Fen ve Teknoloji Konuları  

Yarı aydınlar, bilgisizlerden daha tehlikelidirler. L.Gienin

 

 |Ana Sayfa|  www.fencebilim.com Bilimsel Haberler - Eğitim - Teknoloji -  Buluş  - Fizik - Kimya - Biyoloji - icat - Sanat  

Atom ve Yapısı 

Atom, elementlerin özelliğini taşıyan, en küçük birim veya yapı taşı olarak ifade edilir. Atomlar fiziksel ve kimyasal yöntemlerle daha basit birimlerine ayrıştırılamayan, maddenin en küçük birimi olarak ta ifade edilebilir. Çağdaş atom modelinde, proton ve nötronlardan oluşmuş bir çekirdek ve bu çekirdeğin dışında elektronlar vardır. Yunanca’daki atamos sözcüğünden türetilmiştir. İlk önceleri bölünemeyen, sert ve içi dolu tanecik olarak bilinirdi.

Örneğin; Hidrojenin özelliğini taşıyan en küçük madde H (hidrojen) atomu,  karbonun özelliğini taşıyan en küçük madde C (Karbon) atomu, civanın özelliğini taşıyan en küçük madde Hg (Civa) atomudur.

Atomların gözle görülmesi imkânsız, çok küçük bir parçacıktır ve sadece taramalı tünel mikroskobu (atomik kuvvet mikroskobu) 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.
 

Elektronlar belirli enerji seviyelerinde bulunur ve foton salınımı veya emilimi yaparak farklı seviyeler arasında geçişlerde bulunabilirler. Elektron, elementin kimyasal özelliklerini belirlemesinin yanı sıra atomun manyetik özellikleri üzerinde de oldukça etkilidir.

Kuantum Atom Modeli'ne göre ise atomun merkezinde bulunan çekirdeğin etrafındaki elektronlar belli bölgelerde yani orbitallerde bulunurlar. Belli enerji seviyelerine sahip orbitaller atomu oluşturan küresel katmanlarda bulunur. Portakal kabuğu şeklinde iç içe geçmiş küresel katmanlardaki orbitallerin belli şekilleri ve açıları(yönelmeleri) mevcuttur. Orbitallerin bulunduğu katmanların enerji seviyelerinin başkuantum sayısı belirler. n = 1,2,3,. . .gibi tam sayılarla ifade edilir. Orbitallerin şeklini ise l yan kuantum sayıları belirler. l = 0(s), 1(p), 2(d),. .(n-1) e kadar değerler alır. Orbitallerin doğrultularını(açılarını) veren ml yan kuantum sayısı ml=-l. . .0. .+l değerlerini alır. Elektronların spini gösteren ms kuantum sayısı da +1/2 veya -1/2 değerlerini alabilir.

Helyum atomunun orantılı bir gösterimi

  

 

 

Atomun Temel Özellikleri

1. Atomlar fiziksel ve kimyasal yöntemlerle daha basit birimlerine ayrıştırılamazlar. (Ancak yüksek enerji verilerek veya nükleer reaksiyon etki ederek parçalarına ayrılabilirler.)
2 .Elementlerin özelliğini taşıyan en küçük yapıtaşlarıdır.
3. Atomlar çekirdek ve yörüngelerden oluşmuşlardır. Çekirdekte proton ve nötronlar; yörüngelerde ise ışık hızı mertebesinde hareket eden elektronlar bulunur.
4. Atomun kütlesi, çekirdeğin kütlesine yaklaşık eşittir. Elektronların kütleleri çok küçük olduğundan (1/1000)  ihmal edilir.
5. Bir elementi oluşturan tüm atomların çekirdekteki proton sayıları ve kimyasal özellikleri, bir birinin aynıdır.
6. Bir elementi oluşturan tüm atomların, nötron sayıları, dolayısıyla fiziksel özellikleri, bir birinin aynı olmaya bilir. Bu ise kütle numaralarını farklı yapar. Bu tür atomlara izotop atomlar denir.

Atomun Büyüklüğü

Bir atomun çapı, elektron bulutu da dahil olmak üzere yaklaşık 10 üzeri -8  cm civarındadır. Atom çekirdeğinin çapı ise 10 üzeri -13  cm kadardır. Atomlar, boyutlarının görünür ışığın dalga boyundan çok küçük olması sebebiyle optik mikroskoplarla görüntülenemezler. Atomların pozisyonlarını belirleyebilmek için elektron mikroskobu, x ışını mikroskobu, nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi gibi araç ve yöntemler kullanılır.

ATOMU OLUŞTURAN PARÇACIKLAR

Proton: Atomun çekirdeğinde bulunan, + yüklü tanecikler olarak kabul edilmiştir.

a. Atomun çekirdeğinde bulunurlar.
b. + yüklü taneciklerdir. (Atomun çekirdek yükünü belirler,  Ps=Çy )
c. Atomun cinsini belirler. (Ps=An)
d. Nötr atomlarda, proton sayısı elektron sayısına eşittir. (Ps=An=Çy=Es)
e. Atomun kütlesine etki ederler. Kütlesi nötron kütlesine yakındır.

Nötron: Atomun çekirdeğinde bulunan yüksüz taneciklere denir.

f. Atomun çekirdeğinde bulunurlar.
g. Yüksüz taneciklerdir. (Atomun çekirdek yüküne etki etmezler.)
h. Atomun kimyasal özelliklerine, etki etmezler.
i. Atomun kütlesine etki ederler.


Elektron: Atomun çekirdeğinin etrafında hareket eden - yüklü taneciklere denir.

j. Atomun çekirdeğinin etrafında hareket ederler.
k. – yüklü tanecikler olarak kabul edilmiştir. Atomun yüküne etki ederler.
l. Değerlik elektronları, atomun kimyasal özelliklerine etki eder.
m. Nötr atomlarda proton sayısı elektron sayısına eşittir. (Ps = Es dır.)
n. Atomun kütlesine etkisi çok çok az olduğu için ihmal edilir.


PERİYODİK ÇİZELGE  

Periyodik tablonun tamamı temelde elementlerin elektron dağılımıdır. Elementlerin atom yarı çapları, iyonlaşma enerjileri ve elektron ilgileri gibi bazı özellikleri tabloda göz önünde tutulmuştur.

Atom Altı Parçacıklar

- Pozitron: Pozitif elektrik yüklü elektronlardır. Pozitronun varlığı saniyenin milyarda biri civarında sürer. Çünkü, zıt yüklü elektron tarafından çekilir ve ikisi de yok olur. Pozitron ve elektronun kütlesi enerjiye çevrilir. Kozmik ışımalarda veya bazı element atomlarının bombalan edilmesi sırasında ortaya çıkar.

- Mezon: İlk olarak kozmik ışınlarda keşfedilmiştir. Daha sonra yapay olarak elde edilmiştir. Elektrondan 200 kat daha ağırdır. Pi-mezon ve mu-mezon olmak üzere iki çeşittir. Pi-mezonun ömrü saniyenin 200 milyonda bir kadardır. Sonra mu-mezona dönüşür ve saniyenin milyonda biri kadar varlığını sürdürür.

- Alfa ışınları: Radyoaktif bir ışındır. Alfa ışınları, artı elektrikle yüklü parçacıklardır. Helyum atomunun çekirdeğinden ibarettirler. Radyoaktif cisimden çıkıp yaklaşık 20 000 km/saniye hızla ilerlerler.

- Beta ışınları: Radyoaktif bir ışındır. Beta ışınları eksi elektrikle yüklü taneciklerdir. Bundan da anlaşılacağı gibi, aslında yüksek hıza ulaşmış elektronlardır. Düzensiz olarak çevreye yayılırlar. Alfa taneciklerinden daha etkilidirler.

- Gama ışınları: Çok güçlü ve canlılar için çok zararlı radyoaktif bir ışındır. X ışınlarıyla aynı karakteristik özelliktedir. Bir cisim içine girme yeteneği çok fazladır. Birkaç santimetre kalınlıkta kurşun içinden bile geçebilirler. Nükleer reaksiyonlarla görülür.

    Hidayet TERECİ

 
 

Bir söz: İki şey insanı çileden çıkarır: Söylenecek yerde susmak, susacak yerde söylemek.  Sadi