Maddenin Yapı taşları:Atomlar

ATOMUN YAPISI

Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.

Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler; negatif yükler ve pozitif yüklerdir.Atomu oluşturan parçacıklar:

* Cisimden cisme elektrik yüklerini taşıyan negatif yüklü elektron,
* Elektronların yükünü dengeleyen aynı sayıda ama pozitif yüklü olan proton,
* Elektrik yükü taşımayan nötr parçacık nötron.

ATOM MODELLERİ

Dalton Atom Modeli (John Dalton 1766–1844)

Atom hakkında ilk bilimsel görüş 1803 – 1808 yılları arasında İngiliz bilim adamı John Dalton tarafından ortaya atılmıştır. Dalton’ a göre;

•  Maddenin en küçük yapı taşı atomdur. (Maddeler çok küçük, bölünemez, yok edilemez berk taneciklerden oluşur.)
• Atom parçalanamaz.
•  Atom içi dolu küre şeklindedir.
•  Bütün maddeler farklı tür atomlardan oluşmuştur.
•  Maddelerin birbirlerinden farklı olmasının nedeni maddeyi oluşturan atomların farklı özellikte olmasıdır.
•  Bir maddeyi oluşturan atomların tamamı birbirleriyle aynı özelliklere sahiptir.

Atomla ilgili günümüzdeki bilgiler dikkate alındığında Dalton atom teorisinde üç önemli yanlış hemen fark edilir:

• Atomlar içi boş küreler değildir. Boşluklu yapıdadırlar.
• Aynı cins elementlerin atomları tam olarak aynı değildir. Kütleleri farklı (izotop) olanları vardır.
• Maddelerin en küçük parçasının atom olduğu ve atomların parçalanamaz olduğu doğru değildir.

Thomson Atom Modeli (John Joseph Thomson 1856–1940) 

Atomun yapısı hakkında ilk model 1897 yılında Thomson tarafından ortaya konmuştur. Thomson atom modeli bir karpuza ya da üzümlü keke benzer. Thomson’ a göre;

• Atom küre şeklindedir. (Çapı 10–8 cm)
•  Atomda (+) ve (–) yüklü tanecikler bulunur.

Thomson’a göre atom; dışı tamamen pozitif yüklü bir küre olup negatif yüklü olan elektronlar kek içerisindeki gömülü üzümler gibi bu küre içerisine gömülmüş haldedir.

Atomlar daha küçük taneciklerden oluştuğu için parçalanabilirler.

Rutherford Atom Modeli (Ernest Rutherford 1871–1937) :

• Atomun çekirdeğini ve çekirdekle ilgili birçok özelliğin ilk defa keşfeden bir bilim adamı Rutherforddur.
•  Atom kütlesinin tamamına yakını merkezde toplanır, bu merkeze çekirdek denir.
• Atomdaki pozitif yüklere proton denir.

Elektronlar çekirdek etrafında gezegenlerin Güneş etrafında dolandığı gibi dairesel yörüngelerde sürekli dolanırlar. Çekirdekle elektronlar arasında çekim kuvveti olduğu için elektronların çekirdeğe düşmemeleri için dolanmaları gerekir. (Yörünge daire şeklinde değil, enerji seviyesine karşılık gelen orbitallerde dolanır).

Elektronların bulunduğu hacim çekirdeğin hacminden çok büyüktür.

• Çekirdekteki protonların sayısı (yük miktarı) bir maddenin bütün atomlarında aynı, fakat farklı maddenin atomlarında farklıdır.
• Çekirdekteki proton (yük) sayısı, elektron sayısına eşittir
• Çekirdekteki pozitif yüklerin kütlesi yaklaşık atom kütlesinin yarısına eşittir.

Bohr Atom Modeli (Niels David Bohr 1875–1962) 

Bohr atom teorisi hidrojenin yayınma spektrumuna dayanılarak açıklanır. Bohr’ a göre

Elektronlar çekirdek etrafında belirli uzaklıklardaki katmanlarda dönerler, rasgele dolanmazlar.
(Yüksek enerji düzeyinde bulunan elektron, düşük enerji düzeyine geçerse fotonlar halinde ışık yayarlar).

Bir atomdaki elektronlar çekirdekten belli uzaklıkta ve kararlı hâllerde hareket ederler. Her kararlı halin sabit bir enerjisi vardır.

Her hangi bir enerji seviyesinde elektron dairesel bir yörüngede (orbitalde) hareket eder. Bu yörüngelere enerji düzeyleri veya kabukları denir.

Elektronlar kararlı hallerden birinde bulunurken atomdan ışık (radyasyon) yayılmaz. Ancak yüksek enerji düzeyinden daha düşük enerji düzeyine geçtiğinde, seviyeler arasındaki enerji farkına eşit bir ışık kuantı yayınlar. Bunlara E=h.ν bağıntısı geçerlidir.

Modern Atom Teorisi :

Günümüzde kullanılan atom modeli, modern atom teorisi sonucu ortaya konmuştur. Bu teoriye göre elektronlar çok hızlı hareket ettikleri için belirli bir yerleri yoktur. Yani elektronların bulunduğu kabuk kavramı yanlış bir kavramdır. Elektronların sadece bulunma ihtimalinin olduğu bölgeler bilinebilir ve elektronların bulunma ihtimalinin olduğu bölgelere elektron bulutu denir.

 De Broglie Atom Teorisi :

Bohr’ın atom modeli elektronların yörüngeler arası geçişlerinin mümkün kılan“enerji ( kuantum ) sıçramalarını “ açıklamakta yetersiz kalmaktaydı. Bunun çözümü Fransız fizikçi Prens Victor De Broglie tarafından teklif edilmişti

De Broglie bilinen bazı taneciklerin uygun koşullar altında tıpkı elektromanyetik radyasyonlar gibi bazen de elektromanyetik radyasyonlara uygun şartlarda tıpkı birer tanecik gibi davrana bileceklerini düşünerek elektronlara bir sanal dalganın eşlik ettiğini öne sürerek bir model teklif etti.

Bu modele göre farklı elektron yörüngeleri çekirdeğin etrafında kapalı dalga halkaları oluşturmaktaydı. 

 

Born Heisenberg’ in Atom Teorisi
Almanyalı kuramsal bir fizikçi olan Born Heisenberg’in ilkesini katlamakla beraber bir takım olasılık ve istatistikî hesaplar neticesinde bir elektronun uzaydaki yerini yaklaşık olarak Born Schrödinger’in dalga mekaniği ile kuantum teorisi arasında bir bağıntı kurdu.

Böylece elektronun uzayın bir noktasında bulunması ihtimalinin hesaplanabilineceğini göstermiş oldu.