درسنامه‌ی شیمی · شیمی ۱ · فصل اول: کیهان زادگاه الفبای هستی
ذرات زیراتمی چیست؟ پروتون، نوترون، الکترون و کشف آن‌ها
با یک تصویر روشن از اتم، جای پروتون، نوترون و الکترون را بشناس و از روی عدد اتمی و عدد جرمی آن‌ها را بشمار.
- پایه‌ی دهم
- درس کشف و مدل
- ۱۱ دقیقه مطالعه
- ۱۰ ایستگاه
- ۱۰ تصویر و کارت آموزشی
بازبینی علمی: دکتر فائزه خان محمدیبه‌روزرسانی: مهر ۱۳, ۱۴۰۵
هدف‌های یادگیری
در این درس یاد می‌گیری
- ۱
جایگاه و بار نسبی پروتون، نوترون و الکترون را تشخیص دهد.
- ۲
از عدد اتمی و عدد جرمی، شمار ذره‌های اتم خنثی را به دست آورد.
- ۳
عدد جرمی را از جرم اتمی و عدد اتمی جدا کند.
- ۴
هم‌مکان‌ها را از روی شمار پروتون و نوترون بشناسد.
- ۵
کشف الکترون و نوترون را با کشف هسته و اندازه‌گیری بار اشتباه نگیرد.
پیش از شروع بدان: آشنایی مقدماتی با اتم و عنصر، شناخت بار مثبت، منفی و حالت خنثی، توانایی جمع و تفریق عددهای صحیح، آشنایی با نماد شیمیایی عنصرها
اصل درس در یک نگاه
به زبان کتاب، به زبان ساده
به زبان کتاب درسی
در توصیف ساختار اتم در شیمی ۱، پروتون و نوترون ذره‌های زیراتمیِ موجود در هسته‌اند و الکترون ذرهٔ زیراتمیِ موجود در فضای پیرامون هسته است. بار نسبی آن‌ها به‌ترتیب ۱+، صفر و ۱− است. ( )
بر پایه‌ی سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ نسخهٔ PDF در پایگاه هیوا، سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ بازنشر در Scribd
به زبان ساده
اتم یک هسته با پروتون‌های مثبت و نوترون‌های بدون بار دارد؛ الکترون‌های منفی هم پیرامون هسته‌اند.
رابطه‌ی اصلی درس
A = Z + N
- A
- عدد جرمی؛ مجموع شمار پروتون‌ها و نوترون‌ها بدون یکا
- Z
- عدد اتمی؛ شمار پروتون‌ها بدون یکا
- N
- شمار نوترون‌ها بدون یکا
برای اتم خنثی، شمار الکترون‌ها نیز برابر Z است؛ عدد جرمی را با جرم اتمی برحسب amu یکی نگیرید.
شانهٔ پلاستیکیِ مالش‌داده‌شده را به خرده‌کاغذهای خنثی نزدیک می‌کنید و می‌بینید که کاغذها جذب می‌شوند. کاغذ خنثی است؛ پس این جذب چه ربطی به بار الکتریکی دارد؟ برای پاسخ، باید بدانید ذرات زیراتمی چیست و بار هر ذره چه تفاوتی دارد. همین شناخت کمک می‌کند عدد اتمی را با عدد جرمی اشتباه نگیرید.
برای فهمیدن جذب کاغذ، اتم را با هسته‌ای در مرکز و فضایی در اطراف آن تصور کنید. بارهای مثبت در هسته‌اند و بارهای منفی در فضای اطراف هسته قرار دارند. وقتی جای این بارها را بشناسید، می‌توانید خنثی بودن کاغذ را از جذب شدنش جدا کنید.
واژه‌نامه‌ی درس
واژه‌های این درس
۷ واژه‌ی کلیدی، به ترتیب الفبا
- الکترونElectron
ذرهٔ زیراتمیِ دارای بار الکتریکی نسبی ۱− است که در فضای پیرامون هسته حضور دارد.
- پروتونProton
ذرهٔ زیراتمیِ درون هسته با بار الکتریکی نسبی ۱+ است.
- ذرهٔ زیراتمیSubatomic particle
ذره‌ای کوچک‌تر از اتم است که در توصیف کتاب، پروتون، نوترون و الکترون نمونه‌های آن‌اند.
- عدد اتمیAtomic number
عدد اتمی، با نماد Z، شمار پروتون‌های هستهٔ یک اتم است.
- عدد جرمیMass number
عدد جرمی، با نماد A، مجموع شمار پروتون‌ها و نوترون‌های هسته است.
- نوترونNeutron
ذرهٔ زیراتمیِ درون هسته با بار الکتریکی نسبی صفر است.
- هم‌مکان (ایزوتوپ)Isotope
هم‌مکان‌ها اتم‌های یک عنصر با عدد اتمی یکسان و شمار نوترون متفاوت‌اند.
در حالت خودآزمایی تعریف‌ها پنهان می‌شوند. اول معنی هر واژه را در ذهنت بگو، بعد روی کارت بزن.
اگر اتم را باز کنیم، چه می‌بینیم؟
اتم را مانند فضایی تصور کنید که هسته‌ای در مرکز دارد. ذره‌های زیراتمی، یعنی بخش‌های سازندهٔ اتم در این درس، پروتون و نوترون و الکترون‌اند. پروتون و نوترون در هسته‌اند و الکترون در فضای اطراف هسته است. این تصویر فقط جای ذره‌ها را نشان می‌دهد، نه اندازهٔ واقعی اتم را.
پروتون بار الکتریکی نسبی مثبت دارد و نوترون بار الکتریکی نسبی ندارد. الکترون بار الکتریکی نسبی منفی دارد. «بار الکتریکی نسبی» به ما کمک می‌کند بار این ذره‌ها را با هم مقایسه کنیم. پس هنگام خواندن ویژگی یک ذره، جای آن را از نوع بارش جدا نگه دارید.
بار و جرم را مثل دو پرسش جدا ببینید: «این ذره بار دارد؟» و «این ذره چقدر جرم دارد؟» نوترون بار ندارد، اما جرم دارد. الکترون بسیار سبک است، ولی جرمش صفر نیست. پس «بدون بار» را با «بدون جرم» اشتباه نگیرید.
جرم ذره‌های اتم بسیار کوچک است. برای بیان این جرم، از یکای جرم اتمی با نماد amu استفاده می‌شود. یک amu برابر یک‌دوازدهم جرم یک اتم کربن‌ـ۱۲ است. هنگام خواندن جرم، یکا را بررسی کنید؛ اما شمار ذره‌ها، مانند شمار مهره‌ها، یکا ندارد.
- هستهجای پروتون و نوترون
- پروتوندر هسته؛ بار مثبت
- نوتروندر هسته؛ بدون بار
- فضای پیرامون هستهجای حضور الکترون
- الکترونپیرامون هسته؛ بار منفی
| ذره | جایگاه | بار نسبی | جرم تقریبی (amu) |
|---|---|---|---|
| p+پروتون | هسته | ۱+ | حدود ۱ |
| n0نوترون | هسته | صفر | حدود ۱ |
| e−الکترون | فضای پیرامون هسته | ۱− | حدود ۰٫۰۰۰۵ |
منبع: سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ بازنشر در Scribd، شبکهٔ آموزشی رشد
همهٔ اتم‌ها نوترون دارند؟
هیدروژن‌ـ۱ را مثل هسته‌ای با یک مهره تصور کنید: در هسته‌اش یک پروتون هست و نوترونی نیست. عدد ۱ در نام هیدروژن‌ـ۱، شمار کل پروتون‌ها و نوترون‌های هسته را نشان می‌دهد. این اتم الکترون هم دارد. نبود نوترون در هیدروژن‌ـ۱، جای نوترون را در اتم‌های دیگر عوض نمی‌کند؛ نوترون هر جا باشد، در هسته است.
مدل اتمی کمک می‌کند جای ذره‌ها را از هم تشخیص دهید. مدل قرار نیست اندازهٔ هسته، فاصله‌ها یا حرکت الکترون را با مقیاس واقعی نشان دهد. به‌ویژه نباید از یک تصویر ساده نتیجه گرفت که الکترون همیشه روی یک مسیر دایره‌ای ثابت حرکت می‌کند.
در هیدروژن‌ـ۱ خنثی، اندازهٔ بار مثبت پروتون و بار منفی الکترون برابر است. علامت این دو بار مخالف است، پس در مجموع یکدیگر را خنثی می‌کنند. خنثی بودن یعنی مجموع بارهای اتم صفر است، نه اینکه پروتون و الکترون هیچ باری ندارند.
برای خواندن مدل اتم، اول بپرسید هر ذره کجاست. سپس جداگانه بپرسید بارهای مثبت و منفی در مجموع چه اثری دارند. پرسش جای ذره‌ها به ساختار اتم مربوط است؛ پرسش بارها به خنثی بودن یا نبودن اتم مربوط می‌شود. با جدا کردن این دو پرسش، جای نوترون را با نقش آن در بار اتم اشتباه نمی‌گیرید.
- p+پروتون۱
- n0نوترون۰
- e−الکترون۱
هستهٔ این هم‌مکان نوترون ندارد؛ آرایش لایه‌ای فقط برای نمایش شمار الکترون‌ها آمده است.
منبع: سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ بازنشر در Scribd، شبکهٔ آموزشی رشد
تصویر اتم چگونه کامل‌تر شد؟
تاریخ علم؛ فراتر از کتاب: تصویر اتم مثل تصویری بود که بخش‌هایش کم‌کم روشن شد. پژوهشگران نخست شواهدی از ذره‌های کوچک‌تر از اتم پیدا کردند. سپس پرسیدند این ذره‌ها کجا هستند و هستهٔ اتم چه ساختاری دارد.
برای دنبال کردن این داستان، نوع دستاورد را هم در نظر بگیرید. یافتن شواهد وجود یک ذره، توضیح دادن ساختار هسته و اندازه‌گیری یک ویژگی الکتریکی، پاسخ به یک پرسش یکسان نیستند.
شناخت اتم با پاسخ به پرسش‌های جداگانه کامل‌تر شد: چه ذره‌ای وجود دارد و جای آن کجاست؟ اما داستان کشف‌ها برای شمردن ذره‌های یک اتم کافی نیست. برای شمارش، عدد اتمی و عدد جرمی را از نماد اتم بخوانید.
ارنست رادرفورد Ernest Rutherford
پژوهشگر ساختار هسته‌ای اتم و پروتون · ۱۹۱۱ و ۱۹۱۹ میلادی
از پراکندگی ذره‌های آلفا به وجود هسته رسید؛ بعدتر خروج پروتون از نیتروژن را نشان داد.
منبع: American Physical Society، NobelPrize.org
دو عدد کنار نماد اتم چه می‌گویند؟
برای خواندن نماد اتم، هسته را مثل ظرفی از ذره‌ها تصور کنید. اگر فقط پروتون‌های این ظرف را بشمارید، عدد اتمی را به دست می‌آورید. نماد عدد اتمی Z است. شمار پروتون‌ها مشخص می‌کند اتم به کدام عنصر تعلق دارد.
اگر پروتون‌ها و نوترون‌های هسته را با هم بشمارید، عدد جرمی به دست می‌آید. نماد عدد جرمی A است. اگر Z شمار پروتون‌ها و N شمار نوترون‌ها باشد، رابطهٔ A = Z + N این جمع را نشان می‌دهد. A و Z و N شمار هستند؛ مثل شمار مهره‌ها، یکا ندارند.
چرا الکترون در عدد جرمی شمرده نمی‌شود؟ چون عدد جرمی برای شمارش ذره‌های هسته تعریف شده است و الکترون در فضای پیرامون هسته قرار دارد. پس اگر پرسش فقط عدد جرمی را بخواهد، شمردن الکترون‌ها کمکی به پیدا کردن آن نمی‌کند.
عدد جرمی را با جرم اتمی یکی نگیرید. عدد جرمی می‌پرسد «در هسته چند پروتون و نوترون داریم؟» اما جرم با یکایی مانند amu بیان می‌شود. تفاوت «شمار ذره‌ها» و «مقدار جرم»، یکی از اصطلاحات شیمی است که باید هنگام حل پرسش‌ها روشن بماند.
A = Z + N
- A
- عدد جرمی؛ مجموع شمار پروتون‌ها و نوترون‌ها بدون یکا
- Z
- عدد اتمی؛ شمار پروتون‌ها بدون یکا
- N
- شمار نوترون‌ها بدون یکا
برای اتم خنثی، شمار الکترون‌ها نیز برابر Z است؛ عدد جرمی را با جرم اتمی برحسب amu یکی نگیرید.
منبع: سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ نسخهٔ PDF در پایگاه هیوا، سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ بازنشر در Scribd
از نماد آهن، ذره‌ها را چطور بشماریم؟
اتم خنثی آهن‌ـ۵۶ را در نظر بگیرید. در نماد ۵۶۲۶Fe، عدد ۵۶ در بالا و عدد ۲۶ در پایینِ سمت چپ نماد آهن قرار می‌گیرند. عدد بالایی، A یا عدد جرمی، شمار پروتون‌ها و نوترون‌هاست. عدد پایینی، Z یا عدد اتمی، فقط شمار پروتون‌هاست. جای این دو عدد را پیش از محاسبه مشخص کنید.
ترتیب کار مهم‌تر از حفظ کردن پاسخ آهن است. ابتدا پروتون‌های هسته را از عدد اتمی پیدا می‌کنید؛ سپس سهم پروتون‌ها را از عدد جرمی کنار می‌گذارید تا شمار نوترون‌ها بماند. در پایان، شرط «اتم خنثی» را می‌خوانید تا دربارهٔ الکترون‌ها تصمیم بگیرید.
- عدد اتمی Z = ۲۶ است؛ پس هستهٔ آهن‌ـ۵۶، ۲۶ پروتون دارد.
- عدد جرمی A = ۵۶ است. بنابراین شمار نوترون‌ها N = ۵۶ − ۲۶ = ۳۰ است.
- صورت پرسش اتم را خنثی معرفی می‌کند؛ پس شمار الکترون‌ها نیز ۲۶ است.
- برای وارسی، پروتون‌ها و نوترون‌ها را جمع کنید: ۲۶ + ۳۰ = ۵۶؛ نتیجه با عدد جرمی برابر است.
در اتم خنثی آهن‌ـ۵۶، تعداد الکترون‌ها و پروتون‌ها برابر است؛ مثل دو گروه هم‌شمار با بارهای مخالف. عدد اتمی همیشه تعداد پروتون‌ها را نشان می‌دهد. اگر پرسش دربارهٔ یون باشد، بار یون را هم بررسی کنید؛ یون می‌تواند تعداد الکترون‌های متفاوتی داشته باشد. نبود واژهٔ «خنثی» به‌تنهایی دلیل نابرابر بودن این دو شمار نیست.
وارسی پاسخ هم معنای روشنی دارد: عدد جرمی باید با مجموع پروتون‌ها و نوترون‌های به‌دست‌آمده سازگار باشد. برای این وارسی سراغ جرم اتمیِ بیان‌شده با amu نروید. آن مقدار، جای شمارش ذره‌های هسته را نمی‌گیرد.
اتم خنثی ⁵⁶₂₆Fe چند پروتون، نوترون و الکترون دارد؟
- ۱
عدد اتمی Z = ۲۶ است؛ پس شمار پروتون‌ها ۲۶ است.
- ۲
شمار نوترون‌ها N = A − Z = ۵۶ − ۲۶ = ۳۰ است.
- ۳
اتم خنثی است؛ پس شمار الکترون‌ها نیز ۲۶ است.
جواب۲۶ پروتون، ۳۰ نوترون و ۲۶ الکترون.
شانه چرا خرده‌کاغذ را جذب می‌کند؟
شانهٔ پلاستیکیِ مالش‌داده‌شده را به خرده‌کاغذهای خنثی نزدیک کنید. بار شانه آرایش بارها را در کاغذ کمی تغییر می‌دهد؛ بار مخالف در بخش نزدیک‌تر به شانه اثر بیشتری می‌گذارد. پس کاغذ می‌تواند جذب شود، بی‌آنکه بار خالص منفی داشته باشد. جذب شدنِ کاغذ به‌تنهایی علامت بار خالص آن را نشان نمی‌دهد.
بار یک ذرهٔ زیراتمی با بار خالص یک جسم فرق دارد. وقتی می‌گوییم الکترون بار منفی دارد، دربارهٔ ویژگی همان ذره حرف می‌زنیم. وقتی می‌گوییم یک جسم خنثی است، دربارهٔ نتیجهٔ کنار هم قرار گرفتن بارهای مثبت و منفیِ آن حرف می‌زنیم. خنثی بودنِ جسم به معنی بی‌بار بودنِ همهٔ ذره‌های درون آن نیست.
خرده‌کاغذ خنثی را کنار شانهٔ باردار تصور کنید. شانه می‌تواند آرایش بارهای خرده‌کاغذ را کمی جابه‌جا کند؛ بخشی با بار مخالف به شانه نزدیک‌تر می‌شود. برای همین خرده‌کاغذ جذب می‌شود، بی‌آنکه لزوماً بار خالص پیدا کرده باشد. خنثی بودن به معنی بی‌اثر بودن در برابر شانهٔ باردار نیست.
جذب خرده‌کاغذ یادآوری می‌کند که «خنثی» به معنی «جذب‌نشدنی» نیست. شانهٔ باردار می‌تواند آرایش بارها را در کاغذ خنثی تغییر دهد و آن را جذب کند. با دیدن حرکت کاغذ، نمی‌توان شمار پروتون‌ها، نوترون‌ها یا الکترون‌های آن را پیدا کرد. برای شمردن ذره‌های یک اتم، به اطلاعات همان اتم نیاز دارید.
پس شانه و کاغذ چه کمکی به فهم ساختار اتم می‌کنند؟ آن‌ها نشان می‌دهند بار الکتریکی فقط واژه‌ای کنار نام پروتون و الکترون نیست؛ اثر برهم‌کنش الکتریکی را می‌توان دید. برای توضیح تفاوت بار ذره و خنثی بودن جسم، باید تصویر اتم را بشناسید. اما برای تعیین عدد اتمی یا عدد جرمی، به اطلاعات مربوط به هسته نیاز دارید، نه به دیدن جذب کاغذ.
جذب خرده‌کاغذ با شانهٔ مالش‌داده‌شده
پرسشآیا مالش می‌تواند باعث شود یک شانهٔ پلاستیکی بدون تماس اولیه خرده‌کاغذها را جذب کند؟
وسایل و مواد
- شانهٔ پلاستیکی
- موی خشک یا پارچهٔ خشک
- چند خرده‌کاغذ
مراحل
- ۱
خرده‌کاغذها را روی میز خشک پخش کنید.
- ۲
شانه را چند بار با موی خشک یا پارچهٔ خشک مالش دهید.
- ۳
شانه را بدون تماس اولیه به خرده‌کاغذها نزدیک کنید و مشاهده را ثبت کنید.
مشاهدهشماری از خرده‌کاغذها به شانه نزدیک می‌شوند یا به آن می‌چسبند.
نتیجهاین فعالیت اثر بار الکتریکی را نشان می‌دهد؛ آزمایش کشف الکترون، اندازه‌گیری بار آن یا مشاهدهٔ مستقیم ذره‌های زیراتمی نیست.
ایمنیاز پریز، سیم برق و مواد قابل‌اشتعال استفاده نکنید؛ شانه را به چشم نزدیک نکنید.
منبع: OpenStax
شیمی دهم از این ذره‌ها چه می‌پرسد؟
در شیمی دهم، شمارش ذره‌ها را از هسته شروع کنید. عدد اتمی به شما می‌گوید چند پروتون در هسته است. عدد جرمی می‌گوید پروتون‌ها و نوترون‌ها روی‌هم چندتا هستند. برای آهن‌ـ۵۶، اول عدد اتمی را بخوانید؛ سپس با کم کردن شمار پروتون‌ها از عدد جرمی، شمار نوترون‌ها را پیدا کنید.
آموزش شیمی دهم در این بخش به خواندن دقیق صورت پرسش وابسته است. فقط وقتی اتم «خنثی» معرفی شده باشد، شمار الکترون‌ها را برابر شمار پروتون‌ها می‌گیرید. در شیمی‌خان هم هنگام تمرین همین شرط را پیش از نوشتن پاسخ بررسی کنید؛ برابر بودن الکترون و پروتون را به هر پرسشی تعمیم ندهید.
منیزیم‌ـ۲۴، منیزیم‌ـ۲۵ و منیزیم‌ـ۲۶ نمونه‌های هم‌مکان یک عنصرند. هم‌مکان‌ها شمار پروتون یکسان دارند، اما شمار نوترون‌هایشان متفاوت است. پس تغییر نوترون، تا وقتی شمار پروتون ثابت بماند، به‌تنهایی عنصر تازه‌ای نمی‌سازد. نکات شیمی دهم دربارهٔ هم‌مکان‌ها از همین تفاوت شروع می‌شود.
در پرسش‌های شیمی کنکور، ابتدا ببینید صورت پرسش چه می‌خواهد. اگر بپرسد «در هستهٔ آهن‌ـ۵۶ چند نوترون هست؟»، پاسخ یک شمارِ بدون یکاست. اگر بپرسد «جرم اتمی چقدر است؟»، پاسخ مقدار جرم می‌خواهد. روایت آزمایش‌ها و سال‌های کشف، تاریخ علمِ تکمیلی است و جای تعریف‌های کتاب را نمی‌گیرد.
فصل اول: کیهان زادگاه الفبای هستی؛ عنوان فصل در چاپ یازدهمِ ۱۴۰۵ کتاب «کیهان زادگاه عنصرها» است. ( )
کتاب الکترون، پروتون و نوترون را با عنوان «ذره‌های زیراتمی» معرفی می‌کند.؛ عدد اتمی Z شمار پروتون‌ها و عدد جرمی A مجموع شمار پروتون‌ها و نوترون‌هاست.
- از Z نخست شمار پروتون‌ها و، فقط در اتم خنثی، شمار الکترون‌ها را پیدا کنید.
- شمار نوترون‌ها را از N = A − Z حساب کنید.
- در پرسش هم‌مکان‌ها، Z باید یکسان و A متفاوت باشد.
- «ناچیز گرفتن جرم الکترون» را با «صفر بودن جرم الکترون» اشتباه نگیرید.
- در پرسش‌های تاریخ علمِ تکمیلی، ۱۹۱۱ رادرفورد را به هسته و ۱۹۳۲ چادویک را به نوترون نسبت دهید؛ تاریخ‌ها را به‌عنوان مطلب صریح کتاب معرفی نکنید.
پرسش نمونهاتم خنثی ⁵⁶₂₆Fe چند پروتون، نوترون و الکترون دارد؟دیدن پاسخ
۲۶ پروتون، ۵۶ − ۲۶ = ۳۰ نوترون و ۲۶ الکترون.
کدام برداشت‌ها شمارش را خراب می‌کنند؟
بار و جرم را روی دو برچسب جدا برای هر ذره بنویسید. برچسب بارِ نوترون «بدون بار» است، اما نوترون جرم دارد. الکترون هم بسیار سبک است، نه بی‌جرم. اگر در محاسبه‌ای تقریبی جرم الکترون را نادیده می‌گیرید، نتیجه نگیرید که جرمش واقعاً صفر است.
«چندتا؟» و «چقدر جرم؟» دو پرسش متفاوت‌اند. عدد اتمی شمار پروتون‌هاست و عدد جرمی شمار پروتون‌ها و نوترون‌هاست؛ هر دو یکا ندارند. جرم اتمی مقدار جرم را بیان می‌کند و می‌تواند با یکای جرم اتمی، amu، نوشته شود. پیش از حساب کردن، ببینید پرسش شمار می‌خواهد یا جرم.
برای تشخیص عنصر، شمار پروتون‌ها را بررسی کنید. دو اتم با پروتون‌های یکسان و نوترون‌های متفاوت، هم‌مکانِ یک عنصرند. هم‌مکان یعنی اتم‌هایی که جای یکسانی در جدول عنصرها دارند. پس متفاوت بودن شمار نوترون‌ها به‌تنهایی نشانهٔ متفاوت بودن عنصر نیست.
باور رایجنوترون چون بار ندارد، جرم هم ندارد.درست است یا غلط؟ بزن تا ببینی
واقعیت: نوترون بار نسبی صفر، اما جرمی نزدیک به ۱ amu دارد.
چرا این اشتباه پیش می‌آید؟ بار الکتریکی و جرم دو ویژگی متفاوت‌اند.
باور رایجالکترون جرم صفر دارد.درست است یا غلط؟ بزن تا ببینی
واقعیت: جرم الکترون بسیار کوچک است، اما در جدول کتاب حدود ۰٫۰۰۰۵ amu نوشته شده است.
چرا این اشتباه پیش می‌آید؟ در بعضی محاسبه‌های تقریبی از جرم آن چشم‌پوشی می‌کنیم؛ این کار به معنی صفر بودن جرم نیست.
باور رایجعدد جرمی همان عدد اتمی یا همان جرم اتمیِ جدول دوره‌ای است.درست است یا غلط؟ بزن تا ببینی
واقعیت: عدد جرمی شمار پروتون‌ها و نوترون‌های یک اتم معین است؛ عدد اتمی فقط شمار پروتون‌هاست.
چرا این اشتباه پیش می‌آید؟ عدد جرمی یک شمارشِ بدون یکاست، اما جرم اتمی برحسب amu بیان می‌شود.
باور رایجتغییر شمار نوترون‌ها همیشه عنصر تازه‌ای می‌سازد.درست است یا غلط؟ بزن تا ببینی
واقعیت: تا وقتی شمار پروتون‌ها ثابت باشد، اتم‌ها متعلق به یک عنصرند و ممکن است هم‌مکان یکدیگر باشند.
چرا این اشتباه پیش می‌آید؟ شناسهٔ عنصر را عدد اتمی، یعنی شمار پروتون‌ها، تعیین می‌کند.
باور رایجرادرفورد در ۱۹۱۱ نوترون را کشف کرد.درست است یا غلط؟ بزن تا ببینی
واقعیت: رادرفورد در ۱۹۱۱ مدل هسته‌ای را توضیح داد؛ کشف نوترون به چادویک در ۱۹۳۲ مربوط است.
چرا این اشتباه پیش می‌آید؟ کشف هسته و شناسایی ذره‌های تشکیل‌دهندهٔ آن رویدادهای جداگانه‌اند.
باور رایجمیلیکان الکترون را کشف کرد.درست است یا غلط؟ بزن تا ببینی
واقعیت: کشف الکترون به کار تامسون در ۱۸۹۷ مربوط است؛ میلیکان بعدها اندازهٔ بار بنیادی را سنجید.
چرا این اشتباه پیش می‌آید؟ اندازه‌گیری یکی از ویژگی‌های یک ذره با کشف خودِ آن تفاوت دارد.
می‌توانی ذره‌ها را بی‌حدس بشماری؟
هیدروژن‌ـ۱ را در نظر بگیرید: هسته‌اش یک پروتون و هیچ نوترونی ندارد. نوترون در کدام بخش اتم قرار می‌گیرد و عدد اتمی هیدروژن‌ـ۱ چند است؟ پاسخ را وارسی کنید: جای نوترون، اگر وجود داشته باشد، هسته است؛ عدد اتمی هیدروژن‌ـ۱ هم ۱ است، چون یک پروتون دارد.
در پرسش شمارشی، برای هر ذره یک جای جدا در پاسخ بگذارید: پروتون، نوترون و الکترون. اگر پرسش اتم خنثی می‌دهد، شمار الکترون‌ها با پروتون‌ها برابر است؛ اگر یون می‌دهد، بار آن را بررسی کنید. برای هم‌مکان‌ها نیز اول شمار پروتون‌ها را مقایسه کنید. اگر جواب اشتباه شد، گام جاافتاده را پیدا کنید، نه اینکه دوباره حدس بزنید.
چه تصویری از اتم در ذهن بماند؟
اتم را با هسته‌ای در مرکز و الکترون‌هایی در فضای اطراف هسته به یاد بیاورید. پروتون و نوترون در هسته‌اند. شمار پروتون‌ها نشان می‌دهد اتم از کدام عنصر است. اگر شمار پروتون‌ها ثابت بماند و شمار نوترون‌ها تغییر کند، هم‌مکان‌های آن عنصر را دارید.
برای اتم خنثی، شمار الکترون‌ها برابر شمار پروتون‌هاست؛ در پرسش مربوط به یون، بار را هم بررسی کنید. داستان کشف‌ها نشان می‌دهد تصویر اتم چگونه شکل گرفت. اما برای محاسبه، عدد اتمی را برای شمار پروتون‌ها و عدد جرمی را برای شمار پروتون‌ها و نوترون‌ها بخوانید.
برای یادآوری
آنچه باید به خاطر بسپاری
هر نکته‌ای را که بدون نگاه کردن می‌توانی توضیح بدهی تیک بزن؛ با آخرین تیک، چراغ کامل روشن می‌شود.
عالی! همه‌ی نکته‌ها یادت مانده است.
پرسش و پاسخ
پرسش‌هایی که دانش‌آموزها می‌پرسند
ذره‌های زیراتمی کدام‌اند و کجای اتم قرار دارند؟
پروتون و نوترون در هستهٔ اتم‌اند. الکترون در فضای پیرامون هسته قرار دارد.
آیا نوترونِ بدون بار جرم دارد؟
بله، نوترون بار الکتریکی نسبی صفر دارد، اما جرمش صفر نیست. بار و جرم دو ویژگی متفاوت‌اند.
عدد جرمی با عدد اتمی و جرم اتمی چه فرقی دارد؟
عدد اتمی شمار پروتون‌های هسته است. عدد جرمی، پروتون‌ها و نوترون‌های هسته را با هم می‌شمارد. عدد اتمی و عدد جرمی یکا ندارند؛ مثل شمار مهره‌ها هستند. جرم اتمی اندازهٔ جرم است و می‌تواند با یکای جرم اتمی، amu، بیان شود.
شمار الکترون‌های یک اتم خنثی را چگونه پیدا کنم؟
عدد اتمی را بخوانید تا شمار پروتون‌ها مشخص شود. در اتم خنثی، شمار الکترون‌ها با شمار پروتون‌ها برابر است.
هم‌مکان‌های یک عنصر چه تفاوتی دارند؟
هم‌مکان‌ها شمار پروتون یکسان دارند و به یک عنصر تعلق دارند. شمار نوترون‌ها و در نتیجه عدد جرمی آن‌ها متفاوت است.
منابع
- شیمی (۱)، پایهٔ دهم، چاپ یازدهم ۱۴۰۵، فصل اول — سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ نسخهٔ PDF در پایگاه هیوا
- شیمی (۱)، پایهٔ دهم، چاپ نهم ۱۴۰۳؛ متن فصل و جدول ویژگی‌های ذره‌های زیراتمی — سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی؛ بازنشر در Scribd
- فیلم آموزش علوم تجربی پایه هشتم: منشأ بار — شبکهٔ آموزشی رشد
- J. J. Thomson – Biographical — NobelPrize.org
- May, 1911: Rutherford and the Discovery of the Atomic Nucleus — American Physical Society
- The Nobel Prize in Physics 1990 – Illustrated presentation: The history of particles — NobelPrize.org
- IUPAC Gold Book: Mass number — International Union of Pure and Applied Chemistry
- James Chadwick – Nobel Lecture — NobelPrize.org
- August, 1913: Robert Millikan Reports His Oil Drop Results — American Physical Society
- Applications of Electrostatics — OpenStax
دیدگاه‌ها
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است؛ اولین نفری باشید که نظر می‌دهد.
ثبت دیدگاه
برای ارسال دیدگاه با شماره موبایل وارد شوید یا ثبتنام کنید.
ثبت دیدگاه
ثبت دیدگاه
برای ارسال دیدگاه با شماره موبایل وارد شوید یا ثبتنام کنید.
ثبت دیدگاه
برای ارسال دیدگاه با شماره موبایل وارد شوید یا ثبتنام کنید.