Atom Modelleri Fizik

Fizik Atom modelleri

Bugün bildiğimiz atom bilgisi, teorik ve denek konularda yıllardır kesintisiz yapılan çalışmaların bütünüdür Araştırmalar sonucunda atomun varlıgıı emin bilgi hâlini aldıktan sonra, onları daha yakından tanımak, özellikleri ile ilgili araştırma ve incelemeler gerçekleştirmek için modeller tasarlanmaya başlanmıştır Model, bir konu veya olayın anlaşılmasını kolaylaştırmak amacıyla tasarlanır, ama olayın gerçek niteliğini belirtmez

Atom modelleri; ilim adamları göre düş edilmiş tablolardan ibarettir Bunlar atomu doğrudan doğruya gözlemleyerek yapılan tasanlar Değildir En sade atom modelinde atomlar, içi dolu esnek küre olarak kail edilir Acilen atom modellerini inceleyelim

1 DALTON ATOM MODELİ

Sabit oranlar kanunu ve katlı oranlar kanunu olarak gördüğümüz alaşımi terdeki kütlesel ilişkilere bakarak 1803 yılında John Dalton, maddelerin fazla çok küçük inşa taşlarının topluluğu halinde bulunduğu, fikrini ileri sürdü

Dalton atom teorisi olarak ortaya konulan esas özellikler şunlardır;

1 Maddelerin özelliklerini belirten birim parçacıklar atomlar veya atom gruplarıdır
2 Aynı nesil elementlerin atomları birbirleriyle iyice aynıdır
3 Atomlar içi dolu kürelerdir
4 Bambaşka tür atomlar farklı kütlelidir
5 Maddenin en ufak yapıtaşı atomdur Atomlar parçalanamaz
6 Atomlar belli sayılarda birleşerek molekülleri oluştururlar

Örneğin, 1 atom X ile l atom Y ’den XY, l atom X ile 2 atom Y den XY2 bileşiği oluşur Oluşan bileşikler ise standart özellikteki moleküller topluluğudur
Atomla ilgili günümüzdeki bilgiler dikkate alındığında Dalton atom modelindeki eksikliklere ilave olarak üç kayda değer yanlış hemen fark edilir

1 Atomlar, içi dolu küreler değildir Boşluklu yapıdadırlar
2 Aynı tür elementlerin atomları tamamiyle aynı değildir Kütleleri öbür (İzotop) olanları vardır
3 Maddelerin en ufak parçasının atom olduğu ve atomların parçalanamaz olduğu dürüst değildir Radyoaktif olaylarda atomlar parçalanarak daha öbür kimyasal özellikte başka atomlara ayrışabilir; proton, nötron, elektron gibi parçacıklar saçabilirler


2 THOMSON ATOM MODELİ
Dalton atom modelinde () yüklü elektronlardan ve (+) yüklü protonlardan laf edilmemişti Yapılan deneyler yardımıyla, eksi uç ışınlarından elektronun, kanal ışınlarından protonun varlığı ortaya konulmuştu Bu bilgiler ışığında Thomson'un atomla İlgili fikirlerini aşağıdaki şekilde özetleyebiliriz

1 Protonlar ve nötronlar yüklü parçacıklardır Bunlar ağırlık bakımından eşit, işaretçe zıttırlar Proton + 1 birim yüke; elektron ise l birim yüke eşittir
2 Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşdeğer olduğundan yükler toplamı sıfırdır
3 Atom yarıçapı 108 cm olan bir küre şeklindedir Söz konusu küre içerisinde proton ve elektronlar atomda rast gele yerlerde bulunurlar Elektronun küre içindeki dağılımı üzümün kek içindeki dağılımına benzer
4 Elektronların kütlesi dikkatsizlik edilebilecek kadar küçüktür bu nedenle atomun ağırlığını büyük ölçüde protonlar teşkil eder

Nötron denilen parçacıklardan bahsedilmemesi Thomson Atom teorisinin eksiklerinden biridir Proton ve elektronların atomda tesadüfen yerlere bulunduğu İddiası ise teorinin hatalı yönüdür

3 RUTHERFORD ATOM

Atomun yapısının açıklanması hakkında,kayda değer katkıda bulunanlardan birisi de Ernest Rutherford (Örnıst Radırford) olarak bilinir Rutherford'dan önce Thomson atom modeli geçerliydi Bu modele göre, atom küre şeklindedir Ve küre içerisinde proton ve elektronlar bulunmaktadır

Acaba bu proton ve elektronlar atom içerisinde kayıtlı bir düzene mi, yahut rastgele bir dağıtım içerisinde mi bulunuyorlar? Bu sorunun cevabı daha bulunamamıştı Rutherford bu sorunun cevabı ve Thomson atom modelinin doğruluk derecesini kavramak için yaptığı alfa (a) parçacıkları deneyi sonucunda bir model geliştirmiştir

Polonyum ve radyum bir aışını kaynağıdır Rutherford, bir radyoaktif kaynaktan meydana çıkan ataneciklerini bir demet hâlinde iğne ucu büyüklüğündeki yarıktan geçirdikten sonra, kalınlığı 104 cm dek olan ve ardındaki çinko sülfür (ZnS) sürülmüş bir ekran yer alan altın levha üstüne yolladı

Altın levhayı geçip ekran üzerine düşen a parçacıkları ekrana sürülen ZnS üstünde ışıldama yaparlar Böylece metal levhayı geçen a parçacıklarını sayma imkanı elde edilir

Rutherford, yaptığı deneylerde metal levha üzerine gönderilen a parçacıklarının % 99,99 kadarının ya hiç yollarında sapmadan veya yollarından çok az saparak metal levhadan geçtiklerini, ama fazla az bir kısmının ise metale çarptıktan daha sonra büyük bîr açı yaparak geri döndüklerini gördü

4 Bohr Atom Teorisi

Buraya kadar anlatılan atom modellerinde, atomun çekirdeğinde, (+) yüklü proton ve yüksüz nötronların bulunduğu, çekirdeğin etrafında yuvarlak yörüngelerde elektronların dolaştığı açıklama edildi Bu elektronların çekirdek etrafında nasıl bir yörüngede 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 çizgilerini ve Planck'ın kuvantum kuramını kullanarak Bohr kuramını ileri sürdü Bu bilgiler ışığında Bohr postulatları şöyle özetlenebilir

1 Bir atomdaki elektronlar çekirdekten kesin uzaklıkta ve kararlı hâllerde hareket ederler Her istikrarlı hâlin sabit bir enerjisi vardır

2 Her hangi bir istikrarlı enerji seviyesinde elektron yuvarlak bir yörüngede (orbitalde) hareket eder Bu yörüngelere enerji düzeyleri ya da kabukları denir

3 Elektron kararlı hâllerden birinde bulunurken atom ışık (radyasyon) yayınlamaz Oysa, yüksek enerji düzeyinden daha düşük enerji düzeyine geçtiğinde, seviyeler arasındaki enerji farkına eşdeğer bir ışık kuantı yayınlar Burada E hi) bağıntısı geçerlidir

4 Elektron hareketinin mümkün olduğu kararlı seviyeler, K, L, M, N, O gibi harflerle ya da en az enerji düzeyi l olmak üzere, her enerji düzeyi artı bir bütün sayı ile belirlenir ve genellikle nİle gösterilir, (n: 1,2,3 ¥)

Bugünkü bilgilerimize kadar; Bohr kuramının, elektronların yuvarlak yörüngelerde hareket ettikleri, ifadesi yanlıştır *