من هو مكتشف الذرة؟ اكتشف السر العظيم وراء أصغر وحدة في الكون!

إن مفهوم الذرة يمثل حجر الزاوية في العديد من مجالات العلوم والتكنولوجيا،يعتبر فهم الذرة ومعناها من القضايا الأساسية التي شغلت بال الكثير من العلماء على مر العصور،منذ العصور القديمة وحتى اليوم، شكلت الذرة الأساس لفهم طبيعة المادة وبنيتها،من خلال هذا المقال البحثي، سنستعرض تطور مفهوم الذرة عبر العصور، المستكشفين الذين ساهموا في هذا المفهوم، بالإضافة إلى نظرياتهم المختلفة المتعلقة بالذرة وأهميتها في مجال العلوم الحديثة.

مكتشف الذرة

يعود تاريخ مفهوم الذرة إلى العصور القديمة، حيث تم تقديم أولى الأفكار النظرية حولها من قبل الفلاسفة الهنود واليونانيين مثل أرسطو وديموقريطوس قبل أكثر من ألفي عام،في القرون السابع عشر والثامن عشر، قام الكيميائيون بتطوير بعض النظريات الفيزيائية والقوانين التي تُظهر استحالة تفكك المادة بطرق كيميائية،إن أقدم النظريات المتعلقة بالذرة تعود للقرن السادس قبل الميلاد في الهند، حيث تم تأسيس الأفكار حول طبيعة المادة.

بينما عرف الفلاسفة اليونانيون مفهوم الذرة، دخل هذا المفهوم حيز التطبيق العلمي بفضل الجهود التي بذلها الكيميائي البريطاني جون دالتون في أوائل القرن التاسع عشر،في عام 1803، قدم دالتون نظريته الذرية للمادة، التي أسست لتصنيف العناصر بناءً على خصائص ذراتها،عُرف دالتون بلقب “أبو الكيمياء” نظرًا لتأثير نظرته العلمية على تطوير المفاهيم الكيميائية الحديثة.

نظرية دالتون للذرة

تمت الإشارة إلى نظرية دالتون بشكل بارز في عام 1803، حيث عرضها في محاضرة بالمؤسسة الملكية،تتلخص نظريته في أن الذرة تتكون من وحدات لا تقبل التجزئة تُدعى الذرات، وأن الذرات المكونة لنفس المادة تتشارك في الخصائص ذاتها من ناحية الحجم والشكل والكتلة،إلا أن الخصائص تختلف بين الذرات من عناصر مختلفة، مما يعكس التنوع الثري في الطبيعة.

تشير نظرية دالتون أيضاً إلى أن التفاعلات الكيميائية تشمل تبادل الإلكترونات، مع بعض النقاط الأساسية التي وضحها دالتون حول تركيب الذرات، والتي تشمل

• التفاعلات الكيميائية تتم من خلال تبادل الإلكترونات دون تغيير الخصائص الأساسية للمادة.
• تتشابه خصائص الذرات في نفس العنصر، بينما تختلف بين العناصر المختلفة.
• تتكون جميع المواد من ذرات صغيرة جداً.
• كل عنصر يتكون من عدد كبير جداً من ذرات صغيرة، وهذه الذرات غير قابلة للتقسيم.

تعريف الذرة

عند مناقشة من هو مكتشف الذرة، يتوجب علينا أيضاً توضيح مفهوم الذرة نفسها،تُعرف الذرة بأنها أصغر وحدة بناء في العنصر الكيميائي، وهي الوحدة الأساسية التي تحتفظ بخصائص هذا العنصر،تُعرف الذرة باللغة الإنجليزية بـ “Atom”، وتعتبر جزءًا لا يقبل الانقسام أو التفتت.

تتكون الذرة من شحنات سالبة تُعرف بالإلكترونات، تدور حول نواة موجبة الشحنة تحتوي على بروتونات ونيوترونات، وعدد البروتونات والإلكترونات يحدد هوية العنصر وخصائصه.

التطور في نظرية الذرة

ظهرت بعض العيوب في نظرية دالتون، إذ اعتقد أن الماء يتكون من مركب هو Ho بدلاً من H2O، بناءً على فكرة خاطئة مفادها أن الأكسجين أثقل من ذرات الهيدروجين،لكن الأميندو أفوجادرو في عام 1811 عرض نظرية جديدة أعرب فيها عن أن العناصر المتساوية في الحجم عند نفس درجة الحرارة والضغط تحتوي على عدد متساوٍ من الجزيئات.

ثم بعد ذلك، في عام 1897، اكتشف جوزيف جون طومسون الإلكترونات، مما ساهم في تحسين فهمنا للذرة،اقترح طومسون توزيع الشحنات بشكل متساوي، ولكن في عام 1909، جاء الطالب أرنست روزرفورد ليكتشف أن الشحنات الموجبة تتمركز في نواة صغيرة جداً بالذرة،اقتُرحت بعدها العديد من النظريات التطورية حول الذرة من قبل العلماء مثل نيلز بوهر وإروين شرودنغر، الذين قدّموا نموذجًا يفترض أن الذرة تتكون من نواة محاطة بسحابة تحتوي على الإلكترونات.

إنجازات جون دالتون

تستحق إنجازات جون دالتون الذكر عند مناقشة اكتشاف الذرة،كان دالتون أول من صاغ الفكرة النظرية للذرة، ولديه إنجازات أخرى تشمل

• تقديم محاضرات حول عمى الألوان، وهو مرض كان يعاني منه.
• نشر مجموعة من الدراسات حول الكيمياء القديمة.
• وضع النظرية الذرية التي ساهمت في تطور علوم الكيمياء.
• في عام 1808، قام دالتون بنشر مؤلفات حول الفلسفة الكيميائية.

النموذج الذري الحديث

وتحت إطار الحديث عن مكتشف الذرة، لا بد من التنويه إلى النموذج الحديث لها،في عام 1927، طرح العالم إروين شرودنغر نموذجًا ميكانيكيًا كميًا للذرة يتضمن معادلات رياضية توضح مواقع الإلكترونات،على الرغم من أن نموذجه يتشابه مع نموذج بور من حيث مستويات الطاقة، إلا أنه يختلف في كيفية تحديد مدارات الإلكترونات.

من خلال هذا النموذج، تبين أن الإلكترونات تتواجد في سحابة محيطة بالنواة، مما يُعتبر من أفضل النماذج التي وضحت التركيب الذري،في عام 1933، حصل إروين شرودنغر على جائزة نوبل تقديراً لعمله في هذا المجال.

أهمية اكتشاف الذرة

إن اكتشاف الذرة يُعتبر من الاكتشافات العلمية البارزة التي أثرت بشكل كبير في مختلف مجالات العلوم،الدول التي تستثمر في دراسة الذرة، غالبًا ما تتقدم في مجالات عدة، سواءً علميًا أو عسكريًا،يعتمد الجانب العلمي النسبي على معرفة الذرة، حيث تشمل فوائدها

• تساعد دراسة الذرة في تطوير الصناعات الكيميائية والنووية وتكنولوجيا الاتصالات.
• أدت نظرية التضخم الكوني لفهم عدد هائل من الذرات في الكون، الذي يفوق 14 مليار سنة ضوئية.
• أسست قواعد نظرية الذرة العديد من العلوم مثل الفيزياء النووية وتخصصات الكيمياء الحديثة.

إن اكتشاف الذرة لم يكن مجرد انقلاب في المعرفة العلمية، بل كان أساساً لمجموعة واسعة من التطبيقات التي لا تزال تؤثر على حياتنا اليومية.