الشكل 3-9 نموذج طومسون يبين أن الذرة متماثلة، كرة موجبة الشحنة تحتوي على إلكترونات. - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 نموذج طومسون وتطور النظرية الذرية

المفاهيم الأساسية

نموذج طومسون الذري: نموذج اقترحه طومسون للذرة، حيث تكون الذرة كرة موجبة الشحنة موزعة بانتظام، ومغروس فيها إلكترونات سالبة الشحنة بشكل متفرد.

خريطة المفاهيم

```markmap

تركيب الذرة

دراسة الذرة

رؤية الذرات

#### المجهر الأيوني الماسح (STM)

##### يسمح برؤية الذرات

##### مرتبط بتقنية النانو (صناعة على المستوى الجزيئي)

استكشاف مكونات الذرة

#### تجارب أنابيب أشعة المهبط

##### الهدف: دراسة العلاقة بين الكتلة والشحنة

##### التركيب:

###### أنبوب زجاجي مفرغ من الهواء

###### قطب سالب (المهبط/الكاثود)

###### قطب موجب (المصعد/الأنود)

###### مصدر طاقة (بطارية)

##### المبدأ: عند تمرير تيار كهربائي (فرق جهد مناسب)، تنتقل الكهرباء من المهبط إلى المصعد.

##### الاكتشاف:

###### اكتشفها السير وليام كروكس (ومضات ضوء أخضر عند اصطدام الأشعة بكبريتات الباريوم).

###### استنتج العلماء أنها سيل من جسيمات مشحونة سالبة.

###### لا تتأثر بتغير مادة الأقطاب أو نوع الغاز في الأنبوب.

###### عُرفت الجسيمات باسم "الإلكترونات (e-)".

##### خواص أشعة المهبط:

###### تنحرف بالمجالات المغناطيسية والكهربائية.

###### تسبب توهج المواد الفسفورية عند اصطدامها بها.

##### التطبيق: أدت إلى اختراع التلفاز (تتكون الصورة من اصطدام أشعة المهبط بشاشة مطلية بمواد كيميائية).

##### قياس النسبة (شحنة/كتلة):

###### بدأ العالم طومسون سلسلة تجارب لتحديد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.

###### قاس تأثير المجالين المغناطيسي والكهربائي على الأشعة.

#### اكتشاف طومسون للإلكترون

##### الاستنتاج: كتلة الجسيم المشحون (الإلكترون) أقل بكثير من كتلة ذرة الهيدروجين.

##### الدلالة: الذرة يمكن تجزئتها إلى جسيمات أصغر (تصحيح لنظرية دالتون).

##### الجائزة: حصل طومسون على جائزة نوبل عام 1906م.

#### قياس شحنة وكتلة الإلكترون

##### تجربة قطرة الزيت (روبرت مليكان - 1910م)

###### الهدف: تحديد شحنة الإلكترون.

###### الجهاز: صفيحتان متوازيتان مشحونتان، بخاخ زيت، مصدر لأشعة X، تلسكوب للمراقبة.

###### المبدأ:

####### رش قطرات زيت بين الصفيحتين.

####### تعريضها لأشعة X لشحنها بشحنة سالبة (بالتصاق الإلكترونات بها).

####### التحكم في سرعة سقوط القطرات بتغيير شدة المجال الكهربائي.

###### النتيجة: وجد أن الشحنة على القطرات تزداد بكميات محددة.

###### شحنة الإلكترون: 1.602 \times 10^{-19} \text{ كولوم}

##### حساب كتلة الإلكترون

###### باستخدام شحنة الإلكترون ونسبة الشحنة إلى الكتلة المعروفة.

###### كتلة الإلكترون: 9.1 \times 10^{-28} \text{ g}

###### تعادل 1/1840 من كتلة ذرة الهيدروجين.

أسئلة تاريخية

كيف تبدو الذرة؟

هل تركيب الذرة متماثل؟

هل الذرة مكونة من جسيمات أصغر؟

كيف تسلك الكهرباء في غياب المادة؟

نموذج طومسون

الأسئلة التي أثارها اكتشاف الإلكترون

#### كيف تكون المادة متعادلة رغم وجود إلكترونات سالبة فيها؟

#### ما المسؤول عن كتلة الذرة إذا كانت كتلة الإلكترون صغيرة جداً؟

وصف النموذج

#### الذرة كرة متماثلة موجبة الشحنة.

#### تحتوي على إلكترونات سالبة موزعة داخلها.

#### لم يستمر هذا النموذج طويلاً.

تطور النظرية الذرية الحديثة (خط زمني)

1897

#### اكتشاف طومسون للإلكترون باستخدام أنبوب أشعة المهبط.

1911

#### تجربة رذرفورد (صفيحة الذهب) لتحديد خواص النواة (الشحنة، الحجم، الطاقة).

1913

#### نظرية نيلز بور عن تركيب الذرة وربط توزيع الإلكترونات بخواصها الكيميائية.

1932

#### شادويك يثبت وجود النيوترونات.

#### تطوير مسرع الجسيمات لتحويل أنوية الليثيوم إلى هيليوم.

```

نقاط مهمة

• نموذج طومسون (نموذج كرة موجبة تحتوي على إلكترونات) كان محاولة للإجابة على أسئلة حول تعادل المادة وكتلة الذرة بعد اكتشاف الإلكترون.
• الفهم الحالي للذرة مبني على عمل علماء من مختلف أنحاء العالم خلال القرنين الماضيين.
• يلخص الشكل 10-3 الخط الزمني لتطور النظرية الذرية، متضمناً اكتشافات رئيسية مثل الإلكترون والنواة والنيوترون.

الشكل 3-9 نموذج طومسون يبين أن الذرة متماثلة، كرة موجبة الشحنة تحتوي على إلكترونات.

نموذج طومسون لقد أثار وجود الإلكترون ومعرفة بعض خواصه بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام حول طبيعة الذرات. فمن المعروف أن المادة متعادلة، وليس لها شحنة كهربائية. وأنت لا تصعق عند لمسك الأشياء. فإذا وجدت الإلكترونات في جميع المواد وشحنتها سالبة، فكيف تكون المادة متعادلة؟ وكـتلة الإلكترون صغيرة جداً. فما المسؤول عن كتلة الذرة؟

في محاولة للإجابة عن هذه الأسئلة اقترح طومسون نموذجًا للذرة كما ترى في الشكل 3-9 يتكون هذا النموذج من ذرات كروية الشكل مكونة من شحنات موجبة موزعة بانتظام، مغروس فيها إلكترونات متفردة سالبة الشحنة. لكن هذا النموذج لم يستمر طويلاً. ويلخص الشكل 10-3 التدريج التاريخي لدراسة تركيب الذرة.

ماذا قرأت؟ وضح نموذج طومسون الذري.

الشكل 10-3 تطور النظرية الذرية الحديثة

إن فهمنا الحالي لخواص الذرات والجسميات المكونة لها وسلوك هذه الذرات والجسميات يقوم على عمل العلماء من مختلف أنحاء العالم خلال القرنين الماضيين.

من خلال تجربة صفحة الذهب تمكن رذرفورد من تحديد خواص النواة، وتشمل الشحنة، والحجم، والطاقة.

قام العلماء بتطوير مسرع الجسيمات لإطلاق بروتونات على أنوية الليثيوم، لتشغيلها إلى أنوية هليوم وتحرير الطاقة.

نشر نيلز بور نظرية عن تركيب الذرة تربط توزيع الإلكترون للذرات بخواصها الكيميائية.

باستعمال أنبوب أشعة المهبط اكتشف طومسون الإلكترونات، وحدد كتلة الإلكترون بالنسبة لكتلته الكهربائية.

أثبت شادويك وجود النيوترونات.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

84

--- SECTION: الشكل 3-9 نموذج طومسون يبين أن الذرة متماثلة، كرة موجبة الشحنة تحتوي على إلكترونات. --- الشكل 3-9 نموذج طومسون يبين أن الذرة متماثلة، كرة موجبة الشحنة تحتوي على إلكترونات. نموذج طومسون لقد أثار وجود الإلكترون ومعرفة بعض خواصه بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام حول طبيعة الذرات. فمن المعروف أن المادة متعادلة، وليس لها شحنة كهربائية. وأنت لا تصعق عند لمسك الأشياء. فإذا وجدت الإلكترونات في جميع المواد وشحنتها سالبة، فكيف تكون المادة متعادلة؟ وكـتلة الإلكترون صغيرة جداً. فما المسؤول عن كتلة الذرة؟ في محاولة للإجابة عن هذه الأسئلة اقترح طومسون نموذجًا للذرة كما ترى في الشكل 3-9 يتكون هذا النموذج من ذرات كروية الشكل مكونة من شحنات موجبة موزعة بانتظام، مغروس فيها إلكترونات متفردة سالبة الشحنة. لكن هذا النموذج لم يستمر طويلاً. ويلخص الشكل 10-3 التدريج التاريخي لدراسة تركيب الذرة. --- SECTION: ماذا قرأت؟ --- ماذا قرأت؟ وضح نموذج طومسون الذري. --- SECTION: الشكل 10-3 تطور النظرية الذرية الحديثة --- الشكل 10-3 تطور النظرية الذرية الحديثة إن فهمنا الحالي لخواص الذرات والجسميات المكونة لها وسلوك هذه الذرات والجسميات يقوم على عمل العلماء من مختلف أنحاء العالم خلال القرنين الماضيين. --- SECTION: 1911 --- من خلال تجربة صفحة الذهب تمكن رذرفورد من تحديد خواص النواة، وتشمل الشحنة، والحجم، والطاقة. --- SECTION: 1932 --- قام العلماء بتطوير مسرع الجسيمات لإطلاق بروتونات على أنوية الليثيوم، لتشغيلها إلى أنوية هليوم وتحرير الطاقة. --- SECTION: 1913 --- نشر نيلز بور نظرية عن تركيب الذرة تربط توزيع الإلكترون للذرات بخواصها الكيميائية. --- SECTION: 1897 --- باستعمال أنبوب أشعة المهبط اكتشف طومسون الإلكترونات، وحدد كتلة الإلكترون بالنسبة لكتلته الكهربائية. --- SECTION: 1932 --- أثبت شادويك وجود النيوترونات. --- SECTION: 1885 --- --- SECTION: 1860 --- وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 84 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: نموذج طومسون Description: A diagram illustrating Thomson's model of the atom. It shows a large sphere representing the atom, with a positive charge distributed throughout (indicated by the background color/texture). Embedded within this sphere are several smaller, negatively charged particles (electrons), depicted as orange circles with a minus sign inside. These electrons are shown as if randomly distributed within the positive sphere. X-axis: Implied spatial dimension Y-axis: Implied spatial dimension Data: Illustrates the distribution of positive charge and negative electrons in Thomson's atomic model. Key Values: Electrons are negatively charged., The atom as a whole is neutral., Electrons are embedded in a positively charged medium. Context: This diagram visually explains Thomson's 'plum pudding' model of the atom, which was an early attempt to describe atomic structure after the discovery of the electron. It is used to introduce the concept of subatomic particles and their distribution within the atom. **DIAGRAM**: نموذج طومسون Description: A diagram illustrating Thomson's model of the atom. It shows a large sphere representing the atom, with a positive charge distributed throughout (indicated by the background color/texture). Embedded within this sphere are several smaller, negatively charged particles (electrons), depicted as orange circles with a minus sign inside. These electrons are shown as if randomly distributed within the positive sphere. X-axis: Implied spatial dimension Y-axis: Implied spatial dimension Data: Illustrates the distribution of positive charge and negative electrons in Thomson's atomic model. Key Values: Electrons are negatively charged., The atom as a whole is neutral., Electrons are embedded in a positively charged medium. Context: This diagram visually explains Thomson's 'plum pudding' model of the atom, which was an early attempt to describe atomic structure after the discovery of the electron. It is used to introduce the concept of subatomic particles and their distribution within the atom. **DIAGRAM**: أنبوب أشعة المهبط Description: A diagram of a cathode ray tube, an experimental apparatus used in early atomic physics research. It consists of a glass tube evacuated of air, with electrodes at each end. A high voltage is applied across the electrodes, causing a beam of electrons (cathode rays) to be emitted from the cathode and travel towards the anode. The beam can be deflected by magnetic or electric fields, allowing for the study of electron properties. X-axis: Implied spatial dimension Y-axis: Implied spatial dimension Data: Represents the experimental setup used by J.J. Thomson to discover the electron. Key Values: Used to generate and study cathode rays (electrons). Context: This diagram illustrates the cathode ray tube, a crucial piece of equipment in the history of atomic physics. Its use by J.J. Thomson led to the discovery of the electron and the development of his atomic model. It is presented as part of a timeline of atomic theory development.