الرئيسية
المنشورات
العدد الذري أو الرقم الذري (Z) (بالإنجليزية: Atomic number) هو مصطلح يستخدم في الكيمياء والفيزياء ليمثل عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة. في الذرة المتعادلة الشحنة ، يكون عدد الإلكترونات مساو للعدد الذري.
و يمثل العدد الذري عدد العناصر الموجودة في الجدول الدوري . حينما قام مندليف بترتيب العناصرالكيميائية المعروفة طبقا لتماثلها في الخواص الكيميائية لوحظ أن ترتيبها طبقا للكتلة الذرية قد أدى لحدوث بعض الاختلافات. اليود والتيلوريم، لو تم ترتيبه طبقا للكتلة الذرية فسيكون مكانهم خطأ، ولكن عند ترتيبهم طبقا للرقم الذري أدى ذلك لتطابق خواصهم الكيميائية مع الترتيب.
العدد الذري يساوي 1 للهيدروجين حيث تحتوي نواته على 1 بروتون ،
و الهيليوم له العدد الذري 2 وفي نواته توجد 2 من البروتونات (و2 من النيوترونات ) ،
ثم يأتي الليثيوم في الجدول الدوري وتوجد في نواته 3 بروتونات (فعددة الذري 3) بالإضافة إلى 4 نيوترونات ،
وهكذا يزداد العدد الذري للعناصر .
بجانب العدد الذري Z الذي هو عدد البروتونات ، يهمنا في الكيمياء والفيزياء أيضا الكتلة الذرية A وهي مجموع البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية ، تسمى A عدد الكتلة.
وقد لوحظ أن تساوي أعداد البروتونات وأعداد النيوترونات يعمل على استقرار النواة ، وعل الأخص بالنسبة لأول 20 عنصر في الجدول الدوري . بعد ذلك تحتاج النواة إلى مزيد من النيوترونات للإبقاء على استقرار النواة وذلك لمعادلة قوي التنافر المتزايدة بين البروتونات . إذا لم تكن النواة مستقرة فهي تكون ذات نشاط إشعاعي . وقد نجد من بين النظائر المختلفة لعنصر، ما هومستقر أو غير مستقر ، فمثلا الكربون-12 يكون مستقرا أما كربون-14 فهو مشع غير مستقر .
بصرف النظر عن كون العنصر مشعا أم غير مشع ، فقد بدت أن تغيرات في أطياف العناصر الخفيفة و العناصر الثقيلة ، توحي بأن تلك التغيرات يتزايد تأثيرها بتزايد العدد الذري Z . و قد تم تفسير هذه الاختلافات أخيرا بواسطة هنري موزلي في عام 1913. [1] فقد قام موزلي بمشاهدة خطوط الطيف الصادرة من ذرات مثارة ووجد أنها تتفق مع نموذج بور للذرة وفي كون أن تردد خطوط الطيف للعناصر المختلفة تتناسب طرديا مع مربع Z.
قام موزلي بقياس طول الموجة للفوتونات الصادرة من الأغلفة الذرية التحتية للألمونيوم (خطوط الطيف K و L ) حيث Z = 13 وقارنها بخطوط الطيف للذهب Z =79 . .[2] ووجد أن الجذر التربيعي لتردد الفوتونات الصادرة تزداد بالإنتقال من عنصر إلى عنصر بطريقة خطية. وقد أوصل هذا موزلي إلى قانونه المسمى قانون موزلي أن العدد الذري يؤول بطريقة مباشرة إلى شحنة النواة الذرية المحسوبة ، أي إلى عدد البروتونات Z. كما بين موزلي أن مجموعة اللانثانيدات (من لانثانيد إلى عنصر لوتيشيوم) لا بد وأن تشمل 15 عضوا (لا أقل ولا أزيد) ، وكان ذلك في هذا الوقت بعيدا عن تفكير الكيميائيين .
الرقم الذري يتناسب تناسبا طرديا إلى حد كبير مع عدد الكتلة (و يجب عدم الخلط بينهما) والذي يمثل عدد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. عدد الكتلة غالبا ما يأتي بعد اسم العنصر، فمثلا كربون-14 (والذي يستخدم لحساب الزمن بالكربون المشع) و اليورانيوم-235 و اليورانيوم-238.
تشير الظواهر الفلكية والعلوم الفيزيائية إلى أن الكون بدأ أولا في هيئة غمامة شديدة السخونة من الهيدروجين بنسبة نحو 75% و الهيليوم (نحو 23 %) . وبعد تجمعهما تكوّن منهما نجوم وتجمعات نجوم ، حيث ارتفعت درجة حرارة النجم النشأ تحت فعل تزايد الكتلة وتزايد الجاذبية حتى أصبحت كافية لإشتعال تفاعل نووي فيه . يتسم هذا التفاعل ب اندماج نووي يتم فيه إلتحام ثلاثة أو أربعة ذرات هيدروجين فينتج منهم الهيليوم . ومن اندماج الهيليوم بالهيدروجين والهيليوم مع الهيليوم نتجت العناصر الأثقل من ذلك شيئا فشيئا . أي طبقا لنظرية الانفجار العظيم ونظرية تكوّن النجوم فقد تكونت كل العناصر الموجودة في اللجدول الدوري سابقا في قلوب النجوم من عنصري الهيدروجين والهيليوم .
و يمثل العدد الذري عدد العناصر الموجودة في الجدول الدوري . حينما قام مندليف بترتيب العناصرالكيميائية المعروفة طبقا لتماثلها في الخواص الكيميائية لوحظ أن ترتيبها طبقا للكتلة الذرية قد أدى لحدوث بعض الاختلافات. اليود والتيلوريم، لو تم ترتيبه طبقا للكتلة الذرية فسيكون مكانهم خطأ، ولكن عند ترتيبهم طبقا للرقم الذري أدى ذلك لتطابق خواصهم الكيميائية مع الترتيب.
العدد الذري يساوي 1 للهيدروجين حيث تحتوي نواته على 1 بروتون ،
و الهيليوم له العدد الذري 2 وفي نواته توجد 2 من البروتونات (و2 من النيوترونات ) ،
ثم يأتي الليثيوم في الجدول الدوري وتوجد في نواته 3 بروتونات (فعددة الذري 3) بالإضافة إلى 4 نيوترونات ،
وهكذا يزداد العدد الذري للعناصر .
بجانب العدد الذري Z الذي هو عدد البروتونات ، يهمنا في الكيمياء والفيزياء أيضا الكتلة الذرية A وهي مجموع البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية ، تسمى A عدد الكتلة.
وقد لوحظ أن تساوي أعداد البروتونات وأعداد النيوترونات يعمل على استقرار النواة ، وعل الأخص بالنسبة لأول 20 عنصر في الجدول الدوري . بعد ذلك تحتاج النواة إلى مزيد من النيوترونات للإبقاء على استقرار النواة وذلك لمعادلة قوي التنافر المتزايدة بين البروتونات . إذا لم تكن النواة مستقرة فهي تكون ذات نشاط إشعاعي . وقد نجد من بين النظائر المختلفة لعنصر، ما هومستقر أو غير مستقر ، فمثلا الكربون-12 يكون مستقرا أما كربون-14 فهو مشع غير مستقر .
بصرف النظر عن كون العنصر مشعا أم غير مشع ، فقد بدت أن تغيرات في أطياف العناصر الخفيفة و العناصر الثقيلة ، توحي بأن تلك التغيرات يتزايد تأثيرها بتزايد العدد الذري Z . و قد تم تفسير هذه الاختلافات أخيرا بواسطة هنري موزلي في عام 1913. [1] فقد قام موزلي بمشاهدة خطوط الطيف الصادرة من ذرات مثارة ووجد أنها تتفق مع نموذج بور للذرة وفي كون أن تردد خطوط الطيف للعناصر المختلفة تتناسب طرديا مع مربع Z.
قام موزلي بقياس طول الموجة للفوتونات الصادرة من الأغلفة الذرية التحتية للألمونيوم (خطوط الطيف K و L ) حيث Z = 13 وقارنها بخطوط الطيف للذهب Z =79 . .[2] ووجد أن الجذر التربيعي لتردد الفوتونات الصادرة تزداد بالإنتقال من عنصر إلى عنصر بطريقة خطية. وقد أوصل هذا موزلي إلى قانونه المسمى قانون موزلي أن العدد الذري يؤول بطريقة مباشرة إلى شحنة النواة الذرية المحسوبة ، أي إلى عدد البروتونات Z. كما بين موزلي أن مجموعة اللانثانيدات (من لانثانيد إلى عنصر لوتيشيوم) لا بد وأن تشمل 15 عضوا (لا أقل ولا أزيد) ، وكان ذلك في هذا الوقت بعيدا عن تفكير الكيميائيين .
الرقم الذري يتناسب تناسبا طرديا إلى حد كبير مع عدد الكتلة (و يجب عدم الخلط بينهما) والذي يمثل عدد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. عدد الكتلة غالبا ما يأتي بعد اسم العنصر، فمثلا كربون-14 (والذي يستخدم لحساب الزمن بالكربون المشع) و اليورانيوم-235 و اليورانيوم-238.
تشير الظواهر الفلكية والعلوم الفيزيائية إلى أن الكون بدأ أولا في هيئة غمامة شديدة السخونة من الهيدروجين بنسبة نحو 75% و الهيليوم (نحو 23 %) . وبعد تجمعهما تكوّن منهما نجوم وتجمعات نجوم ، حيث ارتفعت درجة حرارة النجم النشأ تحت فعل تزايد الكتلة وتزايد الجاذبية حتى أصبحت كافية لإشتعال تفاعل نووي فيه . يتسم هذا التفاعل ب اندماج نووي يتم فيه إلتحام ثلاثة أو أربعة ذرات هيدروجين فينتج منهم الهيليوم . ومن اندماج الهيليوم بالهيدروجين والهيليوم مع الهيليوم نتجت العناصر الأثقل من ذلك شيئا فشيئا . أي طبقا لنظرية الانفجار العظيم ونظرية تكوّن النجوم فقد تكونت كل العناصر الموجودة في اللجدول الدوري سابقا في قلوب النجوم من عنصري الهيدروجين والهيليوم .
