Atom-elektronlar

Atom-elektronlar



Bir demir parçasının önce ikiye, sonra dörde, sonra sekize ve giderek daha küçük parçalara bölündüğünü düşünün Bu bölünme sonsuza kadar sürer mi, yoksa iyice küçülen parçacıkların daha fazla bölünemeyeceği bir an gelir mi? Bu soruyu yanıtlamak ilk

düşünürlerin en çok uğraştıkları konulardan biriydi İÖ yaklaşık 400'de Eski Yunanlı düşünür Demokritos, bütün maddelerin bölünemeyen küçük parçacıklardan oluştuğunu öne sürdü ve bu parçalan Yunanca atomos sözcüğüyle adlandırdı "Bölünemez" anlamındaki bu sözcük bugünkü atom teriminin de kaynağıdır Demokritos'a göre evrendeki her madde atomlardan ya da daha küçük parçalarına ayrılamayan temel öğelerden oluşmuştu

Daha o çağda bile atomların çok küçük boyutlu olduğunu anlayan Yunanlı bilginler bir elementin tek bir atomunu ayırmayı başaramadılar Böylece atom konusundaki bilgilerde önemli bir gelişme olmaksızın 2000 yılı aşkın bir süre geçti

Atoma İlişkin İlk Bilgiler

1807'de İngiliz kimya ve fizik bilgini John Dalton, Eski Yunanlılar'ın atom konusundaki düşüncelerine kendi görüşlerini de ekleyerek ünlü atom kuramını oluşturdu Dalton'un atom kuramı üç temel ilkeye dayanıyordu:
(1) Her şey atom denen son derece küçük bileşenlerden oluşur; bu atomlar ne yoktan var edilebilir, ne bölünebilir, ne de yok edilebilir

(2) Aynı elementin bütün atomları her açıdan özdeştir; buna karşılık iki ayrı elementin atomları biçim, boyut, ağırlık (kütle) ve genel davranışlarıyla birbirinden ayrılır
(3) 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'un atom kuramı sonradan yeni buluşların ışığı altında değişikliğe uğradı Örneğin bugün atomların yapısında da temel parçacıklar denen, belli bir düzene göre yerleşmiş daha küçük parçacıkların bulunduğu ve bütün kimyasal tepkimelerde atomun dış bölümündeki temel parçacıkların yerleşme düzeninin değiştiği biliniyor Üstelik artık atomun en iç bölümü de değiştirilebiliyor ve bir atom başka bir atoma dönüştürülebiliyor
Atomun boyutları ve ağırlığı son derece küçüktür

Bir atomun çapı milimetrenin milyonda biri kadar, en ağır atomun ağırlığı ise ancak 0,000 000 000 000 000 000 004 gram düzeyindedir Herhangi bir işlemde bu sayıları kullanmak çok anlamsız olacağından atomlar için özel bir kütle ölçeği saptanmıştır Bunun için karbon atomunun kütlesi standart olarak seçilmiş ve "bağıl atom kütlesi" 12 olarak kabul edilmiştir Bu ölçeğe göre, en hafif atom olan hidrojenin bağıl atom kütlesi yaklaşık 1, oksijeninki de yaklaşık 16'dır Doğada bulunan en ağır atom ise, bağıl atom kütlesi yaklaşık 238 olan uranyum atomudur


Dalton ile aynı dönemde araştırmalar yapan İtalyan kimyacı Amedeo Avogadro, gaz halindeki elementlerin atomlarının genellikle tek başına bulunmadıklarını, bir iki aynksı örnek dışında ikişer ikişer bağlanmış atom çiftleri oluşturduklarını saptadı Bu atom çiftlerine bir elementin molekülleri denir Örneğin oksijen molekülünde iki atom vardır Serbest atomlar genellikle çok hareketlidir ve kendilerini çeken başka atomlarla hemen birleşme eğilimindedir Böylece değişik element atomlannın birbirine bağlanmasıyla kimyasal bileşikler oluşur Karbon atomlan arasında büyük bir çekim kuvveti

olduğundan, bu atomlar birbirlerine bağlanarak uzun zincirler oluşturabilir Naylon ve dakron gibi yapay (sentetik) dokuma elyafının yapımı da bu ilkeye dayanır Karbon atomlarının birbirine sıkıca bağlanmış olması nedeniyle bu tür lifler son derece sağlam ve dayanıklıdır Kolayca birleşme eğiliminde olan bu atomlara karşılık bazı elementlerin atomları aynı özelliği göstermez Örneğin neon atomu başka bir elementin atomuyla ya da kendi türünden bir atomla kolay kolay birleşmez; bu yüzden neon molekülünde yalnız bir tek atom bulunur

Değişik elementlerin atomları yeni bir bileşik molekülü oluşturmak üzere birbirleriyle birleştiklerinde, bu bileşik genellikle ilk elementlerden çok değişik özellikler taşır Örneğin suyla tepkimeye girdiğinde patlayan sodyum metalinin bir atomu ile zehirli olan klor gazının bir atomu birleştiğinde, bu özelliklerin hiçbirini taşımayan, bildiğimiz bir sofra tuzu molekülü oluşur (Ayrıca bak Molekül)

Elektronlar

19 yüzyılın sonlarına doğru gazların içinden elektrik akımı geçirilerek bazı önemli sonuçlara varıldı Şimşek ve elektrik kıvılcımı, bir gazın içinden geçen elektrik akımının yarattığı etkiyi gösteren iki temel örnektir Ama bu etkinin oluşabilmesi için elektrik geriliminin (voltajın) çok yüksek olması gerekir Oysa bir tüpün içindeki hava bir pompayla emilerek boşaltıldığında, elektrik akımı bu seyreltik ortamdan kıvılcımlar çıkarmadan sessizce geçer ve çok güzel renk oyunları yaratır Tüpteki hava giderek seyreltildiğinde bu renkli ışıltılar sürekli değişir ve sonuçta yok olur Böylece tüpün içi tümüyle kararırken yalnız anotun bulunduğu, yani elektriğin aktığı yöndeki uçta camın üzerinde yeşilimsi bir ışıltı kalır

Bu ışıltının nedeni, katottan anota doğru büyük bir hızla akan parçacıkların oluşturduğu katot ışınlarıdır Bu parçacıkları ilk kez 1897'de İngiliz bilgin J J Thomson inceledi ve elektron adını verdiği bu temel parçacıkların eksi elektrik yükü taşıdıklarını açıkladı Bir süre sonra, katot ışınlı bir boşalma tüpünde elektronlar belirli bir yöne doğru akarken, başka parçacıkların da ters yönde hareket ederek tüpün tabanına doğru aktığı gözlemlendi Böylece atomun parçalanabileceği ve elektronların bağlı oldukları atomlardan ayrılabileceği anlaşıldı (bak Elektron)


Elektronun bulunmasından bir süre önce Alman fizikçi Wilhelm Röntgen, boşalma tüpünün anotundan maddeyi delip geçebilen ışınların çıktığını gözlemlemişti Hemen ardından Fransız bilim adamı Henri Becquerel bazı maddelerin de bu tür ışınlar yaydığını buldu İki yıl sonra Paris'te Pierre ve Marie Curie, birbirinden değişik özellikte birkaç tür ışın yayan ve o güne kadar bilinmeyen bir elementi ayırmayı başardılar Curie'ler bu elemente radyum, yaydığı ışınlara da radyoaktif ışınlar adını verdiler Bugün Röntgen'in
bulduğu ışınlara X ışınlan, radyumun ya da öbür radyoaktif elementlerin yaydığı değişik ışınlara da alfa, beta ve gamma ışınları diyoruz (bak RADYOAKTİFLİK; X IŞINLARI)