Atoma dair ilk bilimsel araştırmalar ve yüzyıla dayansa da, atom ile ilgili ilk fikirler aslında milattan öncesine dayanır. Milattan önce 5.yüzyıl dolaylarında yaşayan Yunan filozoflar Demokritos ve Leukippos’a göre maddenin bölünemez en küçük parçası, Yunancada bölünemez anlamına gelen (atomus) atomdur. Demokritos’a göre, bir maddeyi sürekli ikiye bölerek parçaladığınızda, parçalanmanın bittiği son noktada yani en küçük parçaya geldiğinizde atomla karşılaşırsınız. Ayrıca bu dönemde filozoflara göre atomların bir araya gelerek maddelerioluşturması, atomların çengelli özelliklere sahip olmasından kaynaklanmaktadır.
►İlginizi Çekebilir: Elektronlar Elektron ve Çekirdeğin Keşfi
If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.
Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *seafoodplus.info ve *seafoodplus.info adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.
Thomson'ın katot ışın tüpü deneyini ve Rutherford'un altın levha deneyini öğrenmek ister misiniz?
J.J. Thomson'ın katot ışın tüpleriyle yaptığı deneyler bütün atomların çok küçük negatif yüklü atom altı parçacıklar veya elektronlar içerdiğini göstermiştir.
Thomson'ın erikli puding atom modeli, pozitif yüklü bir "çorbaya" gömülü negatif yüklü elektronlara sahipti.
Rutherford'un altın levha deneyi, atomun çoğunlukla boşluktan oluştuğunu ve içerisinde küçük, yoğun, pozitif yüklü bir çekirdeğin olduğunu göstermiştir.
Bu sonuçlara dayanarak, Rutherford atomun çekirdek modelini önermiştir.
Giriş: Dalton'un atom teorisinin geliştirilmesi
Bütün maddeler, yok edilemediği gibi yoktan var edilemeyen ve kendisinden daha küçük parçalara bölünemeyen atom adında parçacıklardan oluşmaktadır.
Aynı elemente ait bütün atomlar kütle ve özellikleri bakımından aynıdır.
Bileşikler, 22 veya daha fazla atomun ya da elementin birleşmesinden oluşmuştur.
Bütün kimyasal tepkimelerde, atomlar yeniden düzenlenirler.
Dalton'un fikirleri modern atom teorisinin temellerini oluşturur. Ancak kullandığı varsayımlarından birinin, daha sonra yanlış olduğu ispatlanmıştır. Dalton, atomların −minusküçük, sert küreler−minus maddenin en küçük birimi olduğunu ve kendilerinden daha küçük parçalara bölünemediğini düşünüyordu. Fizikteki deneyler, atomun daha da küçük parçacıklardan oluştuğunu gösterene kadar bu varsayım sürdürüldü. Bu makalede, elektron ve çekirdeğin keşfedilmesine yol açan bazı önemli deneylerden bahsedeceğiz.
J.J. Thomson ve elektronun keşfi
Fizikçi J.J. Thomson, katot ışın tüpleri ile , point yüzyılın sonlarına doğru deney yapmaya başlamıştır. Katot ışın tüpleri, içindeki havanın büyük kısmının boşaltılmış olduğu kapalı cam tüplerdir. Tüpün bir ucundaki iki elektroda yüksek voltaj uygulanır, bu da bir parçaçık demetinin katottan (negatif yüklü elektrot) anoda (pozitif yüklü elektrota) akmasına neden olur. Bu tüplere katot ışın tüpleri denir, çünkü parçacık demeti veya "katot ışını" katotta oluşmaktadır. Işın, anodun arkasındaki tüpün uzak ucunu fosfor olarak bilinen bir malzemeyle boyayarak tespit edilebilir. Fosfor, katot ışınından etkilendiğinde parlar veya ışık yayar.
Thomson, parçacık özelliklerini test edebilmek için katot ışınının etrafına iki adet ters yüklü elektrik plakası yerleştirmiştir. Katot ışını negatif yüklü elektrik plakasından pozitif yüklü elektrik plakasına doğru sapmıştır. Bu da katot ışınının negatif yüklü parçacıklardan oluştuğunu göstermiştir.
Thomson aynı zamanda tüpün her iki yanına iki mıknatıs yerleştirmiş ve bu manyetik alanın da katot ışınını saptırdığını gözlemlemiştir. Bu deneylerin sonuçları, Thomson'ın katot ışın parçacıklarının kütle/yük oranını belirlemesine yardımcı olmuş ve bu da büyüleyici bir keşfe −minusher bir parçacık kütlesinin bilinen herhangi bir atomunkinden çok daha küçük olduğu−minus zemin hazırlamıştır. Thomson, deneylerini elektrot materyali olarak farklı metalleri kullanarak tekrarlamış ve katot ışınının özelliklerinin katot materyali ne olursa olsun sabit kaldığını bulmuştur. Thomson bu bulguları ışığında şu sonuçlara varmıştır:
Katot ışını negatif yüklü parçacıklardan oluşmuştur.
Parçacıkların atomun bir parçası olması gerekir, çünkü her parçacığın kütlesi bir hidrojen atomunun kütlesinin sadece ∼\simstart fraction, 1, divided by, , end fraction kadarıdır.
- Bu atom altı parçacıklar tüm elementlerin atomlarında bulunabilir.
Başta tartışmalara yol açsa da Thomson'ın keşifleri bilim insanları arasında yavaş yavaş kabul görmeye başlamıştı. Sonunda, Thomson'ın katot ışını parçacıklarına daha alışılmış bir isim olan elektron adı verildi. Elektronun keşfiyle, Dalton atom teorisinin atomların bölünmez olduğunu varsayan kısmı çürütülmüş oldu. Ve artık, elektronların varlığını hesaba katmak için tamamen yeni bir atom modeline ihtiyaç duyuluyordu.
Kavram kontolü: Thomson elektronların neden bütün elementlerin atomlarında bulunabileceği sonucuna varmıştır?
Erikli puding (üzümlü kek) modeli
Thomson atomların genel olarak nötr yüke sahip olduklarını biliyordu. Bu nedenle, elektronlardaki negatif yükü dengelemek için atom içinde pozitif bir yük kaynağı olması gerektiğini düşünüyordu. Bu sayede Thomson, atomların dağınık pozitif yüklü bir çorbanın içinde yüzen negatif yükler olarak tanımlanabileceğini öne sürdü. Bu model, ünlü bir İngiliz tatlısı olan erikli pudinge (aşağıdaki resimde gösterilmiştir) çok benzediği için erikli puding modeli olarak adlandırılır. Buna "üzümlü kek" modeli diyenler de vardır.
Atomların gerçek yapısı hakkında bildiklerimizi göz önünde bulundurduğumuzda, bu model biraz gerçek üstü gelebilir. Neyse ki, bilim insanları Thomson'ın erikli puding modelinin geçerliliğini test etmek de dahil olmak üzere atomun yapısını araştırmaya devam etti.
Kavram kontrolü: Thomson ayrık negatif yüklerin pozitif yüklü bir "denizde" yüzdüğü bir atom modeli önermişti. Thomsun'ın deneysel sonuçlarını açıklayabilecek başka bir atom modeli düşünebilir misiniz?
Ernest Rutherford ve altın levha deneyi
Atom tarihinde çığır aşan bir başka deney de kariyerinin çoğunu İngiltere ve Kanada'da geçirmiş Yeni Zelandalı fizikçi Ernest Rutherford tarafından gerçekleştirilmiştir. Meşhur altın levha deneyinde Rutherford, çok ince bir saf altın levha üzerine αalpha parçacıklarından (alfa parçacıkları olarak telaffuz edilirdi) oluşan ince bir ışın demeti yöneltmiştir. Alfa parçacıkları, helyum çekirdekleri (24He2+)left parenthesis, start subscript, 2, end subscript, start superscript, 4, end superscript, start text, H, e, end text, start superscript, 2, plus, end superscript, right parenthesis olup, çeşitli radyoaktif bozunma işlemlerine maruz bırakılmıştır. Bu deneyde Rutherford, üzerinde iğne deliği kadar küçük bir delik olan kurşundan yapılmış kutu içine bir radyum numunesi (radyoaktif bir metal) yerleştirmiştir. Işınımın çoğu kurşun tarafından emilmiş, ancak αalpha parçacıklarından oluşan ince bir ışın demeti altın levha yönündeki iğne deliğinden dışarıya çıkabilmiştir. Altın levha αalpha parçacık çarptığında yanıp sönecek bir dedektör ekranı ile çevriliydi.
Rutherford, Thomson'ın erikli puding modelini temel alarak αalpha parçacıklarının çoğunun altın levhadan doğrudan geçeceğini öngörmüştü. Bunun nedeni, erikli puding modelindeki pozitif yüklerin atom hacminin tamamına yayılmış olduğuna dair olan varsayımdı. Bu yüzden, pozitif yüklü "çorbadan" kaynaklı elektrik alanı, göreceli olarak büyük ve hızlı hareket eden αalpha parçacıklarının izleyecekleri yolu değiştirmek için önemli ölçüde etkilemek için çok zayıf kalacaktı.
Deneyin sonuçları yine de çarpıcıydı. αalpha parçacıklarının neredeyse tamamı altın levhadan doğrudan geçerken, bazı αalpha parçacıkları (yaklaşık 'de 11) yolundan 90∘90, degrees'den fazla sapmıştı! Rutherford sonuçları şu benzetmeyle açıklamıştı: "Bu, hayatımda başıma gelen en inanılmaz olaydı. Tıpkı bir parça kâğıt mendile cmstart text, c, m, end textlik bir mermi atmışsınız, mermi de geri dönüp size çarpmış gibi inanılmazdı".
Deney sonuçlarına dayanarak, Rutherford atomun yapısı hakkında şu sonuçlara ulaşmıştır:
Pozitif yük, atom kütlesinin çoğunu içeren çok küçük bir atom hacmi üzerine yerleşmiş olmalıdır. Bu, αalpha parçacıklarının çok küçük bir kısmının, büyük olasılıkla altın çekirdeğiyle arada çarpışmasına bağlı olarak nasıl büyük ölçüde saptırıldığını açıklıyor.
αalpha parçacıklarının çoğu altın levhadan doğrudan geçtiği için atom çoğunlukla boşluktan oluşmuş olmalıdır!
Tüm bunların sonucunda Rutherford, atomun negatif yüklü elektronlarla çevrili çok küçük pozitif yüklü bir çekirdekten oluştuğu çekirdek modelini önermiştir. Rutherford, deneyinde saptırılan αalpha parçacıklarının sayısına dayanarak çekirdeğin atom hacminin çok küçük bir bölümünü kapsadığını hesaplamıştır.
Çekirdek modeli Rutherford'un deney sonuçlarını açıklamış, fakat başka soruları da beraberinde getirmiştir. Örneğin, elektronlar atomda ne yapıyordu? Karşı yükler birbirini çekiyorsa, elektronlar çekirdeğe kapılmaktan nasıl korumuştu kendilerini? Neyse ki, bilim, bu meydan okumaya hazırdı! Niels Bohr gibi fizikçiler, sonunda modern kuantum mekanik modeline evrilen çekirdek atom modelini test etmek için deneyler tasarlamaya devam etmişlerdir.
J.J. Thomson'ın katot ışın tüpleriyle yaptığı deneyler bütün atomların çok küçük negatif yüklü atom altı parçacıklar veya elektronlar içerdiğini göstermiştir.
Thomson, negatif yüklü elektronların pozitif yüklü "çorba" içine gömülü olduğu erikli puding atom modelini önermiştir.
Rutherford'un altın levha deneyi, atomun küçük, yoğun, pozitif yüklü bir çekirdeği olduğunu ve çoğunlukla boşluktan oluştuğunu göstermiştir.
Bu sonuçlara dayanarak, Rutherford çekirdek atom modelini önermiştir.
nest...
257588 257589 257590 257591 257592