ATOMUN TARİHSEL GELİŞİMİ

İnsanoğlu en eski çağlardan itibaren maddenin başlangıcını, kökenini ve özünü açıklamaya çalışmışlardır. Eskiden her şeyin bir tek ana maddeden geldiği düşüncesi vardı. Özellikle Yunan filozofları kainatın karışıklığını az sayıda ana maddeye indirgemeye çalışmışlardı.

Thales (M.Ö 640-546) Eski Yunan ve Avrupa felsefesinin büyük düşünürü Thales, maddenin ilk öğesi (arkhe) olarak suyu ileri sürmüştür. İlk öğe olduğundan dolayı toprağın suyun üzerinde bulunduğunu ve dünyanın su tarafından taşındığını söylemiştir. Şüphesiz Thales'e göre mevcut olan şey, sis, su ve toprak şekillerini alabilmelidir. Thales ana madde olarak suyu almakla, akıcılık özelliğinde kâinatın esas vasfını düşünmüş. Bu niteliğin aralıksız değişmesiyle de maddenin gaz, likid ve solid gibi üç ayrı fiziksel halinin meydana gelebileceğini ifade etmek istemiştir.

Anaksimandros(M.Ö 610-546) Thales’in öğrencisi Anaksimandros’a göre, “Her şeyin başlangıcı olan ana madde somut bir şey olarak düşünülmemelidir. Onun bir tek vasfı vardır ki oda sonsuz ve sınırsız oluşudur.” demiştir.

Anaximenes(M.Ö. 585 – 525?) Anaksimandros’un öğrencisi Anaximenes’e göre ise, ana madde hava idi.  "bir hava (soluk) olan ruhumuz bizi nasıl ayakta tutuyorsa, bunun gibi, bütün evreni (kosmos) de soluk ve hava sarıp tutar" demiştir.

Heraclitos (M.Ö. 535? - 475) Heraclitos ise,  ana maddenin ateş olduğunu öne sürerek, nesnelerin kendisinden gelip, kendisine gittikleri ilk maddenin ateş olduğunu söylemiştir. Ona göre dünyamız sonsuz canlı ateşten değişmeyle meydana gelmiştir ve bir vakit gelecek sonunda tüm-ateşe girecektir, böylece akış yeniden başlayacaktır demiştir.

Empedocles(M.Ö 490-430) Empedocles’in ise; iki önemli düşüncesi vardır: Bunların ilki, temel öğenin birden fazla olduğunu kabul etmesidir. Kendisinden önceki düşünürlerin öne sürdüğü temel öğeler su, hava ve ateşti. Empedocles ise bunlara bir de toprak öğesini eklemiştir. İkinci özgün düşüncesi ise bu temel öğelerin birleşip ayrılması için bir hareket ettirici güç olması gerektiğidir. Empedocles bu gücü sevgi ve nefret gibi iki tanrısal kuvvet ile açıklamıştır. Sevgi, öğeleri birleştirir, nefret ise bunları birbirinden ayırır. Ayrıca Empedocles, temel öğelerin niteliksel olarak değiştirilemeyeceğin tezini savunmuştur.

Leukippos(M.Ö ?-430) Bu dört temel öğe Leukippos’un ellerinde biraz daha gelişerek yerine her şeyin görülemeyecek ve hissedilemeyecek kadar küçük parçacıklardan oluştuğu görüşü ağırlık kazanmaya başlamıştır.

Democritus, (M.Ö. 460-370 ) Leukippos’un öğrencisi Demokritos ise bu düşünceye birde parçalanamazlık özelliği eklemiştir. Demokritos, “Hiçlikten hiçbir şey oluşmaz.” Demiştir. Atom sözcüğü Yunanca da “bölünmez anlamındaki “atomas” sözcüğünden gelir.

Aristoteles(M.Ö 384-321) Dört temel öğenin yanı sıra dört de temel nitelik vardı: Sıcaklık, soğukluk, ıslaklık ve kuruluk. Her öğenin yapısı, Aristo’nun ‘ikili birleşim’ dediği biçimde, bu niteliklerden oluşmaktaydı. Yani toprak, soğukluk ve kuruluktan. Su, soğukluk ve ıslaklıktan, Hava, sıcaklık ve ıslaklıktan, ateş ise sıcaklık ve kuruluktan oluşmaktaydı. İşte Ortaçağ’da pek büyük rol oynamış olan Aristo’nun dört element teorisinin başlangıcı budur. Şüphesiz bunlar bugünkü manada birer element değildirler. Zira bugünkü manada bir element başka cisimlerin birleşiminde bulunan cisimlerdir.

Ortaçağda(476-1453) Şark Simyacıları Aristo’nun 4 elementine cıva, kükürt ve tuz gibi elementleri de ilave etmişlerdir. Yalnız bunlarla bugün aynı adı taşıyan cisimler arasında hiçbir ilişki yoktur. Ortaya atılan bu teorilerden dolayı ilim tarihinde karanlık bir devre olarak yer almıştır.

Robert Boyle(1626-1691) İlmi bütün bunlardan ilk defa kurtaran ve kimyasal elementin modern mânasını ilme sokan Robert Boyle olmuştur. Boyle denel temelden yoksun bir hipotezi kabul etmeyi kesin olarak reddetmiştir. Madde kavramıyla düşünen bir bilgindir. Ona göre elementleri özellik olarak değil madde olarak almak lâzımdır. Element demek, sadece daha basit maddelere ayrılamayan madde demektir. Öteki cisimler bunların bileşikleridir. Bu bakımdan Boyle'a ilk kimyacı gözüyle bakılabilir. Boyle bir atomistikçidir.

Boyle sayesinde neticeye epeyce yaklaşılmış iken XVIII Boyle sayesinde neticeye epeyce yaklaşılmış iken XVIII. Yüzyıl kimyacıları, mevcut vakâları hiç düşünmeden ve üstelik bunlarla çelişme halinde olmasına rağmen eski Yunandan kalma bir zihniyet mirasıyla genel fikirler başvurmuşlardır. XVIII. Yüzyıl flogiston devridir. . Üç çeyrek yüzyıl zarfında kimyaya hâkim olan bu teori, element kavramının gelişmesine hiç de müsait değildi ; zira maddenin temel özelliği olan kütleyi hiç göz önüne almıyordu.

LAVOISIER(1743-1794) Yeni kimyanın kurucusu büyük âlim LAVOISIER ile kantitatif kimya çağı doğmuş ve flogiston teorisi ortadan kalkmıştır. Lavoisier ile madde gerçek manâsını almış ve elementin kantitatif tarifi verilmiştir. Lavoisier için element, eldeki vasıtalarla ayrıştırılamayan cisimdir. Ancak maddenin gerçek anlamı anlaşıldıktan ve elementin gözlem ve denemeye uygun doğru bir tarifi verildikten sonradır ki modern atomistik'in doğuşu beklenebilirdi ve gerçekten de öyle olmuştur.

Yeni Atom Teorisi Eskilerin atomistik kavrayışıyla bugünkü arasında büyük fark vardır. Eskisi tamamiyle felsefîydi ve hiçbir deneye dayanmıyordu.. Halbuki bugün biz atom için, içinde karışık bir teşkilât, karışık kuvvet alanları, daha küçük tanecikler ve bunların arasında büyük boşluklar bulunan bir yapı olarak kabul ediyoruz.

JOHN DALTON(1766-1844) Atomistik'in ilmî kimliğiyle ilimde yer alabilmesi, kimyacılar sayesinde mümkün olmuştur. Bizim için modern atom teorisinin baş kurucusu, kimyanın ilerlemesinde büyük rolü olan JOHN DALTON (1803)'dur. 19. yüzyılın başlarında atom konusunda ilk bilimsel yaklaşımı yapan atomcudur.Ona göre atomlar içleri dolu ve parçalanamayan sert katı kürelere benzemektedir. John Dalton, maddeleri çok küçük yapı taşlarının topluluğu halinde bulunduğu fikrini ileri sürdü.

John DALTON’a göre maddeler atomlardan oluşmuş içi dolu sert kürelerden oluştuğunu ve parçalanamaz olduğunu söylemiştir. Dalton'un ortaya attığı bu model atomun iç yapısını açıklayamamış ancak bundan sonraki modellerin geliştirilmesinde önemli rol oynamıştır.

Thomson(1856-1940) 1897 yılında değişik gazlarda yapmış olduğu deneylerle her atomun elektron yükünün kütlesine oranını hesaplayarak elektronu keşfetmiştir. Elektron veren atomun artı (+, pozitif) yüklü olacağını ispatlamış, atom içerisinde  proton ve elektronun homojen olarak dağıldığını tanımlamıştır. Bu yüzden bu modele üzümlü kek modeli de denilmektedir. Thomson atom modelinin en büyük başarısı, atomun yapısındaki elektronların keşfi olmuştur.

Ernest Rutherford (1871-1937) 1909 yılında Thomson modelinin doğru olup olmadığını anlamak için bir deney düzeneği geliştirmiştir. 1911 yılında Rutherford kendi atom modelini ileri sürmüştür.Rutherford’a göre pozitif yüklerin tamamı çekirdek denilen merkezlerde toplanmıştır.Çekirdek etrafında büyük boşluklar vardır ve elektronlar bu boşluklarda çekirdek etrafında dairesel yörüngede hareket ederler.Atomun kütlesinin tamamı çekirdek etrafında toplanmıştır.Böylelikle Rutherford atom modelini güneş sistemine benzetmiştir.

Niels Hendrik Bohr(1885-1962) 1913 yılında kendinden önceki Rutherford Atom Modelinden yaralanarak yeni bir atom modeli fikrini öne sürdü. Bohr atom modeline göre, çekirdeğe en yakın enerji seviyesine dairesel hareket yapan elektron kararlıdır, ışık yaymaz. Bohr atom modeli öncesi diğer atom modellerinde, atomun çekirdeğinde, (+) yüklü proton ve yüksüz nötronların bulunduğu, çekirdeğin etrafında dairesel yörüngelerde elektronların dolaştığı ifade edildi. Bugünkü bilgilerimize göre; Bohr kuramının, elektronların dairesel yörüngelerde hareket ettikleri ifadesi yanlıştır.

Modern Atom Teorisi 1924 yılında Fransız Louis de BROGLİE(1892-1987), maddenin ışık gibi hem dalga hem de parçacık özelliği gösterdiğini ileri sürdü..

1925 yılında Alman fizikçi Werner HEİSENBERG(1901-1976) belirsizlik prensibini ortaya atmıştır. Bu prensibe göre,”Bir elektronun bulunduğu yeri ve o yerdeki hızını aynı anda ölçmek mümkün değildir.” Bu prensib Bohr modelindeki atomun yerinin bilinmesi teorisini çürütmüştür.

1926 yılında Avusturyalı fizikçi SCHRÖDİNGER(1887-1961),teorileri birleştirerek, atomun dalga mekaniği modelini yani modern atom teorisini geliştirmiştir.