السحابة الإلكترونية في الذرة

السحابة الإلكترونية في الذرة ، من اسمها يتبين أنها سحابة وتحتوي على العديد من الإلكترونات، والتي تمتاز بخصائص عديدة تحدد بها خصائص الذرة ولكن ما هي السحابة الإلكترونية في الذرة، وما خصائصها، بالإضافة إلى مراحل إكتشاف الإلكترون، هذا ما ستتناوله هذه المقالة.

السحابة الإلكترونية في الذرة

السحابة الإلكترونية هي عبارة عن منطقة الشحنة السالبة المحيطة بنواة الذرة، والمرتبطة بالمدار الذري، وتصف سحابة الإلكترون منطقة احتواء الإلكترونات، كما وظهر استخدام عبارة “سحابة الإلكترون” لأول مرة في حوالي عام 1925 م عندما كان إروين شرودنغر وفيرنر هايزنبرغ يبحثان عن طريقة للوصف الدقيق لموضع الإلكترونات في الذرة، بحيث تدور الإلكترونات حول النواة بنفس الطريقة التي تدور بها الكواكب حول الشمس، وفي نموذج السحابة الإلكترونية تبين أن هناك مناطق محددة يمكن أن يتواجد فيها الإلكترون على الأرجح، ولكن من الممكن نظريًا أن يوجد الإلكترون في أي مكان، بما في ذلك داخل النواة.

ويستخدم الكيميائيون نموذج السحابة الإلكترونية لرسم خريطة المدارات الذرية للإلكترونات؛ وهذه الخرائط ليست كلها كروية، وإنما تتعدد أشكالها، كما وتساعد أشكالها في التنبؤ بالاتجاهات التي تظهر بها هذه الإلكترونات. [1]

اكتشاف الإلكترون

بحلول أواخر القرن التاسع عشر بدأ العلماء في وضع نظرية أن الذرة مكونة من أكثر من وحدة أساسية واحد، ومن خلال سلسلة من التجارب باستخدام أنابيب أشعة المهبط (المعروفة باسم أنبوب كروكس)، لاحظ طومسون أن أشعة المهبط يمكن أن تنحرف عن طريق المجالات الكهربائية والمغناطيسي، وتوصل إلى أنه بدلاً من أن تتكون الذرة من الضوء، فإنها تتكون من جزيئات سالبة الشحنة أصغر بمقدار 1 مرة من الهيدروجين، وأخف من الهيدروجين بـ 1800 مرة، وهذا ما أكد على أن ذرة الهيدروجين كانت أصغر وحدة في المادة، وذهب طومسون أبعد من ذلك ليقترح أن الذرات قابلة للتجزئة، وذلك لشرح الشحنة الكلية للذرة، والتي تتكون من كل من الشحنات الموجبة والسالبة، فاقترح طومسون نموذجًا يتم بموجبه توزيع “الجسيمات” سالبة الشحنة في بحر موحد من الشحنة الموجبة، وسميت هذه الجسيمات لاحقًا باسم الإلكترونات.[2]

خصائص الإلكترونات

تحتوي الذرة على ثلاثة جسيمات أساسية وهي البروتونات والنيترونات الموجودة في نواة الذرة، بالإضافة إلى الإلكترونات التي تدور حول نواة الذرة في مدارات مختلفة، وفيما يأتي أهم خصائص الإلكترونات:[3]

• الإلكترونات صغيرة للغاية، حيث تبلغ كتلة الإلكترون حوالي 1/2000 من كتلة البروتون أو النيوترون ، لذا فإن الإلكترونات لا تساهم فعليًا في أي شيء من الكتلة الكلية للذرة. 
• الإلكترونات لها شحنة كهربائية سالبة، والتي تساوي عدد البروتونات ولكنها معاكسة لها في الإشارة، حيث شحنة البروتون موجبة . 
• جميع الذرات لها نفس عدد الإلكترونات مثل البروتونات، لذا فإن الشحنات الموجبة والسالبة تلغي بعضها، مما يجعل الذرات متعادلة كهربائيًا.

وختامًا وأهم ما تناولته هذه المقالة هو السحابة الإلكترونية في الذرة ، مراحل إكتشاف الإلكترون، وخصائص الإلكترونا التي تميزه عن باقي الجسيمات الموجودة في الذرة.