Atomlar için kısa notlar

Atomların büyük bölümünü boşluğun oluşturduğu ve etrafımızda algıladığımız yoğunluğun bir yanılsama olduğu oldukça çarpıcıdırİki cisim bir araya geldiği zaman aslında birbirine çarpmazÖrneğin iki bilardo topunun negatif elektrik yüklü alanları birbirini iterBir sandalye üzerine oturduğumuzda,aslında sandalyenin hemen üzerinde santimetrenin yüzmilyonda biri kadar yükseklikte asılı kalırızZira bizim elektronlarımız ile sandalyenin elektronları,yakın bir temasa karşı koyarlar
*
Bir atomun ne kadar küçük olduğunu anlamanız için hayal gücünüzü çalıştırmanız gerekirYarım milyon atom yanyana dizilse bile kolumuzdaki bir tüyün arkasına gizlenebilirler
Elimizde küçük bir anahtar olduğunu düşünelimBu anahtarın içindeki atomları görmek için anahtarı Dünya’nın boyutlarına getirmemiz gerekecektirO zaman anahtarın içindeki her bir atom bir kiraz büyüklüğüne ulaşır
Tek bir tuz tanesinin tüm atomlarını saymak isteyelimSaniyede bir milyar tane sayacak kadar hızlı olduğumuzu da varsayalımBu ufacık tuz tanesi içindeki atom sayısını tam olarak tesbit edebilmek için beşyüz yıldan fazla bir zamana ihtiyacımız olacaktır
*
Bir de olaya şöyle bakalım:Elinize bir cetvel alınİki rakam arasındaki ince çizgiler milimetredirBir milimetre hemen hemen şu uzunlukta bir çizgidir:
Şimdi bu çizgiyi bin tane eşit parçaya böldüğünüzü hayal edinBu bin tane parçadan her birine mikron denirTerliksi hayvan dediğimiz bir mikroorganizma, iki mikron enindedirYani bu yaratık gerçekten çok küçüktür,ama bir atoma göre inanılmaz oranda büyüktürBir damla su düşününBu damla içinde yüzen bir adet terliksi hayvanı çıplak gözle görmek istiyorsunuzO zaman ,damlayı, çapı 12 metreye gelecek kadar büyütmek zorundasınızÇapı 12 metre olan bir su damlası herhalde küçük bir şey sayılmaz
Gene bu ufacık bir su damlasındaki atomları görmek istiyorsunuzO zaman damlanın çapı ne olur dersiniz?Tam 24 kilometre
*
Çekirdeğin yarıçapı,atomun yarıçapının onbinde biri kadardırHacmı ise, atomun hacmının 10 milyarda biri eder
Elimizdeki anahtarı Dünya boyutlarına getirdiğimizde ortaya çıkan kiraz büyüklüğündeki atomların içinde çekirdeği arayalımBöyle bir ölçekte bile çok daha küçük olan çekirdeği gözlemleme olanağımız kesinlikle yokturYeniden ölçü değiştirmek gerekecektir Atomumuzu temsil eden kiraz yeniden büyüyüp iki yüz metre yüksekliğinde bir top olmalıdırBu boyuta karşın atomumun çekirdeği yine de çok küçük bir toz tanesinden daha iri bir duruma gelmeyecektir
Atomu bir küre şeklinde kabul ederek bu küreyi tamamen çekirdekle doldurmak istediğimiz takdirde bu iş için 1000000000000000 atom çekirdeği gerekecektir
Boyutları atomun 10 milyarda biri olmasına rağmen, çekirdeğin kütlesi atomun kütlesinin % 9995'ini oluşturmaktadırÇekirdek,kütlenin hemen hemen tamamını oluştururken,nasıl olur da pek bir yer kaplamaz? Atomun kütlesini oluşturan yoğunluk tüm atoma eşit olarak dağılmamıştır,yani atomun bütün kütlesi atomun çekirdeğinde birikmiştirBu olay,tıpkı 10 milyar metrekarelik bir eve,evin tüm eşyasını1 metrekarelik bir odada toplamaya benzer
Bir atomun çok büyük bir bölümü boşluktan oluşmaktadirÇekirdekle elektronlar arasında başka hiçbir şey yoktur Bu mikroskobik büyüklük,atom ölçeğine göre çok geniştirÇapı 1 cm olan küçük bir bilya, çekirdeğe en yakın elektronu temsil ederse, çekirdek bu bilyadan 1 km ötede bulunacaktırEğer bir oksijen çekirdeğinin protonunu masanın üstünde duran bir toplu iğnenin başı gibi düşünürsem, o zaman, çevresinde dönen elektron Hollanda, Almanya ve İspanya'dan geçen bir çember çizer (Fransa'da isek) Onun için, bedenimi oluşturan tüm atomlar birbirlerine değecek kadar bir araya gelseydi,beni göremezdinizNeredeyse milimetrenin birkaç binde biri boyutunda bir toz kadar olurdum
Eğer elektronların büyüklüğü ile Dünya’nın büyüklüğü arasında bir karşılaştırma yapmak gerekirse, bir atomu Dünya kadar büyütsek, elektron sadece bir elma boyutuna gelecektir
*
Bir gökdeleni oluşturan atomların herbirinin içindeki boşluğu gidermek mümkün olsaydı,geriye kalan madde bir avuç dolusu kum kadar olurduAma kütlesi değişmezdiBir atomun çekirdeği,atomun toplam hacminin milyarda birinin milyonda biridirDiğer taraftan bu minicik çekirdek,tüm atomun ağırlığının hemen hemen tümünü kapsarBir atomu gökdelenin büyüklüğüne dek genişlettiğimizi düşünelimBu durumda çekirdek bir aspirin tableti kadardırAma bu tek bir tabletin ağırlığı,gökdeleninkinin binlerce mislidir
*
Konusunda uzman olanların dışındaki insanların bir atomun ne kadar küçük olduğunu kavraması veya algılaması son derecede zor olan bir olgudurAynı şekilde belli bir ölçek içinde yer alan atomların kaç tane olduğunun da anlaşılması o derecede çetin bir iştir
Avogadro sayısı 6,02x10 üzeri 23 bir maddenin 1 molekülgramında bulunan molekül miktarıdır
Bu sayı,ABD’ni 14,5 km kalınlığında patlamış mısırla kaplamak için gereken mısır tanesi sayısı kadardır
Veya Pasifik Okyanusu’nun tüm suyunu içerecek bardak sayısına eşittir
Ya da düzgünce istiflendiğinde Yerküre’yi 322 kmkalınlığında bir tabaka halinde kaplayabilecek meşrubat kutusu sayısı kadardır
Şöyle bir örnek daha verilebilir:Aynı sayıda Amerikan senti, Yerküre’deki her insanı dolar trilyoneri yapmaya yeter
*
Avucumuza döktüğümüz biraz tuzun sadece bir tanesini ayıralımBu bir tane tuz parçasının içindeki her bir atomu,bir tane tuz parçası kadar büyütebilseydik,tuz tanesinin boyu 10 kmolurdu