Mar 10

Atom Ve Periyodik Sistem

Atomların Varlığı İle İlgili Teoriler

1. Dalton Atom Modeli
Bilimsel anlamda ilk atom modeli 1807 yılında Dalton tarafından geliştirildi. Dalton, elementlerin ve bileşiklerin birbirine dönüşebilmesini, bunlar arasında sabit oran ve katlı oran yasalarının bulunmasını atomun varlığına delil olarak gösterdi.

Dalton atom modelinin varsayımları şunlardır:
1.Madde, çok küçük, yoğun, bölünemez ve yok edilemez atomlardan oluşmuştur. (Çekirdek tepkimelerinden dolayı geçerliliğini yitirmiştir.)
2.Bir elementin atomları şekil, büyüklük, kütle ve özellik olarak birbirinin aynıdır, farklı elementlerin ki ise farklıdır. (İzotopların varlığı ile geçerliliğini  yitirmiştir.)
3.Bir elementin kimyasal tepkimelere katılabilen en küçük parçası atomdur.
4.Farklı element atomlarının belirli oranlarda birleşmesiyle moleküller oluşur. Bir bileşiğin molekülleri birbirinin aynıdır.

2. Thomson Atom Modeli
Thomson elektrik deşarj tüpleriyle yaptığı çalışmaların sonucunda, maddenin yapısında elektrikle yüklü taneciklerin varlığını saptamıştır. Yaptığı deneylerde tüm maddelerde negatif (-) yüklü taneciklerin (elektronların) varlığını gözlemiştir. Maddenin nötr yapıda olmasından dolayı (-) yüklü taneciklere eşit sayıda (+) yüklü taneciklerin de olması gerektiğini ileri sürmüştür. Atomun yapısında (+) ve (-) yüklü taneciklerin yani proton ve elektronun bulunduğunu belirten ilk modeldir.

Thomson atom modelinin varsayımları şunlardır:
1.Atomlar küre biçimli olup yapı çapları yaklaşık 10-10 m dir.
2.Atomlar elektriksel olarak nötrdür. Yani, atomdaki proton ve elektron sayıları birbirine eşittir.
3.Elektronlar atom içinde homojen olarak dağılmıştır.
4.Elektronların kütlesi, protonların kütlesine göre çok küçüktür. Bu nedenle atom kütlesinin büyük çoğunluğunu protonlar oluşturur.

3. Rutherford Atom Modeli
Rutherford, radyoaktif maddeden elde ettiği +2 yüklü alfa taneciklerini çok ince metal yaprak üzerine göndermiştir. Bu ışınların çok büyük bir kısmının sapmadan, az bir kısmının ise saparak metal yapraktan geçtiğini çok az bir kısmının ise geriye yansıdığını saptamıştır.
Rutherford, Thomson atom modeliyle bu sonuçları açıklayamamıştır. Atom homojen bir yapıda olsaydı, bütün parçacıklarının levhayı geçmesi veya geçmemesi gerekirdi. taneciklerinden bazılarının çok az sapması veya geri dönmesi, atom içinde (+) yüklü iyonların geçmesini zorlaştıran bir bölümün varlığını gösterdi. Bu nedenle Rutherford, atomda pozitif yükün ve kütlenin atom merkezinde çok küçük hacimde toplandığını düşündü ve bu bölüme çekirdek adını verdi. Deney sırasında sapan veya geri dönen  taneciklerinin çekirdeğe çok yakın gelen veya tam çekirdek üzerine isabet eden tanecikler olduğunu belirtti.

Rutherford atom modelinin varsayımları şunlardır:
1.Atomda pozitif yük ve kütle, atom merkezinde çekirdek olarak adlandırılan çok küçük bir hacimde toplanmıştır. Atomun yarıçapı 10-10 m, çekirdeğin yarı çapı 10-15 m civarındadır.
2.Çekirdekteki pozitif yük miktarı bir elementin bütün atomları için aynı ve diğer atomlarınkinden farklıdır. Pozitif yük sayısı atom kütlesinin yaklaşık yarısına eşittir.
3.Atomların  nötrlüğünü sağlamak üzere, proton sayısına eşit sayıda elektron, çekirdek etrafında bulunur. Atom hacminin büyük bir bölümü, çok hızlı hareket eden elektronlar tarafından doldurulur.

Rutherford modeli atomdaki elektronların hareketlerini açıklayamadığı gibi elektronların niçin çekirdek üzerine düşmedikleri sorusunu da yanıtlayamamaktadır.

Dalton, Thomson ve Rutherford atom modellerinde proton ve nötronlarla ilgili bilgiler verildi. Daha sonraki yıllarda Chadwick, atom çekirdeğinde nötron denilen yüksüz bir taneciğin varlığını saptamıştır. Bu şekilde, atomun üç temel tanecikten oluştuğu anlaşılmıştır. Daha sonraki yıllarda atomda, proton, nötron ve elektronun yanı sıra çok sayıda taneciğin bulunduğu anlaşılmıştır. Ancak atomların davranışlarını proton, nötron ve elektron sayıları belirler.

ATOMU OLUŞTURAN TEMEL TANECİKLER

Atomun temel tanecikleri, atom çekirdeğinde bulunan protonlar ve nötronlar ile çekirdeğin çevresinde bulunan elektronlardır.

Tanecik

Bulunduğu yer

Bağıl kütle(akb)

Bağıl yük

Proton(p+)

Çekirdek

1

+1

Nötron(n)

Çekirdek

1

0

Elektron(e-)

Çekirdek dışı

1/1836

-1

Proton sayısı   :  Atomları birbirinden ayıran temel sayıdır. Bir elementin tüm atomlarında proton sayısı aynı, farklı element atomlarında proton sayısı farklıdır.

 Nötron sayısı: Çekirdekteki yüksüz parçacıktır. Bir elementin tüm atomlarında farklı  ( izotop ), farklı element atomlarında aynı ( izoton )  sayıda olabilir.

Elektron sayısı: Kimyasal davranışı belirler. Bir atomun elektron sayısı değişince kimyasal özelliği değişir.

Çekirdekte bulunan taneciklere (p+n) nükleon denir.

Elementler sembollerle gösterilir. Sembol aynı zamanda o elementin atomunu da belirtir.

Herhangi bir elementin sembolünün sol üst köşesinde kütle numarası, sol alt köşesinde atom numarası sağ üst köşesinde ise iyonun ise yükü belirtilir.   

Atom numarası = proton sayısı =çekirdek yükü = nötr atomdaki elektron sayısı
Kütle numarası = proton sayısı+nötron sayısı = nükleon sayısı

Atomlar, sürtme, ısı ve ışık enerjisi gibi etkilerle elektron kazanarak negatif yüklü veya elektron kaybederek pozitif yüklü hale gelebilir. Yüklü atomlara iyon denir. Negatif yüklü iyonlara anyon, pozitif yüklü iyonlara da katyon denir. İyon yükü (q), iyondaki proton ve elektron sayıları arasındaki farka eşittir.

Yük : elektron vererek ( yükseltgenme) ya da elektron alarak (indirgenme)  ulaşılan değerliktir.
Yük = proton sayısı – elektron sayısı
p+ =  e-             Nötrdür.
p+ > e-                   Katyondur.
p+ <  e-                  Anyondur.
1910 da F. Soddy (F. Sodi) radyoaktiflikle ilgili çalışmalar yaparken uranyum atomunun farklı kütleli atomlarını bulmuş bu atomlara izotop adını vermiştir.

  İZOTOP : ( bX  -   cX  )  Atom numaraları aynı, kütle numaraları farklı olan atom ya da iyonlara denir. Başka bir deyişle proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atom ya da iyonlardır.

    Örneğin H ‘nin doğada üç izotopu vardır: 
    Hidrojen,    H  ; 1 p , 0 n
    döteryum    D ;  1 p , 1 n              
    trityum       T ;   1 p , 2 n  içerir.

  İzotop atomların
*Kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri farklıdır.
* Bir elementle oluşturdukları bileşik formülleri aynı, mol kütleleri farklıdır.
* Doğada bulunuş yüzdeleri farklıdır.Bu  nedenle elementler için ortalama atom kütlesinden bahsedilir.

Ortalama Atom kütlesi:
İzotopların doğadaki bolluk yüzdelerine göre kütlelerinin toplamıdır.
Ortalama atom kütlesi:%.KN1 +  %.KN2 +..

İZOBAR : (  bX – bY  )
Atom numarası farklı, kütle numarası aynı olan atomlara izobar atom denir. İzobar atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. Na-24 ve Mg-24 birbirinin izobarıdır.

 İZOTON :
 Atom ve kütle numaraları farklı nötron sayıları aynı olan atomlara izoton atom denir. İzobar atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri faklıdır.
19K(39) ve 20Ca(40)  birbirinin izotonudur. K nın nötron sayısı 39-19 dan 20, Ca nın 40-20 den yine 20 dir. Nötron sayıları eşit olduğu için bu iki element birbirinin izotonudur.

 İZOELEKTRONİK : Elektron sayıları aynı olan farklı atom ya da iyonlar. 11Na+1  ve 9F-1 iyonlarında eşit sayıda yani 10 ar elektronu vardır. Bu iki iyon birbirinin izoelektroniğidir.

 ALLOTROP  :
 Bir elementin aynı cins atomlarının farklı bağlanmış kristal ya da molekül şekillerinden  her biri birbirinin allotropudur.
Bazı elementlerin allotropları şöyledir:
Karbon: elmas ve grafit
Oksijen: oksijen ve ozon
Kükürt: rombik, amorf ve monoklin kükürt
Fosfor: beyaz, siyah ve kırmızı fosfor

  Allotropların ;
•         Atomlar arası bağ yapıları farklıdır.
•         Bağ yapılarının farklı olması nedeniyle fiziksel özellikleri farklıdır.
       (görünüm, erime ve kaynama sıcaklıkları, öz kütle ….)
•         Başka elementlerle tepkimeye girme yatkınlığı farklıdır.
•         Bir başka elementle oluşturduğu bileşiklerin formülleri aynıdır.
3. Bohr Atom Modeli
Rutherford atom modeli çekirdek çevresinde bulunan elektronların hareketlerini fizik yasalarına göre açıklamakta yetersiz kalmıştır. Bunun üzerine Danimarkalı Fizikçi Bohr bir elektronlu olan atom ya da iyonlar (1H, 2He+1, 3L+2…) için bir atom modeli geliştirmiştir.

Bohr atom modelinin varsayımları şunlardır:
Elektronlar çekirdek çevresinde yarı çapı belli  dairesel yörüngelerde bulunabilir. Bu yörüngelere enerji düzeyi de denir. Yörüngeler çekirdeğe yakınlık sırasına göre ya  K, L, M… gibi harflerle, ya da  1, 2, 3, …n  gibi  tam sayılarla gösterilir. Her enerji düzeyinin belirli bir enerjisi vardır.

Çekirdeğe en yakın enerji seviyesinin enerjisi en küçüktür. Çekirdekten uzaklaştıkça yörüngelerin enerjisi artar.

Hidrojen atomunda bir elektron en düşük enerjili yörüngede bulunur.  Bu yörüngelerden birinde bulunan elektron kendiliğinden  enerji yaymaz. Elektronu olası en düşük enerjili yörüngelerde bulunan atomun elektron dizilişine temel hal elektron dizilişi denir.

Atom dışarıdan enerji kazanırsa elektron aldığı enerjinin değerine bağlı olarak daha yüksek enerjili bir düzeye sıçrar. Böyle elektronlara uyarılmış elektron, atomlara da uyarılmış atom denir.

Uyarılmış elektron, daha düşük enerjili bir düzeye düşerken hareket ettiği iki enerji düzeyi farkına eşit enerjiyi dışarıya verir.

admin tarafından yazılmıştır


Yorum Yaz