Renk Seçimi
+ + + + + + + + + + + + + + X

Atom Nedir ? Atom Modelleri nelerdir

Konusu 'Fen ve Teknoloji' forumundadır ve Suskun tarafından 8 Aralık 2009 başlatılmıştır.

  1. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye

    [​IMG]
    Helyum atomunun orantılı bir gösterimi.





    Atom Nedir ?

    Atom, elementlerin özelliklerini taşıyan en küçük yapı birimidir. Örneğin bir demir parçasını bölmeye başlasak ilk başta ikiye böldüğümüzde elimizde kalan parçalar yine tahta parçasıdır. Sonra daha bölmeye devam etsek elimizdeki parçalar hep bir tahta parçası olur, ta ki tahtayı oluşturan en küçük parçaya yani atoma gelene kadar. Bazı maddelerin özelliklerini taşıyan en küçük parçalar birden fazla atomun bir araya gelmesiyle oluşmuştur. Bu şekilde 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.

    Aslında atom da başka parçaların birleşmesinden oluşmuştur. Bu parçalar proton, nötron ve elektrondur. Bu parçaların içinde en küçük olan elektrondur. Atomların birbirinden farklılığı da bu parçaların sayısının farklılığına göre olur. Örneğin 10 nötron, 15 proton, 15 de elektrona sahip olan bir atom ile 12 nötron, 15 proton ve 15 elektrona sahip bir atom arasında farklılık vardır. Bunlar başka başka maddelerin atomlarıdırlar ve isimleri de değişiktir. Atomun bu parçacıklarının da birbirinden farklı farklı özellikleri vardır. Protonlar pozitif(+) yüklü olarak, elektronlar negatif(-) yüklü, nötronlar ise yüksüz olarak kabul edilirler. Proton ve nötronlar atomun çekirdeğinde elektronlar ise atomun çevresinde bulunurlar ve elektronlar hem kendi eksenleri etrafında hem de atomun çekirdeğinin etrafında (çekirdeğe belli uzaklıktaki bir yörüngede) dönerler.


    Bazen atomlar son yörüngelerindeki elektron sayılarını belli sayıya(oktete-soy gazların atom düzenine) tamamlamak için elektron alış-verişi yaparlar. Ve bu parçacıklarından yalnızca elektronlarını alıp verebilirler. Ancak çekirdek tepkimesi olursa diğer parçacıklarını da alıp verebilirler ama o zaman zaten atomun kendisi de değişmiş olur. Bizim şu an incelediğimiz durum kimyasal tepkimelerde atomun elektron alış-verişidir ve bu şekilde atomun adı(kendisi) ve periyodik cetveldeki yeri değişmez sadece kimyasal tepkimelerdeki davranışı değişir. Normalde hiç elektron almamış ve vermemiş olan bir atomun elektron sayısı proton sayısına eşittir. Atom bu durumdayken bu atoma nötr atom denir. Ancak başka bir atomla elektron alış-verişi yaparsa iyon durumuna geçer. Eğer nötr bir atom elektron veriyorsa proton sayısı elektron sayısından fazla hale gelir ve bu atomlara pozitif iyon(katyon) denir. Eğer tam tersi olup da atom elektron kaybetmek yerine elektron kazanırsa bu sefer de elektron sayısı proton sayısından fazla hale gelir ve bu atomlara da negatif iyon(anyon) denir.
     
  2. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye
    Thomson Atom Modeli :
    [​IMG]
    (1902) üzümlü kek şeklindeki atom modeli;

    Thomson atom altı parçacıklar üzerinde çalışma*lar yaparken icat ettiği katot tüpü yardımıyla 1887 yılında elektronu keşfinden sonra kendi atom mo*delini ortaya attı. Thomson'a göre Atom dışı tamamen pozitif yüklü bir küre olup ve negatif yüklü olan elekt*ronlar ise kek içerisindeki gömülü üzümler gibi bu küre içerisine gömülmüş hâldedir.
     
  3. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye
    Rutherford Atom Modeli:
    [​IMG]
    (1911) güneş sistemine benzeyen atom modeli;

    Thomson'm mode*line pek inanmayan Rutherford ün*lü alfa saçılması deneyi ile kimya tarihine nükleer atom kavramım so*karak yeni çığır aç*mıştır. İnce altın levhayı radyoaktif atomların yayınladıkları alfa ışınlarıyla bombardımana tabii tutan Lord Ernest Rutherford gözlemlerine ve deneyle*rinin sonuçlarına dayanarak, atomun Thomson tarafından hayâl edilmiş "fon statik topluluk olamayacağına hükmetti. Ve atomun yapısını, topta ge*zegenlerin Güneş'in etrafında gravitasyon kuvve*tinin etkisiyle dolandıkları gibi gibi elektronlum da pozitif yüklü bir çekirdeğin etrafında elektrik*sel çekim kuvvetinin etkisi alanda dolanmakta ol*duğu dinamik bir model olarak açıkladı.
     
  4. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye
    Bohr Atom Modeli :

    (1913) kuvantum teorisinin sahneye çıkışı;

    Rutherford atom modeli üzerinde kafa yoran Dani*markalı fizikçi Niels Bohr, klasik fi*zik gereği çekir*değin etrafında dolanan elektronların ivmeli hare*ketlerinden dola*yı, enerji kaybederek çekirdeğe düşmeleri gerektiğini düşündü. Ama hiç de böyle olmamakta ve atom kararlılığını muhafaza etmektedir. Bohr atomun bu karalılığını;

    1. Elektron hareketlerinin ancak belirli yörüngeler (enerji seviyeleri) üzerinde mümkün olmasıyla,

    2. Elektronun, bir yörünge*den bir başkasına geçişini ise belirli bir miktarda (bir kuvantum miktarında) bir enerji kazanması*na (ya da kaybetmesine) bağlı olduğuna, ve

    3. Bir atomda, elektronların daha da alana düşme*yecekleri bir en alt enerji düzeyinin var olmasıy*la açıklamaktadır.
    [​IMG]

    [Linkleri görebilmek için ÜYE olmalısınız!..]
     
  5. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye

    De Broglie'un Atom Modeli:

    (1923) Broglie'un dalga modeli;


    Bohr’n atom modeli elektronların yörüngeler arası geçişlerin mümkün kılan “enerji (kuvantum) sıçramaları” açıklamakta yetersiz kalmaktaydı. Bunun çözümü Fransız fizikçisi Prens Victor De Broglie tarafından teklif edildi. De Broglie bilinen bazı taneciklerin uygun koşullar altında tıpkı elektromanyetik radyasyonlar gibi, bazen de elektromanyetik radyasyonların uygun şartlarda tıpkı birer tanecik gibi davranabileceklerini düşünerek elektronlara bir "sanal dalga”nın eşlik ettiği öne sürerek bir model teklif etti. Bu modele göre farklı elektron yörüngelerini çekirdeğin etrafında kapalı dalga halkaları oluşturmaktaydılar.

    [​IMG]

    irsizlik ilke katlamakla beraber bir takım olasılık ve istatistiki hesap*lar neticesinde bir elektronun uzaydaki yerini yaklaşık olarak hesap etmenin mümkün olabileceğini öne sürdü. Born Schrödinger'in dalga denklemini olasılık açısından yorumlayarak dalga mekaniği ile kuvantum teorisi arasında bir bağıntı kurdu. Böylece elektronun uzayın bir noktasında bulunması ihtimalinin hesaplanabileceğini göstermiş oldu
     
  6. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye
    1.1. ATOM MODELLERİ
    Bugün bildiğimiz atom bilgisi, teorik ve deneysel konularda yıllardır sürekli yapılan çalışmaların bütünüdür. Çalışmalar sonucunda atomun var-im ı kesin bilgi hâlini aldıktan sonra, onları daha yakından tanımak, özelikleri ile ilgili araştırma ve incelemeler yapmak için modeller tasarlanmaya başlanmıştır. Model, bir konu ya da olayın anlaşılmasını kolaylaştırmak amacıyla tasarlanır, ancak olayın gerçek niteliğini belirtmez.

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

    Click the image to open in full size.

    1.1.1. DALTON ATOM MODELİ

    Sabit oranlar kanunu ve katlı oranlar kanunu olarak gördüğümüz bileşik-i terdeki kütlesel ilişkilere bakarak 1803 yılında John Dalton, maddelerin çok çok küçük yapı taşlarının topluluğu halinde bulunduğu, fikrini ileri sürdü. Dalton atom teorisi olarak ortaya konulan temel özellikler şunlardır;

    1. Maddelerin özelliklerini gösteren birim parçacıklar atomlar veya atom gruplarıdır.

    2. Aynı cins elementlerin atomları birbirleriyle tamamen aynıdır.

    3. Atomlar içi dolu kürelerdir.

    4. Farklı cins atomlar farklı kütlelidir.

    5. Maddenin en küçük 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 ek olarak üç önemli yanlış hemen fark edilir.

    1. Atomlar, içi dolu küreler değildir. Boşluklu yapıdadırlar.

    2. Aynı cins elementlerin atomları tam olarak aynı değildir. Kütleleri farklı (İzotop) olanları vardır.

    3. Maddelerin en küçük parçasının atom olduğu ve atomların parçalanamaz olduğu doğru değildir. Radyoaktif olaylarda atomlar parçalanarak daha farklı kimyasal özellikte başka atomlara ayrışabilir; proton, nötron, elektron gibi parçacıklar saçabilirler.


    1.2. THOMSON ATOM MODELİ

    Dalton atom modelinde (-) yüklü elektronlardan ve (+) yüklü protonlardan söz edilmemişti. Yapılan deneyler yardımıyla, katot 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 yük bakımından eşit, işaretçe zıttırlar. Proton + 1 birim yüke; elektron ise -l birim yüke eşittir.

    2. Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşit olduğundan yükler toplamı sıfırdır.

    3. Atom yarıçapı 10-8 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 ihmal 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 rastgele yerlere bulunduğu İddiası ise teorinin hatalı yönüdür.
     
  7. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye
    1.1.3. RUTHERFORD ATOM MODELİ

    Atomun yapısının açıklanması hakkında,önemli 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 belirli bir düzene mi, yoksa rastgele bir dağılım içerisinde mi bulunuyorlar? Bu sorunun cevabı daha bulunamamıştı. Rutherford bu sorunun cevabı ve Thomson atom modelinin doğruluk derecesini anlamak için yaptığı alfa (a) parçacıkları deneyi sonucunda bir model geliştirmiştir.

    Polonyum ve radyum bir a-ışını kaynağıdır. Rutherford, bir radyoaktif kaynaktan çıkan a-taneciklerini bir demet hâlinde iğne ucu büyüklüğündeki yarıktan geçirdikten sonra, kalınlığı 10-4 cm kadar olan ve arkasında çinko sülfür (ZnS) sürülmüş bir ekran bulunan altın levha üzerine gönderdi.

    Altın levhayı geçip ekran üzerine düşen a - parçacıkları ekrana sürülen ZnS üzerinde 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 ya da yollarından çok az saparak metal levhadan geçtiklerini, fakat çok az bir kısmının ise metale çarptıktan sonra büyük bîr açı yaparak geri döndüklerini gördü. Rutherford daha sonra deneyi altın levha yerine, kurşun, bakır ve platin metallerle tekrarladığında aynı sonucu gördü. Kinetik enerjisi çok yüksek olan ve çok hızlı olarak bir kaynaktan çıkan a - parçacıklarının geriye dönmesi için;

    1. Metal levhada pozitif kısmın olması,

    2. Bu pozitif yüklü kısmın kütlesinin (daha doğrusu yoğunluğunun) çok büyük olması gerekir.

    Bu düşünceden hareketle Rutherford, yaptığı bu deneyden şu sonuçlan çıkardı.

    Eğer, a tanecikleri atom içerisindeki bir elektrona çarpsaydı, kinetik enerjileri büyük olduğu için elektronu yerinden sökerek yoluna devam edebilirlerdi. Ayrıca, a - taneciği pozitif, elektron negatif olduğundan geriye dönüş söz konusu olmaması gerekirdi. Bu düşünceyle hareket eden Rutherford, metale çarparak geriye dönen alfa parçacıklarının sayısı metal levhadan geçenlere oranla çok küçük olduğundan; atom İçerisinde pozitif yüklü ve kütlesi büyük olan bu kısmın hacmi, toplam atom hacmine oranla çok çok küçük olması gerektiğini düşünerek, bu pozitif yüklü kısma çekirdek dedi.
    [​IMG]


    [​IMG]


    Rutherford, atomun kütlesinin yaklaşık olarak çekirdeğin kütlesine eşit olduğunu ve elektronlarında çekirdek etrafındaki yörüngelerde döndüğünü ileri sürmüştür. Buna göre, Rutherford atomu güneş sistemine benzetmiş oluyordu. Rutherford atom modelini ortaya koyduğunda nötronların varlığı daha bilinmiyordu. Günümüzde ise «çekirdeğin proton ve nötronlar içerdiği ve bunların çekirdeğin kütlesini oluşturduklarına inanılmaktadır. Rutherford'un ortaya koyduğu atom modelinin boyutlarını da anlamak önemlidir. Bunu şu şekilde ifade edebiliriz. Eğer, bir atomun çekirdeği bir tenis topu büyüklüğünde olsaydı, bu atom büyük bir stadyum büyüklüğünde olurdu.

    He atomu 2 proton, 2 nötron ve 2 elektrondan oluşur. Bir He atomunun 2 elektronu tamamen uzaklaştırılırsa geriye +2 yüklü helyum iyonu (He+2) kalır. Bu iyona alfa (a) parçacığı (alfa ışını) denir.

    Bir atomu a - taneciği ile incelemek, bir şeftaliyi uzun bir iğne ile incelemeye benzer, iğnenin şeftalinin ortasında sert bir şeye çarptığını tespit ederek şeftali çekirdeğinin varlığını ve büyüklüğünü onu hiç görmeden anlamak mümkündür. Bu arada şeftali ile çekirdeğinin büyüklüğü ve atom ile çekirdeğinin büyüklüğünün aynı oranda olamayacağı unutulmamalıdır.
     
  8. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye


    1.1.4. BOHR ATOM MODELİ

    Buraya kadar anlatılan atom modellerinde, atomun çekirdeğinde, (+) yüklü proton ve yüksüz nötronların bulunduğu, çekirdeğin etrafında dairesel yörüngelerde elektronların dolaştığı ifade 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 belli uzaklıkta ve kararlı hâllerde hareket ederler. Her kararlı hâlin sabit bir enerjisi vardır.

    2. Her hangi bir kararlı enerji seviyesinde elektron dairesel bir yörüngede (orbitalde) hareket eder. Bu yörüngelere enerji düzeyleri veya kabukları denir.

    3. Elektron kararlı hâllerden birinde bulunurken atom ışık (radyasyon) yayınlamaz. Ancak, yüksek enerji düzeyinden daha düşük enerji düzeyine geçtiğinde, seviyeler arasındaki enerji farkına eşit bir ışık kuantı yayınlar. Burada E = h-i) bağıntısı geçerlidir.

    4. Elektron hareketinin mümkün olduğu kararlı seviyeler, K, L, M, N, O gibi harflerle veya en düşük enerji düzeyi l olmak üzere, her enerji düzeyi pozitif bir tam sayı ile belirlenir ve genel olarak "n" İle gösterilir, (n: 1,2,3 .....¥)

    Bugünkü bilgilerimize göre; Bohr kuramının, elektronların dairesel yörüngelerde hareket ettikleri, ifadesi yanlıştır.

    Bohr atom modeli, hidrojen atomunun davranışını çok iyi açıkladığından ve basit olduğundan önce büyük ilgi gördü. Ancak, bu model çok elektronlu atomların davranışlarını (atomların spektrumlarını, atom çekirdeğinin bir elektronunu yakalayarak başka atom çekirdeğine dönüşünü) açıklayamadığından yaklaşık 12 yıl kadar geçerli kaldı. Daha sonra yerini modern atom teorisine bıraktı.

    Bohr'a göre, elektronlar çekirdekten belirli uzaklıklarda dairesel yörüngeler izlerler. Çekirdeğe en yakın yörüngede bulunan (n = 1) K tabakası en düşük enerjilidir. Çekirdekten uzaklaştıkça tabakanın yarıçapı ve o kabukta bulunan elektronun enerjisi artar. Elektron çekirdekten sonsuz uzaklıkta iken (n @ ¥) elektronla çekirdek arasında, çekim kuvveti bulunmaz. Bu durumda elektronun potansiyel enerjisi sıfırdır. Elektron atomdan uzaklaşmış olur. Bu olaya iyonlaşma denir.

    [​IMG]
    Elektron çekirdeğe yaklaştıkça çekme kuvveti oluşacağından, elektronun bir potansiyel enerjisi olur. Elektron çekirdeğe yaklaştıkça atom kararlı hâle doğru gelir, potansiyel enerjisi azalır. Buna göre, elektronun her enerji düzeyindeki potansiyel enerjisi sıfırdan küçük olur. Yani negatif olur. Bohr hidrojen atomunda çekirdeğe en yakın enerji düzeyinde (K yörüngesi) bulunan elektronun enerjisini -313,6 kkal/mol olarak bulmuştur.
     
  9. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye
    1.1.5. MODERN ATOM MODELİ

    Bohr, elektronu, hareket hâlinde yüklü tanecik olarak kabul edip, bir hidrojen atomundaki elektronun sadece bazı belirli enerjilere sahip olacağını varsayarak teorisini ortaya atmıştı. Bu teori, hidrojen gibi tek elektronlu He+, Li+2 iyonlara da uymasına rağmen çok elektronlu atomların, ayrıntılı spektrumlarının, kimyasal özelliklerinin açıklanmasına uymamaktadır. Yine de, modern atom modelinin gelişmesinde bir basamak teşkil etmiştir.

    Modern atom modeli, dalga mekaniğindeki gelişmelerin elektronun hareketine uygulanmasına dayanmaktadır. Bu modelin öncüleri Lois de Broglie , Heisenberg ve Schrödinger gibi bilim adamlarıdır.

    1924 yılında Louis de Broglie, ışık ve maddenin yapısını dikkate alarak, küçük tanecikler bazen dalgaya benzer özellikler gösterebilirler, şeklindeki hipotezini ortaya attı. 1927 yılında de Broglie'nin hipotezi elektron demetlerinin bir kristal tarafından, X-ışınlarına benzer biçimde saptırılması ve dağıtılması deneyi İle ispatlandı.

    1920'li yıllarda Werner Heisenberg, atomlardan küçük taneciklerin davranışlarını belirlemek için ışığın etkisini inceledi. Bunun sonucunda Heisenberg belirsizlik ilkesi olarak anılan şu neticeyi çıkardı.

    "Bir taneciğin nerede olduğu kesin olarak biliniyorsa, aynı anda taneciğin nereden geldiği veya nereye gittiğini kesin olarak bilemeyiz. Benzer şekilde, taneciğin nasıl hareket ettiğini biliyorsak onun yerini kesin olarak bilemeyiz."

    Buna göre, elektronun herhangi bir andaki yeri ve hızı aynı zamanda kesin olarak bilinemez. Bir taneciğin yerini ve hızını ölçebilmek için, o taneciği görmek gerekir. Taneciğin görünmesi de taneciğe ışık dalgası göndermek ile olur. Elektron gibi küçük tanecikleri tespit etmek için düşürülen uygun dalga boyundaki ışık, elektronun yerini ve hızını değiştirir. Bu yüzden, aynı anda elektronun yeri ve hızı ölçülemez. Bu nedenle de elektronların çekirdek etrafında belirli dairesel yörüngeler izledikleri söylenemez. Yörünge yerine elektronun (ya da elektronların) çekirdek etrafında bulunma olasılığından söz etmek gerekir.

    Modern atom modeli, atom yapısı ve davranışlarını diğer atom modellerine göre, daha iyi açıklamaktadır. Bu model, atom çekirdeği etrafındaki elektronların bulunma olasılığını kuvantum sayılan ve orbitaller ile açıklar, kuvantum sayıları, bir atomdaki elektronların enerji düzeylerini belirten tam sayılardır. Orbitaller ise elektronun çekirdek etrafında bulunabilecekleri bölgelerdir.

    Elektron tanecik olarak düşünüldüğünde; orbital, atom içerisinde elektronun bulunma olasılığı en yüksek olan bölgeyi simgeler. Elektron maddesel bir dalga olarak düşünüldüğünde ise, orbital, elektron yük yoğunluğunun en yüksek olduğu bölgeyi simgeler. Yani, elektron tanecik olarak kabul edildiğinde elektronun belirli bir noktada bulunma olasılığından, dalga olarak kabul edildiğinde ise elektron yük yoğunluğundan söz edilir.
     
  10. Suskun

    Suskun V.I.P Vip Üye

    Katılım:
    16 Mart 2009
    Mesajlar:
    23.415
    Beğenileri:
    122
    Ödül Puanları:
    5.480
    Yer:
    Türkiye
    [​IMG]
    Modern Atom Kuramı: 1920-1930​

    [​IMG]
    Modern atom kuramı, tümüyle kuantum kuramı temeli üzerinde yükseliyor. Artık modellenemeyen bir “matematiksel” betimlemenin içinde düşünmemiz gerek. Bu kuram, öncelikle çekirdek çevresindeki elektron “davranışı”nı belirler.


    [​IMG]
    Elektron, bulunduğu zaman tümüyle bir parçacık olarak kavranmıştı. Ama sonraları, onun aynı zamanda bir dalga özelliği taşıdığı anlaşıldı. Elektron nedir? Parçacık mı? Evet. Dalga mı? O da evet! Peki çekirdek çevresindeki elektronların bulunduğu uzay parçalarını biliyor muyuz? Evet. Onlara orbital diyoruz. Orbitaller s,p,d ve f harfleriyle simgeleniyor.Niels Bohr, elektronların her enerjiyi değil,belirli enerjileri alabildiğini benimseyerek yeni atom kuramını geliştirmişti. Bohr, çok elektronlu atomların karmaşık tayf çizgilerini ise açıklayamıyordu.

    Bir elektrik alan, bir atomun tayf çizgilerini, değişik frekanslarda,birkaç çizgiye daha ayırır(Stark Olayı)Bu da Bohr kuramı için bir bilmeceydi.

    Atomların ışıması bir manyetik alan içinde incelendiği zaman oluşan tayf çizgilerinin herbirinin bir kaç çizgiye ayrılması olayına “yarılma” denir. Çizgilerin ayrıklığı manyetik alanın şiddetine bağlıdır. Bir manyetik alanda tayf çigilerinin yarılması olayını 1896’da Hollandalı fizikçi Pieter Zeeman (1865-1943) keşfetti. Zeeman olayı, uzay kuantumlanmasının etkili bir kanıtıdır.

    Modern Atom Kuramının temeli üç büyük adıma dayanır:

    1.Parçacıkların dalga özelliği göstereceğinin kestirilmesi, Louis de Broglie,1924.Broglie, o zamana dek birbirinden ayrıymış gibi duran iki eşitliği Planck eşitliği(E=hf) ile Einstein eşitliğini (E=mc2) birleştirdi,her parçacığın bir dalga özelliği taşıması gerektiğini açıkladı.


    2. Dalga mekaniğinin yani Schrödinger dalga denklemi denen denklemin keşfi. Erwin Schrödinger ,1926.

    Schrödinger 1926 yaz aylarında dalga denklemi türetti. Dalga denklemine göre,örneğin, hidrojen atomunda elektronun konumu kuantize değildir, bu bakımdan,elektronun çekirdek civarında,birim hacim başına belli bir bulunma olasılığını düşünmemiz gerekir. Fakat öngörülebilen hiçbir konum, hatta klasik anlamda yörünge söz konusu değildir. Bu olasılıkçı söylem, hidrojen atomu üzerinde yapılan deneylerin, atomun bir bütün elektron (belirli bir bölgede bir elekronun yüzde 27’sini başka bölgelerde yüzde 73’ünü değil) içermekte olduğunu göstermesi gerçeği ile çelişmez; olasılık, elektronun bulunması ile ilgilidir ve her ne kadar bu olasılık uzayda dağılmış ise de elektronun kendisi dağılmış demek değildir.Madde dalgalarının gerçek dalgalar değil,dalga genliğinin karesiyle belirlenen olasılıkçı yorumunu Max Born yapmıştır. Ancak Schrödinger ve Einstein bu yoruma katılmamıştır.Ançak geçen zaman Born'u haklı çıkarmıştır.

    3.Belirsizlik ilkesinin keşfi. Heisenberg,1927.

    Elektronun yerini ve hızını aynı anda belirlemede sorun var mı? Var. Elektronun yerini belirleme konusunda yüzdeler veriyoruz. Elektron yüzde 90 olasılıkla şu atomik uzayda bulunabilir diye hesaplarımızın sonucunu veriyoruz. Bu olasılık, her ne kadar uzaya dağılmış ise de elektronun kendisi dağılmış demek değildir.

    Elektronun atom içindeki yerini ışık kullanarak belirleyebiliriz. Belli dalga boyu olan bir ışıkla aydınlattığımız zaman,o dalga boyundan daha küçük ayrıntıları seçemeyiz. Bu iyi bilinen bir olgudur. Gerçekten badana fırçası ile bir İran minyatürü yapılamaz!

    Elektronun yerini “görmek” istediğimizde “gördüğümüz yer” ,onun gerçek yeri değil de “fotonla itildiği yer” olacaktır. Burada kullanılan ışığın dalga boyu düzeyinde bir belirsizlik vardır. Bu belirsizlik, hiçbir zaman sıfıra indirilemeyecektir.

    Benzer sorun elektronun hızını ve ona bağlı olan momentumunu belirlemede de karşımıza çıkıyor.

    Uzatmayayım. Elektronun yerini ve momentumunu asla tam bir kesinlikle belirleyemeyiz. Bu konuda olasılıklar düzeyinde konuşabiliriz. Evet,elektronun çekirdek çevresinde bulunabileceği olası bölgeleri bilebiliyoruz. Elektronun olası ve ortalama hızını ve dolaysıyla momentumunu bilebiliyoruz. belirsizlik ilkesi Ama bunları tam bir kesinlikle bilemiyoruz. Tam bir kesinlikle bilemediğimiz çok şey var. Bunları sorun etmeyin. Çünkü en yetkin bilim adamları bile bunları kesinlikle bilmiyor! Bu da belki daha alçakgönüllü olmamız için gerekli bilgiler.

    Orbital, matematiksel bir fonksiyon olmakla birlikte, ona fiziksel anlam vermeyi deneyebiliriz: Eleketronu tanecik olarak düşünürsek orbital, atom içerisinde elektronun bulunma olasılığı yüksek bir bölgeyi simgeler. Elektronu bir maddesel dalga olarak düşünürsek orbital elektron yük yoğunluğu yüksek olan bölgeyi gösterir. Elektron “tanecik” olarak kabul edildiğinde,elektronun belirli noktalarda bulunma olasılığından ;elektron “dalga” olarak kabul edildiğinde ise, elektron yük yoğunluğundan söz ederiz.

    Yani elektronun konumu kuantize değildir,bu bakımdan,elektronun çekirdek çevresinde,birim hacimdeki bulunma olasılığını(dalga genliğinin karesine,yani dalga şiddetini) düşünmemiz gerekiyor. Dalganın şiddeti (genliğin karesi) bir bölgedeki foton sayısına,yani foton yoğunluğuna bağlıdır.
     

Sayfayı Paylaş