Atom Modelleri

ATOM MODELLERİ
Atom modellerİ

İnsanoğlu en az 2500 yıldır maddenin yapısı hakkında araştırmalar yapmakta, fikirler geliştirmektedir Bugün bilim adamlarının çözmeye çalıştığı bu tür sorunlarla eski çağlarda filozoflar uğraşırdı İÖ 5 yyda, Yunan düşünürü Democritos bütün maddelerin daha fazla bölünmesi imkansız küçük parçalara ayrılıncaya kadar parçalanabileceğini ileri sürmüştü Başka bir deyişle, bir madde parçalandığı bunun belirli bir sınırı vardı En sonunda o kadar küçük bir parça elde ediliyordu ki daha küçük parçalara bölünmesi imkansızdı Democritos, bu en küçük parçaya atom adını verdi Yunancası bölünmez anlamına gelen “atomus”tur Democritos’a göre bir maddenin yapısındaki atomlar sayısızdır ve gözle görülemez Ayrıca, atomların asıl yapısı aynı olmakla birlikte değişik maddelerin atomları sadece ağırlık, biçim ve büyüklük bakımından farklıdırlar Bir başka Yunan düşünürü Epikür de Democritos’un fikirlerini desteklemiştir Fakat MÖ V yüzyılda yaşamış olan Empodekles, maddenin yapısını çok daha değişik bir görüşle açıklamıştır Empodekles’e göre doğadaki her şey dört asıl elemandan meydana gelmiştir Bu dört eleman toprak, hava, ateş ve sudur Yunan düşünürlerinin en büyüğü sayılan Aristo, Empodekles’in dört asıl eleman teorisini sonuna kadar destekleyince, Aristo’nun etkisi yüzünden Democritos’un ve diğer düşünürlerin teorileri hemen hemen iki bin yıl ilgi görmemiştir Bu iki bin yılın sonunda Galile, Bacon, Descartes, Boyle ve Newton gibi bilim adamlarının çalışma ve araştırmaları ile atom teorisi yeniden değer kazanıp gündeme gelmiştir
XVI ve XVII yyda Galile ve Newton, atomla ilgili kuramsal çalışmalar yaptılar 1661 yılında Robert Boyle, bilimsel bir yazısında dört asıl eleman teorisine kesinlikle karşı olduğunu açıkladı Boyle’ye göre maddenin en küçük parçası olan atomlar, basit fakat birbirlerine mükemmel bir düzenle birleşmişlerdi Ancak, atomun yapısıyla ilgili asıl buluşlar, XIXyüzyılın ilk yarısında gerçekleşecektir
İngiliz fizik ve kimyacısı John Dalton klasik atom teorisinin öncüsüdür 1807(1810) yılında atomik yapıyla ilgili teorisini geliştirmiştir Bu teoride atom sert yapılı, ufak bir bilardo topuna benzetilmiştir Teori şöyle özetlenebilir:
Dalton atom modeli;
Her şey atom denen son derece küçük bileşenlerden oluşur; bu atomlar ne yoktan var edilebilir, ne bölünebilir, ne de yok edilebilir
Atom bir elementin en küçük parçasıdır Kimyasal özellikleri elementin kimyasal özelliklerine eştir Başka bir deyişle, kimyasal reaksiyonlar, atomun yapısını değiştirmeyip sadece birleşmelerindeki düzeni değiştirirler
Bir elementin bütün atomları her açıdan özdeştir; buna karşılık iki ayrı elementin atomları biçim, boyut,ağırlık (kütle) ve genel davranışlarıyla birbirinden ayrılır
İki ayrı elementin atomları basit tamsayılarla belirtilen belli bir oranda birleşerek bileşikleri oluşturur Örneğin iki hidrojen atomunun bir oksijen atomuyla birleşmesiyle suyun en küçük birimi olan bir atom grubu oluşur
Dalton değişik atomların ağırlıklarını ölçmek istemiş ancak tek bir atomun ağırlığının doğrudan bulunmasının imkansızlığını görmüştür Ancak en hafif atom olan hidrojen atomu esas alınmak yoluyla hidrojen atomunun ağırlığına oranla diğer atomların ağırlıklarının belirlenebileceğini ileri sürmüştür Kıyaslama atomu olarak oksijen atomu kullanılmıştır (O = 16,0000 alınmıştır) Bugün kıyaslama atomu olarak C-12 (C=12,0000) izotopu alınmaktadır
XIX yüzyılın sonlarına doğru yeni yeni elementler bulundu Bilim adamları bu elementlerin atomlarının nasıl bir düzenle birleştiğini, molekül halinde nasıl bir araya gelip bütünlendiklerini incelemeye başladılar İngiliz fizikçi JJ Thompson’un yaptığı bir dizi katot tüpü deneyi, insanların atom hakkındaki düşüncelerini büyük ölçüde değiştirdi Thompson, elektrik ve manyetik kuvvetler uygulayarak negatif elektrik yüklü bazı parçaları atomlardan ayırabildiğini belirtti Thompson’un katot tüpü, havası boşaltılmış ve iki ucunda elektrot görevi yapan metal parçalar bulunan bir cam tüpü Bu iki elektrot arasında elektrik akımını geçirmek mümkün oluyordu Çinko sülfürle kaplı küçük bir cam parçası türün içine yerleştirildiğinde, hafif bir ışık saçarak parlamaya başlıyordu Thompson, bu elektrik akımının, katottan anota doğru saçılan ufak madde parçaları tarafından taşındığını gösterdi Thompson bu parçalara elektron adını verdi Elektronlar negatif yüklüydü Bu yüzden pozitif elektrota doğru hareket ediyorlardı Thompson ayrıca elektronların bir ağırlığı bulunduğunu da ispatlamıştır Daha sonra da yük/kütle oranını hesaplayacaktır Böylece atomların yapısında daha küçük parçaların bulunduğu iddiaları da gerçekleşmiş oldu
Atomun çeşitli parçaları arasındaki ilişkiler, Yeni Zelanda doğumlu ünlü fizikçi Ernest Rutherford tarafından açıklanmıştır Rutherford ve yardımcıları yaptıkları deneyde, artı iki yüklü helyum atomları olan alfa parçacıkları ile ince bir altın yaprağı bombardıman ettiler Alfa parçacıkları, radyumun radyoaktif parçalanmasından elde edilmiş ve kurşun bir bloğun dar kanalından ince demet halinde bir yöne gönderilmişti Bu parçacıklar yaklaşık olarak on bin atom kalınlığında çok ince bir metal levhaya yöneltilmişti Üzerine sülfür kaplı bir flüoresan levhaya çarptıkları zaman ışık çıkarmaları gözleniyordu Bu flüoresan levha merkezinde alfa parçalarının çarptığı ince metal bulunan bir daire çevresinde hareket edecek şekilde düzenlemişti Bu levhaya çarparak alfa parçacıklarının meydan getirecekleri en zayıf ışıkları bile gözleyebilmek için levhanın orta kısmına bir dürbün yerleştirilmişti Alfa parçalarının gaz moleküllerine çarparak yansımalarını önlemek için bu alet vakumda çalıştırılıyordu Metal levhanın etrafında, çeşitli açılarda gözlem yapan Rutherford ve Danimarkalı fizikçi Niels Bohr oldukça önemli sayıda saçılmış alfa parçacığı tespit etti Hatta 180dereceye yakın açılarla bile sapmış alfa parçacıkları gördüler Böyle sapmalar ancak yerinden oynatılması imkansız hedeflere çarpılmasıyla gerçekleşebilirdiBu iki fizikçi yeni bir atom modeli tasarladılar Bu fizikçilere göre ;
Rutherford atom modeli
Atomun merkezinde bir çekirdek bulunuyor, elektronlar da bu çekirdeğin çevresinde dolanıyordu
Her çekirdek artı elektrik yükü taşıyordu; böylece çekirdeğin artı yükü elektronların eksi yüküyle dengelendiği için atomun bütünü elektriksel olarak yüksüz (nötr) durumda kalabiliyordu
Çekirdek, atomun bütün yapısı içinde çok küçük bir yer tutuyor Eğer bir atom stadyum kadar büyütülecek olsa, çekirdek bu stadyumun ortasındaki küçük bir bezelye yığını gibi olacaktır
Atomun hemen hemen bütün kütlesi bu minicik çekirdeğin içinde yoğunlaşmıştır Çekirdek başlıca iki temel parçacıktan oluşur: Artı elektrik yüklü proton ve elektrik yükü taşımayan nötron Nötronun kütlesi protonunkinden biraz daha büyüktür