İçeriğe atla

Atom teorisi

Mevcut teorik atom modelinde yoğun bir çekirdeğin etrafı elektronların olasılık "bulutu" ile çevrilidir.

Kimya ve fizik biliminde atom teorisi; maddenin atom adı verilen süreksiz ve ayrık yapılardan oluştuğunu belirten, maddenin doğası üzerine bir bilimsel teoridir. Antik yunanda felsefi bir kavram olarak başlayan bu düşünce, 19. yy başlarında kimya alanındaki keşiflerin de maddenin gerçekten atomlardan oluştuğunu destekleyen bulgularıyla kendisine ana akım bilimde yer edinmiştir.

Atom kelimesi, Eski Yunanca'da "bölünmez" anlamına gelen atomos sıfatından türemiştir.[1] 19. yüzyılda kimyagerler bu terimi daha fazla küçültülemeyen kimyasal elementler için kullanmaya başladılar. İlk başlarda gayet uygun görünen bu kullanım, 20. yüzyıla geçerken elektromanyetizma ve radyoaktivite gibi çeşitli deneyler ışığında, fizikçiler sözde "bölünemez atom"un aslında birbirinden ayrı olarak da bulunabilen türlü atomaltı parçacıklardan (özellikle, elektron, proton ve nötron) meydana gelen kümelenmiş bir yığın olduğunu keşfettiler.

Atomların bölünebilir olduğu anlaşıldıktan sonra fizikçiler "bölünemez" olanı ifade etmek için "temel parçacık" terimini kullanmaya başladılar, Atomun bölünemez olan kısımları, yok edilemez değil. Atom altı parçacıkları çalışan bilim alanı olan parçacık fiziğinde, fizikçiler maddenin gerçek temelini keşfetmeye çalışmaktadırlar.

Tarih

Felsefi olarak atomculuk

Ana madde: Atomculuk

Maddenin ayrık birimlerden oluştuğu fikri, Yunan ve Hint gibi eski kültürlerde göze çarpmakta ve dolayısıyla çok eskiye dayandığı bilinmektedir. "Atom" kelimesi antik Yunan filozofları Leukippos ve onun öğrencisi Demokritos tarafından literatüre kazandırılmıştır.[2][3] Democritos'un düşünce sisteminde atomlar ezeliydi, sonsuz sayıdaydı, yaratılmamıştı ve maddelerin özellikleri onu oluşturan atomlara bağlıydı.[3][4][5] Democritos'un atomculuğu daha sonra Yunan filozof Epikür (M.Ö. 341– M.Ö. 270)ve Epikürcü Romalı şair Lucretius (M.Ö. 99 - M.Ö. 55) tarafından geliştirildi ve detaylandırıldı.[3][5] Erken Orta Çağ'da atomculuk çoğunlukla unutulmuştu, ancak 12. Yüzyilda Aristoteles'in yeniden keşfedilen yazılarındaki atomculuğa dair alıntılar sayesinde tekrar bilinir hale geldi.[5]

14.Yüzyılda, Lucretius'un De rerum natura ve Laertios Diogenes'in Seçkin Filozofların Yaşamları ve Fikirleri kitapları gibi Atomcu öğretileri anlatan eserlerin tekrar keşfedilmesi konuya akademik ilgiyi arttırdı. Ama Atomculuk, ortodoks Hristiyan öğretileriyle çelişen Epikürcü Felsefeyle bağdaştığından çoğu Avrupalı filozoflar tarafından kabul edilmedi.[5] Fransız rahip Pierre Gassendi (1592–1655) atomların Tanrı tarafından yaratıldığını ve çok fazla sayıda olsalar da sonsuz olmadıklarını savunarak Atom fikrini canlandırdı. Ayrıca birden fazla atomun birleşkesine "molekül" adını veren ilk kişiydi.[3][5] Gassendi'nin geliştirdiği atom teorisi Fransada hekim François Bernier ve İngilterede doğa filozofu Walter Charleton tarafından popülerleştirildi. Kimyacı Robert Boyle (1627–1691) ve Fizikçi Isaac Newton (1642–1727) da atomculuğu savundu ve 17.Yüzyılın sonlarına doğru bilimsel cemiyetlerin önemli bir kısmı tarafından kabul edildi.[3]

John Dalton

18. yüzyıl sonlarına doğru, atom teorisinin yardımı olmadan kimyasal reaksiyonlarla ilgili iki kanun ön plana çıkmıştır. Bunlardan ilki kütlenin korunumu yasası, Antoine Lavoisier tarafından 1789 yılında formüle edilmiştir. Bir kimyasal reaksiyonda toplam kütlenin sabit kalacağını ifade eder (tepkimeye giren toplam kütle miktarı ile oluşan ürünlerin toplam kütlesi aynıdır).[6] İkinci kanun Joseph Louis Proust tarafından öne sürülen sabit oranlar yasasıdır. Yine ilk defa Joseph Louis Proust tarafından 1799 yılında doğrulanmıştır.[7] Bu kanuna göre bir bileşik kendisini oluşturan elementlere ayrıştırıldığında, ayrıştırılan elementlerin kütlesi, reaksiyona giren ilk madde miktarından bağımsız, her zaman aynı oranda olacaktır

John Dalton kendinden önceki bu çalışmaların üzerinde durmuş, çalışmayı daha da geliştirerek katlı oranlar yasasını geliştirmiştir: belirli bir sayıda bileşik oluşturabilen iki element bir araya getirilirse, sabit kütlede tutulan birinci element ile reaksiyona girecek olan ikinci element, küçük tam sayıların oranları ile birleşirler. Örneğin: Proust kalay oksit üzerinde çalışmaktaydı. Kütlelerinin oranlarının her zaman ya %88.1 kalay - %11,9 oksijen ya da %78.7 kalay - %21.3 oksijen olduğunu fark etti (bunlar sırasıyla kalay (II) oksit ve kalay dioksit idi). Dalton bu yüzdelerden yola çıkarak 100 gram kalayın ya 13.5 gram ya da 27 gram oksijenle birleşeceğini öngördü: 13.5 ve 27 arasındaki oran 1:2 . Dalton, maddenin atom teorisinin bu düzeni mükemmel bir şekilde açıklayabileceğini fark etti. Proust'un kalay oksit örneğinde olduğu gibi; bir kalay atomu ya bir ya da iki oksijen ile reaksiyona girmektedir.[8]

Dalton, suyun farklı gazları farklı oranlarda soğurmasınının sebebini atom teorisinin açıklayabileceğine inanmaktaydı - örneğin, Dalton suyun karbon dioksiti azotdan daha fazla soğurduğu fark etti.[9] Dalton, bunun sebebinin gazların içindeki parçacıklarının kütle ve yapısal olarak birbirinden farklı olmasından dolayı olduğunu belirten hipotezini kurdu. Gerçekten de, karbon dioksit (CO2) moleküllerinin, azot moleküllerinden (N2) ağır ve daha büyük olduğu bilinmektedir.

Dalton, elementlerin kimyasal anlamda değiştirilemeyip yok edilemese dahi, daha karmaşık yapıları (bileşik) oluşturmak üzere birleşebilen tek tip ve benzersiz atomlardan meydana geldiğini öne sürdü. Elde ettiği sonuçlara deneysel yöntemle ulaştığı için, onun çalışmaları atom teorisinin ilk bilimsel yorumu olarak kabul edilmektedir.

John Dalton'un A New System of Chemical Philosophy (1808) eserinde yer lan çeşitli atom ve molekül tasvirleri.

1803 yılında Dalton sözlü olarak ilk defa bazı atomların birbirine göre ağırlıklarınının bulunduğu listesini sundu. Bu çalışma 1805 yılında yayımlandı, fakat çalışmasında bu figürlere tam olarak nasıl ulaştığıyla ilgili bilgi yer almamaktaydı. Bu metot ilk olarak 1807 yılında, tanıdığı olan isim Thomas Thomson tarafından Thomson'ın ders kitabının (A System of Chemistry) üçüncü baskısında verildi. Sonrasında, Dalton bunu tümüyle kendi ders kitabında (A New System of Chemical Philosophy, 1808 -1810) yayımladı.

Dalton, hidrojen atomunu birim alarak birbirleriyle birleştiği oranlara göre atom ağırlıklarını hesaplamıştır. Ancak Dalton, bazı element atomlarının molekül olarak bulunduğunu tahayyül edememiştir — örneğin saf oksijen O2  olarak bulunabilmektedir. Dahası hatalı olarak iki elementin yapabileceği en basit bileşiğin her zaman iki elementten birer atom şeklinde olduğunu düşünmüştür (yani suyu H2O olarak değil HO olduğunu düşünmüştür.)[10] Kullandığı aparatların da kaba olmasıyla birlikte bunlar sonuçlarını kusurlu kılmıştır. Örneğin, 1803 yılında, oksijen atomlarının hidrojen atomlarından 5.5 kat ağır olduğuna inanıyordu. Bunun sebebi; suyun içerisinde her 1 gram hidrojene karşılık 5.5 gram oksijen olduğunu ölçmüş olması ve suyun formülünün HO olduğuna inanmasıdır. 1806 yılında, daha iyi verilere ulaştıkça oksijenin aslında 5.5 değil 7 olduğu sonucuna varmış ve hayatının sonuna kadar da böyle kalmıştır. Bu tarihlerde diğerleri ise çoktan oksijenin ağırlığının hidrojene göre 8 olması gerektiği sonucuna ulaşmıştır; eğer Dalton'un su formülüne bakarsak (HO) 8, modern formüle (H2O) göre ise 16.[11]

Avogadro

Dalton'un teorisindeki kusur 1811 yılında Amedeo Avogadro tarafından düzeltilmiştir. Avogadro, eşit hacimdeki herhangi iki gazın eşit sıcaklık ve basınç altında aynı sayıda molekül içereceğini öne sürmüştür (diğer bir deyişle gaz parçacıklarının kütlesi kapladığı hacimi etkilememektedir).[12] Avogadro yasası; birçok gazın hangi hacimde tepkimeye girdiğine bakarak, gazların iki atomlu yapısıyla alakalı sonuçlara ulaşabilmesine olanak sağlamıştır. Örneğin: iki litre hidrojen sabit sıcaklık ve basınç altında sadece bir litre oksijen ile tepkimeye girip 2 litre su buharı oluşturur. Bunun anlamı; iki partikül suyu oluşturmak için tek bir oksijen molekülü iki parçaya ayrılmaktadır. Dolayısıyla, Avogadro, oksijen ve daha birçok element için daha hatasız ölçümler sunabilmiş ve atom ile molekül arasındaki ayrımı kesin bir biçimde yapmıştır.

Brown Hareketi

Ana madde: Brown hareketi

1827 yılında, İngiliz botanist Robert Brown suda yüzen polen tanelerinin içindeki toz parçacıklarının görünen bir sebep olmaksızın sürekli titreştiğini gözlemledi. 1905 yılında ise, Albert Einstein bu Brown hareketinin su moleküllerinin polen taneleriyle sürekli olarak çarpışmasından dolayı olduğunu teori haline getirdi ve bunu açıklamak için tahmini bir matematiksel model geliştirdi.[13] Bu model Fransız fizikçi Jean Perrin tarafından 1908 yılında deneysel olarak doğrulandı ve dolayısıyla parçacık teorisi için ekstra doğrulanma sağladı.

Atom altı parçacıkların keşfi

Katot ışınları (mavi) katottan yayımlanmakta, yarıklar ile bir dalga haline gelmekte, sonrasında elektrik verilmiş iki levha arasından geçerken rotalarından sapmakta.

J. J Thomson'un katot ışınları üzerine çalışmalarıyla elektronu 1897 yılındaki keşfine kadar atomların mümkün olan en küçük parçacık olduğu düşünülüyordu.[14]

Crookes tüpü, iki elektrotun boşlukla ayrıldığı camdan yapılan bir koruyucudur. Bu elektrotlar arasına bir potansiyel fark uygulandığında, katot ışınları elde edilir ve bu ışınlar tüpün son kısmında cama vurduklarında parlayan bir iz bırakır. Deneyler sonucunda Thomson, bu ışınların bir elektrik alan altında saptırılabildiğini fark etti (zaten bilinmekte olan manyetik alana ek olarak). Thomson, bu ışınların ışığın yeni bir formu olmadığını, daha çok "küçük tanecik" (daha sonrasında bilim adamları tarafından elektron olarak yeniden adlandırılacaktı) adını verdiği negatif yüklü ve oldukça hafif parçacıklardan oluştuğu sonucuna vardı. Kütle-yük oranlarını hesapladı ve bilinen en küçük atom olan hidrojeninkinden 1800 kat daha küçük olduğunu gördü. Bu küçük tanecikler, daha önce bilinen hiçbir parçacığa benzemiyordu.

Thomson daha sonra atomların bölünebilir olduğunu ve bu küçük taneciklerin de yapı taşı olduğunu öne sürdü.[15] Atomun bütünündeki nötr yapıyı açıklamak için ise, bu küçük taneciklerin, düzgün bir şekilde dağılmış pozitif yük denizinde aralara dağıtılmış şekilde bulunduğunu savundu, açıklama genel nötr sorumlu olan atom, teklifini yaptı, o yuvarları dağıtıldı önlük deniz pozitif. Elektronlar, pozitif yükler arasında aynı bir tatlıdaki meyveler gibi gömülü bulunduğu için bu modele erikli puding modeli[16] denmiştir. (Aslında Thomson modelinde sabit değillerdir).

Çekirdeğin keşfi

Geiger-Marsden deneyi
Sol Resim: Beklenen sonuçlar: alfa parçacıkları atomun erik puding modelinden ihmal edilebilir bir sapma ile geçmesi
Sağ Resim: Gözlenen sonuçlar: parçacıkların çok küçük bir kısmının konsatre pozitif çekirdek tarafından yön değişimine uğraması.

Thomson'un erik puding modeli, eski öğrencilerinden biri olan ve kütlenin büyük kısmının ve pozitif yükün atom içerisinde çok küçük bir hacimde yoğun olarak bulunduğunu keşfeden ve bunun da atomun merkezi olduğunu düşünen Ernest Rutherford tarafından çürütülmüştür.

Geiger–Marsden deneyinde, Hans Geiger ve Ernest Marsden (Rutherford'ın emrinde çalışan meslektaşları) ince metal levhalara alfa parçacıkları fırlattılar ve sapmalarını floresan ekran kullanarak ölçtüler.[17] Erikli Puding modelin öngördüğü üzere; çok küçük kütleye sahip elektronlar ve yüksek momentuma sahip alfa parçacıkları her yere dağıldığı için az yoğunlukta olan pozitif yük dağılımı bilgileriyle, deneyciler bütün alfa parçacıklarının metal levhayı kayda değer bir sapma olmadan geçmesini beklediler. Şaşkınlığa uğratacak şekilde, alfa parçacıklarının küçük bir kısmı yüksek sapmaya uğramıştı. Rutherford, bu deney sonucunda pozitif yükün atomun içerisinde tek bir yerde konsantre olarak bulunması gerektiği sonucuna vardı, böylelikle görece yeterli ve yoğun elektrik alan oluşabilecek ve alfa parçacıklarını güçlü bir şekilde saptırabilecekti.

Bunun sonucunda Rutherford, elektron bulutlarının küçük pozitif bir çekirdek etrafında bulunduğu gezegen modelini öne sürdü. Ancak böyle küçük bir alandaki yük yoğunluğu yüksek sapmaya sebep olabilecek bir elektrik alanı oluşturabilirdi.[18]

Atomun kuantum fiziksel modeline yönelik ilk adımlar

Atomun gezegen modelinde iki önemli eksiklik vardı. İlki; güneşin etrafındaki gezegenlerin aksine, elektronlar yüklü parçacıklardı. İvmeli bir hareket yapan elektrik yükünün klasik elektromanyetizma içerisinde Larmor formülüne göre elektromanyetik dalga yaydığı biliniyordu. Yörüngesel bir hareket yapan yük, sürekli olarak enerji kaybetmeli ve spiral hareketi yaparak çekirdek üzerine saliseler içerisinde çökmeliydi. İkinci önemli eksiklik ise gezegen modeli; gözlemlenen atomun emisyon ve soğurma tayfında (spektrum) bulunan grafiksel anlık yüksek çizgileri (pik) açıklayamamaktaydı.

Bohr modeli

20. yüzyılın başlarında Kuantum teorisi; Max Planck ve Albert Einstein ışığın enerjisinin quanta(tekil, kuantum) adı verilen, sadece belirli miktarlarda yayılıp, soğurulabildiğini bilimsel olarak ortaya koymasıyla, fizik dünyasında devrime yol açmıştır. 1913 yılında ise, Niels Bohr bu fikir ile klasik fiziği kullanarak atom için Bohr modelini oluşturmuştur. Bohr modelinde, bir elektron çekirdeği sadece açısal momentum ve enerjisi sabit belirli yörüngeler etrafında bulunabilir, çekirdeğe olan uzaklığı (yani yarıçapı) ile enerjisi arasında oran vardır.[19] Bu modele göre, elektron çekirdeğe doğru spiral yapamaz çünkü enerjisini sürekli bir şekilde kaybedemez. Onun yerine sadece enerji seviyeleri" yapabilir. Bu olduğunda ise, enerji değişimiyle orantılı olarak belirli bir frekansta foton soğurur ya da yayımlar (dolayısıyla soğurma ve emisyon spektrumunda keskin çizgiler gözlemlenir).

Bohr modeli mükemmel değildi. Sadece hidrojenin spektral çizgilerini tahmin edebilmiştir. Birden fazla elektronu olan atomları tahmin edememiştir. Dahası, spektrografik teknolojinin gelişmesi ile birlikte, Bohr modelinin açıklayamayacağı hidrojenin ekstra tayf çizgileri bulunmuştur. 1916'da, Arnold Sommerfeld bu ekstra tayf çizgilerini açıklayabilmek için Bohr modeline eliptik yörüngeler eklemiş, fakat bu da modeli kullanılması çok zor bir hale sokmuştur ve yine de daha karmaşık atomları açıklayamamıştır.

İzotopların keşfi

Radyoaktivite ile oluşan ürünler üzerine deneyler gerçekleştirirken, 1913 yılında radyokimyacı Frederick Soddy, periyodik tablodaki yerlerde birden fazla elementin olabildiğini fark etmiştir.[20] İzotop kelimesi literatüre Margaret Todd tarafından uygun bir isim olarak kazandırılmıştır.

Aynı yıl, J.J. Thomson'ın neon iyonlarını elektrik ve manyetik alanlardan geçirerek diğer uçta fotografik levhalara düşürdüğü bir deney yapmaktaydı. Thomson, levha üzerinde iki parlayan nokta gördü, bunun anlamı iki ayrı sapmaya uğranmasıydı. Thomson daha sonra bunun bazı neon atomlarının farklı kütleye sahip olmasından dolayı olduğu sonucuna vardı.[21] Bu farklı kütlelerin kaynağı daha sonra 1932 yılında nötronların keşfiyle açıklanabilecekti.

Nükleer parçacıkların keşfi

1917 yılında Rutherford, azot gazını alfa parçacıklarıyla bombaladı ve gazın içerisinden hidrojenin yayıldığını gözlemledi (Rutherford hemen fark etti, çünkü daha önce hidrojeni alfa parçacıklarıyla bombalamış ve hidrojen çekirdeğinin son oluşan ürünler arasında olduğunu gözlemlemişti) Rutherford bu hidrojen çekirdeklerinin bizzat azot çekirdeklerinden ayrıldığı sonucuna vardı. (aslında, Rutherford azotu bölmüştü).[22]

Hem kendi çalışmaları hem de öğrencileri Bohr ve Henry Moseley'in çalışmaları sonucunda, Rutherford herhangi bir atomun çekirdeğinin her zaman belirli tam sayıda hidrojen çekirdeğine eşit olabileceğini biliyordu. Bu ve herhangi bir atomun kütlesinin belirli sayıda hidrojen atomun kütlesine kabaca eşit olmasıyla - o zamanlar parçacıkların en hafifi olarak biliniyordu - şu sonuca vardı; hidrojen atomunun çekirdekleri tekil parçacıklardı ve tüm atom çekirdeklerinin temel bir bileşeniydi. Bu parçacıklara proton adını verdi. Daha sonra yapılan deneylerde Rutherford, çoğu atomun çekirdek ağırlığının sahip olduğu proton ağırlığından çok fazla olduğunu görmüştür. Bu ağırlığın daha önce bilinmeyen yüksüz bir parçacıklardan dolayı olduğunu iddia etmiş ve geçici olarak "Nötron" kelimesini kullanmıştır.

1928 yılında, Walter Bothe alfa parçacıklarıyla bombalanan berilyumun yüksek derecede penetrasyonu olan ve elektriksel olarak yüksüz bir ışıma yaydığını gözlemlemiştir. Daha sonraları bu ışımanın parafinden hidrojenleri sökebileceği keşfedilmiştir. Gama ışımasının metallerdeki elektronlara benzer etkiyi yaptığı göz önüne alındığında, ilk başlarda yüksek enerjili gama ışıması olduğu düşünülmüştür. Fakat daha sonra James Chadwick enerji ve momentum korunumuna bağlı kalarak elektromanyetik radyasyon sebebiyle oluşabilmesi için iyonlaşma etkisinin çok güçlü olduğunu görmüştür. 1932 yılında Chadwick bu gizemli berilyum ışımasına hidrojen ve azot gibi çeşitli elementleri maruz bırakmış ve geri seken yüklü parçacıkların enerjilerini ölçmüştür. Bu radyasyonun aslında elektriksel olarak yüksüz parçacıklardan oluştuğu ve gama ışını gibi kütlesiz olamayacağı sonucuna varmıştır. Onun yerine protona yakın bir kütlesinin olması gerektiğini belirtmiştir. Chadwick bu parçacıkların Rutherford'un bahsettiği nötronlar olduğunu öne sürmüştür.[23] Nötronun keşfinden dolayı Chadwick, 1935 yılında Nobel ödülü almıştır.

Atomun kuantum fiziksel modeli

Neon atomunun 5 ayrı dolu atomik orbital gösterimi, son üç orbital enerji olarak eşit olmak üzere soldan sağa enerji artmakta.Her orbital de en fazla iki elektron bulunabilir, renklendirmeye göre olan baloncuklarda bulunma ihtimali çok yüksek. İki elektron da eş bir şekilde iki orbital bölgede yer alır, renklendirmenin amacı dalga fazının farklı olduğunu vurgulmaktır. 

1924'te Louis de Broglie, her hareket eden parçacığın -özelde elektron gibi atomaltı parçacıkların- bir parça dalga-benzeri davranış gösterdiğini öne sürdü. Erwin Schrödinger bu fikirden etkilenerek bir elektronun atomda parçacık mı yoksa dalga olarak mı daha iyi açıklanabileceğini araştırdı. 1926'da yayınlanan Schrödinger denklemi;[24] elektronu, noktasal parçacıktan ziyade bir dalga fonksiyonu olarak tanımlar. Bu yaklaşım, Bohr'un modelinin açıklayamadığı birçok tayf fenomenini öngörebildi. Yaklaşım matematiksel olarak uygun olsa da görselleştirilmesi zor olduğundan karşıtlığa maruz kaldı.[25] Eleştirenlerden biri,Max Born, Schrödinger'in dalga fonksiyonunun bir elektronu değil bütün olası durumlarını tanımladığını, bu yüzden bir elektronun çekirdeğin etrafındaki herhangi bir konumda bulunma olasılığını hesaplamak için kullanılabileceğini söyledi.[26] Bu, parçacık ve dalga elektron teorilerinin karşıtlığını uzlaştırdı ve dalga-parçacık çiftliği fikrini getirdi. Bu teoriye göre elektronlar hem dalga hem de parçacık özelliklerini gösterebilirdi. Örneğin bir dalga gibi yansıtılabilirdi ve bir parçacık gibi kütleye sahipti.[27]

Elektronları dalga fonksiyonları ile açıklayabilmenin bir sonucu olarak, bir elektronun konumunu ve momentumunu eş zamanlı elde edebilmek matematiksel olarak imkansızdır. Bu durum, bunu ilk kez 1927 yılında tanımlayıp yayımlayan ünlü teorik fizikçi Werner Heisenberg'e ithafen Heisenberg belirsizlik ilkesi olarak adlandırılır.[28] Bu, düzgün ve keskin dairesel yörüngelerle tanımlanmış Bohr'un modelini geçersiz kılmıştır. Atomun modern modelinde ise elektronların konumları olasılıklar olarak tarif edilmiştir. Teorik olarak bir elektron çekirdekten herhangi bir uzaklıkta bulunabilir. Fakat elektronun enerji seviyesine bağlı olarak, çekirdeğin etrafında bazı bölgelerde diğer bölgelere göre özellikle daha sık bulunur. Bu düzene atomik orbital adı verilir. Orbitaller; çekirdek merkezde olmak üzere küre, dambıl, simit gibi birçok şekilde bulunabilir.[29]

Kaynakça

  1. ^ Berryman, Sylvia, "Ancient Atomism", Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2008 Edition), Edward N. Zalta (ed.) [1] 4 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  2. ^ Pullman, Bernard (1998). The Atom in the History of Human Thought. Oxford, England: Oxford University Press. ss. 31-33. ISBN 0-19-515040-6. 29 Ocak 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  3. ^ a b c d e Cohen, Henri; Lefebvre, Claire, (Ed.) (2017). Handbook of Categorization in Cognitive Science (Second bas.). Amsterdam, The Netherlands: Elsevier. s. 427. ISBN 978-0-08-101107-2. 29 Ocak 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  4. ^ Kenny, Anthony (2004). Ancient Philosophy. A New History of Western Philosophy. 1. Oxford, England: Oxford University Press. ss. 26-28. ISBN 0-19-875273-3. 29 Ekim 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Mart 2021. 
  5. ^ a b c d e Pyle, Andrew (2010). "Atoms and Atomism". Grafton, Anthony; Most, Glenn W.; Settis, Salvatore (Ed.). The Classical Tradition. Cambridge, Massachusetts and London, England: The Belknap Press of Harvard University Press. ss. 103-104. ISBN 978-0-674-03572-0. 29 Ekim 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Mart 2021. 
  6. ^ Weisstein, Eric W. "Lavoisier, Antoine (1743-1794)". scienceworld.wolfram.com. 7 Nisan 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Ağustos 2009. 
  7. ^ Proust, Joseph Louis. "Researches on Copper 4 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.", excerpted from Ann. chim. 32, 26-54 (1799) [as translated and reproduced in Henry M. Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry, 1400–1900 (Cambridge, Massachusetts: Harvard, 1952)]. Retrieved on August 29, 2007.
  8. ^ Andrew G. van Melsen (1952). From Atomos to Atom. Mineola, N.Y.: Dover Publications. ISBN 0-486-49584-1. 
  9. ^ Dalton, John. "On the Absorption of Gases by Water and Other Liquids 4 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.", in Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester. 1803. Retrieved on August 29, 2007.
  10. ^ Johnson, Chris. "Avogadro - his contribution to chemistry". 10 Temmuz 2002 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Ağustos 2009. 
  11. ^ Alan J. Rocke (1984). Chemical Atomism in the Nineteenth Century. Columbus: Ohio State University Press. 
  12. ^ Avogadro, Amedeo (1811). "Essay on a Manner of Determining the Relative Masses of the Elementary Molecules of Bodies, and the Proportions in Which They Enter into These Compounds". Journal de Physique. Cilt 73. ss. 58-76. 12 Mayıs 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  13. ^ Einstein, A. (1905). "Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen". Annalen der Physik. 322 (8). s. 549. Bibcode:1905AnP...322..549E. doi:10.1002/andp.19053220806. hdl:10915/2785. 
  14. ^ Thomson, J.J. (1897). "Cathode rays". Philosophical Magazine. 44 (269). s. 293. doi:10.1080/14786449708621070. 3 Temmuz 2017 tarihinde kaynağından ([facsimile from Stephen Wright, Classical Scientific Papers, Physics (Mills and Boon, 1964)]) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  15. ^ Whittaker, E. T. (1951), A history of the theories of aether and electricity. Vol 1, Nelson, London 
  16. ^ Thomson, J. J. (1904). "On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure". Philosophical Magazine. 7 (39). s. 237. doi:10.1080/14786440409463107. 19 Ocak 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  17. ^ Geiger, H (1910). "The Scattering of the α-Particles by Matter". Proceedings of the Royal Society. Cilt A 83. ss. 492-504. 18 Aralık 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  18. ^ Rutherford, Ernest (1911). "The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom" (PDF). Philosophical Magazine. 21 (4). s. 669. Bibcode:2012PMag...92..379R. doi:10.1080/14786435.2011.617037. 15 Mayıs 2019 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  19. ^ Bohr, Niels (1913). "On the constitution of atoms and molecules" (PDF). Philosophical Magazine. 26 (153). ss. 476-502. doi:10.1080/14786441308634993. 9 Ağustos 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  20. ^ "Frederick Soddy, The Nobel Prize in Chemistry 1921". Nobel Foundation. 13 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ocak 2008. 
  21. ^ Thomson, J.J. (1913). "Rays of positive electricity". Proceedings of the Royal Society. A 89 (607). ss. 1-20. Bibcode:1913RSPSA..89....1T. doi:10.1098/rspa.1913.0057. 8 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018.  [as excerpted in Henry A. Boorse & Lloyd Motz, The World of the Atom, Vol. 1 (New York: Basic Books, 1966)]. Retrieved on August 29, 2007.
  22. ^ Rutherford, Ernest (1919). "Collisions of alpha Particles with Light Atoms. IV. An Anomalous Effect in Nitrogen". Philosophical Magazine. 37 (222). s. 581. doi:10.1080/14786440608635919. 7 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  23. ^ Chadwick, James (1932). "Possible Existence of a Neutron" (PDF). Nature. 129 (3252). s. 312. Bibcode:1932Natur.129Q.312C. doi:10.1038/129312a0. 27 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 13 Ocak 2018. 
  24. ^ Schrödinger, Erwin (1926). "Quantisation as an Eigenvalue Problem". Annalen der Physik. 81 (18). ss. 109-139. Bibcode:1926AnP...386..109S. doi:10.1002/andp.19263861802. 
  25. ^ Mahanti, Subodh. "Erwin Schrödinger: The Founder of Quantum Wave Mechanics". 17 Nisan 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Ağustos 2009. 
  26. ^ Mahanti, Subodh. "Max Born: Founder of Lattice Dynamics". 22 Ocak 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Ağustos 2009. 
  27. ^ Greiner, Walter. "Quantum Mechanics: An Introduction". 19 Nisan 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Haziran 2010. 
  28. ^ Heisenberg, W. (1927). "Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik". Zeitschrift für Physik (Almanca). 43 (3–4). ss. 172-198. Bibcode:1927ZPhy...43..172H. doi:10.1007/BF01397280. 
  29. ^ Milton Orchin; Roger Macomber; Allan Pinhas; R. Wilson. "The Vocabulary and Concepts of Organic Chemistry, Second Edition," (PDF). 8 Ekim 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Haziran 2010. 

Konuyla ilgili yayınlar

  • Bernard Pullman (1998) The Atom in the History of Human Thought, trans. by Axel Reisinger. Oxford Univ. Press.
  • Eric Scerri (2007) The Periodic Table, Its Story and Its Significance, Oxford University Press, New York.
  • Charles Adolphe Wurtz (1881) The Atomic Theory, D. Appleton and Company, New York.

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, birleşimlerini, etkileşimlerini, tepkimelerini araştıran ve uygulayan bilim dalıdır. Kimya bilmi daha kapsamlı bir ifadeyle maddelerin özellikleriyle, sınıflandırılmasıyla, atomlarla, atom teorisiyle, kimyasal bileşiklerle, kimyasal tepkimelerle, maddenin hâlleriyle, moleküller arası ve moleküler kuvvetlerle, kimyasal bağlarla, tepkime kinetiğiyle, kimyasal dengenin prensipleriyle vb konularla ilgilenir. Kimyanın en önemli dalları arasında analitik kimya, anorganik kimya, organik kimya, fizikokimya ve biyokimya sayılır.

Dalga-parçacık ikililiği teorisi tüm maddelerin yalnızca kütlesi olan bir parçacık değil aynı zamanda da enerji transferi yapan bir dalga olduğunu gösterir. Kuantum mekaniğinin temel konsepti, kuantum düzeyindeki objelerin davranışlarında ‘’parçaçık’’ ve ‘’dalga’’ gibi klasik konseptlerin yetersiz kalmasından dolayı bu teoriyi işaret eder. Standart kuantum yorumları bu paradoksu evrenin temel özelliği olarak açıklarken, alternatif yorumlar bu ikililiği gelişmekte olan, gözlemci üzerinde bulunan çeşitli sınırlamalardan dolayı kaynaklanan ikinci dereceden bir sonuç olarak açıklar. Bu yargı sıkça kullanılan, dalga-parçacık ikililiğinin tamamlayıcılık görüşüne hizmet ettiğini, birinin bu fenomeni bir veya başka bir yoldan görebileceğini ama ikisinin de aynı anda olamayacağını söyleyen Kopenhag yorumu ile açıklamayı hedefler.

<span class="mw-page-title-main">Atom</span> tüm maddelerin kimyasal ve fiziksel özelliklerini taşıyan en küçük yapıtaşı

Atom veya ögecik, bilinen evrendeki tüm maddenin kimyasal ve fiziksel niteliklerini taşıyan en küçük yapı taşıdır. Atom Yunancada "bölünemez" anlamına gelen "atomos"tan türemiştir. Atomus sözcüğünü ortaya atan ilk kişi MÖ 440'lı yıllarda yaşamış Demokritos'tur. Gözle görülmesi imkânsız, çok küçük bir parçacıktır ve sadece taramalı tünelleme mikroskobu vb. ile incelenebilir. Bir atomda, çekirdeği saran negatif yüklü bir elektron bulutu vardır. Çekirdek ise pozitif yüklü protonlar ve yüksüz nötronlardan oluşur. Atomdaki proton sayısı elektron sayısına eşit olduğunda atom elektriksel olarak yüksüzdür. Elektron ve proton sayıları eşit değilse bu parçacık iyon olarak adlandırılır. İyonlar oldukça kararsız yapılardır ve yüksek enerjilerinden kurtulmak için ortamdaki başka iyon ve atomlarla etkileşime girerler.

<span class="mw-page-title-main">Ernest Rutherford</span> Yeni Zelanda asıllı İngiliz fizikçi (1871-1937)

Ernest Rutherford, Yeni Zelandalı-İngiliz deneysel fizikçidir. 1908 yılı Nobel Kimya Ödülü sahibi.

<span class="mw-page-title-main">Elektron dizilimi</span>

Elektron dizilimi, atom fiziği ve kuantum kimyasında, bir atom ya da molekülün elektronlarının atomik ya da moleküler orbitallerdeki dağılımıdır. Örneğin Neon atomunun elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 olarak gösterilir.

<span class="mw-page-title-main">Niels Bohr</span> Danimarkalı fizikçi (1885–1962)

Niels Henrik David Bohr, kuantum mekaniği ve atomun yapısının anlaşılması üzerine yaptığı katkılarla tanınan, 1922'de Nobel Fizik Ödülü almış Danimarkalı fizikçi.

<span class="mw-page-title-main">Molekül kütlesi</span>

Bir kimyasal bileşiğin molekül kütlesi, bu bileşiğin bir molekülünün birleşik atom kütle birimi u cinsinden kütlesidir. Bağıl bir değer olduğundan bir maddenin molekül kütlesine yaygın olarak bağıl moleküler kütle denir ve Mr. diye de kısaltılır.

<span class="mw-page-title-main">Molekül</span> birbirine bağlı gruplar halindeki atomların oluşturduğu kimyasal bileşiklerin en küçük temel yapısı

Molekül, birbirine bağlı gruplar halindeki atomların oluşturduğu kimyasal bileşiklerin en küçük temel yapısına verilen addır. Diğer bir ifadeyle bir molekül bir bileşiği oluşturan atomların eşit oranlarda bulunduğu en küçük birimdir. Moleküller yapılarında birden fazla atom içerirler. Bir molekül aynı iki atomun bağlanması sonucu ya da farklı sayılarda farklı atomların bağlanması sonucunda oluşabilirler. Bir su molekülü 3 atomdan oluşur; iki hidrojen ve bir oksijen. Bir hidrojen peroksit molekülü iki hidrojen ve 2 oksijen atomundan oluşur. Diğer taraftan bir kan proteini olan gamma globulin 1996 sayıda atomdan oluşmakla birlikte sadece 4 çeşit farklı atom içerir; hidrojen, karbon, oksijen ve nitrojen. Molekülleri oluşturan kimyasal bağlara Moleküler bağlar denir. Bunlar kovalent, iyonik ve metalik bağlardır.

<span class="mw-page-title-main">Bohr modeli</span> bir atom modeli

Bohr atom modeli, Niels Henrik Bohr tarafından 1913 yılında, Rutherford atom modelinden yararlanılarak öne sürülmüştür.

<span class="mw-page-title-main">Rutherford atom modeli</span> bir atom modeli

Rutherford atom modeli, Ernest Rutherford tarafından 1911 yılında ortaya konan fiziksel model. Rutherford 1909'da Geiger-Marsden deneyini yönetti ve bu deney Rutherford'un 1911'de yaptığı analizler sonucunda J. J. Thomson'un erik pudingi modelinin yanlış olduğunu ortaya koydu. Rutherford'un deneysel sonuçlara dayanan yeni atom modeli, atomun geri kalanına kıyasla çok küçük bir hacimde yoğunlaşmış nispeten yüksek bir merkezi yük ve atomun kütlesinin çoğunu içeren bu merkezi hacim gibi yeni özellikler içeriyordu; bu bölge atom çekirdeği olarak adlandırıldı. Rutherford modelinin yerini daha sonra Bohr modeli aldı.

Dalton atom modeli, John Dalton'un 1805 yılında bugünkü atom modelinin ilk temellerini attığı modelidir. Katlı oranlar yasasını bulmuştur. Dalton'un atom kuramına göre elementler, kimyasal bakımdan birbirinin aynı olan atomlar içerirler. Farklı elementlerin atomları birbirinden farklıdır. Bu atom teorisine göre kimyasal bir bileşik, iki veya daha çok sayıda elementin basit bir oranda birleşmesi sonucunda meydana gelir. Kimyasal tepkimelere giren maddeler arasındaki kütle ilişkilerine istinaden, Dalton atomların bağıl kütlelerini de bulmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Thomson atom modeli</span> John Thomson tarafından öne sürülen günümüzde geçerliliğini yitirmiş bir atom modeli

Thomson atom modeli, atomun yapısını tanımlayan birkaç bilimsel modelden biridir. Katot ışınlarının doğasını anlamaya çalışan İngiliz fizikçi Joseph John Thomson tarafından, elektronların parçacık olarak tanımlamasından kısa bir süre sonra atomun çekirdeğinin keşfinden önce 1904 yılında ortaya atıldı. Aynı zamanda üzümlü kek modeli olarak da bilinen bu model atomdaki negatif yüklü parçacıkların yerini ve atomların yüksüzlüğünü açıklamaktadır: Modele göre atomda pozitif yüklü bir gövdenin içinde bir kekin içindeki üzümler gibi negatif yüklü elektronlar homojen olarak dağılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal bağ</span> atomları birbirine bağlanmasını ve bir arada kalmasını sağlayan kuvvet

Kimyasal bağ, atomların veya iyonların molekülleri, kristalleri ve diğer yapıları oluşturmak üzere birleşmesidir. Bağ, iyonik bağlar'da olduğu gibi zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik kuvvetten veya kovalent bağ'larda olduğu gibi elektronların paylaşılmasından veya bu etkilerin bazı kombinasyonlarından kaynaklanabilir. Açıklanan kimyasal bağların farklı mukavemetleri vardır: kovalent, iyonik ve metalik bağlar gibi "güçlü bağlar" veya "birincil bağlar" ve dipol-dipol etkileşimleri, London dağılım kuvveti ve hidrojen bağı gibi "zayıf bağlar" veya "ikincil bağlar" vardır.

<span class="mw-page-title-main">Atom çekirdeği</span> Atomun çekim kuvvetinin etkisiyle, çevresinde elektronlar dolaşan, proton ve nötronlardan oluşan pozitif elektron yüklü merkez bölümü

Atom çekirdeği, atomun merkezinde yer alan, proton ve nötronlardan oluşan küçük ve yoğun bir bölgedir. Atom çekirdeği 1911 yılında Ernest Rutherford tarafından keşfedildi. Bu keşif, 1909 yılında gerçekleştirilen Geiger-Marsden deneyine dayanmaktadır. Nötronun James Chadwick aracılığıyla 1932 yılında keşfinden sonra, çekirdeğin proton ve nötronlardan oluştuğu modeli Dmitri Ivanenko ve Werner Heisenberg tarafından çabucak geliştirildi. Atomun kütlesinin neredeyse tamamı çekirdek içerisindedir, elektron bulutunun atom kütlesine katkısı oldukça azdır. Proton ve nötronlar çekirdek kuvveti tarafından çekirdeği oluşturmak için birbirlerine bağlanmıştır. 

<span class="mw-page-title-main">Alfa parçacığı</span>

Alfa parçacığı (alfa, Yunan alfabesindeki ilk harf ile gösterilir, α) parçacık ışınları arasında yüksek derecede iyonlaştırıcı bir ışın formudur. İki proton ve iki nötronun helyum çekirdeğindekine benzer bağları sebebiyle He2+ olarak da gösterilir. Alfa parçacığının kütlesi 6.644656×10−27 kg olup, 3.72738 GeV enerjiye denktir.

<span class="mw-page-title-main">J. J. Thomson</span> İngiliz fizikçi (1856-1940)

Sir Joseph John Thomson, çağdaş fiziğin gelişimine büyük katkılarıyla tanınan Britanyalı fizikçi. Elektronu ve izotop kavramını keşfetmesi ile kütle tayfölçerini icat etmesiyle bilinir. Gazların elektriksel iletkenliği üzerindeki çalışmaları ve elektronu keşfinden dolayı 1906'da Nobel Fizik Ödülü ile ödüllendirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Nükleer fizik</span> atom çekirdeğinin yapısı ve davranışı ile uğraşan fizik alanı

Nükleer fizik veya çekirdek fiziği, atom çekirdeklerinin etkileşimlerini ve parçalarını inceleyen bir fizik alanıdır. Nükleer enerji üretimi ve nükleer silah teknolojisi nükleer fiziğin en çok bilinen uygulamalarıdır fakat nükleer tıp, manyetik rezonans görüntüleme, malzeme mühendisliğinde iyon implantasyonu, jeoloji ve arkeolojide radyo karbon tarihleme gibi birçok araştırma da nükleer fiziğin uygulama alanıdır.

<span class="mw-page-title-main">Madde</span> uzayda yer kaplayan, hacmi ve kütlesi olan tanecikli yapılara denirduyularla algılanabilen, bölünebilen, ağırlığı olan, yer kaplayan nesne

Madde ya da özdek, uzayda yer kaplayan hacmi ve kütlesi olan tanecikli yapılara denir. Beş duyu organımızla algılayabildiğimiz (hissedebildiğimiz)ve eylemsizliği olan canlı ve cansız varlıklara denir.

Atomik, moleküler ve optik fizik, bir ya da birkaç atomun ölçeğinde, madde-madde ve ışık-madde etkileşimi çalışmadır ve enerji, birkaç elektron voltları etrafında ölçeklenir. Üç alanla yakından ilişkilidir. AMO teorisi, klasik, yarı klasik ve kuantum işlemlerini kapsar. Tipik olarak, teori ve emisyon uygulamaları, elektromanyetik yayılım ve emilme, spektroskopi analizi, lazer ve mazerlerin kuşağı ve genel olarak maddenin optik özellikleri, uyarılmış atom ve moleküllerden, bu kategorilere ayrılır.

Geiger-Marsden deneyleri, bilim insanlarının her atomun tüm pozitif yükünün ve kütlesinin çoğunun yoğunlaştığı bir çekirdeğe sahip olduğunu keşfettikleri önemli bir deney serisidir. Bu sonucu, ince bir metal folyoya çarptığında bir alfa parçacık ışınının nasıl dağıldığını ölçerek çıkardılar. Deneyler, 1908-1913 arasında Hans Geiger ve Ernest Marsden tarafından Manchester Üniversitesi Fizik Laboratuvarlarında Ernest Rutherford başkanlığında yapıldı.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.