أي من النماذج الذرية التالية يُظهر نموذج دالتون للذرة؟
بناءً على بحث دالتون المكثف ، طرح نموذج دالتون للذرة ، والذي يسمى أحيانًا نموذج (كرات البلياردو) ، حيث مثل الذرة في النموذج على شكل كرة ، ولم تكن هناك معرفة بمفهوم النواة و الإلكترونات.
قام دالتون برسم بعض العناصر الكيميائية وفقًا لرؤيته وخيالاته.
على الرغم من أن هذا الرسم كان بعيدًا عن المعنى الحقيقي للذرة الذي تم اكتشافه لاحقًا ، إلا أن نموذج دالتون للذرة كان الأول من نوعه لتحليل ووصف العناصر الكيميائية المختلفة.
بيانات نظرية دالتون الذرية
نظرية دالتون الذرية هي المحاولة الأولى لتحليل واحد لكل مادة وخصائصها وعدد ذراتها. اكتشف دالتون قانون حفظ الكتلة وقانون النسب الثابتة في العام (1803-1808) والذي يعتمد على هذه القوانين الثلاثة:
- يتكون العنصر الكيميائي من جزيئات صغيرة غير قابلة للتجزئة غير مرئية للعين المجردة تسمى (الذرات) والتي لا يمكن تكوينها أو تدميرها أثناء تغيير كيميائي.
- جميع ذرات عنصر واحد هي نفسها تمامًا في الكتلة والخصائص الأخرى وتختلف عن ذرات العناصر الأخرى ، على سبيل المثال:
- إذا فحصنا ذرتين من العنصر (الذهب) ، فسنلاحظ أنهما لهما نفس المواصفات وأنهما متطابقان تمامًا دون أي فرق.
- من خلال المقارنة مع ذرة عنصر (الفضة) ، نستنتج أن هناك فرقًا بين ذرات العنصرين.
- حتى في الخصائص الكيميائية والفيزيائية لكل عنصر ، فهي ثابتة ، حيث أن درجة حرارة الانصهار هي نفسها لأي ذرة من عنصر (الذهب) ، ولكنها تختلف عن درجة حرارة انصهار ذرة عنصر (الفضة) .
- في التفاعلات الكيميائية ، تتحد ذرات العناصر بنسب عديدة وثابتة حتى تكون المركبات الكيميائية.
- عندما يتم دمج عنصر (الصوديوم) مع العنصر (غاز الكلور السام) ، تكون النتيجة ملح ، حيث يختلط العنصران بنسبة ثابتة ، أي واحد إلى واحد ، مما يعني أن جزيء الملح يتكون من ذرة صوديوم و ذرة كلور.
مخترع الذرة جون دالتون
العالم الإنجليزي الشهير جون دالتون.
- وُلِد في إنجلترا عام 1766 م ، وكان كيميائيًا وفيزيائيًا وعالمًا في مجال الأرصاد الجوية ضليعًا. كان يعرف باسم “الأستاذ”.
- في سن الثانية عشرة عمل مدرسًا في إحدى مدارس اللغة الإنجليزية ، ثم انتقل إلى مانشستر في سن العشرين ، حيث تمكن من إجراء أولى تجاربه وأبحاثه.
- أجرى العديد من التجارب والأبحاث حول نظرية التركيب الذري ، والتي كانت النقلة العلمية في تاريخ العلوم الذرية وفي حياة دالتون.
- أصبحت نظرية دالتون واحدة من أهم القواعد في الفيزياء والكيمياء الحديثة.
- أصبح جون دالتون مخترع الذرة
- عندما بنى نموذجًا للتفاعلات الذرية بالإضافة إلى عمله في تطوير قوانين كيفية عمل الغازات.
- كان هدف دالتون هو معرفة وزن الذرات وكيفية تفاعلها وتصميم القواعد والقوانين التي ستؤسس النظرية الذرية في نظام علمي متكامل.
الكتلة الذرية النسبية
يعتقد جون دالتون أن النظرية الذرية التي ابتكرها يمكن أن تفسر قابلية امتصاص العنصر (الماء) لبعض الغازات المختلفة.
- وجد أن عنصر (الماء) أكثر فاعلية في امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من فعاليته في امتصاص غاز النيتروجين.
- هذا بسبب الاختلاف في الكتلة بين ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين ، وذلك لأن كتلة ذرة ثاني أكسيد الكربون أثقل من كتلة ذرة النيتروجين.
تجربة دالتون على الماء
إذا افترضنا أن كتلة ذرة واحدة من الهيدروجين تساوي وحدة كتلة واحدة ، فما كتلة ذرة الأكسجين؟
مركب يحتوي على الهيدروجين والأكسجين (ماء).
- لتحديد النسبة بين كتل كل عنصر أكسجين وهيدروجين في مركب (ماء).
- يجب أن تكون الصيغة الكيميائية للمركب معروفة ، بمعنى: النسبة العددية بين عنصري الهيدروجين والأكسجين.
- أجريت هذه التجربة لتحديد نسبة الماء
- يتحلل بخار الماء إلى هيدروجين وأكسجين.
- يتم تجميع غاز الهيدروجين فوق الماء وغاز الأكسجين مع مسحوق الحديد ، مكونًا أكسيد الحديد.
- معدل الزيادة في كتلة الحديد يساوي كتلة الأكسجين الناتجة عن تحلل البخار.
- بحساب كتلة عنصر الأكسجين من كتلة بخار الماء المتحللة ، تكون النتيجة كتلة الهيدروجين.
- يتم حساب نسبة عنصري الأكسجين والهيدروجين على النحو التالي:
- نسبة الأكسجين في (الماء) =
- كتلة الأكسجين ÷ (كتلة الأكسجين + كتلة الهيدروجين) × 100٪.
- ٪ الهيدروجين في (الماء) =
- كتلة الهيدروجين ÷ (كتلة الأكسجين + كتلة الهيدروجين) × 100٪
- لقد أثبت دالتون في الممارسة ذلك
- نسبة الأكسجين في الماء 87٪.
- نسبة الهيدروجين في الماء 13٪.
- أثبت دالتون أن نسبة كتلة الأكسجين إلى كتلة الهيدروجين في الماء هي 7 إلى 1.
أخطاء نظرية دالتون الذرية
على الرغم من أن نظرية دالتون الذرية تضمنت علمًا جديدًا وأفكارًا مميزة في عصره ، إلا أن الأمر لم يخلو من بعض الانتقادات والعيوب ، خاصة بعد الاكتشافات العملية الحديثة والتقنيات المتقدمة.
- ينص قانون دالتون على أن الذرة غير قابلة للتجزئة.
- لكن اتضح أن هذا القانون غير صحيح ، وأن الذرة نفسها تتكون من وحدات أصغر (الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات).
- ومع ذلك ، فإن قانون دالتون كان صحيحًا لأنه أشار تحديدًا إلى أن الذرة هي (أصغر وحدة تعمل في التفاعلات الكيميائية) وهذا صحيح.
- وفقًا لنظرية دالتون ، فإن ذرات نفس العنصر الكيميائي هي نفسها تمامًا في الشكل والكتلة والخواص الكيميائية والفيزيائية.
- لكن اتضح أن القانون لم يكن صحيحًا أيضًا ، حيث اكتشف العلماء أن هناك ذرات لبعض العناصر الكيميائية نفسها التي لها اختلافات في الكثافة والأوزان والخصائص.
- أطلق عليه العلماء (النظائر) ، على سبيل المثال في عنصر الكلور (Cl) ، الذي يحتوي على نظيرين لهما كتل ذرية مختلفة ، الأول 35 والثاني 37.
- لكن اتضح أن القانون لم يكن صحيحًا أيضًا ، حيث اكتشف العلماء أن هناك ذرات لبعض العناصر الكيميائية نفسها التي لها اختلافات في الكثافة والأوزان والخصائص.
- فشلت نظرية دالتون الذرية أيضًا في تفسير قانون التآصل..
- والذي ينص على وجود عدة أشكال من نفس العنصر الكيميائي بسبب مظهر تركيبته الفيزيائية بينما يبقى تركيبه الكيميائي كما هو.
- مثال على ذلك هو وجود عنصر الكربون في العديد من الأشكال والحالات المختلفة ، مثل الفحم والماس والجرانيت ، حيث أن تركيبته الكيميائية وأصله متماثلان ، وهو عنصر الكربون.
- على الرغم من الانتقادات والعيوب التي وجهت إلى نظرية دالتون الذرية ، إلا أنها تعتبر من أهم النظريات التي شكلت حجر الأساس والأسس التي بنيت عليها العديد من النظريات الكيميائية والفيزيائية حتى الآن.