الــــمـــواد والــكـــهـــربـــاء : الـــذرات والأيـــونـــات

Matériaux et électicité : les atomes et les ions

(ذ.ابراهيم الطاهري)

 

 

I) التكهرب بالاحتكاك : ( فقرة للاستئناس يمكن الاستغناء عنها )

   1) ظاهرة التكهرب بالاحتكاك :

   تــجــربــة :

   استنتاج : تكتسب المسـطرة خاصـيـة جـذب أجسـام خفيفـة عند حكها بقطعـة قماش ، نقول إذن أن المسطرة اكتسبت كهرباء أو تكهربت بالاحتكاك.

   2) نوعا الــكــهــربــاء : 

    تـجـربــة :

    ملاحظة : نلاحظ أن :

  - قضيبين من نفس النوع يتنافران .

  - قصيبين من نوعين مختلفين يتجاذبان .

    استنتاج : نستنتج أنه بالاحتكاك ، اكـتسـب الزجـاج كهربـاء تختلف عـن التي اكتسبها البلاستيك.

    وتؤكد جميع التجارب أن الكهرباء نوعان :

                - كهرباء موجبة  (+).

                - كهرباء سالبة  (- ).

   ملحوظة : اصطلح على أن كل جسم يتنافر مع الزجاج بعد الاحتكـاك ، يشحن بكهــرباء موجبة .

   خـــلاصـــة :

               - الأجسام الحاملة لشحنات كهربائية من نفس النوع تتنافر.

               - الأجسام الحاملة لشحنات كهربائية مختلفة تتجاذب .                  

   ملحوظة : دون احتكاك ،تكون الأجسام غير مكهربة،ونقول انها متعادلة كهربائيا، أي أن عدد الشحنات الموجبة يعادل عدد الشحنات السالبة .

  II) بــنــيــة الــذرة :

1)   نموذج الذرة :  Modèle de l’atome

 أظهرت الدراسات العلمية أن الذرة تتكون من نواة و عدد محدود من الالكترونات تدور حولها ، حيث يفصل بين النواة والإلكترونات فراغ كبير .

 

نموذج Bohr

نموذجschrodinger  و  DeBroglie

 

 

النواة في مركز الذرة والالكترونات تدور في مدارات مختلفة

ليس للالكترونات مدارات محددة، فهي تدور حول النواة مشكلة ما يسمى سحابة كروية

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)  مــكــونــات الــذرة :

  أ) الــــــــنـــــــواة : وهي التي تتوسط الذرة، تتجمع فيها تقريبا مادة الذرة، قطرهـا أصغر بكثير من قطر الذرة،وتكون النواة دائما مشحونة بكهرباء موجبة (+).

 ملحوظة : للتعبير عن قطر الذرة أو قطر النواة ، تستعمل وحدات صغيرة جدا تتناسب وهذه الأبعاد ، مثل :

        النانومتر (nm) :                  1 nm = 10-9 m

البيكومتر  (pm):                 1 pm = 10-12 m        

  ب) الالـكـتـرونـات :

 - وهي دقائق صغيرة جدا تدور حول النواة بكيفية معينة.

 - كتلة الالكترون الواحد مهملة أمام كتلة النواة (m = 9.1x 10-31 kg ) .

 - تكون الالكترونات دائما مشحونة بكهرباء سالبة (-).

 - نرمز للالكترون بـ  -e ، ولشحنته بــ (e-)، حيث :    e = 1,6×10-19 C

        C : كولومب ، وهو رمز وحدة كمية الكهرباء في النظام العالمي .

 - e : تمثل أصغر كمية من الكهرباء على الاطلاق ، وتسمى الشحنة الابتدائية .

 

   3) الــتــعــادل الــكــهــربــائــي :

 - ان الالكترونـات لا تـخـتـلـف مـن ذرة إلى أخـرى، ولكن اختلاف الذرات راجـع إلى اختلاف نواها وعدد الكتروناتها .

 - كل ذرة تحتوي على عدد محدود من الالكترونات يسمى العدد الذري،ونرمز له بالحرف Z.

 - القـيـمـة المطلقة للشحنة الكهربائية السالبة للالكترونات qe تساوي القيمة المـطلقة للشحنة الكهربائية الموجبة للنواة  qn ،وبالتالي فان الشحنة الكهربائية للذرة qa  تساوي دائما 0 ، ولهذا نقول ان الذرة متعادلة كهربائيا ( أو محايدة كهربائيا ) .

 

qa = qn + qe = +Ze + ( -Ze ) = +ZeZe = 0

 

 III) الأيــــــونــــــات :

  1) تعريف الايون :

 » عندما تفقد الذرة الكترونا واحدا أو أكثر،تصير أيونا موجبا يسمى كاتيونا. اذن فالكاتيـون  هو ذرة أو مجموعة من الذرات فقدت الكترونا واحدا أو أكثر.

 » عندما تكتسب الذرة الكترونا واحدا أو أكثر،تصير أيونا سالبا يسمى انيونا. اذن فالانيون هو ذرة أو مجموعة من الذرات اكتسبت الكترونا واحدا أو أكثر.

  ملحوظـات :  - يسمى الايون الناتج عن ذرة واحدة ايونا أحادي الذرة .

                     - يسمى الايون الناتج عن ذرات مرتبطة ايونا متعدد الذرات .

                     - عندما تفقد أو تكتسب الذرة إلكترونا أو أكثر لا يطرأ أي تغير على النواة .

  2) صيغة الايون :

 يرمز للايون بنفس رمز الذرة التي ينتج عنها مضافا إليه عدد من إشارات (+) أو (-)،تمثل على التوالي عـدد الالكترونـات المفـقـودة أو المكتسبة، وهذا العـدد من الإشارات يكتـب  أعلى ويمين الرمز.

  ملحوظـــات :

  - بالنسبة للايون المتعدد الذرات، يشار الى نوع وعدد الذرات التي ينتج عنـها الايون ، مع إضافة عدد من إشارات (+) أو (-) أعلى ويمين الرمز، والشحنة التي يحملـها شحنة إجمالية لا يمكن أن ننسبها إلى أي ذرة.

  - شحنة الأيون هي الشحنة التي تحملها صيغته .

   أمـــثـــلـــة :

*    أيونات أحادية الذرة :

 » ذرة الأوكسجين تكتسب إلكترونين فتصير ايونا سالبا يسمى ايون الأوكسجين :    O2-

 » ذرة الالومنيوم تفقد ثلاث الكترونات فتصبح أيونا موجبا يسمى ايون الالومنيوم :Al3+  

*    أيونات متعددة الذرة :

 » أيـــــــــون الهيدروكسـيد :OH-       

 » أيـــــــــون الهيدرونـــيوم :H3O+     

 » أيــــــــــون كـبــريــتـــات :       SO42-

 

 

 

رجوع