جسيم كتلته مساوية للعدد الذري ومتعادل كهربائيًا ………………، في العلوم الذرية، العدد الذري هو الوحيد الذي يحدد الخصائص الكيميائية للعنصر، لأن هذه الخصائص تحدد عدد الإلكترونات في الذرة . الغلاف الخارجي للذرة. تسمى الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للذرة إلكترونات التكافؤ، ومن خلالها نتعرف على بنية الذرة، والعلاقة بين عدد النيوترونات والكتلة الذرية للنواة، كما سنجيب على السؤال المطروح.
التركيب الذري
في الذرة، عدد الشحنات السالبة يساوي عدد الشحنات الموجبة، مما يجعل الذرة متعادلة كهربائيًا. تتكون الذرة من
- النواة تحتوي على البروتونات والنيوترونات، حيث تحمل البروتونات شحنة موجبة والنيوترونات لا تحمل شحنة كهربائية (متعادلة) وبالتالي فإن النواة تكون موجبة الشحنة في هذه الحالة.
- الإلكترونات وهي جسيمات تدور حول النواة وتحمل شحنة سالبة.
جسيم له كتلة مساوية للعدد الذري ومحايد كهربائيًا هو ………………
من المعروف أن الذرة متعادلة كهربائيًا، لذا فإن البروتونات موجبة ؛ عددهم يساوي عدد الإلكترونات السالبة، باستثناء أي تغيير في عدد البروتونات التي تحمل شحنة موجبة ؛ يؤدي هذا مباشرة إلى تغيير في نوع الذرة، أي أن الذرات المختلفة لها عدد مختلف من البروتونات، والجسيم المحايد كهربائيًا هو
- نيوترون.
النيوترون
- النيوترون جسيم تحت ذري كان يظن في بادئ الأمر أنه جسيم أولي (لا يتكون من جسيمات أصغر) ولكن تبين فيما بعد خطأ هذا الاعتقاد، كتلته تساوي تقريباً كتلة البروتون، يوجد في أنوية الذرات، كما يمكن أن يوجد خارجها حيث يدعى بالنيوترون الحر. النيوترون الحر غير مستقر له متوسط عمر قدره حوالي 886 ثانية (حوالي 15 دقيقة)، حيث يتحلل بعد هذه الفترة القصيرة إلى بروتون وإلكترون. ولأن النيوترونات غير مشحونة يجعل من الصعب كشفها أو التحكم بها، الأمر الذي أدى لتأخر اكتشافها. فقد اكتشفها عالم الفيزياء حامل جائزة نوبل «جيمس شادويك».
كما أن النيوترونات الحرة (الإشعاعات النيوترونية) لها قدرتها العالية على النفاذ في المواد. الطريقة الوحيدة لتغيير مسار النيوترون هي بوضع نواة في مساره، حيث يتم تصادم تام المرونة. لكن احتمال اصطدام نيوترون حر متحرك بنواة إحدى الذرات في المادة ضعيف جداً بسبب الفرق الهائل بين حجم النيوترون والنواة، علما ً بأن نواة الذرة أصغر كثيرا جدا من حجم الذرة (أي أن الذرة تحوي فراغاً كبيراً)، مما يعطي النيوترونات قدرة كبيرة على الاختراق.
تستخدم النيوترونات في شطر أنوية اليورانيوم في المفاعلات النووية.وينتج عند انشطار نواة اليورانيوم نيوترونين في المتوسط، تتفاعل هي الأخرى مع نوايا يورانيوم أخرى، بهذا تتزايد النيوترونات وكذلك معدل الانشطار يزداد بما يسمى التفاعل المتسلسل. وفي المفاعل النووي توجد مواد لامتصاص النيوترونات الزائدة بحيث يبقى التفاعل متوازناً، ونستطيع بذلك إنتاج الطاقة عن طريق المفاعلات الذرية أو النووية.
العلاقة بين عدد النيوترونات والكتلة الذرية
يمكن تحديد عدد النيوترونات في نواة الذرة من خلال معرفة العدد الذري Z والكتلة الذرية A، حيث N = AZ، مما يعني أن الكتلة الذرية لعنصر ما تساوي عدد البروتونات والنيوترونات في نواتها . A = N + Z والذرات التي يتغير عددها الذري حسب عدد النيوترونات تسمى النظائر ؛ جميع نظائر عنصر معين معروفة ؛ له نفس الخصائص الكيميائية لهذا العنصر ويتصرف بنفس الطريقة في تفاعلاته الكيميائية.
تنتهي هذه المقالة، وبفضلها حددنا الإجابة الصحيحة على السؤال، فإن الجسيم الذي له كتلة مساوية للعدد الذري ومحايد كهربائيًا هو ……………، لأننا تعرفنا على مكونات النواة والعلاقة بين عدد النيوترونات والكتلة الذرية.