الكيمياء النووية · ملخصات الدخيري

الكيمياء النووية

تشرح المذكرة تركيب النواة، النظائر، طاقة الربط النووي، النشاط الإشعاعي، وانبعاث أشعة ألفا وبيتا.

الكيمياء النووية فرع الكيمياء الذي يهتم بدراسة ما يحدث من تغيرات في نواة الذرة. تتكون الذرة من نواة تتركز فيها معظم كتلتها، وإلكترونات في حركة مستمرة. تحمل النواة شحنة موجبة تعادل شحنة الإلكترونات السالبة، ولذلك تكون الذرة متعادلة كهربائيا.

تتكون النواة من بروتونات موجبة، ويسمى عددها العدد الذري ويرمز له بالرمز Z، ونيوترونات متعادلة الشحنة. وقد تختلف ذرات العنصر الواحد في عدد نيوتروناتها. تسمى البروتونات والنيوترونات معا النويات. العدد الكتلي هو مجموع النويات في النواة، ويرمز له بالرمز A. عدد النيوترونات = العدد الكتلي − العدد الذري.

النظائر هي نوى العنصر الواحد التي تتفق في العدد الذري وتختلف في العدد الكتلي، نتيجة اختلاف عدد نيوتروناتها.

اكتشف العلماء أن كتلة الذرة أقل من مجموع كتل الجسيمات المكونة لها. يتحول فرق الكتلة إلى طاقة تسمى طاقة الربط النووي، وهي تعمل على تماسك مكونات النواة.

تنص نظرية أينشتاين النسبية، كما توردها المذكرة، على التمييز بين كتلة الجسيم في حالة السكون وكتلته النسبية، التي تشمل كتلة مرتبطة بطاقة حركته. وتعبر علاقة تكافؤ الكتلة والطاقة عن تحول الكتلة إلى طاقة بالصيغة: E = MC².

الأشعة السينية نوع من الإشعاعات الكهرومغناطيسية، تشبه الموجات الضوئية أو موجات الراديو، وتنتج من تصادم أشعة المهبط بقطعة ما. اكتشف رونتجن الأشعة السينية عام ١٨٩٥م. وبعد عام، اكتشف هنري بيكريل انبعاث إشعاعات غير مرئية من أحد خامات اليورانيوم.

النشاط الإشعاعي هو انبعاث أشعة غير مرئية من نويدات غير مستقرة، فتتكون نويدات أخرى أكثر استقرارا. تذكر المذكرة أشعة ألفا وبيتا وغاما. لا يتأثر النشاط الإشعاعي بتغير درجة الحرارة أو الضغط، ويحدث نتيجة التحلل التلقائي للنوى غير المستقرة.

جسيم ألفا هو نواة ذرة الهيليوم، وتحتوي على بروتونين ونيوترونين. تذكر المذكرة أن انبعاثه من نواة تحتوي على أكثر من ٨٣ بروتونا ينقص العدد الكتلي بمقدار ٤.

عند انبعاث بيتا، يتحول نيوترون في النواة إلى بروتون وإلكترون. يبقى البروتون في النواة وينبعث الإلكترون، فيزداد العدد الذري بمقدار ١ ويبقى العدد الكتلي ثابتا.

عند انبعاث بيتا الموجبة، يتحول بروتون في النواة إلى نيوترون وبوزيترون. يبقى النيوترون في النواة وينبعث البوزيترون، فينقص العدد الذري بمقدار ١ ويبقى العدد الكتلي ثابتا.