الذرّة

الذرّة تُعتبر الوحدة الأساسية التي تشكِّل المادة، وتنقسم إلى قسمين رئيسيين. القسم الأول هو النواة، وهي جسيم صغير الحجم ذو شحنة موجبة، تمثل 99.9% من وزن الذرّة، وتحتوي على البروتونات والنيوترونات. القسم الثاني هو المحيط الخارجي، الذي يتكون من مجموعة مستويات تعرف بالمدارات، حيث تتحرك الإلكترونات بسرعة عالية جدًا حول نواة الذرّة.

الرقم الذري

الرقم الذري (Atomic number) يُرمز له بالرمز (Z)، وهو مصطلح كيميائي يُستخدم لتمثيل عدد البروتونات في نواة الذرّة. البروتونات هي جسيمات ذات شحنة موجبة ووزن ثقيل، وتختلف كل ذرّة عنصر عن الأخرى من خلال عدد البروتونات الموجودة فيها، ما يعني أن عدد البروتونات هو الذي يحدد نوع الذرّة. نظرًا لأن الذرّة متعادلة، فإن عدد الإلكترونات في الذرات المتعادلة يكون مساويًا لعدد البروتونات، أي مساوٍ للرقم الذري. يُظهر الجدول الدوري الرقم الذري تحت رمز العنصر؛ على سبيل المثال، تحتوي ذرّة الهيدروجين على بروتون واحد، بينما تحتوي ذرّة الأكسجين على 8 بروتونات. يحدد الرقم الذري نوع العنصر الكيميائي في الجدول الدوري، حيث إذا تم ترتيب اليود والتيلوريم وفقًا لكتلتهما الذرية سيكون الترتيب غير صحيح، مما يؤدي إلى اختلاف في الخصائص. لكن عندما قام مندليف بترتيبهما وفق الرقم الذري (عدد البروتونات)، تم تحقيق تطابق بين الترتيب والخصائص الكيميائية.

الرقم الذري لبعض العناصر في الجدول الدوري

• الرقم الذري للهيدروجين هو 1، حيث تحتوي نواته على بروتون واحد.
• الرقم الذري للهيليوم هو 2، ونواته تحتوي على بروتينين ونيوترونين.
• الرقم الذري لليثيوم هو 3، حيث تحتوي نواته على ثلاثة بروتونات وأربعة نيوترونات.

أهمية الرقم الذري

تنبع أهمية الرقم الذري من دوره في تحديد خصائص العناصر في الجدول الدوري، وذلك كما يلي:

• تعتمد خصائص العناصر على أعدادها الذرية، وتتغير بشكل دوري، وفقًا للقانون الدوري (ترتيب العناصر حسب تزايد الأعداد الذرية يؤدي إلى تكرار الصفات بشكل دوري). وبشكل عام، تشترك العناصر في نفس المجموعة في خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة.
• عندما نتجه من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري داخل الدورة الواحدة، يزداد الرقم الذري للعناصر، وبالتالي تزداد عدد الإلكترونات، وتزداد الشحنة النووية الفعالة مما يقلل من الحجم الذري نتيجة لتداخل إلكترونات المستوى الواحد، مما يزيد من الانجذاب نحو النواة.
• عند الانتقال من الأعلى إلى الأسفل في نفس المجموعة، يزداد نصف القطر مع ارتفاع الرقم الذري، ويزداد عدد مستويات الطاقة، مما يؤدي إلى زيادة الحجم وانخفاض طاقة التأين، بالإضافة إلى انخفاض الكهروسالبية وزيادة الخاصية الفلزية (ميل الذرّة لفقد الإلكترونات).
• تنخفض درجات الانصهار والغليان مع ارتفاع العدد الذري.
• تزداد الكثافة مع زيادة الرقم الذري، فكلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري انخفض الحجم وزادت الكتلة (الكثافة = الكتلة / الحجم).