Fizik Atom modelleri
Bugun bildiğimiz atom bilgisi, teorik ve deneysel konularda yıllardır surekli yapılan calışmaların butunudur Calışmalar sonucunda atomun varlıgıı kesin bilgi halini aldıktan sonra, onları daha yakından tanımak, ozellikleri ile ilgili araştırma ve incelemeler yapmak icin modeller tasarlanmaya başlanmıştır Model, bir konu ya da olayın anlaşılmasını kolaylaştırmak amacıyla tasarlanır, ancak olayın gercek niteliğini belirtmez
Atom modelleri; ilim adamları tarafından hayal edilmiş tablolardan ibarettir Bunlar atomu doğrudan doğruya gozlemleyerek yapılan tasanlar Değildir En sade atom modelinde atomlar, ici dolu esnek kure olarak kail edilir Şimdi atom modellerini inceleyelim
1 DALTON ATOM MODELİ
Sabit oranlar kanunu ve katlı oranlar kanunu olarak gorduğumuz bileşiki terdeki kutlesel ilişkilere bakarak 1803 yılında John Dalton, maddelerin cok cok kucuk yapı taşlarının topluluğu halinde bulunduğu, fikrini ileri surdu
Dalton atom teorisi olarak ortaya konulan temel ozellikler şunlardır;
1 Maddelerin ozelliklerini gosteren birim parcacıklar atomlar veya atom gruplarıdır
2 Aynı cins elementlerin atomları birbirleriyle tamamen aynıdır
3 Atomlar ici dolu kurelerdir
4 Farklı cins atomlar farklı kutlelidir
5 Maddenin en kucuk yapıtaşı atomdur Atomlar parcalanamaz
6 Atomlar belli sayılarda birleşerek molekulleri oluştururlar
Orneğin, 1 atom X ile l atom Y ’den XY, l atom X ile 2 atom Y den XY2 bileşiği oluşur Oluşan bileşikler ise standart ozellikteki molekuller topluluğudur
Atomla ilgili gunumuzdeki bilgiler dikkate alındığında Dalton atom modelindeki eksikliklere ek olarak uc onemli yanlış hemen fark edilir
1 Atomlar, ici dolu kureler değildir Boşluklu yapıdadırlar
2 Aynı cins elementlerin atomları tam olarak aynı değildir Kutleleri farklı (İzotop) olanları vardır
3 Maddelerin en kucuk parcasının atom olduğu ve atomların parcalanamaz olduğu doğru değildir Radyoaktif olaylarda atomlar parcalanarak daha farklı kimyasal ozellikte başka atomlara ayrışabilir; proton, notron, elektron gibi parcacıklar sacabilirler
2 THOMSON ATOM MODELİ
Dalton atom modelinde () yuklu elektronlardan ve (+) yuklu protonlardan soz edilmemişti Yapılan deneyler yardımıyla, katot ışınlarından elektronun, kanal ışınlarından protonun varlığı ortaya konulmuştu Bu bilgiler ışığında Thomson'un atomla İlgili fikirlerini aşağıdaki şekilde ozetleyebiliriz
1 Protonlar ve notronlar yuklu parcacıklardır Bunlar yuk bakımından eşit, işaretce zıttırlar Proton + 1 birim yuke; elektron ise l birim yuke eşittir
2 Notr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşit olduğundan yukler toplamı sıfırdır
3 Atom yarıcapı 108 cm olan bir kure şeklindedir Soz konusu kure icerisinde proton ve elektronlar atomda rast gele yerlerde bulunurlar Elektronun kure icindeki dağılımı uzumun kek icindeki dağılımına benzer
4 Elektronların kutlesi ihmal edilebilecek kadar kucuktur Bu nedenle atomun ağırlığını buyuk olcude protonlar teşkil eder
Notron denilen parcacıklardan bahsedilmemesi Thomson Atom teorisinin eksiklerinden biridir Proton ve elektronların atomda rastgele yerlere bulunduğu İddiası ise teorinin hatalı yonudur
3 RUTHERFORD ATOM
Atomun yapısının acıklanması hakkında,onemli katkıda bulunanlardan birisi de Ernest Rutherford (Ornıst Radırford) olarak bilinir Rutherford'dan once Thomson atom modeli gecerliydi Bu modele gore, atom kure şeklindedir Ve kure icerisinde proton ve elektronlar bulunmaktadır
Acaba bu proton ve elektronlar atom icerisinde belirli bir duzene mi, yoksa rastgele bir dağılım icerisinde mi bulunuyorlar? Bu sorunun cevabı daha bulunamamıştı Rutherford bu sorunun cevabı ve Thomson atom modelinin doğruluk derecesini anlamak icin yaptığı alfa (a) parcacıkları deneyi sonucunda bir model geliştirmiştir
Polonyum ve radyum bir aışını kaynağıdır Rutherford, bir radyoaktif kaynaktan cıkan ataneciklerini bir demet halinde iğne ucu buyukluğundeki yarıktan gecirdikten sonra, kalınlığı 104 cm kadar olan ve arkasında cinko sulfur (ZnS) surulmuş bir ekran bulunan altın levha uzerine gonderdi
Altın levhayı gecip ekran uzerine duşen a parcacıkları ekrana surulen ZnS uzerinde ışıldama yaparlar Boylece metal levhayı gecen a parcacıklarını sayma imkanı elde edilir
Rutherford, yaptığı deneylerde metal levha uzerine gonderilen a parcacıklarının % 99,99 kadarının ya hic yollarında sapmadan ya da yollarından cok az saparak metal levhadan gectiklerini, fakat cok az bir kısmının ise metale carptıktan sonra buyuk bir acı yaparak geri donduklerini gordu
4 Bohr Atom Teorisi
Buraya kadar anlatılan atom modellerinde, atomun cekirdeğinde, (+) yuklu proton ve yuksuz notronların bulunduğu, cekirdeğin etrafında dairesel yorungelerde elektronların dolaştığı ifade edildi Bu elektronların cekirdek etrafında nasıl bir yorungede dolaştığı, hız ve momentumlarının ne olduğu ile ilgili bir netice ortaya konmadı Bohr ise atom teorisinde elektronların hareketini bu noktadan inceledi
1913 yılında Neils Bohr, hidrojen atomunun spektrum cizgilerini ve Planck'ın kuvantum kuramını kullanarak Bohr kuramını ileri surdu Bu bilgiler ışığında Bohr postulatları şoyle ozetlenebilir
1 Bir atomdaki elektronlar cekirdekten belli uzaklıkta ve kararlı hallerde hareket ederler Her kararlı halin sabit bir enerjisi vardır
2 Her hangi bir kararlı enerji seviyesinde elektron dairesel bir yorungede (orbitalde) hareket eder Bu yorungelere enerji duzeyleri veya kabukları denir
3 Elektron kararlı hallerden birinde bulunurken atom ışık (radyasyon) yayınlamaz Ancak, yuksek enerji duzeyinden daha duşuk enerji duzeyine gectiğinde, seviyeler arasındaki enerji farkına eşit bir ışık kuantı yayınlar Burada E hi) bağıntısı gecerlidir
4 Elektron hareketinin mumkun olduğu kararlı seviyeler, K, L, M, N, O gibi harflerle veya en duşuk enerji duzeyi l olmak uzere, her enerji duzeyi pozitif bir tam sayı ile belirlenir ve genel olarak nİle gosterilir, (n: 1,2,3 ¥)
Bugunku bilgilerimize gore; Bohr kuramının, elektronların dairesel yorungelerde hareket ettikleri, ifadesi yanlıştır
Bugun bildiğimiz atom bilgisi, teorik ve deneysel konularda yıllardır surekli yapılan calışmaların butunudur Calışmalar sonucunda atomun varlıgıı kesin bilgi halini aldıktan sonra, onları daha yakından tanımak, ozellikleri ile ilgili araştırma ve incelemeler yapmak icin modeller tasarlanmaya başlanmıştır Model, bir konu ya da olayın anlaşılmasını kolaylaştırmak amacıyla tasarlanır, ancak olayın gercek niteliğini belirtmez
Atom modelleri; ilim adamları tarafından hayal edilmiş tablolardan ibarettir Bunlar atomu doğrudan doğruya gozlemleyerek yapılan tasanlar Değildir En sade atom modelinde atomlar, ici dolu esnek kure olarak kail edilir Şimdi atom modellerini inceleyelim
1 DALTON ATOM MODELİ
Sabit oranlar kanunu ve katlı oranlar kanunu olarak gorduğumuz bileşiki terdeki kutlesel ilişkilere bakarak 1803 yılında John Dalton, maddelerin cok cok kucuk yapı taşlarının topluluğu halinde bulunduğu, fikrini ileri surdu
Dalton atom teorisi olarak ortaya konulan temel ozellikler şunlardır;
1 Maddelerin ozelliklerini gosteren birim parcacıklar atomlar veya atom gruplarıdır
2 Aynı cins elementlerin atomları birbirleriyle tamamen aynıdır
3 Atomlar ici dolu kurelerdir
4 Farklı cins atomlar farklı kutlelidir
5 Maddenin en kucuk yapıtaşı atomdur Atomlar parcalanamaz
6 Atomlar belli sayılarda birleşerek molekulleri oluştururlar
Orneğin, 1 atom X ile l atom Y ’den XY, l atom X ile 2 atom Y den XY2 bileşiği oluşur Oluşan bileşikler ise standart ozellikteki molekuller topluluğudur
Atomla ilgili gunumuzdeki bilgiler dikkate alındığında Dalton atom modelindeki eksikliklere ek olarak uc onemli yanlış hemen fark edilir
1 Atomlar, ici dolu kureler değildir Boşluklu yapıdadırlar
2 Aynı cins elementlerin atomları tam olarak aynı değildir Kutleleri farklı (İzotop) olanları vardır
3 Maddelerin en kucuk parcasının atom olduğu ve atomların parcalanamaz olduğu doğru değildir Radyoaktif olaylarda atomlar parcalanarak daha farklı kimyasal ozellikte başka atomlara ayrışabilir; proton, notron, elektron gibi parcacıklar sacabilirler
2 THOMSON ATOM MODELİ
Dalton atom modelinde () yuklu elektronlardan ve (+) yuklu protonlardan soz edilmemişti Yapılan deneyler yardımıyla, katot ışınlarından elektronun, kanal ışınlarından protonun varlığı ortaya konulmuştu Bu bilgiler ışığında Thomson'un atomla İlgili fikirlerini aşağıdaki şekilde ozetleyebiliriz
1 Protonlar ve notronlar yuklu parcacıklardır Bunlar yuk bakımından eşit, işaretce zıttırlar Proton + 1 birim yuke; elektron ise l birim yuke eşittir
2 Notr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşit olduğundan yukler toplamı sıfırdır
3 Atom yarıcapı 108 cm olan bir kure şeklindedir Soz konusu kure icerisinde proton ve elektronlar atomda rast gele yerlerde bulunurlar Elektronun kure icindeki dağılımı uzumun kek icindeki dağılımına benzer
4 Elektronların kutlesi ihmal edilebilecek kadar kucuktur Bu nedenle atomun ağırlığını buyuk olcude protonlar teşkil eder
Notron denilen parcacıklardan bahsedilmemesi Thomson Atom teorisinin eksiklerinden biridir Proton ve elektronların atomda rastgele yerlere bulunduğu İddiası ise teorinin hatalı yonudur
3 RUTHERFORD ATOM
Atomun yapısının acıklanması hakkında,onemli katkıda bulunanlardan birisi de Ernest Rutherford (Ornıst Radırford) olarak bilinir Rutherford'dan once Thomson atom modeli gecerliydi Bu modele gore, atom kure şeklindedir Ve kure icerisinde proton ve elektronlar bulunmaktadır
Acaba bu proton ve elektronlar atom icerisinde belirli bir duzene mi, yoksa rastgele bir dağılım icerisinde mi bulunuyorlar? Bu sorunun cevabı daha bulunamamıştı Rutherford bu sorunun cevabı ve Thomson atom modelinin doğruluk derecesini anlamak icin yaptığı alfa (a) parcacıkları deneyi sonucunda bir model geliştirmiştir
Polonyum ve radyum bir aışını kaynağıdır Rutherford, bir radyoaktif kaynaktan cıkan ataneciklerini bir demet halinde iğne ucu buyukluğundeki yarıktan gecirdikten sonra, kalınlığı 104 cm kadar olan ve arkasında cinko sulfur (ZnS) surulmuş bir ekran bulunan altın levha uzerine gonderdi
Altın levhayı gecip ekran uzerine duşen a parcacıkları ekrana surulen ZnS uzerinde ışıldama yaparlar Boylece metal levhayı gecen a parcacıklarını sayma imkanı elde edilir
Rutherford, yaptığı deneylerde metal levha uzerine gonderilen a parcacıklarının % 99,99 kadarının ya hic yollarında sapmadan ya da yollarından cok az saparak metal levhadan gectiklerini, fakat cok az bir kısmının ise metale carptıktan sonra buyuk bir acı yaparak geri donduklerini gordu
4 Bohr Atom Teorisi
Buraya kadar anlatılan atom modellerinde, atomun cekirdeğinde, (+) yuklu proton ve yuksuz notronların bulunduğu, cekirdeğin etrafında dairesel yorungelerde elektronların dolaştığı ifade edildi Bu elektronların cekirdek etrafında nasıl bir yorungede dolaştığı, hız ve momentumlarının ne olduğu ile ilgili bir netice ortaya konmadı Bohr ise atom teorisinde elektronların hareketini bu noktadan inceledi
1913 yılında Neils Bohr, hidrojen atomunun spektrum cizgilerini ve Planck'ın kuvantum kuramını kullanarak Bohr kuramını ileri surdu Bu bilgiler ışığında Bohr postulatları şoyle ozetlenebilir
1 Bir atomdaki elektronlar cekirdekten belli uzaklıkta ve kararlı hallerde hareket ederler Her kararlı halin sabit bir enerjisi vardır
2 Her hangi bir kararlı enerji seviyesinde elektron dairesel bir yorungede (orbitalde) hareket eder Bu yorungelere enerji duzeyleri veya kabukları denir
3 Elektron kararlı hallerden birinde bulunurken atom ışık (radyasyon) yayınlamaz Ancak, yuksek enerji duzeyinden daha duşuk enerji duzeyine gectiğinde, seviyeler arasındaki enerji farkına eşit bir ışık kuantı yayınlar Burada E hi) bağıntısı gecerlidir
4 Elektron hareketinin mumkun olduğu kararlı seviyeler, K, L, M, N, O gibi harflerle veya en duşuk enerji duzeyi l olmak uzere, her enerji duzeyi pozitif bir tam sayı ile belirlenir ve genel olarak nİle gosterilir, (n: 1,2,3 ¥)
Bugunku bilgilerimize gore; Bohr kuramının, elektronların dairesel yorungelerde hareket ettikleri, ifadesi yanlıştır