.
