فيديو السؤال: إثبات أن الإلكترونات لها الكتلة الأصغر بين الجسيمات المعروفة الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي من الآتي كتلته أصغر؟ (أ) البروتون (ب) الإلكترون (ج) النيوترون (د) الذرة (هـ) النواة.

الاختيارات في هذا السؤال هي الأجزاء المكونة للذرة. البروتونات هي الجسيمات الموجبة الشحنة الموجودة في نواة الذرة. والإلكترونات هي الجسيمات السالبة الشحنة الموجودة في السحابة الإلكترونية المحيطة بالنواة. والنيوترونات هي الجسيمات المتعادلة الشحنة الموجودة أيضًا في نواة الذرة. والنواة هي الجزء الذي يقع في مركز الذرة، وتحتوي على البروتونات والنيوترونات، في حين أن الذرة هي البنية التي تشمل البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في صورة نواة وسحابة إلكترونية. هذه الجسيمات أو مجموعات الجسيمات المختلفة لها كتل مختلفة، ونريد هنا إيجاد أصغرها.

بما أن الذرة تتكون من بروتونات وإلكترونات ونيوترونات، والنواة تتكون من بروتونات ونيوترونات، فيمكننا استبعادهما من الإجابة. وذلك لأنه حتى أخف الذرات، وهي ذرة الهيدروجين، تحتوي على بروتون وإلكترون. وعليه، لا يمكن أن تكون الذرة أخف من البروتون أو الإلكترون أو النيوترون. علاوة على ذلك، بما أن النواة تتكون من بروتونات ونيوترونات، لا يمكن بأي حال أن تكون النواة أخف من البروتون أو النيوترون، مثلما لا يمكن أن تكون السيارة أخف من أحد إطاراتها. فكل جزء من الأجزاء المكونة للشيء لا بد أن يكون أخف من الشيء بأكمله.

والآن، من بين هذه الجسيمات دون الذرية الثلاثة المتبقية، وهي البروتون والإلكترون والنيوترون، أي منها ذو الكتلة الصغرى؟ إذا أوضحنا الكتل المعروفة لهذه الجسيمات الثلاثة، فسنجد أن البروتونات والنيوترونات لها الكتلة نفسها، وهي وحدة كتلة ذرية واحدة. وعلى الجانب الآخر، كتلة الإلكترونات أصغر بكثير؛ فهي واحد على 1840 وحدة كتلة ذرية. وبما أن هذه الجسيمات صغيرة جدًّا، فمن غير العملي استخدام وحدة الكتلة الأكثر شيوعًا، وهي الجرام، عند التعامل مع كتلها. وحدة الكتلة الذرية الواحدة تساوي واحدًا على تريليون من واحد على تريليون من الجرام تقريبًا، ومن المنطقي أن يزن كل بروتون وحدة كتلة ذرية واحدة، وأن يزن كل نيترون أيضًا وحدة كتلة ذرية واحدة.

يسمح لنا هذا بحساب العدد الكتلي للذرة بسهولة عن طريق جمع عدد النيوترونات وعدد البروتونات. يساعدنا العدد الكتلي في التمييز بين النظائر المختلفة للعناصر. على سبيل المثال؛ الهليوم-4 هو نظير الهليوم، وعدده الكتلي أربعة. وبما أن كتلة الإلكترون صغيرة جدًّا مقارنة بكتلتي البروتون والنيوترون، نتجاهل هذا العدد عند إجراء هذه العملية الحسابية. يوجد معظم كتلة الذرة في النواة التي تتكون من البروتونات والنيوترونات. لذا، فإن الجزء من الذرة الذي له الكتلة الأصغر هو الإلكترون.