Atomun Yapısı

B. ATOMUN YAPISI

Maddeleri oluşturan taneciklerin tümü hareketli taneciklerdir. Yemek tuzunu su içerisine attığımızda çözünerek suyun her tarafına yayılması, odaya sıkılan bir parfümün odanın her yerine yayılması gibi özellikler bu durumu göstermektedir. Ancak elektrik akımını iletmeyen katı hâldeki yemek tuzunun, suda çözündüğünde oluuşan karışımın elektrik akımını iletir hâle gelmesi, plâstik bir tarağın yün kazağa sürtülmesi sonucunda küçük kağıt parçalarını çekebilmesi maddeyi oluşturan temel parçacıklar olan atomların aslında daha da küçük taneciklerden oluştuğu ve bir kısım olaylar sonucunda da bu tanecikler arası etkileşimlerin ve değişimlerin olduğu sonucunu ortaya çıkarmaktadır.

İşte bir atomu oluşturan daha küçük birimlere alt parçacıklar denir. Bu parçacıklar proton, nötron ve elektrondur. Atomları oluşturan alt parçacıklar atom içerisinde farklı konumlarda yer alırlar. Bir atomun temel yapısı iki ana bölgeden oluşur.

a. Atom Çekirdeği

Proton ve nötronların bulunduğu yoğun ve küçük hacimli bölgedir.

b. Enerji Katmanları

Elektronların dağıldığı, çekirdek hacmine göre oldukça büyük hacimli ve boşlukların çok olduğu bölgedir. Buna göre atomun yapısını tekrar sınıflandırırsak, atom temel olarak iki ana bölgeden meydana gelir. Bunlar da atom çekirdeği ve enerji katmanları ( enerji seviyeleri ) dir. Daha sonra atom çekirdeğinde ise proton ve nötronlar bulunur. Enerji katmanlarında ise sadece elektronlar yer alır diyebiliriz.

Atomu oluşturan alt parçacıkların yükleri birbirinden farklıdır. Protonlar pozitif ( + ) yüklü, elektronlar negatif ( – ) yüklü ve nötronlar ise yüksüz parçacıklardır.

Atom çekirdeğinde proton ve nötronlar, çekirdeğin dışındaki katmanlarda ise elektronlar bulunur.

Atomun Kısımları

Çekirdekte pozitif ( + ) yükü protonlar ile enerji katmanlarındaki negatif ( – ) elektronlar arasında bir çekim kuvveti vardır. Bu çekim kuvvetinden dolayı elektronların, çekirdek üzerine yapışması gerekirdi. Yani pozitif ( + ) yüklü protonun, negatif ( – ) yüklü elektoronu yani kendisinden zıt yüklü elektronu çekmesi gerekirdi. Ancak atomda böyle bir durum söz konusu değildir. Elektronlar belirli enerji katmanlarında çekirdekten belirli uzaklıklarda bulunurlar. Bunun nedeni elektronların çekirdek çevresinde sabit bir konumda değil de sürekli hareket halinde ve çekirdeğin çevresini sürekli kateder bir durumda yani çekirdeğin çevresinde sürekli dolanması durumunda bulunmasıdır. Bu durumda çekirdeğin çekim kuvveti ile elektronların büyük bir hızla dönemsinden kaynaklanan merkezkaç kuvveti birbirini dengeler. Böylece elektronlar belirli bir konumda çekirdek çevresinde sürekli dönerler.

Atomu oluşturan alt parçacıklardan çekirdekte bulunan her bir proton ve nötronun kütlesi hemen hemen birbirine eşittir. Ancak çekirdek dışındaki elektronların her birinin kütlesi proton ve nötrona göre çok küçüktür. Bir proton ya da bir nötronun kütlesi, bir elektronun kütlesinin yaklaşık 2000 katıdır. Bu durum atomun kütlesinin neredeyse tamamının çekirdeğinde olduğu sonucunu ortaya çıkarır. Aynı dutumu hacim olarak da karşılaştırmak mümkündür. Atom çekirdeği, atomun hacmine göre çok küçük bir hacim kaplar. Buna göre atomun yapısındaki elektronlar arasında çok büyük boşlukların olduğunu söyleyebiliriz. Atom çekirdeği büyük bir futbol sahasının tam ortasındaki bir tenis topu kadar yer kaplar diye düşünebiliriz.

1. Atomun Temel Tanecikleri Arasındaki İlişki

Bilinen bütün elementler birbirinden farklı bir sembole ve numaraya sahiptir bilgisini hatırlayalım. Bunlar arasında bir ilişki var mıdır ? Var ise nasıl açıklanır ? Acaba elementlere verilen numara neye göre verilir ?

Her element çekirdeğinde bulunan proton sayısı birbirinden farklıdır. Bu farklılıktan yola çıkılarak elemente verilen numara, atom çekirdeğindeki proton sayısına göre verilmiştir. Örneğin çekirdeğinde bir tane proton bulunan H ( hidrojen ) atomunun atom numarası 1 olarak, 2 tane proton bulunan He ( helyum ) atomunun atom numarası 2 olarak belirlenmiştir.

Proton sayısı atomlar (elementler) için ayırt edici özelliktir. Yani proton sayısının farklı olması elementin diğerinden farklı olduğu anlamına gelir. Elektronların bulunma olasılığının olduğu bölgelere elektron bulutu denir.

Kimyasal olaylarda (reaksiyonlarda) yalnızca elektron sayısı değişir. Çünkü elektronlar hareketlidirler ve çekirdeğin dışında bulunurlar.  Proton ve nötron, çekirdekte bulunduğu için sayıları değişmez. Zaten proton ve nötron çekirdekte bulunuyorlardı ve elektronlar gibi hareket etmiyorlardı.

  • Nötr bir atom için; elektron sayısı= proton sayısı
  • (A.N.) Atom Numarası= proton sayısı
  • Çekirdek Yükü= proton sayısı
  • İyon Yükü= proton sayısı – elektron sayısı (E.S.)
  • (K.N.) Kütle Numarası= proton + (N.S) nötron sayısı,(Nükleon sayısı),(atom ağırlığı)
Her elementin atom numarası aynı zamanda proton sayısına eşittir. ( Atom Numarası = Proton Sayısı )
  • Atom Numarası = Proton Sayısı = Çekirdek Yükü = Elektron Sayısı
Atom Hesaplamaları
a. Nötr Atom
Element atomalrında çekirdekte bulunan proton sayıları, aynı zamanda katmanlarda bulunan elektron sayılarına eşit ise nötr atom özellik gösterir. Böyle atomlara nötr atom denir. Böyle bir durumda çekirdekteki pozitif yüklerin sayısı çekirdek çevresindeki negatif yük sayısına eşittir.
  • Toplam Proton Sayısı ( Toplam + yük sayısı ) = Toplam Elektron Sayısı ( Toplam – yük sayısı )   [ NÖTR ATOM ]
b. Nötr Olmayan Atom
Maddelerin yapısında meydana gelen kimyasal değişimler sırasında elementin türü değişmez. Tepkimedeki element yine aynı elementtir. Örneğin hidrojen ve oksijen elementleri arasındaki değişim sonucunda oluşan su bileşiğinde yine hidrojen ve oksijen elementleri vardır. Bu durum kimyasal değişimler sırasında atom çekirdeğindeki tanecik sayılarında bir değişim olmadığına işarettir. Öyleyse kimyasal değişimler sırasında çekirdek çevresindeki elektron sayılarında değişmeler olur. Bu değişmeler sırasında prpton sayısı ile elekton sayısı arasındaki eşitlik bozulur ve atom nötr olmaz. Yani nötr durumuna gelmez.
2. Elektronların Katmanlara Göre Dağılımı
Elektronlar çekirdek çevresinde rastgele ya da gelişigüzel dağılmazlar. Elektronların katmanlara dağılımının belirli bir düzeni ve kuralları vardır.
  • Gerçekte atomun yapısında fiziksel bir yapı olarak katman yoktur.
Elektronların bulunduğu bu bölgeler katman adını almıştır. Bu katmanlar çekirdeğin çevresini üç boyutlu ve küresel bir yapıya benzer bir şekilde kaplar. Bu nedenle elektronun çekirdek çevresindeki hareketi de üç boyutlu düşünülmelidir.
  • Elektronlar öncelikle çekirdeğe en yakın katmana yerleştirilirler.
  • Katmanlarda elektronlar çifter hâlde bulunur.
  • Bir katmanın alabileceği elektron sayısı dolduktan sonra bir sonraki katmana geçilir.
  • Her bir katmandaki elektron sayısı farklı olabilir. Ancak birinci katman en fazla 2 elektron alabilir.
  • İkinci katmanda en fazla 8 elektron olabilir.
  • İlk 20 element için üçüncü katmanda en fazla 8 elektron olabilir.
Atom Katmanları
İlk 20 Elementin Atom Modelleri

İlk 20 Elementin Atom Modelleri

3. Atom Modellerinin Serüveni

Atomler çok küçük taneciklerdir. Bu nedenler tartılamaz, gözlenemez, duyu organları ile farkedilemezler. Tarih süreci içerisinde atomun yapısı ile ilgili olarak bilim insanları tarafından doğru ya da yanlış birçok fikir ortaya atılmıştır. Bilim ilerledikçe bu fikirlerin doğt-ruları da ya da yanlışları zamanla anlaşılmıştır.

Maddenin, küçük, bölünemez parçacıklardan oluştuğu düşüncesini ilk olarak Yunanlı filozof Demokritos ( M.Ö. yaklaşık 460-370 ) ortaya atarak bu parçacıklara eski Yunanca ” bölünemez ” karşılığı olam ” atom ” adını verdi. Demokritos, her maddenin hep aynı özdeş atomlardan oluştuğunu, maddelerin farklı görünmesinin atomların düzeninden ve hareketlerinden ileri geldiğini düşünüyordu. Bundan sonra atomun yapısıyla ilgili tarihsel gelişim süreci devam etmiştir.

a. Dalton Atom Modeli

İngiliz Bilim insanı John Dalton ( 1819 ) atomların içi dolu ve bölünmez olduğu fikrini ortaya attı. Atomdan daha küçük parçacıkların bulunduğunu ise 50 yıl sonra dolaylı yoldan kanıtladı.

Dalton

Dalton Atom Modeli

 

 

 

 

 

 

b. Thomson Atom Modeli

1897 yılında Thomson yaptığı deneyler sonucunda atomun yapısında pozitif ve negatif yüklü taneciklerin bulunduğu sonucuna ulaşmıştır. Bu atom modeline göre atomdaki pozitif ve negatif yükler atomda rastgele dağılmışlardır.

Thomson

Thomson Atom Modeli

Thomson atom modeline göre atom bir üzümlü keke benzemenktedir. Kek atomdaki pozitif yükleri, rastgele dağılmış olan üzüm tanecikleri de elektronları ifade etmektedir.

c. Rutherford Atom Modeli

Alfa ışınlarının metal bir levha üzerine gönderilmesi temeline dayanan deneyi sonucunda elde ettiği verilere göre atomun yapısının Thomson Modelindeki gibi olamayacağı sonucuna ulaştı.

Ernest Rutherford

 

 

 

 

 

 

 

Rutherford Atom Modeli

Rutherford Atom Modeli

 

Atomdaki pozitif yüklerin küçük bir hacimde olması gerektiği, negatif yüklerin ise bu küçük hacimli çekirdeğin çevresinde ve aralarında büyük boşluklar olacak şekilde olması gerektiği fikrini ortaya attı. Ayrıca pozitif yüklü protonlar ile, negatif yüklü elektronlar arasında bir çekim olacağından elektronların çekirdek üzerine düşmemesi için, çekirdek çevresinde dönmesi gerektiğini belirtti. Rutherford bu model tasarımı ile kimya nobel ödülünü almıştır.

d. Bohr Atom Modeli

Rutherford Atom Modelinde elektronların çekirdek çevresinde nasıl bulunduğu ile ilgili fikirler yoktu. Bilim insanı Niels Bohr elektronların çekirdek çevresinde istediği gibi dönemeyeceğini belirtti. Her elektronun belirli bir enerji katmanında dönmesi gerektiği fikrini ortaya attı.

   Niels Bohr

Bohr Atom Modeli

e. Modern Atom Modeli

Elektronlar atom çekirdeğinin çevresinde çok büyük bir hızla döner. Bu nedenle gerçekte elektronun bulunduğu yerin bilinmesi mümkün değildir. Modern Atom Teorisi de bu belirsizlik prensibine göre artaya atılmıştır. Be teoriye göre elektronların bulunduğu bir yerden değil de, bulunabileceği bölgelerden bahsedilebilmektedir. Yani bir elektronun gerçekte belirli bir yörüngesi yoktur. Farklı ve kısa zaman aralıklarında farklı bölgelerde bulunabilirler. Bu nedenle elektronların bulunabileceği bölgeler bir elektron bulutu olarak adlandırılırlar.

Modern Atom Modeli

Modern Atom Modeline göre atomdaki elektronun yeri ve hızı bilinemez.

  1. SUPER ÇOK İŞİME YARADI ÖZELLİKLE FEN VE TEKNOLOJİ PERFORMANS ÖDEVİMDE ÇOOOOOK SAOLUN

  2. mükemmellik şaheseri!

  3. çok güzel gerçekten fen ve teknoloji performans ödevimde çok yardımcı oldu :) çooook teşekkürler

  4. çok güzel uğraşmışsınız ama bunları kağıda yazmak farklı bi emek istio

  5. yarın sınavı var ve bu çok işime yaradı yani bu site

  6. inşallah çok işime yarayacak

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Twitter picture

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Connecting to %s

Takip Et

Her yeni yazı için posta kutunuza gönderim alın.

%d blogcu bunu beğendi: