21 Kasım 2011 11:31
Evrendeki her şey belirli ana maddelerden yapılmıştır. Bu ana maddelere “kimyasal elemanlar” denir. Elemanlar “atom” denen küçücük zerreciklerden meydana gelmiştir. Grekçeden gelme bir kelime olan atom “bölünmez” anlamına gelir.
Atom, eskiden sanıldığı gibi, kütle halinde bir madde değildir; içinde birçok boşluklar vardır. Atomu “maddenin en küçük parçası” diye de tanımlayamayız. Ancak “maddenin belirli kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçasıdır” diyebiliriz.
Atomu minyatür bir güneş sistemi gibi düşünebiliriz. Sistem’in merkezinde “çekirdek” vardır. Atomun bütün kütlesi çekirdekte toplanmıştır. Çekirdek pozitif (artı) elektrik yüklüdür. Çekirdeğin çevresinde küçücük, hemen hemen ağırlıksız zerrecikler döner. Bunlara “elektron” denir. Elektronlar negatif (eksi) elektrik yüklüdür. Çekirdekle elektronlar arasındaki çekim atomun parçalanmamasını sağlar. Atomlar çok, ama çok küçüktür.
Çekirdek iki tür zerrecikten meydana gelmiştir: “Protonlar” ve “Nötronlar”. Proton pozitif (artı) elektrik yüklüdür, nötron ise nötrdür. Bir protonun elektrik yükünün değeri, bir elektronunkine eşittir; yalnız proton artı, elektron eksi elektrik yüklüdür. Bir atomda eşit sayıda proton ve elektron vardır. Dolayısıyla atom elektrik bakımından nötrdür. Protonun kütlesi elektronun kütlesinin 1.800 katıdır (160 milyon milyon milyon milyon protonun ağırlığı ancak bir gramı bulur).
Nötronların kütlesi de hemen hemen protonlar kadardır. Büyük kuvvetler sayesinde nötronlar çekirdek içinde durur. Bildiğimiz hidrojen dışında, bütün atomların çekirdeklerinde nötronlar vardır. Hidrojenden sonra en basit atom olan helyumun çekirdeğinde iki nötron, iki proton vardır. Bir elemanın atomları hep aynı durumda değildir. Çekirdeklerindeki nötron sayıları değişebilir. Nötronun elektrik yükü olmadığından, atomun çekirdeğinde değişik sayıda nötron bulunması, o atomun kimyasal özelliklerini değiştirmez. Nötron sayısının az ya da çok olması atomun yalnız kütlesini değiştirir.
Bir elemanın ağırlıkça birbirinden farklı atomlarına o elemanın “izotopları” denir. Genellikle Doğa’da bir elemanın daha çok, belli bir izotopu bulunur. Örneğin, demiri alalım. Demirin Doğa’da en çok bulunan izotopunun çekirdeğinde 30 nötron, 26 proton bulunur. Bunun yanısıra, çekirdeğinde 28, 31 ve 32 nötron bulunan başka demir izotopları da vardır.
Bir atomun kimyasal özellikleri, çekirdek çevresindeki elektron’ların düzenlenmesine bağlıdır. Yüksüz atomdaki elektronların sayısı, proton sayısına, dolayısıyla da atom numarasına eşit olmalıdır. Serbest atomun elektronları, herbiri tek bir enerji düzeyine karşılık olan, çok iyi belirlenmiş kuvantum düzeylerini doldururlar. Enerji düzeyleri, her biri bir baş kuvantum sayısıyla gösterilen, büyükçe bölümler biçiminde gruplandırılırlar. Bölümlerdeki enerji düzeyleri, daha ayrıntılı olarak, s, p, d ve f alt düzeylerine ayrılırlar. Çeşitli alt düzeyler, yalnızca belirli sayıda elektron alabilirler. Her düzeyin alabileceği en büyük elektron sayısı s için iki, p için altı, d için on ve f için on dörttür. Verilen bir düzey (ya da elektronların yerleşme düzeyi), önce baş kuvantum sayısı, ardından alt yüzeyin harfi yazılarak, sözgelimi ‘3s’ biçimde tanımlanır. Çok sayıda kullanılabilir elektron düzeyleriyle çevrelenmiş bir atomda elektronlar, kabaca artan kuvantum sayılarını izleyerek yerleşirler. Sözgelimi, helyum (He) atomunun, atom numarası 2’dir. Dolayısıyla, en düşük enerji düzeyini dolduran iki elektronu vardır; yani iki elektron da 1s düzeyinde bulunur. Öte yandan argonda (A), 18 elektron vardır ve 1s, 2s, 2p ve 3p düzeyleri dolmuştur.
Argonun elektron durumu, 1s22s2p63s2p6 biçiminde yazılabilir (harflerin üstünde bulunan sayılar, her enerji düzeyinde bulunan elektronların sayısını göstermektedir). Buna göre, 1s düzeyinde iki, 2s düzeyinde iki, 2p düzeyinde altı, 3s düzeyinde iki ve 3p düzeyinde altı (yani toplam 18) elektron vardır.
Peryodik çizelgede, elektron kabuklarının ilerleyen bir düzende dolduğu görülür. Çizelgede alt alta yeralan iki elementin özellikleri arasındaki benzerlik, bunların elektron sayıları arasındaki benzerlikten kaynaklanır. Sözgelimi, flüorun elektron durumu 1s22s2p5’tir. Birçok fiziksel ve kimyasal özellikleri açısından flüora çok benzeyen klorun elektron durumuysa, 1s22s2p63s2p5’tir. Her iki elementte de en dış elektron yapısı s2p5’tir. Dış kabuklar, elementlerin özelliklerini belirler. Özellikle en dış elektron bölgesinde, p düzeyinde aynı sayıda elektron bulunan elementler arasında, belirgin bir benzerlik vardır. Lityum, sodyum ve potasyum; berilyum, magnezyum ve kalsiyum; karbon, silisyum ve germanyum; halojenler ve asal gazlar incelendiğinde bu özellik açıkça ortaya çıkar. Asal gaz atomlarında, en dış elektronlar p düzeyini tam olarak doldurmuşlardır ve çekirdeğe kuvvetle bağlıdırlar. Bunlardan herhangi birinin, kimyasal bağlanma amacıyla koparılması güçtür. Öte yandan, atom, yanındaki bir atomdan elektron almaya önceden hazır değildir.
Temel Elektronik Devre Elemanlar Ve Açıklamaları
Atomlar ve atom numaraları
Atomlar ve atom kuramı
Kararlı atomlar nelerdır
Atomlar ve Elemanlar isimli yazıya yorum yazın.
Atomlar ve Elemanlar Konusunu değerlendirin.
« Zaman Rölesinin Çalışma Prensibi | Isıyı Frekansa Çeviren Devre Şeması »