#1
bu yazıyı gözünüz kapalı 5 dakikada okuyabilirsiniz.
zaten okullarda öğrencilerin –bilhassa fen bilimleri öğrencileri başta olmak üzere- duymuş oldukları, aşina olunması muhtemel kavramlardan bahsedeceğiz. bu malum
dalton,
rutherford,
bohr ve benzeri atom modelleri, yani
kuantum fiziğine kadar olan klasik fizik ve önceki kimyacıların yürüttüğü çalışmalar.
aslında aklımda pek çok konu vardı. ama ben, anlatım örgüsünün bütünlüğünü korumak ve ayrıca bildiğiim bir konuyu seçmek istediğim için , i̇lk yazıda “
atom” kavramı ile başlamayı uygun gördüm.
projenin ilk yazısı olduğu için girizgah kısmını biraz uzun tuttum :d şimdi başlayalım.
her şey, insanlığın en önemli sorularından biri olan “
madde sonsuza kadar bölünebilir mi?” sorusu ile başlıyor:
aristo bu soruya “ evet, özelliğini kaybetmeden bölünebilir.” diye cevap verirken,
demokritos, böyle demiyor..
atom kuramının ilk filizlerinin antik yunan’da atıldığı biliniyor.
thales, mö 500’lü yıllarda gördüğümüz nesnelerin daha küçük şeylerden oluşabileceğini düşünüp eline geçen şeyleri eziyor. bu şekilde maddelerin “
arkhe”sinin yani en temel bileşeninin su olduğunu düşünüyor- ki ben o zamanlar meyve falan ezdiğini düşünüyorum ve bu durum başlangıç aşaması için kulağa hiç de fena gelmiyor :d
bundan takriben yüz yıl sonrasında,
empedokles, maddelerin, doğada bulunan dört elementten farklı oranlarda birleşerek oluştuğu düşüncesini ileri sürüyor / iddiasını ortaya atıyor. evet o tahtalı olan. bundan da yaklaşık sekiz yüz yıl sonra
demokritos ilk “atomos” yani atom ismini ortaya atıyor. atom, yunanca kehribar anlamına gelmekte. tabii bu modelde ne elektron ne de proton yer almakta. dümdüz atom işte.
bu olaydan epey sonra, 16. yy’nin sonlarında avrupada , gelişmeler, lavoiser’in hidrojen ve oksijen atomlarından su elde edişi ile tekrar alevlenir ve
lavoiser düşünmeye başlar: bu suyun içinde ne ola ki?
bu olaydan birkaç sene sonra, su eldesi yapa yapa “ kimyasal maddeler az sayıda bileşik oluşturmak için bir araya gelir, her biri sabit reaksiyon verecek şekilde karakteristik bir davranış eğilimi gösterir.” diyerek
sabit oranlar yasasını tanımlar ve formülize eder. kısaca, 18 gram su oluşturmak için 16 gram oksijen ve 2 gram hidrojen gerekir. ayrıca (bkz.
kütlenin korunumu kanunu )
ardından
john dalton bu yasayı test ederken karbon ve oksijeni farklı kütlelerde bir araya getirirken, kimi zaman yaşamsal bir bileşik olan karbondioksitin, kimi zamansa zehirli bir gaz olan karbonmonoksitin ortaya çıktığını fark ediyor. ve bunun akabinde “iki element birden fazla birleşik oluşturuyorsa, birinin belli bir miktarına karşılık, diğerinin değişken miktarları arasında küçük ve tam sayılarla ifade edilen bir oran vardır” ana fikrine dayanan “
katlı oranlar yasası”nı ileri sürüyor.
bu yasa kısaca;
44gr (co) oluşturmak için 12gr karbon + 32gr oksijen gerekiyor.
peki ya 22gr karbonmonooksit sentezlemek istersek? bakıyor ki 6gr karbon 16gr oksijen yerine 12gr karbon + 16gr oksijen gerekiyor.
bir bakıyor ki 44/22=2 ve 32/16=2 aman allahım yürüyen uçak!
ve bu yasadan sonra dalton ilk atom modelini ortaya atar. (1805)
bu modele göre;
''maddeleri oluşturan en küçük yapı taşı atomdur ve atomlar, içi dolu küre şeklindedir. … ve maddelerin farklı olmasının nedeni ise farklı türde atomlardan oluşmasıdır” der.
fakat bu ''bilye'' atom modeline göre hidrojenin kütlenin bilinen değeri tutması için yaklaşık 2000 elektrona sahip olması gerekliydi :)
bu atom modelinin ardından julius meyer, dimitri mendeleyev ilk periyodik cetveli hazırlar. ilk 8 elementten sonra tekrar ettiklerini bulmuş. (8a grubu muhabbeti). bunun yanında da henüz keşfedilmemiş elementlerin yerlerini tahmin ederler.
yıllar sonra
j.j. thompson atom kuramı hakkında halen daha eksikler olduğunu düşünür. daha önceden
william crookes tarafından bulunan vakumlu crookes tüpünü kullanarak atomun yükü olup olmadığını test etmek istemiş.
bu tüpte
anot(artı) tarafta bir yol vererek
katottan(eksi) gelecek ışınları elektriksel manyetik alanla kuşatılmış bir levha arasından geçirir. tahmin ettiği gibi parçacığın artı levhaya saptığını gözlüyor. ve ile elektronu bulur. (1987)sonrasında da klasik newton yasalarına göre elektronun yük/kütle oranını buluyor.(
millikan yağ damlası muhabbeti)
thompson atom modeline göre (meşhur üzümlü kek) ;
eksi ve artı yükler atomun içinde homojen dağılmış biçimdeler. ama ortada henüz protondan eser yok.
1911'de
ernest rutherford asistanları
hans geiger(radyasyon sayacı yapan abimiz) ve
marsden ile meşhur altın levha deneyini yapar. bu deneyde bundan üç beş sene önce
marie-pierre curie tarafından bulunan uranyum ve taryum radyoaktif ışıması kullanılcaktı. (bunu başka bir yazıda anlatırız) bkz.(
alfa parçacığı)
deneye şuradan bakabilirsiniz >>> bkz. (
rutherford altın levha deneyi) kısaca bir şeftalinin çekirdeğini dışarıdan iğne saplayarak bulmaya çalışmak gibi.
bunun sonucu olarak
protonun varlığına ulaşacaktı.
ve rutherfordun atom modeline ortada çekirdek yani ozamana göre sadece proton ve çevresinde epey uzak mesafede dönen elektronlar. yani atomun çoğu boşluktur der.
ama ufak bir sorun var. hesaplara göre elektronların toplam kütlesi atom ağırlığının hemen hemen yarısına tekabül ediyordu. e nötron yok tabii :d
bundan sonra
planck'ın kuantum teorisi ortaya çıkacak ve bu iki modeli birleştirecek olan bohr günümüzde kabul edilen modeli ortaya koyacaktı.(atomaltı parçacıklar hariç)
yazının olabildiğince teorik karışık ifadelerden soyulmuş olmasına dikkat ettim. umarım açıklayıcı olmuştur. 1915'den sonraki kısım bu
heisenbergler falan yazının diğer bölüm, bölümlerinde paylaşmayı düşünüyorum. sonra çok uzun olursa kimse okumaz :)