ATOM TEORİLERİ

Atom eski Yunanca da bölünemeyen en küçük parçacık anlamına gelir.
Atomla ilgili pek çok bilim adamı ve düşünür yorum yapmıştır. Bunlardan en ilginci hiçbir pozitif ilimle uğraşmadığı halde Mevlana Celalettin-i Rumi nin yorumudur. Mevlana hazretleri "Güneşi bölerseniz zerreyi, zerreyi bölerseniz güneşi elde edersiniz." demiştir. Bu konu hakkında yorumu Radyoaktiflik konusuna bırakarak tekrar konumuza dönelim.
Bunca yorum ve izah arasında bilimsel deney sonuçlarına dayanarak yapılan ilk atom teorisi Dalton’a ait olduğu için ilk atom teorisi Dalton Atom Teorisi olarak kabul edilir.

DALTON ATOM TEORİSİ

Dalton kütlenin korunumu yasası ve sabit oranlar yasasından yola çıkarak maddeyi oluşturan ve onun bütün özelliklerini gösteren çok küçük parçacıkların olduğu yorumunu yaparak aşağıdaki ilkeleri belirtmiştir.
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 elektrodlara (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.

Thomson atom teorisine göre:
1. Protonlar (+1) birim yüke, elektronlar ise (-1) birim yüke sahiptir.
2. Nötr atomda proton sayısı kadar elektron bulunmaktadır.
3. Elektronların kütlesi protonların kütlesinden çok küçüktür. Bu nedenle ihmal edilebilir.
4. Protonlar ve elektronlar atomda rasgele dağılmıştır.

RUTHERFORD ATOM TEORİSİ
R
necikleri (Helyum çekirdeği) göndermiştir. Bu taneciklerin çok az bir kısmı aynen yansırken bazbelli açılarla yansımız fakat büyük bir bölümü aynen geçmiştir.

Y
Katot ışınları deneyi

1. Alfa (.) taneciklerinin sapmasına yol açan yoğun kesim çekirdekte toplanmıştır.
2. Elektronların bulunduğu hacim, çekirdeğin bulunduğu hacimden çok büyüktür. Atomun büyük bir kısmı boşluklu yapıya sahiptir.
3. Çekirdekteki yük miktarı bir elementin bütün atomları için aynı, farklı atomları için farklıdır.
4. Elektronlar çekirdekten oldukça uzakta yer alırlar.

BOHR ATOM MODELİ

Rutherford, elektronların çekirdekten oldukça uzakta yer aldığını ifade etmişti. Bohr da elektronların ne kadar uzakta yer aldıklarını, çekirdek etrafındaki hareketlerini ve enerjilerini incelemiştir.
Araştırmaları 1H, 2He ve 3Li+ gibi küçük atom ve iyonlar üzerinde olmuştur.
Elde ettiği sonuçlar küçük atomlar için doğru iken büyük atomlar için hatalı olmuştur.

BOHR ATOM TEORİSİNE GÖRE:

1. Elektronlar çekirdekten oldukça uzakta belli enerji düzeyinde bulunurlar. Enerjileri kuantlıdır. Çekirdekten uzaklaştıkça elektronun enerjisi de artar.
Yörünge sayısı (n) olmak üzere yörüngenin sahip olduğu enerji (E):

bağıntısı ile bulunur.

2. Elektronlar yüksek enerji düzeyinden düşük enerji düzeyine geçerken enerji yayarlar. Düşük enerji düzeyinden yüksek enerji düzeyine geçerken enerji alırlar. Bu olaya uyarılma denir.

3. Elektronlar çekirdek etrafında dairesel hareket yaparlar.


HEİSENBERG BELİRSİZLİK PRENSİBİ

Bir atom veya iyonda çekirdek etrafında hareket eden elektronun yeri ve hızı aynı anda tespit edilemez.Hızı tespit edilirken yeri, yeri tespit edilirken hızı tespit edilemez.
MODERN ATOM TEORİSİ

Günümüzdeki atom bilgisini ifade eden teoridir.
Elektronların kütlesinin çok küçük olduğunu ve çok hızlı hareket ettiğini ifade ederek Heisenberg belirsizlik ilkesini kabul eder.
Elektronlar, çekirdek etrafında bir daire etrafında hareket etmezler. Üç boyutlu eksen üzerinde dalgasal hareket yaparlar.
Elektronların bulunduğu yerden değil, bulunma ihtimalinin yüksek olduğu yerden bahsedilebilir. Elektronların bulunma ihtimalinin yüksek olduğu yerlere orbital denir.
Atomlar temel enerji düzeyinde iken ışık yaymazlar. Uyarılmış atomun temel enerji düzeyine dönüşümü sırasında enerji yayar.
Modern atom teorisinde yer alan orbitalleri ve elektronların dizilişini daha sonra inceleyeceğiz.

3. Rutherford deneyinde ince altın levha üzerine gönderilen alfa (.) taneciklerinin küçük bir kısmının geri yansıması aşağıdakilerden hangisi ile açıklanır?
A) Atomda (+) ve (-) yükler dengelenmiştir.

B) Elektronlara çarpan (.) tanecikleri geri yansır.

C) Atomdaki (+) yük yoğun olarak küçük bir hacimde toplanmıştır.

D) Atomda (-) yük tanecikleri (.) taneciklerini çeker.

E) Atom hacminin büyük bir kısmı (.) tanecikleri için yansıtıcıdır.
(1982-ÖYS)