12.sınıf fizik atom fiziğine giriş, atom modelleri konu anlatımı, Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr ve Modern atom modeli ders notları.
Atom fiziğine giriş
1. Bölüm: Atom modelleri
Bohr atom modelini ayrıntılı incelemeden önce, Bohr atom modelinden önce ve sonra hangi atom modelleri ileri sürülmüş, bilim insanları atom için hangi görüşleri ortaya koymuş ve bu görüşlerin hangileri yanlışlanmış, çürütülmüş, hangileri halen geçerli inceleyelim.
Dalton atom modeli
Dalton tarafından açıklanan atom modeline göre;
1- Her element atom adı verilen çok küçük ve bölünemeyen taneciklerden oluşmuştur. Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşamazlar ve bölünemezler.
2- Bir elementin bütün atomlarının kütlesi (ağırlığı) ve diğer özellikleri aynıdır. Fakat bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır.
3- Kimyasal bir bileşik iki ya da daha çok sayıda elementin basit sayısal bir oranda birleşmesiyle oluşur.
Dalton atom modeli elektriksel yapıdan uzaktır ve bir bilardo topu gibi düşünebilir. Atomun elektriksel yapı olmaması nedeniyle bu model terk edilmiş, Thomson tarafından yeni bir model ortaya atılmıştır.
Thomson atom modeli
Thomson tarafından açıklanan atom modeline göre;
1- Atom küre şeklindedir ve çapı yaklaşık 10-10 metredir.
2- Atom artı yüklü maddeden oluşmuştur
3- Elektronlar bu artı madde içinde gömülüdür ve hareketsizdir.
4- Elektronların kütlesi yok denecek kadar azdır ve bu nedenle atomun tüm kütlesini bu artı yüklü madde oluşturur.
5- Atom nötr dür.
Thomson atom modeline üzümlü kek modeli denir. Üzümler eksi yükleri, kekin hamur kısmı artı yükleri temsil eder. Bu modelde eksi ve artı yüklerin atomda homojen dağılmış olması fikri Rutherford tarafından çürütülmüştür.
Rutherford atom modeli
Altın bir levhaya alfa parçacıkları gönderdi ve bu parçacıkların saçılmalarını inceleyerek kendi modelini oluşturdu.
Rutherford tarafından ortaya atılan modele göre;
1- Atom boşluklu bir yapıya sahiptir.
2- Atomda pozitif yükler bulunmaktadır.
3- Atom çekirdekli yapıdadır.
4- Çekirdekte artı yükler bulunmaktadır.
5- Elektronlar çekirdek etrafında dönmektedir.
6- Atom nötr dür.
Bu model için güneş sistemi benzetmesi yapılmıştır. Gezegensel model denir.
Rutherford nötrondan bahsetmemiştir.
Ayrıca elektronların çekirdeğe neden düşmediğini veya savrulmadığını açıklayamamıştır.
Bohr bu modeli temel alarak kendi modelini oluşturmuş.
Bohr atom modeli
Bohr atom modeli elektronlarla ilgili Rutherford atom modelinde açıklanamayan bazı durumları açıklamıştır.
Kısaca Bohr’a göre;
1- Elektronlar çekirdek etrafında elektriksel çekim kuvveti (Coulomb) etkisiyle dolanırlar.
2- Elektronlar açısal momentumu h/2π tam katları olan kararlı yörüngelerde ışıma yapmadan dolanırlar.
3- Elektronlar bir üst yörüngeden daha alt yörüngeye kendiliğinden geçiş yaptığında iki yörünge arası enerji farkı kadar foton yayar. Buna ışıma denir.
Bohr modeli sadece tek elektronlu atom ve iyonları açıklayabilmektedir.
Atomik bağları ve molekül oluşumunu açıklayamamaktadır.
Bohr modeli mekanik fizikle açıklanmıştır, ancak kuantum etkileri olduğu için önemli bir modeldir.
Modern atom modeli
Atomun daha karmaşık yapıda olduğunu düşünen bilim insanları atomu incelemek için kuantum fiziği denilen yeni bir alan oluşturdular. W. Heisenberg ve E. Schrödinger Bohr atom modelindeki eksikleri ele alıp, modern atom teorisini ortaya koydular.
1- Elektron bulunduğu konum tam olarak bilinemez. (W. Heisenberg, Belirsizlik ilkesi)
2- Elektronun çekirdek etrafında bulunma olasılığı olan bölgeler vardır. Bu bölgelere elektron bulutu denir.
3- Elektronun yerini tespit etmek kuantum sayıları kullanılır. (E. Schrödinger)
Modern atom teorisi günümüzde kabul gören atom modelidir.
