ELEMENTLER ATOMLAR MOLEKÜLLER

Doğada ortak olarak tüm varlıkların yapıtaşı olarak bulunan yapıya element denir. Element, aynı cins atomlardan oluşan ve kimyasal yollarda daha basit ve farklı maddelere ayrılamayan saf maddelere denir. Elementler en küçük parçasına ayrıldığında yunancada bölünemeyen anlamına gelen atom sözcüğü ile isimlendirilir.

Elementler ciddi anlamda 18. yy da keşfedilmeye başlanmıştır Elementler ciddi anlamda 18. yy da keşfedilmeye başlanmıştır. Bunun nedeni Aristo' nun sadece 4 elementin (ateş,su,toprak ve hava) varlığına olan inancıdır, bu inanç kimyanın ilerlemesini önlemiştir. Elementlerin keşfi ile aynı yüzyılda atom teorileri ortaya atılmaya başlamıştır. Bu yüzden teorisiyle John Dalton keşif döneminin en büyük bilim adamlarındandır.

Günümüzde keşfedilmiş doğal durumda olan 92 element vardır Günümüzde keşfedilmiş doğal durumda olan 92 element vardır. Bunların dışında 18. yy da Pierre ve Marie Curie ' nin katkılarıyla radyoaktif elementlerin keşfi başlamıştır ve nükleer fiziğin doğuşuna zemin hazırlanmıştır. Nükleer çarpışmalar sonucu üretilen elementlerde vardır. Atom numaraları uranyumun atom numarasından daha büyük olduğu için (teknesyum hariç) transuranyum adını alırlar. Transuranyum elementlerinin hiçbiri kararlı yapıda değildir ve zaman içinde bozunarak başka elementlere dönüşürler.

Molekül bir birine bağlı bir grup atomun oluşturduğu kimyasal bileşiklerin en küçük temel yapısına verilen addır. Diğer bir ifadeyle bir molekül bir bileşiği oluşturan atomların eşit oranlarda bulunduğu en küçük birimdir. Moleküller yapılarında birden fazla atom içerirler.

ELEKTRON Atomu maddenin en küçük birimi kabul eden kuram yoluyla, elektriğin taneciksel bir yapı içinde bulunduğu sonucuna varılır. En küçük elektrik yükü taşıyan bu taneciğin adı elektrondur. J.J. Thomson tarafından elektronların yük/kütle oranı hesaplandı ve Milikan yağ damlası deneyi ile yükü buldu , eşitlikte yerine yazıldığında aynı zamanda kütle de hesaplandı.

PROTON Proton, atom çekirdeğinde bulunan artı yüklü atom altı parçacık'tır. Elektronlardan farklı olarak atomun ağırlığında hesaba katılacak düzeyde kütleye sahiptirler. Protonun kütlesi elektronunkinden 1836 kez daha fazladır. Buna karşın, bilinmeyen bir nedenden ötürü elektronun yükü protonunkiyle aynıdır: 1,6 x 10-19 C. Atom içinde her biri (+1) Pozitif Elektrik yükü taşıyan taneciğe proton denir.

NÖTRON Nötron, proton ile birlikte, atomun çekirdeğini meydana getirir. Ayrıca nötron ve proton sayılarının toplamı, bize kütle numarasını verir. Nötron ve proton kütleleri, birbirine oldukça yakındır. Nötronlar yüksüz parçacıklardır. Hidrojen dışında bütün atomların çekirdeklerinde bulunan parçacıktır. Nötronlar,elektron ve protonun birleşiminden oluşurlar. Beta ışımasında, nötron bozunarak proton ve elektrona dönüşür.

BAZI PARAMETRELER Atom yarıçapı, küre şeklinde olduğu düşünülen atomların büyüklüklerini ölçmekte kullanılan bir niceliktir. Bu nicelik atomun çekirdeği ile elektron bulutu arasındaki mesafeyi gösterir. Atomik yarıçap=10^(-10)m Çekirdek yarıçapı: R=r0*A^(1/3) r(0)≈1.2 fm 1 Fermi (fm)=1*10^(-15)

Atomik kütle birimi, (sembol akb) ya da dalton (Da), çok ufak kütleli maddelerin, özellikle atom ve moleküllerin kütlelerini hesaplamak için kullanılan ölçü birimidir. Bir karbon12 (C12) atomunun kütlesinin tam olarak 1/12'sine eşittir. Bunun sebebi, karbonun en kararlı ve en kolay bulunabilen elementlerden biri olmasıdır. 1 akb = 1/NA gram = 1/ (1000 NA) kg (NA Avogadro sayısıdır.) 1 akb ≈ 1.660538782(83) × 10−27 kg ≈ 931.494028(23) MeV/c2 1 u (SI) = 1,,660538782(83) 10^(-27)(kg) 1u (CGS) = 1,660538782(83) 10^(-24)(g) 1 kg = 6,02214179(30)*10^(26) akb Formüllerde verilen u sembolü, Atomik kütle birimi'nin orijinal adından gelmektedir. (unified atomic mass unit)

AVOGADRO SAYISI Avogadro sayısı veya Avogadro sabiti, bir elementin bir molündeki atom sayısı ya da bir bileşiğin bir molündeki molekül sayısıdır. 1 mol yani 12 gr Karbon12 elementindeki atom sayısı deneysel olarak hesaplanarak 6.02214199x1023 bulunmuştur. Sayı, bu alandaki katkılarından dolayı İtalyan bilim adamı Amedeo Avogadro'nun (1776–1856) adı ile anılır.

MOL KAVRAMI Mol : Avagadro sayısı ( 6,02*10^23 ) kadar atom ya da molekül içeren maddeye denir. 1 mol HF 6,02.1023 tane HF molekülüdür. Yine bu molekülün içerisinde 1 mol H atomu (6,02*10^23 tane) ve 1 mol F atomu (6,02*10^23 tane) vardır.

ELEKTRONUN BULUNUŞU Atomdaki negatif yüklere dair ilk kanıt 1870'lerde William Crooks tarafından ortaya kondu. Crooks'ın yaptığı katot ışını tüpü deneyinde görülen sarı-yeşil renkteki ışımalar elektronlardır. Bu yüklere 1891 yılında G.J.Stoney elektron adını vermiştir. J.J. Thomson yaptığı deneyler sonucu bu parçacıkların tüm atomlarda olduğunu gösterdi ve elektronların yük/kütle oranını hesapladı (-1,7588 1011 C/kg) Millikan ise yaptığı yağ damlası deneyi ile elektronun yükünü ölçtü ve Thomson'ın bulduğu eşitlikte yerine koyarak kütlesini hesapladı.

e/m= -1,7588.108 coulomb/gram olarak ölçülmüştür.

MILLIKAN'IN YAĞ DAMLASI DENEYİ Deney daha önce H.A. Wilson tarafından su damlaları kullanılarak yapılmıştır. Millikan su damlaları yerine yağ damlaları kullanarak deneyi tekrarlamıştır. Millikan’ ın deneyinde yağ damlalarını kullanmasının en büyük avantajı, yağ damlalarının buharlaşmaması ve dolayısıyla deney boyunca yağ damlalarının sabit bir kütle değerinde kalmasıydı.

DENEY İki yatay ve birbirine paralel plaka arasına büyük bir potansiyel farkı uygulanarak homojen bir elektrik alan oluşturulur. Yağ damlaları plakalar arasında sürüklenebilir. Yağ damlacıkları ışığı yansıtır ve bir teleskopla gözlenir. Damlacıklar parlayan bir yıldız gibi görünürler. Böylece damlaların düşüş hızı belirlenir. Deneyde düşük buhar basıncına sahip yağ kullanılır. Bu yağın diğer yağlardan farkı ışık ışık kaynağının oluşturduğu ısıda buharlaşmamasıdır. Bazı yağ damlacıkları pompa tarafından püskürtüldüğünde sürtünme nedeniyle yüklenebilir bunu engellemek için iyonlaştırıcı bir radyasyon kaynağı ilave edilerek (örn. X-ışını tüpü) daha fazla yağ damlacığının yüklenmesi sağlanır. Yöntem Elektrik alanda düşmekte olan bir damlaya dört kuvvet etki eder. Yerçekimi (F=mg) Elektriksel kuvvet (F=Eq) Havanın kaldırma kuvveti (F=Vdg) Havanın sürtünme kuvveti (F=6πrηv) m: damlanın kütlesi, E: elektrik alan, q: damlanın elektrik yükü, V: damlanın hacmi, d: havanın yoğunluğu, r: damlanın yarıçapı, η: havanın akmazlığı, v: damlanın limit hızı

www.learnerstv.com/animation/animation.php?ani=186&cat =chemistry

RUTHERFORD SAÇILMASI Rutherford çok ince altın levha üzerine α ışınlarını düşürdü. Alfa parçacıklarının ince metal levhalardan geçişini inceleyen Rutherford, alfa parçacığı artı yüklü olduğundan, levhadan geçişi sırasında metal atomlarındaki artı yüklerin banal etkisiyle sapmaya uğrayacağını, ama parçacığın kütlesi çok büyük olduğu için, bu sapmaların çok küçük olacağını düşünüyordu.

Yapılan deneylerde alfa parçacıklarının gerçekten de genel olarak çok küçük sapmalar gösterdiği(%90 oranında), ama arada büyük açılarla sapan parçacıklarında bulunduğu, hatta bazen bir parçacığın hareket yönünü değiştirip geriye döndüğü gözlendi. Böylesine büyük kütleli alfa parçacığını bu kadar saptırabilmesi için atomdaki bütün artı yüklerin ve kütlenin çok küçük bir hacme yoğunlaşmış olması gerekiyordu.Buna dayanarak atomun boşluklu bir yapıdan oluştuğunu keşfetti. Rutherford’un bu görüşten yola çıkarak oluşturduğu model Rutherford Atom Modeli ya da Çekirdekli Atom Modeli olarak adlandırılır.

http://www.youtube.com/watch?v=ijHKu6iXiRk http://www.youtube.com/watch?v=kHaR2rsFNhg http://www.youtube.com/watch?v=GzMh4q-2HjM http://phet.colorado.edu/en/simulation/rutherford-scattering