استفسارات بدائية عن الذرة لا افهمها !

[Pys!cs]

السلام عليكم ..

المعذرة لقد طرحت الموضوع في قسم : "انت تسأل ونحن نجيب"
واعتقد ان القسم خاطئ لطرح موضوعي فقررت ان اطرحه هنا ..

في الحقيقة لدي سؤالين بدائيين عن الذرة لا افهمهما ..

اعذروني على الاسئلة ..

1 - كيف اعتبر ان ذرة المادة موصلة للتيار الكهربائي أم لا !
يعني انا اعلم ان كلما قلت الكترونات المدار الخارجي ( التكافؤ ) للذرة كلما اصبحت أكثر نشاطا ً كيميائياً ..
لاكن هل كلما قلت كلما زادت توصيليتها للكهرباء ؟
مثلا لو اخذنا ذرة الصوديوم .. هناك الكترون واحد فائض في مدار التكافؤ .. هل اعتبرها موصلة للتيار بشكل جيد ؟
ولو اخذنا ذرة اخرى ينقصها الكترون واحد مثلا في مدار التكافؤ .. يعني لديها 7 الكترونات في مدارها الاخير ..
فهل اعتبرها توصل ؟ أو نشطة كيميائيا ً .. ( أتمنى تفصيل هذه النقطة ) .

2 - ما الفرق بين انتزاع الالكترونات في الذرة .. وانتقال الالكترونات من مستوى طاقة منخفض الى مستوى طاقة اعلى ؟
ومتى تحدث كلا من الحالتين ؟ واين تذهب الالكترونات بعد الانتزاع في الحالة الاولى ؟
وهل السبب في انتزاع الالكترونات من المدار الاخير هو نفسه السبب في انتقال الالكترونات من مستوى منخفض مثلا الى مستوى اعلى ؟
يعني مثلا بزيادة درجة الحرارة ؟ , وهل ظاهرة التأثير الكهروضوئي تحرر الالكترون ام تنقله من مستوى الى مستوى .. ثم يعود ليشع فوتون ؟

وتحياتي

[radiotherapy]

بسم الله الرحمن الرحيم

اهلا وسهلا اخي phys!cs ويسعدنا توجودك معنا في هذا المنتدى الرائع وارجو من الله ان يجزي القائمين عليه خير الجزاء واتمنى بأن اوفق في الرد على اسئلتك حسب مادرسناه وفهمناه وبحثنا عنه وارجو من الاخوان اذا هناك مداخله او تعديل في الرد بأن يتكرمو ولهم جزيل الشكر ..



- كيف اعتبر ان ذرة المادة موصلة للتيار الكهربائي أم لا !
يعني انا اعلم ان كلما قلت الكترونات المدار الخارجي ( التكافؤ ) للذرة كلما اصبحت أكثر نشاطا ً كيميائياً ..
لاكن هل كلما قلت كلما زادت توصيليتها للكهرباء ؟ مثلا لو اخذنا ذرة الصوديوم .. هناك الكترون واحد فائض في مدار التكافؤ .. هل اعتبرها موصلة للتيار بشكل جيد ؟
ولو اخذنا ذرة اخرى ينقصها الكترون واحد مثلا في مدار التكافؤ .. يعني لديها 7 الكترونات في مدارها الاخير ..
فهل اعتبرها توصل ؟ أو نشطة كيميائيا ً .. ( أتمنى تفصيل هذه النقطة )


بالنسبة لتوصيل الماده للتيار فأبدا مع اول نظرية اقترحها العالم درود وهي نظرية الالكترون الحر حيث اقترح بان الفلز يتشكل من ايونات فلزية موجبة الشحنه متراصه وسط غاز من الالكترونات الحرة بحيث تمنع قوة الجذب الكولومي بين الايونات الموجبه والالكترونات الحرة من مغادره سطح الفلز ولكن هذه النظرية فشلت من نواحي كثيره منها :
1- افترضت النظرية ان كل الكترونات التكافؤ تساهم في التوصيل الكهربي ويظل الباقي مقيدا دون تفسير لماذا وكيف يحدث ذلك في عنصر مثل الحديد والذي يتميز باكثر من تكافؤ كيميائي واحد .

2- لم تشر النظرية الى تاثر المقاومة الكهربية للمواد المختلفه بالمجال المغناطيسي الخارجي

3 - نسبة ( فيدمان - فرانز ) وهي نسبة الموصليه الحرارية للموصليه الكهربية حيث تكون صالحه عند درجات حرارة تعلو درجة حراارة الغرفه وعند درجات حرارة منخفضه الا انها بين ذلك تحيد النظرية ..

ومع هذه النواحي التقصيريه في النظرية اصبح من الضروري البحث عن نموذج اخر تاخذ بالاعتبار تلك العناصر التي اهملتها نظرية الالكترون الحر ..

ثم قدمت النظرية الشريطية (band theory ) وخلاصه هذه النظرية ان الفلزات تحتوي على شريط تكافؤ وشريط توصيل بحيث يتم التوصيل الكهربي اذا كان شريط التوصيل يحتوي على الكترونات وعلى هذه النظرية صنفت المواد الى ثلاث عناصر رئيسية وهي :

1- المواد الموصله : يكون شريط التوصيل داخل في شريط التكافؤ وبالتالي يحتوي شريط التوصيل على الكترونات للتوصيل

2- المواد العازلة : يكون هناك فجوة كبيره بين شريط التوصيل وشريط التكافؤ وهذه الفجوة هي عباره عن منطقه يحرم تواجد الالكترون فيها وبالتالي يكون شريط التوصيل خالي من الالكترونات التوصيليه .

3 - المواد شبه الموصله : هنا يكون بين شريط التوصيل وشريط التكافؤ فجوة صغيره ولكن عند درجات حراره صغيره قد تنتقل الالكترونات عبر هذه الفجوة الى شريط التوصيل وتصبح ماده موصله ولكن عند درجة حراره الصفر المطلق فان هذه المواد تسلك سلوك المواد العازلة .

وهذه الرسمه توضح ماجاء في النظرية الشريطية ..


http://up3.m5zn.com/photo/2009/5/26/06/1we496y3s.bmp/bmp (http://up3.m5zn.com)



الخلاصه من هذا الشرح انه لايتم اي توصيل كهربائي في المادة الا اذا وجدت الالكترونات في شريط التوصيل
بالنسبة لذرة الصوديوم قد تشارك بالالكترون الموجود في مدار التكافؤ برابطه معينه مع ذرة لاتكون مستقرة مثل الذي ذكرت في مجمل السؤال فهذه الذرة الغير مستقره تكون في حاله اثارة الى ان تجد الكترون لكي تعود لحاله الاستقرار وايضا هذه تعتبر موصله للتيار ولكن اذا اثرنا عليها بمجال كهربي لكي تستقطب الايونات الموجبه والسالبه ..




اعتقد ان هالشرح واضح ويجيب على جميع استفسارات سؤالك الاول




- ما الفرق بين انتزاع الالكترونات في الذرة .. وانتقال الالكترونات من مستوى طاقة منخفض الى مستوى طاقة اعلى ؟
ومتى تحدث كلا من الحالتين ؟ واين تذهب الالكترونات بعد الانتزاع في الحالة الاولى ؟
وهل السبب في انتزاع الالكترونات من المدار الاخير هو نفسه السبب في انتقال الالكترونات من مستوى منخفض مثلا الى مستوى اعلى ؟
يعني مثلا بزيادة درجة الحرارة ؟ , وهل ظاهرة التأثير الكهروضوئي تحرر الالكترون ام تنقله من مستوى الى مستوى .. ثم يعود ليشع فوتون ؟


بالنسبة لسؤالك الثاني هناك مايعرف بالتأين والإثارة
التاين وهو عمليه فقد الذرة لاحد الكتروناتها ويتم ذلك باستخدام طاقات عاليه اما تكون طاقة فوتونات او فرق جهد عالي او بتسخين المادة لدرجات حرارة عاليه بحيث تكون هذه الطاقه اكبر من طاقه ربط الالكترون بالنواة وايضا تكسب الالكترون طاقة حركة لكي يخرج خارج الذرة فهنا يمكن القول بان الذرة اصبحت ايون موجب والالكترون الخارج منها هو الايون السالب وينتج عنه تيار كهربي في هذه الحاله عند تطبيق فرق جهد عليه لكي يتم الاستقطاب ..
اما بالنسبة للاثاره فهي عملية انتقال الالكترون من مدار ذو طاقه اعلى الى مدار ذو طاقه منخفض عند اكسابه طاقه اكبر من طاقه ربط الالكترون بالنواه ولكن لايكسب طاقه حركة عاليه تمكنه من الخروج بعيدا عن الذرة وينتج عند انتقال الالكترون من مداره فوتون طاقته هي الفرق بين مستويات الطاقه التي انتقل اليها الالكترون ولكن مايلبث ان يمتلأ المدار الذي فقد منه الكترون بالكترون من مستوى اعلى منه فتعود الذرة الى حاله الاستقرار مرة اخرى..

اما بالنسبة لسؤالك اذا كان السبب في انتزاع الالكترون من المستوى الاخير نفس السبب من انتقال الكترون من مستوى الى مستوى اعلى فالاجابه هي لا فالالكترون في المستوى الاخير تكون طاقه ربطه بالنواه ضعيفه نسبيا يمكن نزعه بطاقه اكبر من طاقه ربطه الضعيفه ولكن انتقال الالكترون من مستوى الى مستوى اعلى يكون في المدارات الداخليه والتي تكون طاقه ربطها بالنواه عاليه وبالتالي نحتاج الى طاقه عاليه لكي نفك ارتباطه وايضا نكسبه طاقه حركه لكي ينتقل الى مستوى اعلى وايضا الالكترون في المستوى الاخير قد يتم استقطابه بواسطه بعض الذرات التي تكون لها القطبية عاليه جدا او تكون في حاله اثارة قصوى وتحتاج لهذا الالكترون لكي تصبح في حاله الاستقرار ولايمكن لها بان تنزع الكترون من المستويات الداخليه وايضا قد تشارك هذه الذره ذو الالكترون في مدار التكافؤ بهذا الالكترون في روابط تساهمية مع عناصر اخرى..

بالنسبة لظاهرة التاثير الكهروضوئي هي عباره عن اسقاط شعاع فوتوني بطاقة منخفضة لالكترون في المدارات القريبة من النواه بحيث يقوم الالكترون بامتصاص كامل طاقه الفوتون فيتلاشى الفوتون ويتكون لدينا الكترون ضوئي بحيث جزء من طاقته تستخدم في فك الارتباط بالنواة والجزء الاخر يكون طاقة حركة لهذا الالكترون فينتقل من مداره ويتكون لدينا فوتون وعند خروج الالكترون الضوئي من الذره يقوم باثاره وتاين ذرات اخرى ويعطي طاقته للمادة ويغلب حدوث التاثير الكهروضوئي في المواد ذو الاعداد الذرية الكبيرة لذلك نستخدم الرصاص في عمليه الدروع ضد هذه الاشعاعات الكهروضوئيه ..

[Pys!cs]

الله يعطيك العافية لقد اتضحت لي أمور كثيرة الآن ..

بالنسبة للسؤال الأول .. هل شريط التوصيل الذي تتكلم عنه يعتبر موجود في الفلزات فقط ؟

وهل يعتبر شريط التوصيل في نفس مدار التكافؤ للذرة أم ماذا ؟

وجزاك الله الجنة ..

[radiotherapy]

اهلا وسهلا اخي الكريم ..


بالنسبة للسؤال الأول .. هل شريط التوصيل الذي تتكلم عنه يعتبر موجود في الفلزات فقط ؟


ارجو منك التكرم والعودة للرسم السابق ستجد ان شريط التوصيل وشريط التكافؤ موجود في المواد كلها ولكن المهم ان نعرف ان شريط التوصيل يكون مليئ بالالكترونات الموصله في حاله الفلزات ( اي في حاله المواد الموصله )



وهل يعتبر شريط التوصيل في نفس مدار التكافؤ للذرة أم ماذا ؟



قد تكون الكترونات التكافؤ هي الالكترونات التوصيليه ولكن ليس في كل الحالات ولايمكننا القول بان مدار التكافؤ هو شريط التوصيل مثل مافترضت نظرية الالكترون الحر والتي اثبتت فشلها فقد يوجد الكترونات في مدار التكافؤ ولكنها ليست موصله للتيار مثل عنصر الحديد والذي يحتوي كما ذكرنا على اكثر من تكافؤ ويمكننا القول هنا

كل الالكترونات التوصيليه الكترونات تكافؤ وليس كل الالكترونات التكافؤ الكترونات توصيليه
وذلك حسب النظرية الشريطية ..

بالنسبة لزياده درجة الحرارة على المواد وتاثيره على الموصليه للتيار الكهربي فيمكننا القول :

في حاله المواد الموصله : عند درجة الصفر المطلق فانه يوجد الكترونات توصيل في شريط التوصيل وبالتالي عند زياده درجة الحراره فان الالكترونات سوف تنتقل من شريط التكافؤ الى شريط التوصيل وتزيد وبالتالي يزيد التيار الكهربي وهذا الكلام نظريا مقبول ولكن وجد في المعمل انه عند زياده درجه الحراره سوف يقل التيار والسبب انه كلما زاد عدد إلكترونات التوصيل لوحده الحجوم فان سرعتها سوف تقل وذلك لكثرة التصادمات وايضا سوف يقل متوسط المسار الحر وبالتالي سوف تقل سرعة هذه الالكتورنات مما ينتج عن ذلك نقص في التيار .

2- في حاله المواد العازله : هنا نجد المنطقة المحظورة ( الفجوة ) بين شريط التكافؤ والتوصيل كبيره جدا وعند درجة الصفر المطلق لايوجد الكترونات في شريط التوصيل وكذلك عند التسخين فان الالكترونات لاتنتقل من شريط التكافؤ الى شريط التوصيل بسبب الشريط المحظور وبالتالي لايمر تيار حتى مع زيادة درجة الحراره.

3 - في المواد الشبه موصله : تكون الفجوة صغيره بين شريط التكافؤ والتوصيل وبذلك عند درجة الصفر المطلق تسلك هذه المواد سلوك المواد العازلة ولكن عندما نزيد درجة الحرارة نلاحظ انتقال الالكترونات الى شريط التوصيل وبذلك يمر التيار وهنا تصبح هذه المواد مواد موصله .

[Pys!cs]

رائع أخوي شرحك وجزاك الله خير ..

اتضحت جميع الأمور ..

تحياتي لك ..

[محمود سلمان]

ارجو الاجابة على سؤالى : مامعنى curleو divولماذا نستخدمها واقصد بالمعنى المعنى الرياضى والفيزيائي وهل المتجه يدور
وكذلك ايضا بالنسبة لتحويلات لابلاس وفورير .........................ارجو الرد سريعة لان الموضوع شاغلنى جدا

[pupil]

السلام عليكم
بصراحة شرح ممتاز على الرغم من اني وجدت صعوبة في فهم المصطلحات العلمية لاننا في تونس ندرسها بالفرنسية


شكرا جزيلا و سأعيد التمعن فيه مرة اخرى ان شاء الله

و السلام مع طير الحمام

[radiotherapy]

ارجو الاجابة على سؤالى : مامعنى curleو divولماذا نستخدمها واقصد بالمعنى المعنى الرياضى والفيزيائي وهل المتجه يدور
وكذلك ايضا بالنسبة لتحويلات لابلاس وفورير .........................ارجو الرد سريعة لان الموضوع شاغلنى جدا



اهلا بك اخي محمد سلمان واعتذر لعدم اجابتك على استفساراتك لانه تخصصي فيزياء طبية ولس عندي علم بهذه الامور ,,



السلام عليكم
بصراحة شرح ممتاز على الرغم من اني وجدت صعوبة في فهم المصطلحات العلمية لاننا في تونس ندرسها بالفرنسية


شكرا جزيلا و سأعيد التمعن فيه مرة اخرى ان شاء الله

و السلام مع طير الحمام


اهلا وسهلا اختي pupil واتمنى ان اكون قد وُفقت في الشرح الموجز وان تكوني استفدتي منه واذا استصعب عليك شي فلا تترددي بالسؤال ..
تحياتي لكي واجمل الامنيات بالتوفيق ..
-----------------------------------------------
00000000000000000000000000000000000 000000

[pupil]

اهلا وسهلا اختي pupil واتمنى ان اكون قد وُفقت في الشرح الموجز وان تكوني استفدتي منه واذا استصعب عليك شي فلا تترددي بالسؤال ..
تحياتي لكي واجمل الامنيات بالتوفيق ..


شكرا على الترحاب.نعم لقد استفدت في الواقع,شكرا
و السلام مع طير الحمام

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

مرحبا بك Pys!cs في المنتدى

وشكري وتقديري لك radiotherapy على اجابتك الاكثر من رائعة والدقيقة


وحياك الله وبارك الله فيك

[radiotherapy]

شكرا على الترحاب.نعم لقد استفدت في الواقع,شكرا
و السلام مع طير الحمام

هذا مانتمناه دائما ..


مرحبا بك Pys!cs في المنتدى

وشكري وتقديري لك radiotherapy على اجابتك الاكثر من رائعة والدقيقة


وحياك الله وبارك الله فيك

اهلا وسهلا بك يادكتورنا الغالي ،، زاد الموضوع جمالا بمرورك العطر ..
تشرفنا بردك عالموضوع يادكتور حازم ولك جزيل الشكر والعرفان ..
تحياتي لكم .. اخوكم فيزيائي طبي ...
---------