فيديو السؤال: تحديد قيمة الكتلة النسبية للإلكترون الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

ما كتلة الإلكترون في صورة كسر من كتلة البروتون أو النيوترون؟

يطلب منا هذا السؤال التعبير عن كتلة الإلكترون في صورة كسر. كلمة «من» التي تلي كلمة «كسر» في السؤال تشير إلى أن كتلة إلكترون واحد أصغر من كتلة بروتون واحد أو نيوترون واحد. لم يطلب منا إيجاد كتلة الإلكترون الملاحظة أو المقيسة تجريبيًّا. ما علينا فعله لحل هذا السؤال هو مقارنة كتلة الإلكترون بكتلة البروتون أو النيوترون.

عند مقارنة كتلة جسيم، مثل الإلكترون أو الذرة، بكتلة جسيم آخر، يسمى ذلك بالكتلة النسبية. الأنواع الثلاثة الأساسية للجسيمات دون الذرية الموجودة داخل الذرات هي الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات. والشحنات النسبية لهذه الجسيمات دون الذرية مقدارها سالب واحد، وموجب واحد، وصفر، على الترتيب. ويعبر غالبًا عن الكتل الملاحظة للبروتونات والنيوترونات باستخدام وحدة الكيلوجرام. لكن نظرًا لأن كتل الجسيمات دون الذرية صغيرة للغاية، يستخدم الكيميائيون وحدة الكتل الذرية الموحدة، أو ‪u‬‏، لمقارنة الجسيمات دون الذرية والذرات ولإجراء العمليات الحسابية. وحدة الكتل الذرية الموحدة، وفقًا لتعريفها، تساوي واحدًا على 12 من كتلة ذرة واحدة من الكربون-12. والكتلة التقريبية لبروتون واحد أو نيوترون واحد تساوي نحو 1.01 وحدة كتل ذرية موحدة. وفي المقابل، تساوي الكتلة التقريبية لإلكترون واحد نحو 0.00055 وحدة كتل ذرية موحدة.

والآن، دعونا نستخدم هذه الكتل التقريبية لتحديد مقدار زيادة كتلة البروتون عن كتلة الإلكترون. يمكننا فعل ذلك بقسمة كتلة بروتون واحد على كتلة إلكترون واحد. ناتج قسمة 1.01 u على 0.00055 u يساوي 1840 تقريبًا. وكتلة البروتون تساوي في الأساس كتلة النيوترون، وهي تقريبًا وحدة كتل ذرية موحدة واحدة. لذا حدد الكيميائيون أن الكتلة النسبية لكل من البروتون والنيوترون تساوي واحدًا. لكن كتلة 1840 إلكترونًا تقريبًا تساوي كتلة بروتون واحد أو نيوترون واحد. وبذلك، يمكننا كتابة الكتلة النسبية للإلكترون على صورة واحد على 1840. إذن، كتلة الإلكترون معبرًا عنها في صورة كسر من كتلة البروتون أو النيوترون تساوي واحدًا على 1840.