ATOMUN YAPISI

               

                               ATOMUN YAPISI

       Madde, atom adı verilen taneciklerden oluşur.Atom maddenin yapı taşıdır.Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.
Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler; negatif yükler ve pozitif yüklerdir. Atomu oluşturan parçacıklar; Proton ve nötron atomun çekirdeğinde yer alır. Elektron ise çekirdek etrafında dolanır.

         Atomu oluşturan tanecikler belli başlı özellikleri vardır.

Proton: Atomun çekirdeğinde bulunur. (+) yüklü bir parçacıktır. Kütlesi 1 akb’dir.

Nötron: Atomun çekirdeğinde bulunur. Kütlesi hemen hemen protona eşittir. Elektrik yükü taşımaz.Yani yüksüz bir parçacıktır.

Elektron: Atomun çevresinde çok büyük hızla dönen hareketli bir parçacıktır. Elektronlar çekirdek etrafında farklı enerji seviyelerinde dolanır.
 *Atom çekirdeğinin çapı, atom çapının 100 binde biri kadardır. Atom çekirdeğinde yüklü olarak sadece protonlar bulunduğu için, atomun çekirdek yükü daima (+) artıdır.
*1 Karbon atomunun kütlesinin 1/12’sine, 1 atomik kütle birimi adı verilmiştir. Atomik kütle birimi akb ile gösterilir.
1 Karbon atomu = 12 akb’dir.
*Kimyasal hesaplamalarda atomların kütleleri gram cinsinden değil, akb cinsinden alınır.

Atom numarası: Bir element atomunun çekirdeğinde bulunan proton sayılarının toplamına, atom numarası adı verilir. Atom numarası Z ile gösterilir.
Z = p

Kütle numarası: Bir atomun çekirdeğindeki proton ve nötron sayılarının toplamı, o atomun kütle numarasını verir. Kütle numarası A ile gösterilir.
Kütle numarası = Proton sayısı + Nötron sayısı
A = p + n

Nötr ve Yüklü Atom: Bir atomdaki proton ve elektron sayıları birbirine eşitse 
bu atoma nötr atom denir. Nötr atomda (+) ve (–) yükler birbirine eşittir.

   Kısaca;

-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)

-Atom Numarası = Proton Sayısı = Çekirdek Yükü = Elektron Sayısı

Örneğin: nötr karbon atomunda 6 proton 6 elektron vardır. Nötr atomda, 

p = e’dir.

       Atomlar elektron alıp verebilirler. Ancak çekirdekte bulunan proton ve nötronu alıp veremezler.

ÖRNEK: Nötr bir magnezyum atomunda proton sayısı 12, nötron sayısı 13’tür. 

Bu atomun;

a. Elektron sayısı nedir?

b. Kütle numarası nedir?

          Çözüm

    a. Nötr atomda elektron ve proton sayısı birbirine eşittir. O hâlde, p = e = 12 dir.

    b. Kütle no = A = p + n

    p = 12, n = 13 olduğuna göre, A = 12 + 13 = 25

(–) yüklü atom

Eğer bir atom dışarıdan elektron alırsa, (–) yük sayısı (+) yük sayısından 

fazla olur. Bu durumda atom (–) yüklü olur. 

Örneğin nötr flüor atomunun 9 elektronu, 9 protonu vardır. 

Flüor atomu 1e– alınca 10 elektronlu ve (–) yüklü olur.

(+) yüklü atom

Eğer bir atom bir elektronunu kaybederse, (+)

yük sayısı (–) yük sayısından fazla olur. Bu durumda

atom (+) yüklü olur.

Örneğin nötr lityum atomunun 3 protonu 3 elektronu

vardır. Lityum 1e– verirse 2 elektronlu ve (+)

yüklü olur.

                                       Elementlerin Sembollerle Gösterilmesi

         Kimyasal hesaplamalarda maddelerin Lâtince isimleriyle işlem yapmak zordur. Bunun yerine elementlerin Lâtince isimlerinin kısaltmalarından oluşan semboller kullanılır.

Element sembollerinde ilk harf her zaman büyük, varsa diğerleri daima küçük yazılır.

    

    Örneğin;

Hidrojen H, Helyum He, Karbon C

Kalsiyum Ca, Bor B, Berilyum Be

Element sembolünün sol üst köşesine atomun kütle numarası, sol alt köşesine ise atom numarası yazılır.

                                                      Elektron Dağılımı

       Elektronlar çekirdek çevresinde belli enerji seviyelerinde ve belli sayılarda dolanır. Enerji seviyeleri çekirdekten dışa doğru, 1. seviye, 2. seviye, 3. seviye şeklinde sıralanır. Bazen enerji seviyeleri, K, L,M, N... harfleriyle de gösterilir.

  1. seviyede en fazla 2 elektron bulunur.

  2. seviyede en fazla 8 elektron bulunur.

 Bir enerji seviyesinde bulunabilecek en fazla elektron sayısı, 2 n2 bağıntısı ile hesaplanır. (n, enerji seviyesini gösterir.)

    Atomun en dış enerji seviyesinde en fazla 8 elektron bulunabilir. En dış enerji seviyesinde 8 elektron bulunduran elementlere soy gazlar ya da asal gazlar adı verilir. Bunun tek istisnası helyumdur. Helyum elementi soy gaz olduğu hâlde 2 elektronu vardır.

                                      

                                                                İYON

     Pozitif(+) ya da negatif(-) elektrik yüküyle yüklenmiş atom veya atom gruplarına iyon denir. İki tür iyon vardır;

Pozitif iyon: Nötr atomdan elektron uzaklaştırılması sonucu oluşmuştur

Negatif iyon:Nötr atoma elektron ilavesi sonucu oluşur.

                                                           İZOTOPLAR

              Belli bir elementin bütün elementlerinin atom numarası aynıdır.Fakat bazı elementler kütle numarası bakımından farklılık gösteren çeşitli tipte atomlardan oluşmuştur.Aynı atom numarasına fakat farklı kütle numarasına fakat farklı kütle numarasına sahip atomlara İZOTOP atomlar adı verilir.

              Görüldüğü gibi izotoplar çekirdeklerindeki nötron sayısı bakımından farklıdırlar;bu da doğal olarak atom kütlelerinin farklı olduğu anlamına gelir.Bir atomun kimyasal özellikleri ilke olarak atom numarası ile belirtilen proton ve elektron sayısına bağlıdır.Bundan dolayı bir elementin izotopları birbiri ile hemen hemen aynı olan kimyasal özelliklere sahiptir.Bazı elementler doğada tek bir izotop halinde bulunurlar.Fakat çoğu elementlerin birden çok izotopu vardır.Örnek olarak kalayın 10 doğal izotopu vardır.

               Kütle spektrometresi  bir elementte kaç izotop bulunduğunu , her izotopun tam olarak kütlesini ve bağıl miktarını saptamak için kullanılır.Buharlaştırılmış madde , elektronlarla bombardıman edilerek artı yüklü iyonlar oluşturulur.Bu iyonlar eksi yüklü bir levhaya doğru çekilerek bu levha üzerinde bulunan dar bir aralıktan hızla geçirilirler.

                İyot demeti bundan sonra magnetik bir alan içinden geçirilir.yüklü tanecikler magnetik bir alan içinde dairesel bir yörünge izlerler.Taneciğin yükü arttıkça doğrusal yörüngesinden sapma da artar.Bu nedenle , magnetik bir alanda artı yüklü bir iyonun izlediği dairesel yörüngenin yarıçapı o iyonun e/m değerine bağlıdır.

                Değişik e/m değerine sahip iyonların bu son aralıktan geçmesi ise magnetik alan şiddeti veya iyonları hızlandırmak için kullanılan voltaj ayarlanarak sağlanır.Böylece aygıttaki farklı iyon türlerinden her biri bu aralıktan ayrı ayrı geçirilirler.

                   Atom iki kısımdan oluşur :
 1-Çekirdek (merkez)

 2-Katmanlar (yörünge; enerji düzeyi)

Çekirdek, hacim olarak küçük olmasına karşın, atomun tüm kütlesini oluşturur. Çekirdekte proton ve nötronlar bulunur. Elektronlar ise çekirdek çevresindeki katmanlarda bulunur.

    Elektronların çekirdek etrafında dönme hızı, 2,18.108 cm/sn’dir.                                                                       Elementlerin Çekirdekte bulunan protonlar, atomun ( o elementin) tüm kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirler. 

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. Proton ve nötron, çekirdekte bulunduğu için sayıları değişmez.    

                                                        ATOM MODELLERİ

       Atom gözle veya en gelişmiş elektron mikroskopları ile bile görülemez. Maddenin kütlei olduğu halde maddeyi oluşturan atomların tek tek kütleleri ölçülemez ve atomlar duyu organları tarafından algılanamaz.
       Eski çağlardan günümüze kadar gözle görülemeyen atom hakkında çeşitli bilim adamları deneyler yapmışlar, atakkında ortaya konan her yeni model bir önceki modelin eksikliğini gidermiştir. Atom hakkında yapılan yeni deneyleri açıklayamayan modelin yerine de yeni bir model geliştirilmiştir.
Eski atom modellerinin bugün geçerli olmamasının nedeni, o modelleri geliştiren bilim adamlarının iyi düşünememesinden değil, o dönemde bilinenlerin bugün bilinenlere göre daha az olmasından kaynaklanır. (Dalton atom modeli açıklandığında o dönemde bilinenler dikkate alındığında o modeli geliştirmek, Bohr atom modelini geliştirmekten daha zordu).
       Atom hakkında Democritus, Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr ve De Broglie isimli bilim adamları ve filozoflar görüşlerini ortaya koymuşlar ve günümüzdeki atom modeli ortaya çıkmıştır. Günümüzde kullanılan atom modeli Modern Atom Teorisi sonucu ortaya konmuştur ve bugünkü model, yeni bir model bulununcaya kadar geçerliliğini sürdürecektir.

a) Democritus Atom Modeli (Democritus–M.Ö. 400) :
Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400’lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur. (Teosta yaşamıştır). Democritus, maddenin taneciklerden oluştuğunu savunmuş ve bu taneciklere atom adını vermiştir. Democritus, atom hakkındaki görüşlerini deneylere göre değil varsayımlara göre söylemiştir. Democritus’ a göre;
• Madde parçalara ayrıldığında en sonunda bölünemeyen bir tanecik elde edilir ve bu tanecik atomdur.
• Bütün maddeler aynı tür atomlardan oluşur.
• Maddelerin farklı olmasının nedeni maddeyi oluşturan atomların sayı ve dizilişi biçiminin farklı olmasıdır.
• Atom görülemez.
• Atom görülemediği için bölünemez. 

b) Dalton Atom Modeli (John Dalton 1766–1844) :
Atom hakkında ilk bilimsel görüş 1803 – 1808 yılları arasında İngiliz bilim adamı John Dalton tarafından ortaya atılmıştır. Dalton’ a göre;
• Maddenin en küçük yapı taşı atomdur. (Maddeler çok küçük, bölünemez, yok edilemez berk taneciklerden oluşur.)
• Atom parçalanamaz.
• Atom içi dolu küre şeklindedir.
• Bütün maddeler farklı tür atomlardan oluşmuştur.
• Maddelerin birbirlerinden farklı olmasının nedeni maddeyi oluşturan atomların farklı özellikte olmasıdır.
• Bir maddeyi oluşturan atomların tamamı birbirleriyle aynı özelliklere sahiptir.

c) Thomson Atom Modeli (John Joseph Thomson 1856–1940) :
Atomun yapısı hakkında ilk model 1897 yılında Thomson tarafından ortaya konmuştur. Thomson atom modeli bir karpuza ya da üzümlü keke benzer. Thomson’ a göre;
• Atom küre şeklindedir. (Çapı 10–8 cm)
• Atomda (+) ve (–) yüklü tanecikler bulunur.
• Thomson’a göre atom; dışı tamamen pozitif yüklü bir küre olup negatif yüklü olan elektronlar kek içerisindeki gömülü üzümler gibi bu küre içerisine gömülmüş haldedir.
• Atomlar, daha küçük taneciklerden oluştuğu için parçalanabilirler.

             ELEKTRON’UN KEŞFİ
    Maddenin yapısına ilk olarak modern yaklaşım Thomson’un katot ışınlarını inceleyerek elektronun keşfi ile başlar. Thomson: elektriksel gerilim uygulanan katot ışınları tüpünde katot ışınların negatif kutup tarafından itildiğini pozitif kutba doğru çekildiğini tespit etti.
Aynı cins elektrik yüklerinin bir birini itmesi ve farklı yük elektrik yüklerinin birbirini çekmesi nedeniyle Thomson katot ışınlarının negatif elektrik yüklerinden olduğu sonucu çıkardı.
Thomson deneyinde katot için farklı madde kullandığında ve deney tüpünün farklı gazla doldurulduğunda da katot ışınlarının aynı davranışta bulunduğunu gördü. Böylece elektronun maddenin cinsinin karakteristik bir özelliği olmadığını bütün atom cinsleri için elektronun her birinin aynı olduğunu neticesini ortaya koydu.
Elektron negatif yüklü olduğundan elektriksel alanda pozitif kutba doğru saparlar. Elektriksel alandaki bu sapmalar taneciğin yükü (e)ile doğru, kütlesi(m) ile ters orantılıdır. Yükün kütleye oranı (e/m) bir elektrik alanı içinde elektronların doğrusal yoldan ne kadar sapacağını gösterir.

              PROTONUN KEŞFİ
    Katot tüpleriyle elektron elde edildiği gibi, elektrik deşarj (boşalma ) tüpleri ile de pozitif iyonlar elde edilir. Bu tüplerde uygulanan yüksek gerilim sonucunda atomdan elektronlar koparılarak pozitif iyonlar oluşturulur. Oluşan bu pozitif iyonlar bir elektriksel alanda elektronun ters yönünde hareket ederek negatif elektrota (katota) doğru ilerler. Bu iyonların büyük bir kısmı hareketleri sırasında ortamdaki elektronlara çarparak nötral atomlar oluştururlar. Çok az bir kısmı ise yollarına devam ederek katota erişirler. Eğer ortası delikli bir katot kullanılırsa, pozitif parçacıklar delikten geçerler. Bu ışınlara pozitif iyonlar ya da kanal ışınları denir.
Pozitif iyonlar için e/m nin saptanmasında katot ışınlarının incelenmesinde kullanılan yöntemin hemen hemen aynısı kullanıldı. Katot ışınlarında katot maddesi ne olursa olsun elde edilen ışınların e/m oranı hep aynı bulunmuştu. Oysa pozitif ışınlarda elde edilen e/m oranı tüpteki gazın oranına göre farklı olduğu bulundu
d) Rutherford Atom Modeli (Ernest Rutherford 1871–1937) :
Atomun çekirdeğini ve çekirdekle ilgili birçok özelliğin ilk defa keşfeden bir bilim adamı Rutherforddur.
• Atom kütlesinin tamamına yakını merkezde toplanır, bu merkeze çekirdek denir.
• Atomdaki pozitif yüklere proton denir.
• Elektronlar çekirdek etrafında gezegenlerin Güneş etrafında dolandığı gibi dairesel yörüngelerde sürekli dolanırlar. Çekirdekle elektronlar arasında çekim kuvveti olduğu için elektronların çekirdeğe düşmemeleri için dolanmaları gerekir. (Yörünge daire şeklinde değil, enerji seviyesine karşılık gelen orbitallerde dolanır).
• Elektronların bulunduğu hacim çekirdeğin hacminden çok büyüktür.
• Çekirdekteki protonların sayısı (yük miktarı) bir maddenin bütün atomlarında aynı, fakat farklı maddenin atomlarında farklıdır.
• Çekirdekteki proton (yük) sayısı, elektron sayısına eşittir.
• Çekirdekteki pozitif yüklerin kütlesi yaklaşık atom kütlesinin yarısına eşittir.

e) Bohr Atom Modeli (Niels David Bohr 1875–1962) :
Bohr atom teorisi hidrojenin yayınma spektrumuna dayanılarak açıklanır. Bohr’ a göre;
• Elektronlar çekirdek etrafında belirli uzaklıklardaki katmanlarda dönerler, rasgele dolanmazlar.
• (Yüksek enerji düzeyinde bulunan elektron, düşük enerji düzeyine geçerse fotonlar halinde ışık yayarlar).
• (Kararlı hallerin tamamında elektronlar çekirdek etrafında dairesel yörünge izlerler).

f) Modern Atom Teorisi :
Günümüzde kullanılan atom modeli, modern atom teorisi sonucu ortaya konmuştur. Bu teoriye göre elektronlar çok hızlı hareket ettikleri için belirli bir yerleri yoktur. Yani elektronların bulunduğu kabuk kavramı yanlış bir kavramdır. Elektronların sadece bulunma ihtimalinin olduğu bölgeler bilinebilir ve elektronların bulunma ihtimalinin olduğu bölgelere elektron bulutu denir. (Elektronların yörüngeleri kesin olarak belli değildir).

BİRAZDA EĞLENELİM 

1) 

1)Kutuplu kovalent bağ
2)Farklı atomlar birleşerek oluşan maddelere verilen ad
3)Tek cins atom topluluğunun olusturdugu maddelerin genel adı
4)Cl+ nın okunuşu
5)Kimyasal tepkime çeşitlerinden birisi
6)Isı veren tepkime
7)Isı alan tepkime
8)Yakıcı,delici vetehlikeli maddelerin genel adı
9)Asit veya gaz oldugunu anlamaya yarayan araç
10)PH değeri 7 den fazla olan maddeler

2)  Neler Öğrenmişiz.. ?