الجسيمات ذات الشحنه السالبه في الذره هي

الجسيمات ذات الشحنة السالبة في الذرة هي الإلكترونات

مقدمة

تتكون الذرة من ثلاثة أنواع من الجسيمات الدقيقة: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. وتختلف هذه الجسيمات عن بعضها البعض من حيث الشحنة الكهربائية والكتلة والموقع داخل الذرة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات داخل الذرة هو الذي يحدد خصائصها الكيميائية. فعلى سبيل المثال، تحدد الشحنة الكهربائية للإلكترونات السلوك الكيميائي للذرة، بينما تحدد كتلة النيوترونات والبروتونات الوزن الذري للذرة.

خصائص الإلكترونات

الإلكترونات هي جسيمات ذات شحنة سالبة، وشحنتها تساوي سالب الشحنة الأولية للإلكترون e. وكتلة الإلكترون صغيرة للغاية، حيث تبلغ حوالي 9.1093837 x 10^-31 كيلو جرام، وهي أقل بحوالي 1/1836 من كتلة البروتون.

توجد الإلكترونات في الذرة حول النواة، وهي المنطقة الموجودة في مركز الذرة والتي تحتوي على البروتونات والنيوترونات. وينظم ترتيب الإلكترونات حول النواة في مستويات طاقة مختلفة، تسمى المدارات.

تتحرك الإلكترونات باستمرار حول النواة، وتشغل كل إلكترون مستوى طاقة محددًا. وترتيب الإلكترونات في المدارات حول النواة هو الذي يحدد الخصائص الكيميائية للذرة.

إلكترونات التكافؤ

إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في أقصى مستوى طاقة حول النواة. وتلعب إلكترونات التكافؤ دورًا مهمًا في التفاعلات الكيميائية، حيث أنها مسؤولة عن تكوين الروابط بين الذرات.

يعتمد عدد إلكترونات التكافؤ على العنصر، حيث يحدد العدد الذري للعنصر عدد الإلكترونات الموجودة في ذراته. فعلى سبيل المثال، تحتوي ذرة الهيدروجين على إلكترون تكافؤ واحد، بينما تحتوي ذرة الكلور على سبعة إلكترونات تكافؤ.

يسعى كل عنصر إلى الحصول على ثمانية إلكترونات تكافؤ، وهو الترتيب الإلكتروني المستقر المعروف باسم قاعدة الثمانيات. وعندما يحقق العنصر ثمانية إلكترونات تكافؤ، يصبح أكثر استقرارًا وأقل تفاعلًا كيميائيًا.

السحابة الإلكترونية

لا تتحرك الإلكترونات حول النواة في مسارات محددة، ولكنها توجد في مناطق تعرف بالسحابة الإلكترونية. والسحابة الإلكترونية هي منطقة حول النواة يكون فيها احتمال وجود الإلكترونات فيها عند قياسها في وقت معين أكبر من 90٪.

وتتخذ السحابة الإلكترونية أشكالًا مختلفة حسب مستوى طاقة الإلكترونات. ففي المستويات المنخفضة للطاقة، تكون السحابة الإلكترونية كروية الشكل، بينما في المستويات العليا للطاقة، تصبح السحابة الإلكترونية أكثر تعقيدًا.

يلعب شكل السحابة الإلكترونية دورًا مهمًا في التفاعلات الكيميائية، حيث أنه يحدد الطريقة التي تتفاعل بها الإلكترونات مع الإلكترونات الأخرى والأنوية الأخرى.

طيف الانبعاث

عندما تمتص الذرة طاقة، فإن الإلكترونات الموجودة فيها تنتقل إلى مستويات طاقة أعلى. وعندما تعود الإلكترونات إلى مستويات طاقة أقل، فإنها تطلق الطاقة التي امتصتها في شكل فوتونات من الضوء.

ويعتمد طول موجة الضوء المنبعث على الفرق في الطاقة بين مستويات الطاقة للإلكترونات. فكلما كان الفرق في الطاقة أكبر، كلما كان طول موجة الضوء أقصر.

ومن خلال تحليل طيف الانبعاث للذرة، يمكن تحديد مستويات الطاقة للإلكترونات فيها، مما يوفر معلومات مهمة عن بنية الذرة وخصائصها الكيميائية.

تأثير كومبتون

تأثير كومبتون هو تشتت فوتونات الأشعة السينية عن طريق الإلكترونات الحرة أو المرتبطة. وعندما يتشتت فوتون الأشعة السينية عن إلكترون، فإنه يفقد جزءًا من طاقته للإلكترون.

ويعتمد مقدار الطاقة المفقودة على زاوية التشتت. ففي التشتت الأمامي، تفقد الفوتونات كمية صغيرة من الطاقة، بينما في التشتت الخلفي، تفقد الفوتونات كمية كبيرة من الطاقة.

ويوفر تأثير كومبتون معلومات مهمة عن طبيعة الإلكترونات وخصائصها. فقد تم استخدام تأثير كومبتون لتحديد كتلة الإلكترون وشحنته ودوامه المغزلي.

استخدامات الإلكترونات

تستخدم الإلكترونات في العديد من التطبيقات التكنولوجية، بما في ذلك أنابيب الأشعة السينية والمجاهر الإلكترونية ومقاييس الطيف الكتلي وأجهزة الليزر.

في أنابيب الأشعة السينية، يتم تسريع الإلكترونات إلى سرعات عالية ثم يتم اصطدامها بهدف معدني. وعندما تصطدم الإلكترونات بالهدف، فإنها تطلق فوتونات الأشعة السينية. وتستخدم أشعة إكس في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك التصوير الطبي والصناعي والبحث العلمي.

وفي المجاهر الإلكترونية، يتم استخدام حزمة من الإلكترونات لإنتاج صورة مكبرة للعينة. وتستخدم المجاهر الإلكترونية في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك علم الأحياء والجيولوجيا والمواد.

خاتمة

الإلكترون هو جسيم أساسي في الذرة يتميز بشحنة سالبة وكتلة صغيرة. وتوجد الإلكترونات في الذرة حول النواة في مستويات طاقة مختلفة، تسمى المدارات. وترتيب الإلكترونات في المدارات هو الذي يحدد الخصائص الكيميائية للذرة.

تستخدم الإلكترونات في العديد من التطبيقات التكنولوجية، بما في ذلك أنابيب الأشعة السينية والمجاهر الإلكترونية ومقاييس الطيف الكتلي وأجهزة الليزر.