الكيمياء

الإلكترونات

2011 الذرات و الجزيئات

توم جاگسون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

يقع النوع الثالث من الجسيمات دون الذرّية، الذي يُطلق عليه اسم الإلكترون، خارج النواة. فالإلكترونات تدور حول النواة، كما أن الإلكترونات أخف وزناً بما يعادل 1,830 مرة من وزن

البروتونات أو النيوترونات.

وعلى الرغم من صغر حجم الإلكترونات، إلا أنها مشحونة بشحنة كهربائية سالبة 1−. وهذه الشحنة مساوية تماماً ومعاكسة لشحنة أي بروتون. إن الجسيمات ذات الشحنات المعاكسة تنجذب نحو بعضها، بينما تنجذب

الإلكترونات ذات الشحنة السالبة نحو النواة التي تملك شحنة موجبة. وهذه القوة هي التي تبقي الإلكترونات في مكانها وتحافظ على تماسك الذرّة.

إن عدد الإلكترونات في الذرّة مساوٍ دائماً لعدد البروتونات، فذرّات الهيدروجين على سبيل المثال، لها إلكترون واحد، بينما تحوي ذرّة الهليوم إلكترونين. لذلك فإن الشحنة الموجبة للبروتونات تتوازن تماماً من خلال شحنة الإلكترونات. وبالتالي، فإن الذرّات الكاملة ليس لها شحنة إجمالية على الإطلاق.

أعداد مختلفة

يجب أن يكون لجميع ذرّات العنصر الواحد العدد الذرّي نفسه. غير أن ذرّات العنصر الواحد قد يكون لها أعداد كتلة ذرّية مختلفة نوعاً ما. وسبب ذلك هو أن العنصر قد يضم أعداداً مختلفة من النيوترونات في نواته. وتسمى الأشكال المتباينة للعناصر «النظائر». توجد ذرّات الهيدروجين، على سبيل المثال، ضمن ثلاثة نظائر، معظمها مكوّن من ذرّات هيدروجين بسيطة لها عدد الكتلة الذرّية (1)؛ (لأنها تملك بروتوناً واحداً في النواة). إن نسبة (0.015) بالمئة من ذرّات

الهيدروجين تملك نيوتروناً واحداً وبروتوناً واحداً في النواة، وعدد الكتلة الذرّية لهذا النظير هو (2)، ويُطلق عليه اسم ديوتريوم، أو الهيدروجين الثقيل. وأخيراً، فإن واحداً من كل مليار تريليون ذرّة هيدروجين يشكل نظير الديوتريوم. ويتألف هذا النظير من نيوترونين في النواة وعدد كتلته الذرّية (3).


مجلة مدار
‫‪حذف الأمراض من حمضنا النووي
ثارت ولادة أول طفلين معدلين جينياً في العالم ضجة كبيرة عام 2018. فقد عُدل الحمض النووي DNA للفتاتين التوأم أثناء عمليات التلقيح الصناعي في المختبر باستخدام تقنية تحرير الجينات كريسبر، وذلك بهدف حمايتهن من فيروس نقص المناعة البشرية HIV. وتستخدم تقنية كريسبر إنزيماً بكتيرياً لاستهداف وقطع تسلسل محدد في حمض نووي. وقد وُضع الباحث الصيني هي جيانكوي He Jiankui، الذي قاد العمل، في السجن لأنه تجاهل إرشادات السلامة ولم يحصل على موافقة واضحة. لكن في ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪اللقاحات القابلة للأكل..
اللقاحات القابلة للأكل تعد بديلا مناسبا للحصول على لقاحات آمنة وفعالة، وهي لقاحات تحتوي على مولد ضد صالح للتناول دول عدة تراهن على الطحالب الدقيقة المعدلة وراثيًا لتطوير لقاح لمرض كوفيد-19 صالح للأكل مستخدمة الهندسة الوراثية د. طارق قابيل أستاذ في كلية العلوم - جامعة القاهرة مصر
     منذ استشراء جائحة فيروس كورونا المستجد المسبب لجائحة كوفيد-19، هرعت كثير من المؤسسات الطبية وحكومات بعض الدول إلى تكثيف البحوث ودعم الدراسات الهادفة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إنشاء مستشفيات جديدة في ووهان
ع إبلاغ المستشفيات القائمة عن نقص في الأسرّة بسبب زيادة الطلب الناجم عن انتشار فيروس كورونا السريع، قررت الصين في 24 يناير البدء ببناء مستشفيات جديدة. بعد أقل من أسبوعين، فتحت أبواب المرافق الطبية الجديدة لاستقبال أول المرضى.
أنشئ مستشفيان جديدان في ووهان، عاصمة مقاطعة هوبي، في الأسبوع الأول من شهر فبراير. واستغرق الأمر أقل من أسبوعين للانتقال من وضع حجر الأساس في الموقع إلى البدء باستقبال أول المرضى. والمستشفيان الجديدان - مستشفى ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪بطاريات نووية آمنة وطويلة الأمد قد تكون حقيقة واقعة قريبًا
قلم:    ديفيد هامبلينغ
ترجمة: مي بورسلي
في عام 1977 انطلق المسباران فوياجر Voyager لبدء ما سيثبت أنه أطول الرحلات التي قطعتها أجسام من الأرض على الإطلاق. حاليا، غادرت المركبتان المجموعة الشمسية والمسبار فوياجر 2 يرسل إلينا قياسات الفضاء بين النجوم. ومع تقدم الإنجازات، فإنها تُصنف من بين أعمق الإنجازات البشرية. ولكن نادرًا ما يُحتفى بأحد الجوانب الحاسمة لهذا النجاح: فمن المؤكد أن لدى هذين المسبارين بطاريات جيدة.
في ظروف الحياة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪أشباح داخل الجهاز
ظرة داخل مقياس الطيف الكهروستاتيكي الكبير، قلب تجربة كارلسروي تريتيوم نيوترينو، اختصاراً: التجربة كاترين
يصب الفيزيائيون تركيزهم على كتلة النيوترينو، أكثر الجسيمات تحت دون الذرية في الطبيعة مراوغةً. إذْ يُظهر أحدث قياس فائق الدقة أجرته تجربة في ألمانيا أن كتلة النيوترينو أقل بمقدار نصف مليون مرة من كتلة الإلكترون، أخف جسيمات المادة الذرية العادية. ووفقاً للنموذج القياسي Standard Model -أهم ما توصل إليه علم الفيزياء خلال 300 عام ويصف ... (قراءة المقال)