ما تعريف العدد الذري

أُطلق مفهوم العدد الذري من قبل بحثٍ تاريخيٍّ لهنري غوين والعالم الفيزيائي الإنكليزي جيفريز موسيلي عام 1910، لكن ما تعريف العدد الذري؟

4 إجابات

يدل مفهوم العدد الذري إلى عدد البروتونات الموجودة في الذرة المحايدة، وباعتبار أنّ الجدول الدوري يضم العناصر الكيميائية مرتبة حسب عدد البروتونات المتزايدة في نواة كل منها، فإنّ العدد الذري يشير إلى العدد الذي يحمله كل عنصر كيميائي في هذا النظام الدوري.

العدد الذري

وإنّ أول من طرح فكرة أنّ الكون مكون من جسيمات صغيرة غير قابلة للتجزئة تدعى الذرات كان الفيلسوف اليوناني Leucippus وتلميذه  Demokritos، حيث أقرّ الاثنان بأنّ الذرات هي المسؤولة عن بناء المادة وأنّ جميع هذه الذرات تتكون من بروتونات ونترونات والكترونات باستثناء الهيدروجين، فعلى سبيل المثال بما أنّ ذرة الصوديوم تمتلك 11 إلكترون و 11 بروتون فإنّ العدد الذري للصوديوم = عدد البروتونات = 11.

أما عن أهمية العدد الذري فيمكن تلخيصه في عدة نقاط:

  • يساعد العدد الذري في تحديد الهوية الخاصة بعنصر معين.
  • إنّ ترتيب العناصر الكيميائية يتم تصاعديًا وفقًا للعدد الذري لها وبالتالي يشكل العدد الذري أساس هذا الترتيب.
  • إنّ الالكترون التكافؤي هو المسؤول عن تحديد سلوك الترابط الكيميائي للعنصر مما يعني بأنّ العدد الذري يساعد في تحديد خواص العنصر.

كما أنّ هناك مجموعة من النقاط الأساسية عن الذرة من المهم معرفتها:

  • العنصر الحيادي هو الذي تتضمن ذراته نفس العدد من البروتونات والالكترونات.
  • النظائر هي أشكال أخرى من نفس الذرة وتختلف عن بعضها بعدد النيترونات.
  • العدد الكتلي للعنصر يحدد عبر عدد البروتونات وعدد الالكترونات.

أكمل القراءة

لكُلِّ عنصرٍ من العناصر الكيميائيّة هويةٌ تميزهُ عن غيره وهي العدد الذري والذي يُعبر عن إجماليِّ عدد البروتونات المتواجدة في نواة كل عنصرٍ كيميائيٍّ ويتشابهُ في العناصر المتماثلة أما العناصر التي تختلف عن بعضها فأيضًا عددها الذري يكون مختلفًا، ويرمز لهُ ب Z مثال:

الكربون جميع ذراتهُ تضم 6 بروتونات في نواتها وبالتالي العدد الذري لهُ هو 6، ولكلِّ ذرةٍ طبيعةٌ مُتعادلةٌ كهربائيًّا نتيجة امتلاكها إلكتروناتٍ بنفس عدد البروتونات الموجودة فيها أي:

عدد البروتونات = عدد الإلكترونات = العدد الذري.

مثال: عنصر الصوديوم Na، إن عدد البروتونات يساوي عدد الإلكترونات الموجودة في ذرة الصوديوم وهو 11، فإنَّ العدد الذري يكون مساويًا ل 11.

والأعداد الذريّة هي عبارة عن أعدادٍ صحيحةٍ تتراوح من 1 لعنصر الهيدروجين وحتّى 118 لأثقل عنصرٍ وهو أوغانيسون (Oganesson)، مع إمكانيّة زيادة الأعداد الذريّة حتّى الآن في حال اكتشاف عناصر ذريّة جديدة.

بعد اكتشاف الجدول الدوريِّ للعناصر الكيميائيّة في أواخر ستينات القرن التاسع عشر من قبل مندلييف، قام الفيزيائي هيجي موسيلي (HGI Moseley) بدراسة الأطوال الموجيّة للأشعة السينيّة التي تُبْعثُ من العناصر الكيميائيّة، حيث افترض أنَّ ترتيب العناصر في الجدول الدوري تمَّ على أساس عدد البروتونات لكلِّ ذرةٍ، ومن خلال هذه الفرضيّة تمَّ اكتشاف العدد الذري.

تبرز أهمية العدد الذري من خلال:

  • يعتمد من خلاله على ترتيب العناصر في الجدول الدوري بتزايد العدد الذري.
  • يُميز كل عنصرٍ من الذرة.
  • يُحدد خصائص كلَّ عنصرٍ.

وطرق إيجاد العدد الذري هي:

  • الطريقة الأولى: عندما تتم معرفة عدد البروتونات في أيِّ ذرةٍ فسيكون من السهل معرفة العدد الذري.
  • الطريقة الثانية: عند معرفة رمز العنصر أو اسمه يتمُّ تحديد العدد الذري من الجدول الدوري، كونهُ يحوي العناصر وهي مكتوبة بشكل رموزٍ ضمن مربعاتٍ وفي أسفل ويسار كُلِّ رمز يوجد رقمٌ يعبِّر عن العدد الذري للعنصر، مثل: AL هو رمز عنصر الألمنيوم وفي الجدول الدوري يمكن قراءة عدده الذري وهو 13.

أكمل القراءة

تتألف العناصر الكيميائية من ذرات مكونة من نواة ثقيلة، يوجد بداخلها بروتونات ونترونات، كما يدور حولها عدد من الإلكترونات. تكون البروتونات موجبة الشحنة، والإلكترونات سالبة الشحنة، في حين تكون شحنة النترونات معتدلة، فأطلق اسم العدد الذري على عدد البروتونات المتواجدة في النواة، وهو يساوي عدد الإلكترونات أيضًا. فمثلًا تحوي ذرة الحديد على 26 بروتون في نواته إذًا رقمه الذري هو 26.

ومن الجدير بالذكر أن ذرات العنصر الواحد تحمل العدد الذري نفسه، ولا يتغير هذا العدد أبدًا، وفي حين تغيره فإن العنصر بكامله يتغير. يقرأ العدد الذري من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، حيث يكتب عادةً إلى أسفل ويسار الرمز الكيميائي للعنصر، وبرمز له بالرمز Z.

كما يمتلك العدد الذري أهميةً كبيرةً لأنه:

  • يحدد هوية العنصر، بما أنه لا يمكن أن يوجد عناصر لها نفس العدد الذري.
  • يساعد في ترتيب العناصر، حيث تُرتب العناصر تصاعديًا وفقًا لأعدادها الذرية.
  • يحدد الخواص الكيميائية للعناصر من خلال تحديد سلوك الترابط الكيمائي، حيث يساعد العدد الذري الذي يعبر عن عدد البروتونات المساوي لعدد الإلكترونات في معرفة التوزع الإلكتروني، وإلكترونات التكافؤ الموجودة في المدار الأخير لأي عنصر، مما يحدد قدرات الذرة على تكوين الروابط الكيميائية في التفاعلات الكيميائية.

عادةً ما يترافق العدد الذري بالعدد الكتلي، الذي يعبر عن مجموع البروتونات والنترونات في النواة. وعلى خلاف العدد الذري يمكن أن تمتلك ذرات العناصر المختلفة أعدادًا كتلية مختلفة، ومن الممكن أيضًا أن تمتلك العدد الكتلي ذاته. ويرمز له بالرمز A، ويكتب على يسار وأعلى الرمز الكيميائي للعنصر.

يعرض الجدول التالي كل من الأعداد الذرية والأعداد الكتلية لبعض العناصر مرتبةً من المجموعة الأولى حتى المجموعة الثامنة من الجدول الدوري.

رقم المجموعة العنصرالعدد الذريالعدد الكتلي
1الهدروجين11
2البريليوم410
3البورون511
4الكربون612
5النتروجين714
6الأكسجين816
7الفلور919
8الهليوم24

أكمل القراءة

ظهر مفهوم العدد الذري من العالم هنري غوين وجيفريز موسيلي عام 1910 الذي لاحظ تناقص الطول الموجي بشكل منتظم، وتغيّر النمط الموجي عند تسليط أشعة X على بعض العناصر الكيمائيّة نتيجة اختلاف زيادة الشحنة الموجبة لنوى ذرات العناصر، يمكن شرح هذا المفهوم بأن نواة أي ذرة تحوي بروتونات موجبة ونترونات معتدلة، يُطلق اسم العدد الذري z على عدد بروتونات نواة الذرة التي تساوي عدد الإلكترونات المشعة و تحمل شحنة سالبة وتوجد على مدارات النواة.

يختلف العدد الذري من عنصر لآخر وهو ثابت دائماً لجميع ذرات النوع الواحد عند اختلاف عدد النيترونات، ويحدد العدد الكتلي للعنصر ويساعد  أيضاً على تحديد خواص العنصر الكيميائية، ويُمكن معرفة العدد الذري لأي عنصر من الجدول الدوري للعناصر الكيميائيّة المكتوب أسفل ويسار العنصر بحيث تُرتب هذه العناصر تصاعديّاً حسب العدد الذري لها. مثال: ذرة الأوكسجين تحوي في نواتها 8 بروتونات و8 نترونات وبذلك يكون العدد الذري للأوكسجين Z=8 وهو يساوي أيضاً عدد الالكترونات الموجودة على مدارات النوى، وذرة الصوديوم يبلغ عددها الذري Z=11 والتي تعني أن ذرة الصوديوم تحوي 11 بروتون و11 الكترون، بينما العدد الموجود يسار وأعلى العنصر هو العدد الكتلي ومنه يُحسب عدد النترونات بطرح عدد البروتونات منه.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما تعريف العدد الذري"؟