الجسيمات ذات الشحنة السالبة في الذرة هي

الجسيمات ذات الشحنة السالبة في الذرة هي، في محيط الذرة المميز تسبح جسيمات مميزة ذات شحنة سالبة تميزها عن باقي الجسيمات الأخرى وبدرجة لا مثيل لها وفي المقال التالي سوف نحاول أن نعرفكم بالتفصيل على هذه الجسيمات وخصائصها المختلفة وأية معلومات متعلقة بها بالتفصيل المناسب كل هذا وأكثر سوف تجدونه فيما يلي فتابعونا.

الجسيمات ذات الشحنة السالبة في الذرة هي

ما هي الجسيمات التي تحمل شحنه سالبه؟

الإجابة على هذا السؤال ببساطة هي الإلكترونات حيث تعد هي الجسيمات الصغيرة التي تحمل شحنات سالبة في الذرة وهي جسيمات صغيرة للغاية وذلك بالمقارنة بالبروتونات ونيوترونات الموجودة في الذرة، وهي حوالي ما يقرب من 1800 مرة أصغر من البروتون والنيترون.

ولقد تم اكتشاف الإلكترونات في الذرة عام 1897 على يد العالم الكبير جوزيف طومسون وفريقه من كبار الفيزيائين، وهو جسيم له العديد من الظواهر الفيزيائية بالإضافة إلى دوره الأساسي في توليد المجال المغناطيسي داخل الذرة بشكل كبير حيث أنه يمتص أو ينتج الطاقة على شكل فوتونات التي تحيط بالذرة.

وتتواجد الإلكترونات في الذرة فيما يطلق عليه بالمدارات التي تدور حول الكتلة المركزية في الذرة والتي تسمى بالنواة الذرية والتي تحتوي على البروتونات والنيترونات، والتي بالمناسبة تكون البروتونات فيها حاملة لشحنه موجبة بينما النيترونات فيتكون متعادلة الشحنة أي أن شحنتها صفر في حالة ما إذا كانت الذرة مستقرة وذلك لتساوي الإلكترونات السالبة مع البروتونات الموجبة.

أما في حالة وجود تفاعل كيميائي مثل تفاعل كلوريد الصوديوم Nacl هو عبارة عن تفاعل بين Na+ موجب الشحنة الذي يقدم إلكترون لذرة الكلور cl- السالبة الشحنة. وبالتالي هذا المركب تصبح محصلته صفر وهي التعادل، ولكن باختصار  كلًا من ذرة الصوديوم والتي فقدت إلكترون بهدف تحقيق قاعدة الثمانية بينما ذرة الكلور  التي اكتسبت إلكترون وهي بالتالي حققت التوازن وقاعدة الثمانية في مدارها نجد هنا أن الشحنات كي تتساوى نتج عن ذلك التفاعل الكيميائي السابق إيضاحه.

خصائص الجسيمات سالبة الشحنة في الذرة

على الرغم من توضيحنا السابق لطبيعة الجسيمات السالبة الشحنة في الذرة فنجد لدينا هنا أن هناك العديد من الخصائص المميزة للجسيمات السالبة الشحنة في الذرة والتي تتمثل فيما يلي:

• الإلكترونات هي أحد أهم المكونات الأساسية في الذرة إلى حد كبير والتي تشكل ذرة مع البروتونات والنيترونات على حدًا سواء.
• الإلكترونات تحمل شحنات سالبة بذات المقدار مع شحنة البروتون ولكنها وعلى الرغم من ذلك معاكسة وذلك لأن شحنة البروتون موجبة.
• من أهم ما يختص به الإلكترون هو أن كتلته في الذرة هي تقريبًا 1/2000 من كتلة البروتون أو النيوترون، لذلك ليس للإلكترون أي تأثير على كتلة الذرة بأي حال من الأحوال.
• لا تحتوي الإلكترونات على أقسام، بينما تنقسم البروتونات والنيوترونات إلى جسيمات أبسط وأصغر.
• تقع الإلكترونات خارج نواة الذرة وتدور في مدارات خاصة بها بدرجة متساوية، بينما توجد النيوترونات والبروتونات داخل نواة الذرة ذاتها.
• الإلكترونات السالبة لها شحنة سالبة واحدة أو صفر فقط من الشحنات.
• من أهم خصائص عدد الإلكترونات أنها متساوية في جميع الذرات الموجودة، وعدد الإلكترونات في الذرة يساوي عدد البروتونات الموجودة فيها بدرجة كبيرة.
• تتسبب الإلكترونات والبروتونات، بسبب أعدادها المتساوية والشحنات المعاكسة، في إلغاء الشحنات المتساوية، مما ينتج عنه ذرة معتدلة الشحنة.
• من أهم خصائص الجسيمات المتمثلة في الإلكترونات في الذرة أنها تنجذب كإلكترونات السالبة إلى نواة الذرة الموجبة، مما يؤدي إلى عدم قابلية الذرة للتجزئة.
• من المهم أن نعرف أن السبب الأساسي لدوران الإلكترونات حول نواة الذرة هو التجاذب بين الشحنات المتقابلة في الذرة نفسها.

ما هي الجسيمات الموجبة الموجودة داخل النواة؟

أعتقد الناس ولمئات السنين أن الذرة هي عبارة عن أصغر شيء في الكون وبأي حال من الأحوال لا يمكن تقسيمها لتأتي الدراسات الحديثة معلنة عن أن الذرة تتكون من ثلاث جسيمات أساسية وهي البروتونات والنيترونات والإلكترونات ويتم توزيعهم داخل الذرة كالتالي على هيئة منطقتين كما يلي:

البورتونات والنيترونات في المركز وهي المنطقة الأولى والمنطقة الثانية تحتوي على الإلكترونات وتتكون هذه الذرات من نوى ذرية موجبة الشحنة مع البروتونات والنيترونات موجبي الشحنة وعليه فإن مصدر الشحنات الموجبة في الذرة سوف يكون راج لهم.

وكما سبق لنا وذكرنا أن الجسيمات السالبة في الذرة هي الإلكترونات بدرجة كبيرة، ولكن للإجابة على هذا التساؤل ألا وهو الجسيمات الموجبة الموجودة داخل النواة فالإجابة سوف تكون وبكل بساطة البروتونات، حيث أنها تكون موجبة الشحنة في المطلق.

وهي عبارة عن جسيمات موجبة الشحنة تتواجد بداخل النواة الذرية وتبلغ كتلتها ما يقارب 99.86% من كتلة النيترونات ولكل بروتون مركز ذري ومكان محدد وبداخل المدار سنجد إلكترون سالب الشحنة يحمل بروتون موجب الشحنة وبالتالي فإن ذرات العناصر تكون متعادلة وكل شحناتها الموجبة تلغي جميع شحناتها السالبة بشكل متواصل ودائم.

والبروتونات هي عبارة عن جسيمات موجبة الشحنة تتواجد بداخل النواة اكتشفها رذرفورد في تجاربه التي كان يجريها على أشعة الكاثود وهي مجموعة تجارب قام بتبنيها ما بين عامي 1911 و1919، وفي الشكل الطبيعي نجد أن الذرة الواحدة من عنصر الكربون على سبيل المثال تحتوي على ستة بروتونات في حيان أن ذرة الهيدروجين تحتوي على برتون واحد والأكسجين على ثمانية بروتونات وهكذا.

مفهوم الجسيم

سبق وأن بينا في هذا المقال الذرات وبينا مكوناتها التي هي عبارة عن بروتونات وإلكترونات ونيترونات، وهذه المكونات كلها يطلق عليها مسمى جسيما تسبح في فراغ الذرة غير محدد المساحة بشكل منظم ومدروس للغاية ولكل منها الوظائف المميزة والخاصة به دونًا عن غيره من باقي الجسيمات الأخرى.

الأمر الذي يجعلنا نتساءل حول مفهوم الجسيمات بشكل خاص، ما هي وما طبيعة عملها وهل جميعها واحد وبذات المكونات أم مختلفة هذا ما سنتعرف إليه هنا في مفهوم الجسيمات بشكل خاص كما يلي وهي عبارة عن:

كلمة الجسيم هي تصغير في اللغة العربية لكلمة جسم وذلك لأنها أمر غاية في الصغر عن الجسم الكبير المتعارف عليه والذي يكتسب من أسمه حجم يرى بالعين المجردة وبشكل عادي جدًا، بينما الجسيم فهو جسم دقيق يعتمد حجمه على مقياس النظر ومسألة السياق.

والجسيمات في الذرة ثلاث أنواع كما سبق وبينا لكم بروتونات ونيترونات وإلكترونات وهي الأخرى تتكون من مكونات وجزيئات أصغر حجمًا منها مثل الكواركات واللبتونات، وعلى الرغم من أن هذه تعد من أصغر الجسيمات التي تم التوصل إليها في العلم الحديث ولكن يبقى هناك الأصغر من ذلك.

فمن خلال تجارب المكعب الثلجي في القطب الجنوبي تم استشعار عدد كبير من النيوترينوهات والتي تعد واحدة من أصغر الجسيمات الأولية المتعارف عليها والتي يصعب الكشف عنها وهو ما يشهد له العديد من المجالات العليمة والعلماء في كافة بقاع الأرض بأنه واحد من أكبر وأهم الاكتشافات العلمية المتوصل لها على الإطلاق.

وعليه ومما سبق يتضح لنا أن الجسيم هو عبارة عن مصطلح يتم إطلاقه على العديد من الأجسام متناهية الصغر كالجزيئات في الغاز والبروتونات أو حتى تلك الموجودة في الغبار المنزلي، والطبيعة مليئة بالجسيمات المكونة للذرة والإشعاع المنبثق عنها وهو ما يدرسه العلماء بالتفصيل.