طمسون ورذرفورد ونيلز بور في حوار حول تاريخ الذرة .

طمسون ورذرفورد ونيلز بور في حوار حول تاريخ الذرة .
Thomson:
أهلاً وسهلاً باصدقائي رذرفورد وبور كيف الحال ؟.

Rutherford:
أهلاً طمسون .

Boher:
مرحبا طمسون ؟

Thomson:
ها بور خبرنا ايش صار معك في موضوع الالكترونات الموجودة في الفراغ حول النواة ؟.

Rutherford:
لحظة
أخوي طمسون ما رأيك قبل أن يخبرنا بور بما توصل إليه أن نلملم أفكارنا
ونعيدترتيبها حتى يكون ضيوفنا أعضاء بيت معلمي الكيمياء معنا في الصورة
منذ بداية القصة .

Boher:
صحيح اخواني وبما انك طمسون أكبرنا سناً فياليت تبدأ وتقولنا القصة من البداية ( قصة تطور مفهوم تركيب الذرة ) .

Thomson:
ممم
طيب ماشي على بركة الله ، تعلمون جميعاً بأن الانسان منذ القدم حاول
التعرف على ماهية المادة بفطرته التي فطره الله عز وجل عليها وبما أن كل
العلوم كانت بيد الفلاسفة فقد كان لهم السبق في البحث والتفكير عن ماهية
المادة فهم كما يقال يعرفون كل شيء ،وكانت كل محاولاتهم بالطبع مجرد تفكير
عقلي خالٍ تماماً من أي تجارب عملية ، فمنهم من قال بأن المصدر الأولي
للمادة هو الماء ومنهم من ذكر بأن المادة تتألف من أربعة عناصر ماء وهواء
وتراب ونار ، ومنهم من ذكر بأن المادة تتألف من دقائق صغيرة تدعى الذرات (
atoms ) .

Rutherford:
ههههه

Thomson:
ليش الضحك رذرفورد، أنا قلت شيء يضحك .

Rutherford:
أنا آسف طمسون بس تذكرت تلك الأفكار الغريبة التي انبثقت عن هذه التصورات في تلك الفترة .

Boher:
تقصد فكرة حجر الفلاسفة ونظرية الفلوجستون والقوة الحيوية وأكسير الحياة ؟ فعلاً أفكار تضحك هههه يخرب بيت شطانك رذرفورد .

Thomson:
بس
ياولد انت وهو خليني اكمل ، المهم جميع الرؤى والتصورات التي سادت في تلك
الحقب من التاريخ المرير ( اقصد تاريخ الكيمياء اللي مايسر ) كانت منبثقة
من نظريتين مشهورتين في تلك الفترة وهما النظرية المتصلة والنظرية
المنفصلة .

Rutherford:
نعم استاذنا طمسون النظرية المتصلة
بتقول ان التقسيم المطرد ( المتتالي ) للمادة سيتصل ويستمر ولن ينتهي
بمعنى أننا لن نصل في النهاية إلى أجزاء دقيقة غير قابلة للانقسام بينما
النظرية المنفصلة بتقول لا التجزئة المتتالية للمادة ستنفصل في النهاية
بالحصول على دقائق غير قابلة للانقسام .

Thomson:
صح ... شاطر رذرفورد .. ومين سمحلك تتكلم ، ايش لقافة ؟

Boher:
خخخ كركككر

Rutherford:
أنا اسف مرة ثانية طمسون كمل أرجوك .

Thomson:
المهم
استمر هذا التخلف الكيميائي والذي كان نتاجاً طبيعياً لاستخدام التفكير
العقلي المجردفي البحث إلى القرن السادس عشر حتى جاء دالتون ووضع أول
نظرية علمية عن الذرة في عام 1808 للميلاداستطاع من خلالها تفسير بعض
القوانين المعروفة في ذلك الوقت مثل قانون حفظ الكتلة وقانون النسب
الثابتة وغيرهما .

Rutherford:
صحيح والنظرية بتتألف باختصار من ثلاثة فروض وهي :
1_ المادة تتألف من دقائق صغيرة غير قابلة للانقسام تدعى الذرات .
2- الذرة أصغر جزء في العنصر وتختلف العناصر باختلاف ذراتها وأن ذرات العنصر الواحد متشابهة في كل الخواص .
3- عندما تتحد العناصر لتكوين المركبات فإنها تتحد بأعداد صحيحة من الذرات .

Boher:
وهنا وضع دالتون تصوره للذرة وقال بأن الذرة عبارة عن جسيم كروي مصمت ( غير فارغ ) ذوكثافة عالية يشبه كرة البلياردو .

Thomson:
نعم
الحقيقة هذه القفزة الكبيرة في نوعية التفكير( من تفكير عقلي مجرد إلى
تفكير نابع عن مشاهدة قوانين طبيعية ومحاولة تفسيرها ) شجعت العلماء في
ذلك الوقت على السير قدماً في البحث والتنقيب عن ماهية المادة ومحاولة سبر
أغوارها البعيدة .

Rutherford:
ما شاء الله عليك طمسون صاير فصيح اليوم ، طيب وياترى ما هو موقع العرب والمسلمين عموماً من هذا الموضوع برمته ؟.

Thomson:
تبغى
الصراحة رذرفورد ولا بن عمها ؟ الحقيقة أن العرب والمسلمين عموماً كان لهم
انجازات رائعة في الكيمياء يضيق الوقت بسردها هنا (بس لا يكبر راس أعضاء
بيتكم من هذا الكلام )
فليس الفتى من قال كان أبي *** بل الفتى من قال هاأنا ذا
( وياليت أحد أعضاء منتدى الكيمياء الكرام يكتب عن انجازات العرب المسلمين في الكيمياء ) .

Boher:
تبغوا
الصراحة يا جماعة لابد أن نكون عادلين ونقول كلمة الحق فلقد كان للعرب
المسلمين أفضال كبيره علينا ويكفيهم فخراً أنهم أول من استحدث وطبق المنهج
التجريبي العملي في العلوم هذا المنهج الذي ساهم بشكل كبير وفاعل في تطور
العلوم الطبيعية التي نلحظها ونشاهدها الآن.

Rutherford:
صحيح
كلامك بور فقد بدأ علماء الغرب بنهج هذا الطريق في البحث وكان من الأوائل
في هذا المجال فارادي الذي استطاع من خلال تجاربه في التحليل الكهربائي
اثبات وجود علاقة بين المادة والكهرباء ، الأمر الذي أدى إلى اكتشاف
الالكترونات وبهذا تداعت المقولة التي مفادها أن الذرة أصغر جزء من المادة
وبدأ عصر سبر أغوار الذرة والتعرف على مكوناتها .

Thomson:
احم
احم صحيح كلامك وهنا جيت انا ( طمسون ابن ام طمسون ) ووضعت تصوري اللي
بتعرفوه عن الذرة والذي وضعته بناءً على تجارب التفريغ الكهربي التي أول
من قام بها هو جولد شتين في عام 1886 .
وفي عام 1895 استطاع ويليم
رنتجن اكتشاف الأشعة السينية وهنري بيكريل 1896 الكشف عن النشاط الاشعاعي
للذرات والتعرف على أشعة بيتا وجاما وجسيمات الفا بل والكشف عن
البوزيترونات ( الالكترونات الموجبة ) ولا ننسى أيضاً دور مدام كوري
وزوجها في هذا المجال .

Rutherford:
لا تفرح كثير يا
صاحبي فقد أثبت أنا صاحب الذرة النووية بخطأ تصورك عن الذرة وأن
البروتونات ليست كما ذكرت بل انها متجمعة في جزء صغير من الذرة يعرف
بالنواة ولقد استطعت قياس قطر النواة فوجدتها تساوي تقريباً 10 أس سالب 13
سنتيمتر أي أن قطر الذرة أكبر بـ 100 الف مرة من قطر النواة وعشان اوضح
هذا هذه النسبة اليكم المثال التالي : تصوروا لوكانت الذرة تمثل منزلاً
كبيراً فيا ترى ماالذي تمثله النواة ؟

Boher:
ايش رذرفورد ؟ امكن غرفة ؟ يعني النواة بالنسبة للذرة تمثل غرفة بالنسبة للمنزل .
Rutherford:
لا
مو صحيح غلطان بور اقولك يا سيدي ايش تمثل ، شايف النقطة اللي في أخر هذه
الجملة . النواة تمثلها بالنسبة للذرة .بل وأني استطعت في عام 1919 تقديم
البرهان العملي على كلامي من خلال تجاربي المتمثلة في سريان جسيمات الفا
في غاز النيتروجين .
Thomson:
ما شاء الله عليك رذرفورد مبدع صحيح ،
ولا تنسى صديقك موزلي الذي استطاع من خلال تجربته عن الاشعة السينية تأكيد
نتائجك بل وأنه استطاع التوصل إلى أن مقدار الشحنة الموجبة في النواة
بيزداد تدريجياً بالنسبة لجميع العناصر الأمر الذي أدى به الى اصطلاح
العدد الذري لأول مرة .

Rutherford:
وبقيت المشكلة التي واجهتنا
كثيراً دون حل وهي المشكلة الخاصة بكتلة النواة وقضية النظائر حتى جاء
جيمس شادويك واكتشف وجود جسيمات أخرى داخل النواة غير البروتونات مساوية
لكتلة البروتونات تقريباً ولا تحمل أي شحنة اطلق عليها اسم النيوترونات .

Thomson:
جميل جداً اخواني بارك الله فيكم ، تراكم طولتوها نبغي النهاية الآن بقينا في مشكلة الالكترونات الموجودة في الفراغ حول النواة .

Rutherford:
نعم
طمسون خلنا نشوف الحين مالذي في جعبة أخونا بور وإلى ماذا توصل حول هذا
الموضوع ، هل الالكترونات الموجودة في الفراغ حول النواة ثابته أم متحركة ؟

Boher:
احم احم وخروا عني شوي ، اقولكم يا سادة يا كرام ولا تقاطعوني ارجوكم لما أخلص .

Thomson:
ماشي يا عم بوووور تدلل وادلع على قلوبنا ، يحقلك من قدك يا عم ؟

Boher:
المشكلة
الآن التي تواجه نموذج رذرفورد وجعلت منه نموذجاً وتصوراً غير مستقر يرجع
إلى أن الالكترونات كما هو معلوم سالبة الشحنة لذا فإنها لابد وأن تنجذب
نحو النواة الموجبة وتنهار الذرة وهذا غير واقع وعليه فلابد وأن تكون
الالكترونات متحركة وهذا ايضاً وفق النظرية الكهروضوئية المعروفة عندنا
فإن الالكترونات أثناء حركتها يجب أن تشع طاقة ، وسوف ينتج عن هذا الفقد
في الطاقة ابطاء حركة الالكترونات مما يجعله أقل قدرة على مقاومة جذب
النواة ونتيجة لذلك سوف يلف الالكترون لولبياً نحو النواة مما يؤدي إلى
انغماس الالكترونات بالنواة وانهيار الذرة برضه ( وتيتي تيتي زي مارحتي زي
ما جيتي ) فضلاً على أننا ما بنشوف اشعاع من الذرات في الحالة الطبيعية .
إذاً يا اخوان هناك مشكلة وخطأ في خلفياتنا عن الموضوع وهو الذي أدى بنا إلى تخبطنا بهذا الشكل .

Rutherford:
طيب بور وبعدين ؟ كيف تفسر هذا التخبط وهذه الاشكالية اللي واقعين فيها ؟

Boher:
اقولك
يا سيدي ، انتوا بتعرفوا الطيف الضوئي وبتسمعوا بأن الضوء المرئي يتحلل
باستخدام منشور إلى سبعة ألوان ( من بينهم مشرفتنا الكيميائية ) هذه الطيف
يعرف بالطيف المتصل لان هناك تداخل تدريجي من لون إلى أخر .

طيف الضوء المرئي ( طيف متصل )

ولو
استبدلنا الضوء المرئي بمصدر للضوء أضيف إليه ملح يمكن تحويله إلى بخار
فإن الطيف الناتج لا يكون مستمراً ومتصلاً بل نحصل على طيف خطي مكون من
ألوان على هيئة خطوط ضيقة ومنفصلة عن بعضها البعض وكل خط يرادف ضوء ذي
طاقة محددة وهذا معناه يا سادة يا كرام ان ذرات العناصر يمكنها أن تشع
ضوءاً ذي طاقة محددة بمعنى أن الطاقة المنبعثة من الذرات ليست مجرد طاقة
ولكنها محددة وذات قيم ثابته ومتميزة .

طيف العناصر ( طيف خطي )

وإذا استعملت مركبات لعناصر مختلفة على هيئة مصادر للضوء نلاحظ أن كل عنصر يعطي طيفه الخطي المميز له .
وبناءً
على هذه المشاهدات اطلقها صريحة هنا ومن خلال هذا المنبر منبر بيت معلمي
الكيمياء واعلن عن انطلاق علم جديد وهو علم ميكانيكا الكم الذي يقوم على
افتراض أن الجسيمات الصغيرة في الكتلة مثل الالكترونات لا تتبع قوانين
نيوتن عن الحركة ولا تتبع أيضاً بقية القوانين التقليدية للديناميكا
الكهربية التي تصف التعاملات بين الشحنات المتحركة ولكنه علم له مباديء
وأسس وقواعد مختلفة من خلالها يمكن تفسير كيفية وجود الالكترونات في الذرة
.
سأذكر لكم الآن فروضي حول وجود الالكترونات في الفراغ حول النواة
والتي توصلت إليها من خلال دراستي لأطياف العناصر وبالذات طيف عنصر
الهيدروجين بالرغم من أنني اعترف انني لم انجح في تفسير أطياف بقية
العناصر غير الهيدروجين نظراً لتعقد تركيبها ولكني واثق كل الثقه من صحة
تفسيري وسيأتي بالتأكيد من يفسر أطياف بقية العناصر .

Thomson:
تفضل بور هات سمعنا تصورك عن كيفية وجود الالكترونات في الذرة.

Boher:
طيب طمسون إليك نظريتي الالكترونية ، في الحقيقة النظرية تتألف من عدة فروض أهمها مايلي :

* تتحرك الالكترونات في الفراغ حول النواة داخل الذرة في مسارات ( مدارات ) دائرية لكل مدار طاقة ثابته ومحددة .
ويبلغ
عدد هذه المدارات سبعة مدارات اعطيتها الأرقام من 1 إلى 7 حسب قربها من
النواة فالمدار رقم 1 هو الأقرب إلى النواة والمدار 2 أبعد وهكذا ، كما
أني رمزت لكل مدار بحرف وهي ( ك ، ل ، م ، ن ، هـ ، و ، ز ) .

* في الحالة الطبيعية فإن الذرة لا تشع
ضوءً ولكن عند انتقال الكترون من مدار ذي طاقة أقل إلى مدار ذي طاقة أعلى
ثم عودته فإنه يشع ضوأً عند رجوعه إلى مداره الأقل في الطاقة .

:
ممتاز بور كلام منطقي ومعقول .

Thomson:
فعلاً شغل متعوب عليه وهذا اللي عملته بور ثورة كبيرة الحقيقة في مفهوم الذرة .

Boher
: شكراً شكراً اخواني اخجلتم تواضعنا : وهذا نموذج تفاعلي يشرح تصوري
باختصار كل ما عليكم انكم تضغطوا على المدار المطلوب ان ينتقل إليه
الالكترون وسترون ماذا يحدث .

الموضوع منقول