نموذج دالتون الذري

نفسر ما هو نموذج دالتون الذري ، وما هي خصائصه الرئيسية والقيود التي يقدمها.

طور جون دالتون أول نموذج ذري في عام 1803.

ما هو نموذج دالتون الذري؟

كان نموذج دالتون الذري أول تصور لعمل الذرات وهيكلها وترتيبها. تم إنشاؤه بين عامي 1803 و 1807 من قبل العالم الإنجليزي جون دالتون ، الذي أطلق عليها في ذلك الوقت “النظرية الذرية” أو “المسلمات الذرية”.

سمح هذا التفسير النظري لأول مرة بتقديم تفسير مرضٍ لكل من قانون النسب الثابتة – الذي يحدد التناسب الثابت بين المواد المتفاعلة – وقانون النسب المتعددة – الذي ينص على أن النسب بين المواد التي تشارك في التفاعل الكيميائي هو دائما أعداد صحيحة. كما سمح بتفسير وجود العديد من المواد الأولية من مجموعة محدودة من الجسيمات المكونة.

نموذج دالتون الذري هو نموذج اندماجي بسيط نسبيًا ، والذي قدم شرحًا لكل الكيمياء في ذلك الوقت تقريبًا وهذا وضع الأساس للتطورات والابتكارات المستقبلية في هذا المجال والعديد من مجالات العلوم الأخرى.

أنظر أيضا: نموذج بوهر الذري

يفترض نموذج دالتون

وفقًا لدالتون ، لا يمكن إنشاء الذرات أو تغييرها في تفاعل كيميائي.

• الفرضية الأولى. أثبت الافتراض الأول لنظرية دالتون أن كل المادة تتكون من جسيمات أولية تسمى “الذرات” وأنه لا يمكن تقسيمها أو تدميرها. ولا ، وفقًا لدالتون ، لا يمكن إنشاؤه أو تغييره في أي تفاعل كيميائي.
• الفرضية الثانية. ذرات أي عنصر متطابقة مع بعضها البعض ، سواء من حيث الوزن أو في الخصائص الأخرى ؛ وبالتالي ، فإن جميع ذرات الأكسجين متطابقة بالضرورة. بدلاً من ذلك ، يتم تمييز ذرات العناصر المختلفة عن بعضها البعض من خلال وزنها. من هذا الافتراض نشأ مفهوم الوزن الذري النسبي ، عند مقارنة ذرات مختلفة مع ذرات الهيدروجين.
• الفرضية الثالثة. لا يمكن أن تنقسم الذرات ، بغض النظر عما إذا كانت تتحد نتيجة تفاعل كيميائي. سيؤدي الجمع بين نفس الذرات أو ذرات مختلفة إلى توليد مركبات أو مواد أكثر تعقيدًا ، ولكن يبدأ دائمًا من الذرة باعتبارها الحد الأدنى من الوحدة الأساسية للمادة.
• الفرضية الرابعة. يمكن أن تشكل مجموعة ذرات العناصر المختلفة مركبات مختلفة اعتمادًا على كميات هذه العناصر. على سبيل المثال ، يتكون بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) من ذرتين من الأكسجين وذرتين من الهيدروجين ، بينما يتكون جزيء الماء من ذرة أكسجين واحدة وذرتين من الهيدروجين (H2O). أي أن الأكسجين والهيدروجين موجودان في هذين المركبين الكيميائيين ، ولكن بنسب مختلفة.
• الفرضية الخامسة. يمكن أن تتحد ذرات العناصر المختلفة بكميات من اثنين أو أكثر لتشكيل المركبات الكيميائية المختلفة.
• الافتراض السادس. لا يمكن تكوين الذرات أو تدميرها أثناء تفاعل كيميائي.
• الفرضية السابعة. عندما تتحد الذرات لتكوين مركبات كيميائية ، فإنها تفعل ذلك بنسبة عددية بسيطة ، وليست كسرية أبدًا.

فضائل نموذج دالتون

كانت نظرية دالتون بسيطة وفعالة ومتقدمة في وقتها.

هناك العديد من الإنجازات لنموذج دالتون والتي تعني البداية الرسمية للكيمياء كما نفهمها اليوم. قدمت النظرية الذرية قناة لأسئلة الكيمياء في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، وأرست الأسس للانفجار اللاحق (في القرن العشرين) الذي سيؤدي جنبًا إلى جنب مع التكنولوجيا إلى اكتشافات جديدة في فهم الأمر. . كانت نظرية دالتون بسيطة وفعالة ومتقدمة في وقتها.

حدود نموذج دالتون

كان أحد القيود المهمة هو عدم معرفة الأوزان الذرية.

كان من المستحيل على دالتون أن يعرف في القرن التاسع عشر ما سيكشفه القرن العشرين من حيث فهم الذرات ، مثل أنها مصنوعة من مادة أصغر مشحونة كهربائيًا: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. في الواقع ، أظهر التقدم في الطاقة الذرية أن الذرة يمكنها بالفعل الانشطار والاندماج.

قيد آخر مهم كان له علاقة عدم معرفة الأوزان الذرية، على النحو المحدد في الجدول الدوري (تم إنشاؤه لاحقًا بواسطة Mandeleev و Meyer) وانتظامه الدوري وخصائصه الكيميائية المحددة. يرجع هذا القيد إلى حقيقة أن دالتون يعتقد أن المركبات الكيميائية قد تشكلت بأقل كمية ممكنة من العناصر ، أي أن الماء يتكون من ذرة أكسجين وذرة هيدروجين (HO) وليس من ذرة أكسجين واثنين. الهيدروجين (H2O) ، كما هو بالفعل. ولا يمكنها تفسير وجود النظائر.

أخيرًا ، دالتون يعتقد أن الغازات تتكون بالضرورة من عناصر بسيطة ومن نفس النوع من الذرات. أدى ذلك إلى مناقضته لنتائج جاي لوساك في العلاقات الحجمية ، والتي ثبتت صحتها.

أسلاف نموذج دالتون

كانت هناك افتراضات مماثلة في العصور القديمة ، ولا سيما تلك الخاصة بالفلاسفة اليونانيين ليوكيبوس من ميليتس (القرن الخامس قبل الميلاد) وتلميذه ديموقريطس (القرنين الخامس والرابع قبل الميلاد) ، الذين فضلوا التفكير في علاقات المادة من الفيزياء وليس من السحر أو الإرادة الإلهية. ومع ذلك ، لم تكن نماذجه الذرية مبنية على الملاحظة العلمية والتجريب ولكن على التفكير المنطقي.

سلف آخر كان هيغينز الأيرلندية، الذي اقترح نظرية مشابهة ولكنها أقل نجاحًا في عام 1789.

النماذج اللاحقة

تناقض عدم قابلية الذرة للتجزئة مع اكتشاف الإلكترون.

نماذج ذرية أخرى مثل طومسون (نموذج معروف باسم “بودنغ الزبيب”) لقد أصبحت ممكنة بفضل افتراضات دالتون ، على الرغم من تناقض عدم قابلية الذرة للتجزئة مع اكتشاف الإلكترون في أواخر القرن التاسع عشر.

في عام 1911 ، اقترح رذرفورد نموذجًا تتكون فيه الذرة من نواة ذات شحنة موجبة حيث توجد معظم كتلة الذرة ، والتي تدور حولها إلكترونات ذات شحنة سالبة.

بعد ذلك ، في عام 1913 ، أطلق نيلز بور نموذجًا تدور فيه الإلكترونات حول نواة موجبة ، ولكن فقط في مدارات معينة مسموح بها.

تتبع هذه النماذج الذرية نماذج أكثر حداثة أكثر تحديدًا وأقرب إلى واقع الذرة ، لكن هذا كان ممكنًا بفضل التقدم التكنولوجي.