Atom Ve Elektron,Atom Ve Elektron Hakkında,Atom Ve Elektron Bilgileri

Atom Ve Elektron,Atom Ve Elektron Hakkında,Atom Ve Elektron Bilgileri
Atom Ve Elektron,Atom Ve Elektron Hakkında,Atom Ve Elektron Bilgileri

Atom Ve Elektron

Maddenin temelinde atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluştuğu kavramı eski yunanlılara kadar uzanır Milattan önce 5 yüzyılda Leucippus ve Democritus maddenin sonsuz küçük parçacıklara ayrılamayacağını öne sürdülerOnlar,bir madde daha küçük parçalara bölünmeye devam edilirse en sonunda atomun bölünmeyeceğini iddia ediyorlardıAtom sözcüğü Yunanca’da bölünmez anlamına gelen atomos sözcüğünden türetilmiştir

Eski yunan atom kuralları planlı deneylere dayanmıyorduBunun için yaklaşık 2000 yıllık bir zaman süresince atom kuramı sadece tartışılmaktan öteye gidilmediAtomların varlığı Robert Boyle tarafından THE SCEPTİCAL CHYMİST (1661),Isaac Newton tarafındanda Principia (1687) ve Opticks(1704) kitaplarında kabul edilmişti Fakat John Dalton’un 1803-1808 yılları arasında geliştirip önerdiği atom kuarmı kimya tarihinde en önemli aşamalardan biri olmuştur

Elektron:

Gerek Dalton’un gerekse yunanlıların kuramlarında atom, maddenin en küçük taneciği olarak kabul edilmişti19yüzyılın sonlarına doğru atomun kendisinin de daha küçük taneciklerden oluştuğu düşünülmeye başlandıAtom hakkındaki düşüncelerde meydana gelen bu değişikliğe elektrikle yapılan deneyler neden oldu

1807-1808 yıllarında ünlü İngiliz kimyacısı Humphry Davy bileşikleri ayrıştırmak için elektrik kullanarak beş element (potasyum,sodyum,kalsiyum,stronsiyum ve baryum) bulduBu çalışmalarına dayanarak Davy , bilesiklerde elementlerin elektriksel nitelikli çekim kuvvetleriyle bir arada tutulduklarını önerdi

Vakumdan elektrik akımının geçirildiği deneyler 1859 da Julius Plücker katod ışınlarını bulmasına yol açtıKatot ışnları elde etmek için havası iyice boşaltılmış bir cam tüpün uçlarına iki elektrod yerleştrilirBu elektrodlara yüksek gerilim uygulandığında katot adı verilen negatif elektroddan ışınlar çıkarBu ışınlar negatif yüklüdür doğrusal yol izler ve katodun karşısındaki tüp çeperlerinin ışık saçmasına sebep olur 19yüzyılın son yıllarında katot ışınları ayrıntılı olarak incelendiBirçok bilim adamının deneyleri sonucunda katot ışınlarının hızla hareket eden eksi yüklü parçacıklar olduğu ortaya çıktı ve bu parçacıklar daha sonra Stoney’in önerdiği gibi elektron adı verildi

Katottan çıkan elektronlar katot için hangi metal kullanılırsa kullanılsın aynı özelliktedirZıt yükler birbirini çektiğinden katot ışınlarını oluşturan elektron hüzmeleri yolları üzerinde üstte ve altta bulunan zıt yüklü iki levha arasından geçerken pozitif yüklüsüne doğru çekilirlerDemek ki bir elektrik alanı içinde katot ışınları normal doğrusal yollarından saparlarBu sapmanın açısı :

1 Tanecik yükü ile doğru orantılıdırYükü büyük olan tanecik az yük taşıyan tanecikten daha çok sapar

2 Tanecik kütlesi ile ters orantılıdırKütlesi büyük olan tanecik küçük olandan daha az sapar

Bundan dolayı yükün kütleye oranı bir elektrik alanı içinde elektronların doğrusal yoldan ne kadar sapacağını belirlerelektronlar magnetik bir alan içinde de sapma gösterirlerFakat bu durumda sapma uygulanan magnetik alana dik yöndedir

Katot ışınlarının elektrik ve magnetik alanlar içindeki sapmalarını inceleyen Joseph T Thomson , 1897’de elektron için değerini saptadı bu değer:

E/M=-1,758810 üzeri sekiz coul /g dır

Coul uluslar arası sistemde elektrik yükü birimidirBir kulon bir amperlik akım tarafından iletkenin belirli bir noktasından bir saniyede taşınan yük miktarıdır

Elektron yükünün duyar olarak ölçümü ilk defa Robert A Milikan tarafından 1909 da yapıldıMilikan’ın deneyinde x-ışınları etkisi ile havayı oluşturan moleküllerden elektronlar koparılırÇok küçük yağ damlacıkları da bu elektronları alıp elektrik yükleri ile yüklenirlerBu yağ damlacıkları iki yatay levha arasından geçirilirlerYağ damlacıklarının düşüş hızları ölçülerek kütleleri hesaplanır

Yatay levhalara elektrik akımı uygulandığında negatif yüklü damlacık pozitif yüklü levhaya doğru çekileceğinden damlacığın düşüş hızı değişirbu koşullar altında düşüş hızı ölçülerek damlacığın yükü hesaplanabilirBelli bir damlacık bir veya daha çok sayıda elektron alabileceğinden bu yöntemle hesaplanan yükler daima birbirinin aynı değildirFakat bu yükler hep belli bir yük değerinin katları olduğundan bu yük değeri bir elektronun yükü kabul edilir

Proton:

Nötral bir atom veya molekülden bir veya daha çok elektron koparıldığında geriye kalan tanecik koparılan elektronların tolam eski yüküne eşit miktarda artı yük kazanırBir neon atomundan bir elektron koparıldığında geriye kalan tanecik koparılan elektronların toplam eksi yüküne eşit miktarda artı yük kazanırBir neon atomundan bir elektron koparıldığında bir Ne(+) iyonu oluşurBir elektriksel deşarj tüpünde katot ışınları tüpün içinde bulunan gaz atomlarından ve moleküllerinden elektronların çıkmasına sebep oldukları zaman , bu tür artı yüklü tanecikler oluşurBu artı yüklü iyonlar eksi yüklü elektroda doğru hareket ederlerEğer katot delikli bir levhadan yapılmışsa artı yüklü iyonlar bu deliklerden geçerlerkatot ışınlarının elektronları ise ters yönde hareket ederler

Pozitif ışınlar adı verilen bu artı yüklü iyon demetleri ilk defa 1886 da Eugen Goldstein tarafından bulunduPozitif ışınların elektrik ve magnetik alanların etkisinde sapmaları ise 1898 de Wilhelm Wien ve 1906 da JJ Thomson tarafından incelendiArtı yüklü iyonlar için e/m değerlerinin saptanmasına , katot ışınlarının incelenmesinde kullanılan yöntemin hemen hemen aynısı kullanıldıDeşarj tüpünde değişik gazlar kullanıldığı zaman değişik tür artı yüklü iyonlar oluşur

Proton adı verilen bu tanecikler bütün atomların bir bileşenidirProtonun yüklü elektronun yüküne eşit fakat ters işaretlidir

Bu yüke yük birimi denirProton artı bir elektrik yük birimine , elektron ise eksi bir elektrik yük birimine sahiptir(Protonun kütlesi elektronun kütlesinin 1836 katıdır)

Nötron:

Atomlar elektrik yükü bakımından nötral olduklarından bir atomun içerdiği proton sayısı elektron sayısına eşit olmalıdır Atomun toplam kütlesini açıklayabilmek için 1920 de Ernest Rutherford atomda yüksüz bir taneciğin var olduğunu savundu Bu tanecik yüksüz olduğundan onu incelemek ve tanımlamak zordu Fakat 1932 de James Chadwick nötronun varlığını kanıtlayan çalışmalarını sonuçlarını yayınladıChadwick, nötronların oluştuğu bazı nükleer tepkimelerin verilerinden nötronun kütlesini hesaplayabildiBu tepkimelerde kullanılan ve oluşan bütün taneciklerin kütlelerini ve enerjilerini göz önüne alarak Chadwick nötronun kütlesini hesapladıBu kütle protonun kütlesinden biraz daha büyüktü

Günümüzde daha birçok atom altı tanecik bulunmuşturFakat bu taneciklerin atom yapısı ile olan ilişkisi çok iyi bilinmemektedirKimyasal çalışmalar için atomun yapısı elektron , proton ve nötronun varlığına dayanarak yeterince açıklığa kavuşturulmuştur

İZOTOPLAR

Belli bir elementin bütün elementlerinin atom numarası aynıdır Fakat bazı elementler kütle numarası bakımından farklılık gösteren çeşitli tipte atomlardan oluşmuşturAynı atom numarasına fakat farklı kütle numarasına fakat farklı kütle numarasına sahip atomlara İZOTOP atomlar adı verilir

Görüldüğü gibi izotoplar çekirdeklerindeki nötron sayısı bakımından farklıdırlar;bu da doğal olarak atom kütlelerinin farklı olduğu anlamına gelirBir atomun kimyasal özellikleri ilke olarak atom numarası ile belirtilen proton ve elektron sayısına bağlıdır Bundan dolayı bir elementin izotopları birbiri ile hemen hemen aynı olan kimyasal özelliklere sahiptirBazı elementler doğada tek bir izotop halinde bulunurlarFakat çoğu elementlerin birden çok izotopu vardırÖrnek olarak kalayın 10 doğal izotopu vardır

Kütle spektrometresi bir elementte kaç izotop bulunduğunu , her izotopun tam olarak kütlesini ve bağıl miktarını saptamak için kullanılırBuharlaştırılmış madde , elektronlarla bombardıman edilerek artı yüklü iyonlar oluşturulurBu iyonlar eksi yüklü bir levhaya doğru çekilerek bu levha üzerinde bulunan dar bir aralıktan hızla geçirilirler

İyot demeti bundan sonra magnetik bir alan içinden geçiriliryüklü tanecikler magnetik bir alan içinde dairesel bir yörünge izlerlerTaneciğin yükü arttıkça doğrusal yörüngesinden sapma da artarBu nedenle , magnetik bir alanda artı yüklü bir iyonun izlediği dairesel yörüngenin yarıçapı o iyonun e/m değerine bağlıdır

Değişik e/m değerine sahip iyonların bu son aralıktan geçmesi ise magnetik alan şiddeti veya iyonları hızlandırmak için kullanılan voltaj ayarlanarak sağlanırBöylece aygıttaki farklı iyon türlerinden her biri bu aralıktan ayrı ayrı geçirilirlerDetektör her farklı iyon demetinin şiddetini ölçer ; bu iyon şiddeti örnekte bulunan izotopların bağıl miktarına bağlıdır

Atomu Kim Keşfetti
Atomu Kim Keşfetti?

Eski Yunanlılar,bütün maddelerin atomlardan oluştuğuna inanırlardı Gerçekte, Yunanca asıllı "atom" kelimesi "bölünemez" anlamına geliyordu Yunanlılara göre, herhangi bir madde ne kadar bölünürse bölünsün (NOT:burada, bölünmekle "parçalanmak",daha ufak parçalara ayrışmak kastedilmektedir), sonunda hiç bölünemeyecek bir zerresi ortaya çıkacaktıBu en ufak ve daha öteye bölünemez zerre de "atom"du

Yunanlıların bu inancına rağmen, atomu onların keşfettiğini söyleyemeyiz Her şeyden önce, Yunanlıların bu konudaki inancı bilimsel olmaktan uzaktı Bilimsel deney ve gözlemlere dayanmıyor,onlarla desteklenmiyordu

Bildiğimiz anlamda atom,bilimsel gözlemler, kuramlar sonucu öğrenilmiştir 19 yüzyılın başlangıcına kadar, maddenin ve cevherinin (özünün)yapısı hakkında sadece filozofların öğretileri vardı Sonra John Dalton adında bir İngiliz kimyacı ve matematikçi,ilk kez bilimsel atom kuramından (teorisinden) söz etti Yıl 1803 de

John Dalton dikkatli bir deneyciydiÇeşitli gazlardan aldığı örnekleri tarttı ve ağırlıklarının farklı olduğunu gördü Gazların da, katı cisimler ve sıvılar gibi inanılmaz küçüklükte zerreciklerden oluştuğunu keşfetti Bu küçük zerrecikleri "atom" diye adlandırdı Dalton değişik elemanların atomlarının değişik özelliklerde ve farklı ağırlıklara sahip olduğunu açıkladığı zaman, atomla ilgili açıklama ve çalışmalar bilimsel bir nitelik kazanmış sayılırdı

Buna rağmen,bir atomun tam anlamıyla ne olduğu ve fonksiyonları hâlâ gereğince açıklanmamıştı Hemen hemen yüz yıl sonra,Ernest Rutherford adındaki başka bir İngiliz,güneş sistemine benzer, onunla kıyaslanabilecek bir tanımlama yaptı Merkezde pozitif elektrik yüklü bir çekirdek (nükleus) ve bunun çevresinde yer almış olan negatif elektrik yüklü elektronlara ilişkin açıklamalarda bulundu

Bugün,bilim adamları atomun elektronlar,protonlar,nötronlar,positronlar,nötr in onlar,mesonlar ve hiperonlardan meydana geldiğine inanmaktadırlar Gerçekte, atomun göbeğinde 20 den fazla ayrı zerrecik bulmuşlardır Gene de,atomun her şeyi izah edebilecek,buna yardımcı olacak bir tek tam resminin bulunmadığını özellikle belirtelim