Atom Nedir?

Atom, elementlerin özelliklerini taşıyan en küçük yapı birimine atom denir. Sözcük Yunanca ατομος veya atomostan gelir, ‘bölünemez’ demektir. Eski Yunanistan’da bazı düşünürlere göre atom maddenin bölünemez en küçük parçasıydı. Örneğin bir demir parçasını bölmeye başlasak ilk başta ikiye böldüğümüzde elimizde kalan parçalar yine demir parçasıdır. Sonra daha bölmeye devam etsek elimizdeki parçalar hep bir demir parçası olur, ta ki demiri oluşturan en küçük parçaya yani atoma gelene kadar. Birden fazla atomun oluşturduğu en küçük parçalara da molekül denir. Örneğin su maddesini oluşturan en küçük parça moleküldür. Bir su molekülü iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomunun birleşmesiyle oluşmuş bir moleküldür.

ATOM TEORİLERİ, ATOM MODELLERİ, DALTON, THOMSON, RUTHERFORD, BOHR ATOM MODELİ (FEN VE TEKNOLOJİ DERSİ KONU ANLATIM)

DALTON ATOM TEORİSİ

Kimyasal birleşmenin yukarıdaki iki yasasından yararlanan John Dalton 1803 – 1808 tarihleri arasında bir atom kuramı geliştirdi.Dalton Kütlenin Korunumu Yasası ve Sabit Oranlar Yasasından yola çıkarak maddeyi oluşturan ve onun bütün özelliklerini gösteren çok küçük parçacıkların olduğu yorumunu yaparak Katlı Oranlar Kanunu’nu ortaya atmıştır:

Katlı Oranlar Kanunu, iki element birden fazla bileşik oluşturuyorsa, birinin belli bir miktarına karşılık, diğerinin değişken miktarları arasında küçük ve tam sayılarla ifade edilen bir oran vardır, şeklinde tanımlanabilir.

Katlı Oranlar Kanunu, kimyasal elementlerin atom adı verilen parçalanamaz parçacıklardan oluştuğunu ve her elementin atomlarının kütlesinin aynı olduğunu gösterir.

Dalton’a göre:

1. Bir elementin bütün atomları şekil, büyüklük ve kütle yönüyle aynıdır.

2. Atomlar içi dolu küreciklerdir.

3. Bilinen en küçük parçacık atomdur.

4. Atomlar parçalanamaz, yeniden oluşturulamaz.

5. Atomlar belirli oranlarda birleşerek molekülleri meydana getirir. Elementin bütün atomları aynı olduğu gibi bir bileşiğin de bütün atomları aynıdır.

Dalton teorisinde pek çok yanlışlık ve eksiklik olmasına rağmen çok önemlidir.Kendisinden sonra gelen bilim adamlarına bir kapı aralamış, fikir ortaya atarak tartışılmasını sağlamıştır. Böylece daha doğruya ulaşma imkanı sağlamıştır.

Dalton Atom Teorisindeki Eksiklik ve Hatalar :

1. Bir elementin bütün atomları aynı değildir. O dönemde nötron tanecikleri tespit edilemediği için izotop atomların farkına varılamadı. Bir elemente ait bütün atomların proton ve elektron sayısı aynı olmak zorundadır. Nötron sayısı farklı olsa da aynı elemente aittir, fakat farklı atomdur.

2. Atomların içi dolu değildir. Aksine boşluklu yapıya sahiptir.

3. Bilinen en küçük parçacık atom değildir. Günümüzde atom çekirdeğini oluşturan 70 çeşit parçacığın var olduğu ve bunların bilinen 50 hareketinin olduğu ifade edilmektedir.

4. Bir elementin bütün atomları aynı olmadığı gibi bir bileşiğin bütün molekülleri de aynı değildir.

THOMSON ATOM MODELİ

Havası alınmış tüplerin iki ucuna yerleştirilen elektrotlara (katot ve anot) yüksek gerilim uygulandığında katottan anoda doğru ışınların yayıldığını ve bu ışınların manyetik alanda da pozitif kutbun etkisiyle sapmaya uğradığını tespit etmiştir. Katot ışınları adı verilen bu ışınlar negatif elektrikle yüklüydü. Thomson, bu ışınların sapmalarından yararlanarak yük/kütle oranlarını hesapladı. Bu oran, iyonların ölçülen yük/kütle oranlarına göre çok büyüktü. Bu sonuca göre katot ışını birimleri negatif yüklü, çok küçük kütleli atom içi parçacıklardı. Atomda negatif (-) yüklü parçacıklar olduğuna göre pozitif (+) yüklü parçacıklarda, yani protonlarda olmalıydı.

Bu tespitlerden sonra Thomson atomda (+) ve (-) yüklü parçacıkların var olduğunu ve bunların atomda rasgele dağıldığını ifade etmiştir.Rasgele dağılmayı da üzümlü kek örneğiyle izah etmiştir.

RUTHERFORD ATOM TEORİSİ

Rutherford çok ince (10-6 cm) altın levhaya alfa (α) tanecikleri (Helyum çekirdeği) göndermiştir. Bu taneciklerin çok az bir kısmı aynen yansırken bazıları belli açılarla yansımış fakat büyük bir bölümü aynen geçmiştir.

Yapılan deney sonucuna göre :

1. Atomdaki pozitif(+) yükler çekirdek denen çok küçük bir bölgededir.

2. Alfa (α) taneciklerinin sapmasına yol açan yoğun kesim çekirdekte toplanmıştır.

3. Çekirdekteki yük miktarı, bir elementin bütün atomları için aynı, farklı atomları için farklıdır.

4. Elektronlar çekirdekten oldukça uzakta yer alırlar. Elektronların bulunduğu hacim, çekirdeğin bulunduğu hacimden çok büyüktür. Atomun büyük bir kısmı boşluklu yapıya sahiptir.

BOHR ATOM MODELİ

Bohr Atom Teorisine Göre:

1. Elektronlar çekirdek çevresinde rasgele dairesel bir yörüngede değil, çekirdekten oldukça uzakta sabit bir enerjiye sahip dairesel yörüngelerde hareket ederler.

2. Elektronlar çekirdek etrafında sabit enerjili dairesel yörüngelerde (orbitallerde) hareket ederler. Bu yörüngelere Enerji Seviyesi adı verilir.

3. Bohr atom kuramına göre, hidrojen atomunun 1 elektronu en düşük enerji düzeyi olan n=1 de bulunur. Buna Temel hâl denir. Elektron temel hâlden uzaklaştırılırken n=2, n=3, n=4 hâllerinden birine getirilirse uyarılmış olur. Uyarılmış hâlde elektronun enerjisi daha fazla olur.Daha az enerjili (uyarılmış) duruma göre kararsızdır. Elektrona verilen enerji kaldırıldığında düşük enerjili uyarılmamış (kararlı duruma) hâle geçer. Bu sırada iki enerji seviyesi farkı kadar ışın yayınlar. Elektronlar yüksek enerji düzeyinden düşük enerji düzeyine geçerken enerji yayarlar. Düşük enerji düzeyinden yüksek enerji düzeyine geçerken de enerji alırlar.

NOT: Bir atomun elektronları dışardan enerji alarak yüksek enerji düzeyine yükselirse bu atoma “uyarılmış atom” denir. Bu olayauyarılma denir. Uyarılmış atom yüksek enerji düzeyinden düşük enerji düzeyine geçtiğinde iki enerji düzeyi arasındaki enerji farkına eşit bir ışık (foton) yayınlar.Bu yayınlanan ışınlar her element için karakteristik özellik gösterir.Yayınlanan ışının şiddetine göre cisimlerin bazılarını mikroskop bazılarını ise gözümüzle gözlemleyebiliriz.

Gözümüz yayınlanan bu ışınların sadece dalga boyu(λ ) 7.10−5 cmolan kırmızı ışık ile 4,5.10−5 cm olan mor ışık arasındaki kısmı görür.Daha kısa dalga boylu ışımaları duyu organlarımızla algılayamayız.

4. Çekirdekten uzaklaştıkça elektronun enerjisi de artar. Elektronlar, bulundukları enerji seviyesinin enerjisine sahiptir. Enerji seviyeleri atom çekirdeğine yakınlığına göre n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 gibi tamsayılarla veya K, L, M, N, O, P, Q gibi harflerle ifade edilirler.

Yörünge sayısı (n) olmak üzere yörüngenin sahip olduğu enerji; -18

En = -2,18.10 J bağıntısı ile bulunur. n2