الذرة هي أصغر وحدة من المادة التي تحتفظ بخصائص كل أكبر. فهي ليست غير قابلة للتجزئة ، ولكن تسمى قطع من الذرات ، وخاصة "قطع" المكونات النووية جسيمات دون الذرية، فهي جيدة فقط لتكوين الذرات. تسمى الأنواع المختلفة من الذرات بالعناصر ، ومن المعروف أن ما يقرب من 120 منها (92 منها تحدث بشكل طبيعي).
تتكون معظم المادة من أنواع متعددة من الذرات ، مرتبة في مجموعات من اثنين أو أكثر ولها صيغ محددة ؛ ذرتان أو أكثر مترابطتان كيميائيًا تشكلان جزيئًا. على سبيل المثال ، جزيء الماء له الصيغة H2O ، مما يعني أنه مصنوع من عنصري الهيدروجين (H) والأكسجين (O) بنسبة 2 إلى 1 ذرية أو مولارية.
الكالسيوم هو عنصر معروف ، فهو ضروري لصحة العظام الجيدة والوظائف الأخرى في جسم الإنسان. ذرة الكالسيوم ليست ذرة صغيرة أو مرهقة بشكل خاص ، مما يجعلها مرشحًا جيدًا لبناء مشروع نموذج ذري ثلاثي الأبعاد لتوضيح النقاط البارزة في ذلك بنية.
الذرة: الأساسيات
تتكون الذرات من عدد متساوٍ من البروتونات و الإلكترونات في حالتها الأساسية (غير المتأينة) ، وعددها من واحد إلى 118 اعتبارًا من عام 2020. يحدد عدد البروتونات ، العدد الذري ، العنصر. تحتوي جميع العناصر باستثناء الهيدروجين أيضًا على عنصر واحد أو أكثر
النيوترونات; البروتونات والنيوترونات متساوية في الكتلة تقريبًا (في حدود 10−27kg) ، في حين أن الإلكترونات أصغر بنحو 2000 مرة.عدد البروتونات والنيوترونات متساوي تقريبًا ، على الرغم من تحركك لأعلى خلال الجدول الدوري للعناصر ، تبدأ النيوترونات في تجاوز عدد البروتونات بشكل واضح في معظم الذرات. يتم استدعاء المتغيرات من العناصر التي تختلف فقط في عدد النيوترونات النظائر.
تشغل الإلكترونات سالبة الشحنة مسافات بعيدة عن البروتون ، على الأقل بمقياس ذرة ، وهي حوالي 1 × 10 فقط.−10 م عبر. تم العثور على هذه في مستويات الطاقة أو الأصداف ، والتي تشمل بالنسبة للعديد من الذرات قشور فرعية. تحتوي الأصداف الفرعية بدورها المدارات، يمكن لكل منها استيعاب ما يصل إلى إلكترونين.
يمثل كل صف في الجدول الدوري غلافًا ، حيث يكون عدد الإلكترونات التي يمكن أن تحملها الغلاف هو اثنان وثمانية وثمانية و 18 في الصفوف الأربعة الأولى من الجدول الدوري.
ذرة نموذج ثلاثي الأبعاد للكالسيوم
يمكنك أن ترى من الجدول الدوري أن الكالسيوم يحتوي على عدد ذري 20 و الكتلة الذرية من 40.78 دالتون. هذا يعني أن النظير الأكثر ثباتًا للعنصر يحتوي على 20 نيوترونًا (40-20). يمكنك اختيار الكرات الخضراء لتمثيل البروتونات والكرات البرتقالية ذات الحجم المماثل لتمثيل النيوترونات ، والكرات أو الكرات الصفراء الصغيرة لتمثيل الإلكترونات.
يمكنك ترتيب "البروتونات" و "النيوترونات" في نواة تشبه الكرة ، وربما تلصقها معًا ، ثم تقرر كيفية ترتيب إلكتروناتك.
من الجدول ، ترى أن الكالسيوم يحتوي على إلكترونين في الغلاف الأول (كلاهما في ما يسمى بالقشرة الفرعية 1s) ، وثمانية في الغلاف الثاني (2 في المجموعة الفرعية 2s ، و 6 في المجموعة الفرعية 2p) ، وثمانية في الغلاف الثالث (2 في المجموعة الفرعية 3s ، و 3 في المجموعة الفرعية 3p) واثنان في الجزء الرابع الصدف. هذه هي تكافؤ الكالسيوم ، أو الإلكترونات المتفاعلة كيميائياً.
استشر مراجع مختلفة عبر الإنترنت لترى كيف يتم تصوير الأجزاء الفرعية للإلكترون في مساحة ثلاثية الأبعاد. يمكنك رسم مخطط ذرة الكالسيوم لمرافقة النموذج الخاص بك ، وذلك لتغطية أي معلومات قد تجد صعوبة في عرضها بصريًا.
ذرات إضافية للنمذجة
يمكن لنموذج ذرة النيون تعريف المشاهدين بمفهوم الغازات النبيلة وقذائف التكافؤ الكاملة على سبيل المثال ، أو يمكن أن يعمل نموذج ذرة الصوديوم كمعدن بسيط تمثيلي يرتبط بالهالوجينات مثل الكلور.