بنية الذرة والتوصيل الكهربائي في الفلزات

بنية الذرة والتوصيل الكهربائي في الفلزات
Structure de l'atome et conduction électrique dans les métaux
________________________________________
1- بنية الذرة
مكونات الدرة
تتكون الذرة من:
نواة noyau تتوسط الذرة، شحنتها الكهربائية موجبة(Z.e+) وكتلتها تساوي
تقريبا كتلة الذرة، قطرها أصغر من قطر الذرة 100 ألف مرة.
إلكترونات électrons عبارة عن دقائق صغيرة جدا تدور حول النواة في مدارات مختلفة مكونة سحابة إلكترونية، جميع الإلكترونات
متشابهة ويحمل كل منها شحنة سالبة(e-) تسمى الشحنة الابتدائية قيمتها e=1,6.10-19C ووحدتها هي كولومب coulomb.
ملحوظة
تختلف اﻟﺬرات باختلاف نواها و عدد الكتروناتها.
تقدر أبعاد الذرة ببضع عشرات النانومتر1nm=10-9m
يرمز للإلكترون بـ ē .

نموذج الذرة
نموذج بوهر Bohr أو بيران Perrin
النواة
في مركز الذرة والالكترونات تدور في مدارات مختلفة النموذج الحالي اعتمادا
على أبحاث شرودينكيرschrodinger و لويس دوبروكلي: ليس للالكترونات مدارات
محددة فهي تكون سحابة كروية




التعادل الكهربائي للذرة
الشحنة الموجبة للنواة تساوي مقدار الشحنة السالبة للإلكترونات في الذرة المستقرة التي تكون متعادلة كهربائيا .
تتميز كل ذرة بعدد إلكتروناتها الذي نرمز له بالحرف Z والذي يسمى العدد الذري numéro atomique de l'atome.
اسم الذرة رمزها عدد إلكتروناتها (Z) شحنة إلكتروناتها شحنة نواتها
الأوكسجين O 8 -8e +8e
الألومنيوم Al 13 -13e +13e
Z -Z.e +Z.e

2- طبيعة التيار الكهربائي في الفلزات
الإلكترونات الحرة
تعتبر الفلزات من الموصلات الجيدة للكهرباء, تحتوي على إلكترونات مرتبة بشكل منتظم، بعض الكتروناتها يمكنها أن تنتقل بسهولة من
ذرة إلى أخرى في جميع الاتجاهات الممكنة، و هذه الإلكترونات تسمى
بالإلكترونات الحرةélectrons libres (يكون عددها قليلا على الأكثر ثلاث
الكترونات)

الإلكترونات المرتبطة
إن الإلكترونات في المواد العازلة ( زجاج - خشب - ..... ) مرتبطة كثيرا إلى نوى الذرات مما يمنعها من الإنتقال في العازل و تسمى
هذه الإلكترونات بالإلكترونات المرتبطة.
طبيعة التيار الكهربائي
ينتج التيار الكهربائي في الفلزات عن حركة جماعية للإلكترونات الحرة في منحى واحد داخل الفلز.
إن الإلكترونات الحرة تنتقل في الأسلاك الفلزية من القطب السالب نحو القطب الموجب خارج المولد.

ملحوظة
اختلاف قدرة الفلزات على التوصيل راجع لتحرك الإلكترونات الحرة فبها بسهولة.
منحى حركة الإلكترونات معاكس للمنحى الاصطلاحي للتيار الكهربائي.

3- ظاهرة التكهرب
تشرح ظاهرة تكهرب الأجسام بانتقال الإلكترونات من ذرات جسم إلى ذرات جسم آخر الشيء الذي ينتج عنه فقدان أو اكتساب
الجسم للإلكترونات، وتعتبر الشحنة الكهربائية خاصية من خواص المادة كالكتلة والحجم .
إذا فقدت بعض ذرات الجسم عددا من الكتروناتها يصبح الجسم موجب الشحنة في حين يصبح الجسم سالب الشحنة إذا اكتسب
عددا من الإلكترونات.

اصطلح على أن الكهرباء التي يكتسبها الزجاج موجبة أي يصبح محمل بشحنة كهربائية موجبة.
الكهرباء التي يكتسبها البلاستيك عند حكه سالبة أي يصبح محمل بكهرباء سالبة.