- Katılım
- Haz 8, 2010
- Mesajlar
- 1,061
- Tepkime Puanı
- 23
- Puanları
- 38
Bildiğimiz ve kabul ettiğimiz üzere maddenin en küçük yapı taşına atom diyoruz. Fakat atom bilgisi nasıl bu aşamaya geldi ya da ne gibi değişikliklerle bu safhaya geldi bunu irdeleyeceğiz. Model; bir konu ya da olayın kolay anlaşılmasını sağlamak için geliştirilir, ancak olayın gerçek anlamıyla kavramaz.
1)DALTON ATOM MODELİ:19.yy başlarında atom konusunda ilk bilimsel araştırma yapan ve sonuçlarını açıklayan bilim insanıdır. Dalton’a göre atomlar içleri dolu ve parçalanamayan kürelerdir. Maddelerin çok küçük yapı taşlarının topluluğu halinde olduğunu ileri sürmüştür. Dalton’un atom teorisinde şu özellikler mevcuttur;
1-Maddelerin özelliklerini ortaya çıkaran parçacıklar atom veya atom guruplarıdır.
2-Aynı cins elementlerin atomları tamamen aynıdır.
3-Atomlar içi dolu berk kürelerdir.
4-Farklı cins atomlar farklı kütlelidir.
5-Maddenin en küçük yapı taşı atomdur.
Atomla ilgili olarak günümüzdeki bilgiler dikkate alınarak Dalton atom modelinde belirgin üç önemli yanlış mevcuttur. Bunlar:
1-Atomlar, içi dolu küreler değildir. Boşluklu bir yapıya sahiptirler.
2-Aynı cins elementlerin atomları tam manasıyla aynı değildir. Kütleleri farklı ( izotop) olanları da vardır.
3-Maddenin an küçük yapı taşının atom olduğunu ve asla parçalanamaz olduğunu iddia etmiştir. Fakat yapılan çalışmalarda atomun parçalanabildiğini ve atomdan daha küçük yapıların olduğu kanıtlanmıştır. Bunlar; proton, nötron, elektron gibi parçacıklar.
2)THOMSON ATOM MODELİ: Dalton atom modelinde elektronlardan ve protonlardan etmemişti. Thomson yapmış olduğu deneylerde, katot ışınlarından elektronun, kanal ışınları yardımı ile de protonun varlığını ispatlamıştır. Bu bilgiler ışığında thomson’un atom hakkındaki düşüncelerini şu şekilde sıralayabiliriz.
1-Proton ve elektronlar yüklü parçacıklardır ve proton +1 birim yüke sahip ise elektron -1 birim yüke sahiptir.
2-Nötr bir atomda yükler eşit olduğu için yani proton sayısı elektron sayısına eşit olduğu için toplam yük 0 (sıfır) olur.
3-küre içerisinde protonlar ve elektronlar rastgele bir biçimde dağılmışlardır. Elektronun küre içerisinde ki dağılımı üzümün kek içerisindeki dağılımına benzer ’üzümlü kek modeli.’
4-Elektronların kütlesi ihmal edilecek kadar küçük olduğu için atomun ağırlığını büyük bir ölçüde protonlar teşkil eder.
Thomson atom modelinin eksiklerine geldiğimizde ise; nötron denilen parçacıktan hiç bahsetmemesi ve proton ve elektronların atomun içerisinde rastgele dağıldığını iddia etmesi teorinin hatalı yönleridir.
3)RUTHERFORD ATOM MODELİ: Atomun yapısı hakkında önemli katkısı olmuştur. Rutherford’dan önce Thomson atom modeli geçerli idi. Thomsen’e göre atom küre şeklindeydi ve içerisinde protonlar ile elektron bulundurmaktaydı. Fakat bu elektron ve protonlar atomun içerisinde nasıl duruyorlar? Asılı bir şekilde mi? Dağınık mı? Belli bir eşit dağılım var mı? Bu gibi soruların cevabını bulmak için Rutherford yaptığı alfa parçacıkları deneyi ile yeni bir model geliştirmiştir.
Polonyum ve Radyum bir alfa ışını kaynağıdır. Rutherford radyoaktif bir kaynaktan çıkan alfa taneciklerini demet halinde iğne ucu büyüklüğünde ki yarıktan geçirdikten sonra, kalınlığı 10-4 cm olan ve arkasında çinko sülfür sürülmüş bir ekran bulunan altın bir levha üzerine göndermiştir alfa taneciklerini. Bu deneyde Rutherford metal levha üzerine gönderdiği ışınların %99, 99 kadarının ya hiç yolarından sapmadan ya da çok küçük sapmalarla metal levhadan geçtiklerini fakat çok az bir kısmının ise metale çarptıktan sonra belirli bir açıyla geri döndüğünü gördü. Altın levha yerine kurşun, bakır ve platin levhalarda da sonuç değişmedi. Kinetik enerjisi çok büyük olan alfa taneciklerinin geriye dönebilmesi için;
1-Metal levhada pozitif bir kısmın olması gerekiyor.
2-Bu pozitif yüklü yerin kütlesinin çok büyük olması gerekiyor.
Bu deneyde Rutherford şu sonuçları çıkarmıştır. Eğer alfa tanecikleri atom içerisindeki bir elektrona çarpsaydı, kinetik enerjisi çok büyük olduğu için elektronu yerinden koparıp yoluna devam edebilirdi. Ayrıca alfa pozitif elektron ise negatiftir yani birbirini itmezler aksine birbirlerine yapışık hale gelirler. Buradan hareketle atomun içerisinde pozitif bir kısmın olduğunu ve bu kısmın çekirdeği oluşturduğunu açıklamıştır. Tabi atomun hacmine oranla çekirdeğin çok küçük olduğunu söylemiştir. Ayrıca atomun kütlesinin yaklaşık olarak çekirdeğin kütlesi kadar olduğunu söyleyen Rutherford elektronlarında çekirdek etrafında belli bir yörüngede dolaştığını söylemiştir. Bunun için güneş sistemini örnek gösteriyor. Rutherford çekirdeğin varlığını kanıtlamıştır fakat çekirdeğin içerisinde sadece protonların olduğunu iddia etmiştir günümüz bilgilerine bakarak bunu yanlış olduğunu, çekirdeğin içerisinde bir de yüksüz nötron vardır. Ayrıca atom modelinin boyutlarını anlamak için şu örneği verebiliriz eğer atom bir stadyum ise çekirdek stadyumun ortasında bulunan bir tenis topudur.
4)BOHR ATOM MODELİ: Bohr elektronların çekirdek etrafında nasıl hareket etiğini hangi yörüngelerde hareket ettiğini bulmak için araştırmalar yapmıştır. 1913 yılında hidrojen atomunun spektrum çizgilerini ve Planck’ın kuantum kuramını kullanarak Bohr kuramını ileri sürmüştür. Bohr kuramının özelliklerini şöyle sıralayabiliriz.
1-bir atomdaki elektronlar çekirdekten belirli bir mesafede ve kararlı halde hareket ederler. Ayrıca her kararlı halin sabit bir enerjisi mevcuttur.
2-Elektron dairesel bir yörüngede hareket eder. Bu yörüngelere enerji düzeyleri veya kabukları denir.
3-Elektron kararlı halde iken radyasyon yayınlamaz. Ancak yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçerken seviyeler arası enerji farkı kadar bir ışık kuantı yayınlarlar.
4-Elektron hareketini mümkün olduğu kadar kararlı seviyeler, K, L, M, N, O gibi harflerle ya da en düşük enerji düzeyi pozitif bir tam sayı ile belirlenir ve genel olarak “n” ile gösterilir.
Bugünkü bilgilerimize göre Bohr kuramının elektronların dairesel bir yörüngede hareket ettikleri bilgisi yanlıştır. Bohr atom modeli hidrojen atomunun davranışını çok iyi açıkladığından dolayı önceleri çok ilgi gördü fakat bu model çok elektronlu atomların davranışlarını açıklayamadığından yaklaşık olarak 12 yıl kadar geçerli olarak kaldı. Daha sonraları ise yerini modern atom teorisine bırakmıştır.
5)MODERN ATOM MODELİ: Bohr elektronu hareket halinde yüklü tanecik olarak kabul edip, bir hidrojen atomunun elektronunun sadece belirli enerjilere sahip olacağını varsayarak teorisini ortaya atmıştır. Modern atom modelinin geliştirilmesinde bir basamak olmuştur. 1920 yılında Werner Heisenberg, atomlardan küçük taneciklerin davranışlarını belirlemek için ışığın etkisini incelemiştir. Bunun sonucu olarak Heisenberg belirsizliklerini açıklamıştır. “Bir taneciğin tam alarak nerede olduğu biliniyorsa, aynı anda taneciğin nereden geldiği veya nereye gittiğini kesin olarak bilemeyiz. Aynı şekilde taneciğin naıl hareket ettiğini biliyorsak onun yerinin kesin olarak bilemeyiz.” Buna göre elektronları herhangi bir andaki yeri ve hızı aynı zamanda kesin olarak bilinemez. Bir taneciğin yerini ve hızını bulabilmek için görmek gerekir. Taneciği görebilmemiz için ona ışık dalgası göndermemiz gerekiyor fakat ışık dalgası gönderir isek elektronun yerini ve hızını değiştirmiş oluruz. Bu nedenle elektronlar çekirdek etrafında belirli bir yörüngede hareket ediyor diyemeyiz. Yörünge yerine elektronun çekirdek etrafında bulunma olasılığından bahsetmek gerekir.
Modern atom modeli, atomun yapısını ve davranışlarını diğer atom modellerine göre daha iyi açıklamaktadır. Bu model çekirdek etrafında bulunan elektronların bulunma olasılığını kuantum sayılan orbitallerle açıklar, kuantum sayıları bir atomdaki elektronların enerji düzeyini belirten tam sayılardır.
Buradan hareketle atom modellerinin nasıl geliştiğini ve bu modellerin hep bir öncekinin yanlışlarını bulup ilerletmesi ile bir basamak daha atlatmasıyla oluştuğunu gördük. Bilim var olanı bulma uğraşıdır. Fakat var olanı bulmak için araştırmalarla o konu hakkında daha önce kim ne yaptı? Yani literatür taraması yapmak gerekir. Bilim basamak basamak ilerler.
- ATOM MODELLERİ
- 1)DALTON ATOM MODELİ
- 2)THOMSON ATOM MODELİ
- 3)RUTHERFORD ATOM MODELİ
- 4)BOHR ATOM MODELİ
- 5)MODERN ATOM MODELİ
1)DALTON ATOM MODELİ:19.yy başlarında atom konusunda ilk bilimsel araştırma yapan ve sonuçlarını açıklayan bilim insanıdır. Dalton’a göre atomlar içleri dolu ve parçalanamayan kürelerdir. Maddelerin çok küçük yapı taşlarının topluluğu halinde olduğunu ileri sürmüştür. Dalton’un atom teorisinde şu özellikler mevcuttur;
1-Maddelerin özelliklerini ortaya çıkaran parçacıklar atom veya atom guruplarıdır.
2-Aynı cins elementlerin atomları tamamen aynıdır.
3-Atomlar içi dolu berk kürelerdir.
4-Farklı cins atomlar farklı kütlelidir.
5-Maddenin en küçük yapı taşı atomdur.
Atomla ilgili olarak günümüzdeki bilgiler dikkate alınarak Dalton atom modelinde belirgin üç önemli yanlış mevcuttur. Bunlar:
1-Atomlar, içi dolu küreler değildir. Boşluklu bir yapıya sahiptirler.
2-Aynı cins elementlerin atomları tam manasıyla aynı değildir. Kütleleri farklı ( izotop) olanları da vardır.
3-Maddenin an küçük yapı taşının atom olduğunu ve asla parçalanamaz olduğunu iddia etmiştir. Fakat yapılan çalışmalarda atomun parçalanabildiğini ve atomdan daha küçük yapıların olduğu kanıtlanmıştır. Bunlar; proton, nötron, elektron gibi parçacıklar.
2)THOMSON ATOM MODELİ: Dalton atom modelinde elektronlardan ve protonlardan etmemişti. Thomson yapmış olduğu deneylerde, katot ışınlarından elektronun, kanal ışınları yardımı ile de protonun varlığını ispatlamıştır. Bu bilgiler ışığında thomson’un atom hakkındaki düşüncelerini şu şekilde sıralayabiliriz.
1-Proton ve elektronlar yüklü parçacıklardır ve proton +1 birim yüke sahip ise elektron -1 birim yüke sahiptir.
2-Nötr bir atomda yükler eşit olduğu için yani proton sayısı elektron sayısına eşit olduğu için toplam yük 0 (sıfır) olur.
3-küre içerisinde protonlar ve elektronlar rastgele bir biçimde dağılmışlardır. Elektronun küre içerisinde ki dağılımı üzümün kek içerisindeki dağılımına benzer ’üzümlü kek modeli.’
4-Elektronların kütlesi ihmal edilecek kadar küçük olduğu için atomun ağırlığını büyük bir ölçüde protonlar teşkil eder.
Thomson atom modelinin eksiklerine geldiğimizde ise; nötron denilen parçacıktan hiç bahsetmemesi ve proton ve elektronların atomun içerisinde rastgele dağıldığını iddia etmesi teorinin hatalı yönleridir.
3)RUTHERFORD ATOM MODELİ: Atomun yapısı hakkında önemli katkısı olmuştur. Rutherford’dan önce Thomson atom modeli geçerli idi. Thomsen’e göre atom küre şeklindeydi ve içerisinde protonlar ile elektron bulundurmaktaydı. Fakat bu elektron ve protonlar atomun içerisinde nasıl duruyorlar? Asılı bir şekilde mi? Dağınık mı? Belli bir eşit dağılım var mı? Bu gibi soruların cevabını bulmak için Rutherford yaptığı alfa parçacıkları deneyi ile yeni bir model geliştirmiştir.
Polonyum ve Radyum bir alfa ışını kaynağıdır. Rutherford radyoaktif bir kaynaktan çıkan alfa taneciklerini demet halinde iğne ucu büyüklüğünde ki yarıktan geçirdikten sonra, kalınlığı 10-4 cm olan ve arkasında çinko sülfür sürülmüş bir ekran bulunan altın bir levha üzerine göndermiştir alfa taneciklerini. Bu deneyde Rutherford metal levha üzerine gönderdiği ışınların %99, 99 kadarının ya hiç yolarından sapmadan ya da çok küçük sapmalarla metal levhadan geçtiklerini fakat çok az bir kısmının ise metale çarptıktan sonra belirli bir açıyla geri döndüğünü gördü. Altın levha yerine kurşun, bakır ve platin levhalarda da sonuç değişmedi. Kinetik enerjisi çok büyük olan alfa taneciklerinin geriye dönebilmesi için;
1-Metal levhada pozitif bir kısmın olması gerekiyor.
2-Bu pozitif yüklü yerin kütlesinin çok büyük olması gerekiyor.
Bu deneyde Rutherford şu sonuçları çıkarmıştır. Eğer alfa tanecikleri atom içerisindeki bir elektrona çarpsaydı, kinetik enerjisi çok büyük olduğu için elektronu yerinden koparıp yoluna devam edebilirdi. Ayrıca alfa pozitif elektron ise negatiftir yani birbirini itmezler aksine birbirlerine yapışık hale gelirler. Buradan hareketle atomun içerisinde pozitif bir kısmın olduğunu ve bu kısmın çekirdeği oluşturduğunu açıklamıştır. Tabi atomun hacmine oranla çekirdeğin çok küçük olduğunu söylemiştir. Ayrıca atomun kütlesinin yaklaşık olarak çekirdeğin kütlesi kadar olduğunu söyleyen Rutherford elektronlarında çekirdek etrafında belli bir yörüngede dolaştığını söylemiştir. Bunun için güneş sistemini örnek gösteriyor. Rutherford çekirdeğin varlığını kanıtlamıştır fakat çekirdeğin içerisinde sadece protonların olduğunu iddia etmiştir günümüz bilgilerine bakarak bunu yanlış olduğunu, çekirdeğin içerisinde bir de yüksüz nötron vardır. Ayrıca atom modelinin boyutlarını anlamak için şu örneği verebiliriz eğer atom bir stadyum ise çekirdek stadyumun ortasında bulunan bir tenis topudur.
4)BOHR ATOM MODELİ: Bohr elektronların çekirdek etrafında nasıl hareket etiğini hangi yörüngelerde hareket ettiğini bulmak için araştırmalar yapmıştır. 1913 yılında hidrojen atomunun spektrum çizgilerini ve Planck’ın kuantum kuramını kullanarak Bohr kuramını ileri sürmüştür. Bohr kuramının özelliklerini şöyle sıralayabiliriz.
1-bir atomdaki elektronlar çekirdekten belirli bir mesafede ve kararlı halde hareket ederler. Ayrıca her kararlı halin sabit bir enerjisi mevcuttur.
2-Elektron dairesel bir yörüngede hareket eder. Bu yörüngelere enerji düzeyleri veya kabukları denir.
3-Elektron kararlı halde iken radyasyon yayınlamaz. Ancak yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçerken seviyeler arası enerji farkı kadar bir ışık kuantı yayınlarlar.
4-Elektron hareketini mümkün olduğu kadar kararlı seviyeler, K, L, M, N, O gibi harflerle ya da en düşük enerji düzeyi pozitif bir tam sayı ile belirlenir ve genel olarak “n” ile gösterilir.
Bugünkü bilgilerimize göre Bohr kuramının elektronların dairesel bir yörüngede hareket ettikleri bilgisi yanlıştır. Bohr atom modeli hidrojen atomunun davranışını çok iyi açıkladığından dolayı önceleri çok ilgi gördü fakat bu model çok elektronlu atomların davranışlarını açıklayamadığından yaklaşık olarak 12 yıl kadar geçerli olarak kaldı. Daha sonraları ise yerini modern atom teorisine bırakmıştır.
5)MODERN ATOM MODELİ: Bohr elektronu hareket halinde yüklü tanecik olarak kabul edip, bir hidrojen atomunun elektronunun sadece belirli enerjilere sahip olacağını varsayarak teorisini ortaya atmıştır. Modern atom modelinin geliştirilmesinde bir basamak olmuştur. 1920 yılında Werner Heisenberg, atomlardan küçük taneciklerin davranışlarını belirlemek için ışığın etkisini incelemiştir. Bunun sonucu olarak Heisenberg belirsizliklerini açıklamıştır. “Bir taneciğin tam alarak nerede olduğu biliniyorsa, aynı anda taneciğin nereden geldiği veya nereye gittiğini kesin olarak bilemeyiz. Aynı şekilde taneciğin naıl hareket ettiğini biliyorsak onun yerinin kesin olarak bilemeyiz.” Buna göre elektronları herhangi bir andaki yeri ve hızı aynı zamanda kesin olarak bilinemez. Bir taneciğin yerini ve hızını bulabilmek için görmek gerekir. Taneciği görebilmemiz için ona ışık dalgası göndermemiz gerekiyor fakat ışık dalgası gönderir isek elektronun yerini ve hızını değiştirmiş oluruz. Bu nedenle elektronlar çekirdek etrafında belirli bir yörüngede hareket ediyor diyemeyiz. Yörünge yerine elektronun çekirdek etrafında bulunma olasılığından bahsetmek gerekir.
Modern atom modeli, atomun yapısını ve davranışlarını diğer atom modellerine göre daha iyi açıklamaktadır. Bu model çekirdek etrafında bulunan elektronların bulunma olasılığını kuantum sayılan orbitallerle açıklar, kuantum sayıları bir atomdaki elektronların enerji düzeyini belirten tam sayılardır.
Buradan hareketle atom modellerinin nasıl geliştiğini ve bu modellerin hep bir öncekinin yanlışlarını bulup ilerletmesi ile bir basamak daha atlatmasıyla oluştuğunu gördük. Bilim var olanı bulma uğraşıdır. Fakat var olanı bulmak için araştırmalarla o konu hakkında daha önce kim ne yaptı? Yani literatür taraması yapmak gerekir. Bilim basamak basamak ilerler.
