Maddenin en küçük hali nedir diye sorsak pek çok kişi atom yanıtını verecektir ancak bu doğru bir yanıt değil. Uzun yıllar, atomun maddenin en küçük parçası olduğuna inanıldı ancak günümüzde biliniyor ki atom negatif yüklü elektronlarla çevrili pozitif bir çekirdek ve nötronlardan oluşuyor. Atom modelleri, yıllar içinde atomu anlamak için oluşturulan ve bazı özellikler atfedilen taslaklardır.
Atom modelleri, aslında maddenin en küçük halini çözmeye çalışan bilim insanlarının yolculuğunu bize gösteriyor. Yıllar içinde hazırlanan atom modelleri giderek geliştirildi ve bilinen özelliklerine yenileri eklenerek günümüzdeki halini aldı. Bu modellerden bazıları son derece basit, bazıları ise oldukça detaylı anlatımlara sahipler. Gelin atom modellerinin tarih içindeki bilimsel yolculuğuna yakından bakalım.
Atom modelleri ve öne çıkan özellikleri:
- Dalton atom modeli
- Thomson atom modeli
- Rutherford atom modeli
- Bohr atom modeli
- James Chadwick atom modeli
- Diğer atom modelleri
Dalton atom modeli özellikleri:
- Dalton atom modeli
Milattan önce beşinci yüzyılda iki Yunan filozofu Demokritus ve Leucippus tarafından ortaya atılan atom fikri, 1805 yılında kimyager John Dalton tarafından yeniden gündeme getirildi. Dalton, var olan tüm maddelerin bölünemez atomlardan oluştuğunu ileri süren bir model ortaya çıkardı. Dalton atom modelinde çekirdek ve elektronlara yer verilmemiştir.
Thomson atom modeli özellikleri:
- Thomson atom modeli
Britanyalı fizikçi Joseph John Thomson, 1897 yılında atomların içindeki elektronları keşfederek Thomson atom modelini ortaya çıkardı. Dalton atom modeline göre çok daha gelişmiş olsa da yine de hala çekirdekten bahsedilmiyordu.
1906 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmesini sağlayan puding modelini 1904 yılında ortaya atan Thomson modeline göre atom, pozitif yüklü bir çorba içinde yüzen elektronlardan oluşuyordu. Bu nedenle model, puding içindeki eriklere ve kek içindeki kuru üzümlere benzetilir.
Rutherford atom modeli özellikleri:
- Rutherford atom modeli
Yeni Zelandalı - İngiliz deneysel fizikçi Ernest Rutherford, sonraki yıllarda atomlar için gezegen modelini ortaya çıkardı. Rutherford atom modelinde çekirdek vardı. Bu modele göre atom, pozitif yüklü bir çekirdekten ve etrafında dönen elektronlardan oluşuyordu. Tıpkı Güneş’in etrafında dönen gezegenler gibi. Bu nedenle Rutherford atom modeli, gezegen modeli olarak da adlandırılır.
Bohr atom modeli özellikleri:
- Bohr atom modeli
Rutherford atom modeli doğru gibi görünse bile yine de atomların neden belirli dalga boylarında ve frekanslarda ışık yaydığını anlatmıyordu. Bu noktada devreye Danimarkalı fizikçi Niels Bohr girdi ve Bohr atom modelini ortaya çıkardı.
Niels Bohr’un atom modeline göre atom, pozitif bir çekirdeğin etrafında farklı enerji seviyelerine göre belirlenmiş yörüngelerde dönen elektronlardan oluşuyordu. Bu enerji seviyelerine göre belirlenen yörüngeler, her atom içinde benzersiz olabilirdi.
James Chadwick atom modeli özellikleri:
- Nötron
Rutherford atom modeli üzerinde çalışan İngiliz Fizikçi James Chadwick’e göre atom çekirdeğinde yalnızca pozitif yüklü protonlar olması doğru değildi. Çekirdek yalnızca pozitif yüklü protonlardan oluşsaydı itici kuvvetler nedeniyle parçalara ayrılırdı. Atomun bir şekilde nötr kalması gerektiğini düşünen James Chadwick, 1932 yılında nötronu keşfederek kütlesini ölçmeyi başardı.
Diğer atom modelleri:
Bilim insanları hala yeni atom modelleri geliştirmeye devam ediyorlar. Bu gelişmeler, kuantum fiziğinin de önünü açıyor. Avustralyalı fizikçi Erwin Schrödinger, Alman fizikçi Werner Heisenberg ve Alman matematikçi ve fizikçi Max Born atom modelleri geliştiren isimler arasında. Bu isimlerin çalışmaları, özellikle kuantum alanında önemli gelişmelerin önünü açmıştır.
Atom modelleri neden önemli?
İnsanlık var olduğu günden beri çevresinde gördüğü şeyleri anlamlandırmaya çalışmıştır. Bu anlamlandırma çalışmalarını sistematik hale getirerek bilim ve felsefeyi oluşturmuştur. Bilim ve felsefe sayesinde gördüğümüz şeyleri anlamlandırmış olsak da göremeyeceğimiz kadar büyük ve göremeyeceğimiz kadar küçük şeyler hala keşfedilmeyi bekliyor.
Uzay çalışmaları sayesinde göremeyeceğimiz kadar büyük şeyleri de yavaş yavaş keşfetmeye başladık. Ancak göremeyeceğimiz kadar küçük şeyler hala gizemini koruyor. Bu keşif sürecinde bilim insanlarını yönlendiren en önemli çalışmalar atom modelleri ve benzeri taslaklardır.
Anlattığımız gibi pek çok atom modeli sayesinde bilim insanları bu küçük gizemleri de çözmeye başlamış ve artık çalışmalarına kuantum seviyesinde devam edebilir olmuşlardır. Atom modellerinin tarih içindeki bilimsel yolculuğuna baktığımız zaman söyleyebiliriz ki bugün yapılan kuantum çalışmaları aslında milattan önce beşinci yüzyılda ilk kez atom fikrini ortaya atan iki Yunan filozofu Demokritus ve Leucippus tarafından başlatılmıştır.
Uzun yıllar maddenin en küçük hali olarak bildiğimiz atomu anlamlandırmaya çalışırken ortaya atılan atom modelleri ve özelliklerinden bahsettik. Bilimi büyüleyici yapan da budur. Binlerce yıl önce ortaya atılan fikirler, bugünün bilimsel çalışmalarını destekliyor.
