نظرة عامة حول البروتونات والنيوترونات

تتكون ذرة كل عنصر من العناصر في الطبيعية من النواة الموجودة في مركز الذرة، والتي تحتوي على البروتونات والنيوترونات، وعلى مدارات خارجية حول النواة تدور فيها الإلكترونات سالبة الشحنة، وبشكل عام يمكن تعريف البروتون (بالإنجليزية: Proton) على أنه جسيم دون ذري موجب الشحنة، ويشكل جزءًا من نواتها، أما النيوترون (بالإنجليزية: Neutron) فهو جسيم دون ذري يشكل أيضاً جزءًا من نواة الذرة، وليست له شحنة، وهو يساوي البروتون في كتلته.[١]


عدد البروتونات والنيوترونات للعناصر

يحدد عدد البروتونات في الذرة هوية العنصر، ويعبّر عنه عادة بالعدد الذري (Z)، إذ تحتوي كل ذرات العنصر الواحد على عدد متساوٍ من البروتونات، فمثلاً تحتوي كل ذرات الكربون على 6 بروتونات في النواة، كما تحتوي كل ذرات الكلور على 17 بروتونًا في النواة، وفي المقابل يُطلق على الذرات المتساوية في عدد البروتونات والمختلفة في عدد النيوترونات اسم النظائر، فمثلاً هناك نظيران مستقران طبيعي للكلور، أحدهما يحتوي على 18 نيوتروناً، والآخر يحتوي على 20 نيوتروناً، وكلاهما يضم 17 بروتوناً.[٢]


تتساوى في الذرات المتعادلة عادة عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات، ويجدر بالذكر هنا أنه عندما لا تتساوى أعداد البروتونات في الذرة مع أعداد الإلكترونات، فإن ذلك يؤدي إلى ظهور الأيون؛ فإذا كان عدد الإلكترونات أكثر من عدد البروتونات، فإن الأيون الناتج سيكون سالبًا، أما إذا كان عدد البروتونات أكثر من عدد الإلكترونات، فإن الأيون الناتج سيكون موجباً.[٢]


يتم عادة معرفة العدد الذري للعنصر عن طريق استخدام الجدول الدوري، كما يمكنك العثور فيه أيضاً على العدد الكتلي الذي يعبر عن مجموع عدد البروتونات، وعدد النيوترونات في الذرة، وبشكل عام يمكن تلخيص العلاقة بين مكونات الذرة بالقوانين الآتية:[٢]


  • العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات (في الذرات المتعادلة).
  • العدد الكتلي = عدد البروتونات+ عدد النيوترونات.
  • شحنة الأيون = عدد البروتونات - عدد الإلكترونات.


أمثلة على حساب عدد البروتونات والنيوترونات للعناصر


  • مثال (1): احسب عدد البروتونات والنيوترونات لعنصر الكربون إذا علمت أن عدده الكتلي يساوي 14، وعدده الذري يساوي 6.[٣]
  • الحل:
  • العدد الذري = عدد البروتونات، ومنه عدد البروتونات = 6.
  • العدد الكتلي = عدد البروتونات+ عدد النيوترونات، ومنه عدد النيوترونات = العدد الكتلي-عدد البروتونات = 14-6 = 8.


  • مثال (2): احسب عدد البروتونات والنيوترونات لعنصر اليورانيوم إذا علمت أن عدده الكتلي يساوي 235، وعدده الذري يساوي 92.[٣]
  • الحل:
  • العدد الذري = عدد البروتونات، ومنه عدد البروتونات = 92.
  • العدد الكتلي = عدد البروتونات+ عدد النيوترونات، ومنه عدد النيوترونات = العدد الكتلي-عدد البروتونات = 235-92 = 143.


  • مثال (3): احسب عدد البروتونات والنيوترونات لعنصر الليثيوم إذا علمت أن عدده الكتلي يساوي 7، وعدد إلكتروناته يساوي 3.[١]
  • الحل:
  • عدد البروتونات = عدد الإلكترونات في الذرات المتعادلة، ومنه عدد البروتونات = 3.
  • العدد الكتلي = عدد البروتونات+ عدد النيوترونات، ومنه عدد النيوترونات = العدد الكتلي-عدد البروتونات = 7-3 = 4.

المراجع

  1. ^ أ ب "The Structure of the Atom", courses.lumenlearning.com, Retrieved 22-6-2021. Edited.
  2. ^ أ ب ت "How do we define elements?", web.fscj.edu, Retrieved 22-6-2021. Edited.
  3. ^ أ ب "2.1.1 Electrons, protons, neutrons and isotopes", www.open.edu, Retrieved 22-6-2021. Edited.