ما هو العدد الكتلي؟
العدد الكتلي: هو مُصطلح يُعبّر بشكلٍ رئيسي عن عدد البروتونات والنيترونات في الذرّة، حيث أنّ تلك البروتونات والنيترونات سيتم تواجدهما في نواة ذرّة ما دون النظر إلى شحنة كل منهما، يُرمز له بالرمز“A”.
يُسمّى العدد الكتلي بالإنجليزي (Mass Number)، حيث يُعتبر ذلك العدد عدداً صحيحاً مُجرداً ليس له وِحدَة، يُمكن حسابه عن طريق جمع كل من أعداد البروتونات والنيترونات الموجودة في نواة ذرّة إحدى العناصر.
حقائق عن العدد الكتلي
- العدد الكتلي هو مصطلح يستخدم في الكيمياء للإشارة إلى كتلة نواة الذرة أو الجسيم الفردي بوحدة كتلة ذرية (u). يُعبر عنه أيضًا باسم الكتلة الذرية النسبية. يتم حساب العدد الكتلي بجمع كتلة البروتونات والنيوترونات في النواة.
- من المُمكن أن يتم العثور على عدد من الذرّات التي تتشابه في عددها الذرّي ولكنها تختلف في العدد الكتلي وهذه الذرّات يُطلّق عليها إسم النظائر، حيث يكون لكل نظير من نظائر إحدى العناصر الكيميائيّة عدداً كُتليّاً يختلف من نظير لآخر.
- يُمكن معرفة العدد الكتلي لعنصر ما عن طريق اللجوء إلى الجدول الدوريّ وقراءة ذلك العدد، حيث أنّه سيكون مكتوباً بحجمٍ صغير وبشكلٍ واضح في أعلى يسار العنصر، كما أنّه ومن الممكن أن يتم كتابته بعد اسم العنصر مُباشرة، فمثلاً يُمكن كتابة العدد الكتلي لعنصر الكربون كالتالي كربون-12.
- كما أنّ استخدام العدد الكتلي إلى جانب العدد الذرّي يكون نادراً جداً، حيث يتم استخدامهما فقط في حال أردنا تحديد كل من عدد البروتونات والنيترونات لنواةٍ ما، وفي أغلب الأحيان يتم استخداهما بشكلٍ كبير عند حدوث التفاعلات الكيميائيّة التي تهتم فقط في دراسة النواة؛ وذلك نظراً لأنّه خلال حدوث تلك التفاعلات سيحدُّث تغيّر في أعداد كل من البروتونات والنيترونات.
- يُمكن تسميّة العدد الكتلي بكتلة الذرّة أو كتلة النظير والذي يُقاس بوحدة “وحدة ذرّية”، إلّا أنّ هناك اختلاف بين العدد الكتلي وكتلة النظير، حيث يعود السبب وراء هذا الإختلاف إلى أنّ وزن النيترون يكون أثقل بقليل من البروتون ونتيجةً لذلك فإنّ كتلة الذرّة التي تحتوي على البروتونات ستزيد بشكلٍ أكبر من تلك التي تحتوي على النيرتونات.
- يتمثل العدد الكتلي في عدد صحيح ويعكس كمية المادة الموجودة في النواة. يُستخدم العدد الكتلي لتحديد وزن العنصر بالمقارنة مع وحدة كتلة ذرية قياسية، حيث أن كتلة البروتون والنيوترون تُقارن بكتلة البروتون والنيوترون في ذرة الهيدروجين.
- الاستخدام الشائع للعدد الكتلي يكون في حسابات التفاعلات الكيميائية وتحديد كميات المواد المشاركة أو المتكونة. يُعتبر العدد الكتلي مرجعًا هامًا في الكيمياء النووية وعلم الجسيمات لتقدير الكتل والطاقة المتعلقة بالتفاعلات النووية والجسيمات النووية.
- تُستخدم الكتلة الذرية النسبية لتعبير عن كتلة الذرة بالمقارنة مع وحدة كتلة ذرية قياسية، وهي الكتلة التي تكون متوسط كتلة الذرات والجسيمات الفردية في الطبيعة. وحدة كتلة ذرية قياسية تُعبر عن كتلة الـ1/12 من كتلة ذرة الكربون-12، وتساوي تقريبًا 1.66 × 10^-27 كيلوغرام.
أثر زيادة العدد الكتلي على الذرة
السبب الرئيسي الذي يجعل الذرّة غير مُستقرة هي زيادة العدد الكتلي بشكلٍ كبير، حيث أنّه ونتيجةً لهذه الزيادة ستمتلك الذرّة عدداً من الخصائص الفيزيائيّة المُشعّة.
إلى جانب ذلك فإنّه وكلما كانت الزيادة في ذلك العدد كبيرة جداً كلمّا أصبحت الذرّة غير مستقرّة بشكلٍ أكبر إضافةً إلى أنّ وزنها سيُصبح أثقل، الأمر الذي يؤدي إلى حدوث انشطار قوي حتى تتمكّن تلك الذرّة من الوصول إلى حالة الإستقرار.
أمّا في حال كانت تلك الزيادة في العدد الكتلي صغيرة نوعاً ما؛ فإنّ وزن الذرّة سيكون أخف من وزنها عندما تكون الزيادة كبيرة؛ الأمر الذي يجعلها تميل إلى حدوث اندماج حتى تصل إلى حالة الإستقرار.
أثر انقسام الذرة على العدد الكتلي
نَعني بانقسام الذرة انقسام النواة، حيث تَحدُث هذه العمليّة للعناصر الثقيلة فقط كعنصر اليورانيوموالبلوتونيوم عند حدوث تصادماً وامتصاصاً لتلك العناصر مع نيترون مُحدد؛ ونتيجةً لحدوث هذا الانقسام ستنتج طاقة كبيرة جداً تُعبّر بشكلٍ رئيسي عن ارتباط كل من الجزئين المُنقسمين ببعضهما البعض.
وبعد الإنتهاء من عمليّة الانقسام سيتم تكوين عنصرين جديدين، إلى جانب ذلك فإنّ نواة تلك العناصر ستكون مُختلفة كُليّاً عن النواة الأصلية حيث أنّها ستكون أخف بكثير منها وبالتالي فإنّ العدد الكتلي لتلك العناصر أيضاً سيكون أخف وأقل من عدد كتلة النواة الأم.
