Fen ve teknoloji Atomun gelişimi

[haberci]

cihan ve onun inşa taşı olan atomlar Büyük Patlama anından anında daha sonra Allah'ın yarattığı bu dengeler sayesinde yoktan var olmaya başlamıştır Bilim adamları bu oluşum sırasında meydana gelen olayların zamanlamalarını ve bu zamanlamalarda devrede olan fizik kurallarının düzenini iyi anlamak için sayısız incelemeler yapmışlardır
Eskilerin atomistik kavrayışıyla bugünkü arasında büyük ayrım vardır Eskisi tamamiyle felsefîydi ve hiçbir deneye dayanmıyordu Halbuki bir teorinin deneye ve gözleme dayanması lâzımdır Bir kuram mevcut vakâları tanım ve aralarındaki bağları görev ettiği ve yeni vakâları evvelden varsayım edebildiği takdirdedir ama ilmî bir mahiyet alır
Atomistik'in ilmî hüvviyetiyle ilimde yer alabilmesi, tereddütsüzce söylenebilir ancak, kimyacılar bir uçtan bir uca muhtemel olmuştur Bizim için çağdaş atom teorisinin baş kurucusu, kimyanın ilerlemesinde büyük rolü olan JOHN DALTON (1808)'dur
Lavoisier kadar çağdaş kimyanın temelleri atıdıktan sonradan Dalton, vaktinde tanıdık kimya kanunlarını (Dalton'un gelişen oranlar, GAYLUSSAC'ın gazlar ve PROUST'un değişmez oranlar kanunlarıdır) izah yapabilmek için atom bilgisine kesin bir manâ vermiştir «New System of Chemical Philosophy» adlı kıymetli eserinde atom teorisinin esaslarını izah etmiştir Bu teorinin esası şöyledir: Tüm kimyasal elementler gayet ufak taneciklerden yani atomlardan kurulmuştur Atomlar kimyasal reaksiyonlarda bölünmeksizin kalırlar Bir elementin aynıdır ve hususiyle aynı kütleye maliktir Halbuki dağıtılmış elementlerin atomları farklıdır Kimyasal bileşikler, kendilerini kuran elementlerin atomlarından meydana gelmişlerdir Bunların belirli sayıda birleşmesinden moleküller meydana kazanç Bu şekilde ifade edilen atom hipotezi sabit oranlar kanununu pek iyi izah ediyordu
Dalton'un eseri sonra bir fazla bilginler tarafından geliştirilerek devam ettirilmiştir Takriben bütün gazlara uygulanabilen BoyleMariotte ve GayLussac kanunlarını izah edebilmek için AVOGADRO ( 1811) da, kendi adını taşıyan hipotezini ifade etmiştir Bu hipoteze tarafından: «Aynı temperatur ve basınç şartlarında çeşitli gazların eşdeğer hacimlerde tekrar tekrar eşit sayıda molekül bulunur » Bu hipotezin, daha açık konuşmak gerekirse bu kanunun önemine AMPÈRE kadar da sinyâl edilmiştir
0°C da ve 760 mm cıva basıncında gaz halinde 22,4 litrede mevcut molekül sayısına Avogadro Sayısı adı verilmiş ve Nharfiyle gösterilmiştir O halde tüm saf cisimlerin birer molekül gramlarında tekrar tekrar Avogadro sayısı kadar molekül bulunduğu gibi basit cisimlerin birer atom gramlarında da Avogadro sayısı dek atom vardır
Avogadro ve Ampère'in fikirleri atom teorisine ilmî bir mahiyet vermiş ve fazla kayda değer olan Avogadro sayısı sabitinin bir asır sonradan ölçülmesiyle de atomistik'in aydınlık bir gerçekleşmesi sağlanmıştır
Maddenin atom hipotezine dayanan ve bu teorinin lehine kaydedilen bu manâlı neticeler, atomların mevcudiyetlerinin direkt denel bir gerçekleşmesini verememekteydi Bu husustaki denemeler ise gayet yavaş olmuştur Bunlardan ilki JEAN PERKIN (1909) tarafından üretilmiş olup Avogadro sayısı için 610²³ e yakın bir bedel bulunmuştur Yer Alan bu değerle, gazların kinetik teorisinden elde edilen bedel arasındaki uyarlık, yalnız kinetik teorinin temel hipotezlerinin doğruluğunu değil, moleküllerin varlığının da parlak bir delilini vermiştir Bilhassa şu son yarım yüzyıl içinde maddenin yapısına dair olan başka denemelerle teorik görüşler atom ve moleküllerin reel birer varlık olduklarını hiçbir şüpheye yer bırakmayacak bir şekilde kanıt etmiştir Daha 1910 dan itibaren cisimlerin birer molekül gramlarında benzer sayıda molekülün bulunduğu birbirinden tamamıyla ayrı çeşitli metodlarla meydana konulmuş ve bunlar hep benzer mertebeden değerler vermişlerdir
Bugün Avogadro sayısı için
N (6,02308 ± 0,00036) x 1023 (g mol)1
değeri kabul edilmektedir Ekseriya 6,02 X 1023 değeri de alınır
Atomun Fiziksel yapısı
Atomun yapısı hakkında ilk denel bilgi ERNEST RUTHERFORD tarafından, 1911 de, alfa partiküllerinin katı cisimlerden geçişleri sırasında uğradıkları sapmaların buluş ve izahı baştan sona muhtemel olmuştur Bu suretle bir atomun, merkezde atomun tüm kütlesini, gayet ufak ve fazla elektrik yüklü bir çekirdekle bunun etrafında ve çekirdeğin yükünü nötralleştirecek sayıda elektronun dönmekte oldukları modeli verilmiştir Eğer bir atomun çekirdeği dışındaki elektronların sayısı Z ise, bir elektronun yükü e olduğuna kadar çekirdeğin fazla yükü Z e dir Bir atomun karakteristiği olan Z ye o atomun ait olduğu elementin atom numarası denmiştir Daha 1869 da MENDELEYEFF, elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki benzerlikleri göz önüne alarak elementlerin atom tartılarına tarafından sıralandıklarında, özelliklerinin periyodik bir tarzda tekrarlandığını görmüş ve bu gün de kendi adını taşıyan, elementlerin devirli sistemini kurmuştur Uzun süre bu devriliğin mahiyeti anlaşılamamıştır Fakat X ışınları spektrumu MOSELEY kanunu tamamen (1913) elementlerin sıralanmalarının atom ağırlıklarına tarafından değil, atom ağırlıklarıyla beraber dışarı giden lakin onu her tarafta takip etmeyen atom numarasına dayandığı denel olarak meydana konulmuştur Bir elementin Z si aynı zamanda onun periyodik sistemdeki yer numarasıdır
Rutherford'un atom modeli bazı itirazlara uğramıştır Fiilen de bu atom modeli klâsik elektromangetik teorilere göre kararsızdır Çünkü elektronların çekirdek etrafında dönmeleri lâzımdır, huysuz taktirde pozitif olan çekirdek üzerine düşmeleri icap eder dahası, elektronlar döndükleri taktirde enerji kaybederler, bunun neticesi ise yörüngeleri gitgide küçüleceğinden nihayet çekirdeğin üstüne düşmeleri lâzım gelecektir Rutherford teorisini bu çıkmazdan NIELS BOHR kurtarmıştır (1913) Bohr, MAX PLANCK'ın 1900 de enrejinin süreksiz bir tarzda quantum şeklinde alınıp verildiğini ifade eden quantum teorisine direnmek suretiyle Rutherford atom modelini bazı postulat'larla tamamlamıştır Böylece RutherfordBohr atom modeli meydana gelmiştir
Bu atom modeliyle öncelikle hidrojenin elde etmek üzere bazı elementlerin spekturumlarıyla Rydberg sabitinin menşei izah edilmekle beraber bir fazla denel neticeler izah edilemediği gibi Bohr postulat'larının biraz sunî olduğu da meydana çıkmıştır Bu model daha sonra SOMMERFELD atom modeli ile yapılmak istenmiştir Bohr atom modelindeki elektronların dairesel yörüngeleri yanında eliptik yörüngelerin de bulunduğu düşünülmüştür Gerek bu model ve gerekse elektronların hareketlerine izafiyet düzeltilmesini de ilâve etmekle beraber spekturumların tam izahı olası olamamıştır
GOUDSMIT ve UHLENBECK, 1924 de, elektronun çekirdek etrafındaki hareketinden başka kendi civarda da döndüğü (spin) hipotezini ortaya atmışlardır Bu varsayım fazla verimli neticeler sağlamış ve tayfların bütünüyle izahı da muhtemel olmuştur
PAULI, 1925 de, kendi adını taşıyan exclusion prensibi baştan sona bir atomun çekirdek dışı elektronlarının dağılımının aritmetiğini ve elementlerin devirli sisteminin anahtarını vermiştir
Bu gün bir atomun çekirdek dışı hakkındaki bilgilerimiz bilhassa dalga ve quanta mekanikleri baştan sona tamdır Atomun kabuğunu ilgilendiren tüm özelliklerin izahı mümkündür Dalga mekaniği, ışığın mahiyeti hakkında uzun zamandır mevcut olan dalga ve korpüsküler paradoksal ayla bitirmek için 1923 de LOUIS DE BROGLIE göre belirlenmiş ve özellikle SCHRÖDINGER kadar geliştirilmiştir Quanta mekaniği ise HISENBERG kadar yerleşmiş ve BORN, JORDAN, DIRAC göre geliştirilmiştir
Dalga mekaniğinde, harekette yer alan bir taneciğe bir safha dalgasının refakat ettiği kabul edilir Bu netice hızlandırılmış elektronları muhtelif billûrlar üzerine yollamak suretiyle önce DAWISSON ve GERMER ; sonra GP THOMSON ve sonradan da PONTE göre denel olarak ispat edilmiştir
Atomun yapısı hakkındaki bilgilerimizin gelişmesi üzerine KOSSEL (1910), LEWISLANGMUIR ve başkalarının çalışmaları bir uçtan bir uca «valans (değerlik)» kavramı izah şeklini bulmuş ve bu sayede bilhassa organik kimyanın büyük gelişmesi sağlanmıştır
Devirli sistem, Bohr'un 1913'te başlattığı atomların elektron yapıları ve tayfın kuvantum kuramı üzerindeki çalışmalarla açıklığa kavuştu *

 

[Yapay-Zeka]

Evrenin başlangıcı ve atomların oluşumu hakkında paylaştığınız bilgiler oldukça ilginç ve detaylı. Atomun gelişimi ve bilim insanlarının bu konudaki araştırmaları hakkında verdiğiniz bilgiler, atom teorisinin evrimi ve bilimsel açıklamaların nasıl geliştiğini anlatıyor.

İlk başta, kimyanın temellerini atan bilim insanlarından olan John Dalton'un atom teorisi hakkında detaylı bilgiler vermişsiniz. Dalton'un atomların kimyasal reaksiyonlarda bölünmeden kaldığını belirtmesi ve kimyasal elementlerin atomlardan oluştuğunu açıklaması, modern atom teorisinin temellerini oluşturmuştur.

Ardından, Avogadro'nun hipotezi ve Avogadro Sabiti'nin önemi hakkında bilgi vermişsiniz. Gazların eşdeğer hacimlerde eşit sayıda molekül içerdiğini ifade eden Avogadro hipotezi, atom teorisinin gelişiminde önemli bir adımdır. Bu hipotezin moleküler yapıları anlamamıza ve saf cisimlerdeki molekül sayılarını belirlememize olanak tanımıştır.

Daha sonra, Ernest Rutherford'un atomun fiziksel yapısı hakkındaki çalışmaları ve atom modeli üzerine yapılan geliştirmeler hakkında bilgi verdiniz. Rutherford'un çekirdek modeli ve Bohr'un atom modeli, atomun iç yapısı hakkında yeni bakış açıları sunmuştur. Elektronların dairesel yörüngeler yerine çekirdek etrafında belirli enerji seviyelerinde bulunduğunu ifade eden Bohr modeli, atom yapısının anlaşılmasına büyük katkı sağlamıştır.

Son olarak, dalga ve kuantum mekaniği ile ilgili bilgiler vermişsiniz. Atomun kabuğunu ilgilendiren özelliklerin açıklanmasında dalga ve kuantum mekaniğinin önemli rol oynadığını belirtmişsiniz. Bu mekanikler, atom yapısının daha derinlemesine anlaşılmasını ve kimyanın gelişimini hızlandırmıştır.

Verdiğiniz bilgiler, atomun gelişimi ve bilimsel açıklamaların evrimi hakkında kapsamlı bir bakış sunmaktadır. Atomun yapısı hakkındaki detaylı bilgilendirme için teşekkür ederim.