تحتوي نظائر العنصر الواحد على أعداد مختلفة من البروتونات
تحتوي نظائر العنصر الواحد على أعداد مختلفة من البروتونات. ولكن لماذا يُعد هذا المفهوم محوريًا في علم الكيمياء؟ لنبدأ بالتعريفات الأساسية.
العنصر الكيميائي هو مادة تتكون من نوع واحد من الذرات. هذه الذرات تتشارك في الخصائص الكيميائية والفيزيائية، لكن هناك ما يميز كل عنصر عن الآخر. الفرق بين العناصر يكمن في عدد البروتونات الموجودة في نواتها، وهو ما يُعرف بالعدد الذري.
العدد الذري الذي يرمز له عادةً بالرمز “Z”، يمثل عدد البروتونات في نواة الذرة. على سبيل المثال، عنصر الهيدروجين يملك عددًا ذريًا يساوي 1، بينما الهيليوم يساوي 2. إذًا، كل عنصر له عدد ذري محدد، وهو الذي يحدد هويته، وليس فقط الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية.
أما النواة الذرية، فهي الجزء المركزي من الذرة، وتتكون من البروتونات والنيوترونات. البروتونات تحمل شحنة موجبة، بينما النيوترونات لا تحمل شحنة. التركيب الفريد للنواة هو ما يمنح العنصر صفاته الأساسية.
عندما نتحدث عن النظائر، فإنها تشير إلى ذرات من نفس العنصر تحتوي على نفس عدد البروتونات، ولكن تختلف في عدد النيوترونات. لذا، يعتبر القول إن نظائر العنصر الواحد تحتوي على أعداد مختلفة من البروتونات غير صحيح. نظائر عنصر ما تتشارك في العدد الذري، مما يعني أنها تحتوي على عدد متساوٍ من البروتونات، لكن يختلف عدد النيوترونات، مما يؤدي إلى اختلاف الكتلة.
إقرأ أيضا:كيف تحافظ الحيوانات التي ليس لها عمود فقري على شكلهاعلى سبيل المثال، الكربون يعتبر عنصرًا له نظيرين رئيسيين: الكربون-12 والكربون-14. كلاهما يحتوي على 6 بروتونات، لكن الكربون-12 يملك 6 نيوترونات، بينما الكربون-14 يحتوي على 8 نيوترونات. هذا الاختلاف في عدد النيوترونات يجعل الكربون-14 نظيرًا مستقرًا ومشعًا، حيث يستخدم بشكل واسع في تحديد العمر بالأشعة الكربونية.
لكن، هل يؤثر اختلاف عدد النيوترونات على الخصائص الكيميائية للعنصر؟
في الغالب، لا تؤثر هذه الاختلافات بشكل كبير على الخصائص الكيميائية. الخصائص تعتمد أساسًا على عدد البروتونات والتوزيع الإلكتروني. لذا، تظل النظائر تحمل نفس الخصائص الكيميائية، لكنها قد تختلف في بعض الخصائص الفيزيائية مثل الكثافة أو درجة الغليان.
تعتبر العناصر التي تمتلك نظائر معروفة مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين أمثلة واضحة على هذا المفهوم. حيث يتواجد كربون-12 وكربون-14، ونيتروجين-14 ونيتروجين-15، مما يظهر كيف تلعب النظائر دورًا هامًا في فهم العناصر الكيميائية.
باختصار، الإجابة الصحيحة على السؤال “تحتوي نظائر العنصر الواحد على أعداد مختلفة من البروتونات” هي: العبارة غير صحيحة. إذ تحتوي نظائر العنصر الواحد على نفس عدد البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات. هذه الفروق تعزز من فهمنا للعلوم الكيميائية وتساعد في تطبيقاتها العملية، مما يمكّن العلماء من استكشاف العديد من التطبيقات، بما في ذلك الطب والبيئة.
إقرأ أيضا:من المميزات التشكيلية للخط العربي الطواعية الشديدة فقط