فيديو السؤال: تحديد التعبير الذي يصف حجم النواة الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

ما حجم نصف قطر النواة الذرية تقريبًا مقارنة بنصف قطر الذرة ‪𝑅‬‏؟

حسنًا، مطلوب منا في هذا السؤال مقارنة نصف قطر نواة الذرة بنصف قطر الذرة. وعلمنا أنه عند إجراء هذه المقارنة، فإن ‪𝑅‬‏ (بالحرف الكبير) يمثل نصف قطر الذرة. نصف القطر هو مقياس للطول. وبشكل أكثر تحديدًا، هو مقياس لطول القطعة المستقيمة من مركز أي دائرة أو كرة إلى حافتها الخارجية. الذرات كروية الشكل، لكن للحفاظ على بساطة الشكل، سنرسم ذرة على شكل دائرة.

نواة الذرة هي الجزء الكثيف الموجود في مركز الذرة. أما خارج النواة، فهو المنطقة التي توجد فيها الإلكترونات. تسمى هذه المنطقة بالسحابة الإلكترونية. وعلى الرغم من أنه لا يمكن قياس حافة الذرة بشكل مباشر، فإنه يمكن تصور نصف قطر الذرة على أنه المسافة من مركز نواة الذرة إلى الحافة الخارجية للسحابة الإلكترونية. تحتوي نواة الذرة على الجسيمات دون الذرية التي تسمى البروتونات والنيوترونات. نصف قطر النواة هو المسافة من مركز النواة إلى الحافة الخارجية للنواة.

على الرغم من أنه يلاحظ بوضوح من الشكل أن نصف قطر النواة الذرية أصغر من نصف قطر الذرة، فإن مثل هذه الأشكال تكون خادعة بدرجة كبيرة. وذلك لأن حجم نواة الذرة أصغر كثيرًا من حجم الذرة. وإذا أردنا تمثيل نصف قطر النواة في صورة كسر من نصف قطر الذرة، فعلينا قسمة نصف قطر الذرة على عدد كبير جدًّا.

في الحقيقة، نصف قطر نواة الذرة أصغر من نصف قطر الذرة بنحو 10000 مرة. سنفترض أن نصف قطر الذرة الموضح في الشكل يساوي 100 بيكومتر تقريبًا. إذا أردنا الحصول على تقدير تقريبي لنصف قطر نواة هذه الذرة، يمكننا قسمة 100 بيكومتر على 10000. ونجد هنا أن الناتج يساوي 0.01 بيكومتر، وهو يمثل نصف القطر التقريبي لنواة هذه الذرة.

بعبارة أخرى، المقارنة بين نصف قطر ذرة ونصف قطر نواتها أشبه بالمقارنة بين نصف قطر ثمرة جريب فروت ونصف قطر شعرة من الإنسان. خلاصة القول، لقد تعلمنا أن نصف قطر نواة الذرة يساوي تقريبًا نصف قطر الذرة مقسومًا على 10000. إذن، التعبير الذي يصف حجم نصف قطر النواة الذرية مقارنة بنصف قطر الذرة، ‪𝑅‬‏، هو ‪𝑅‬‏ على 10000.