Atom Modelleri ve Kuantum Kuramı

Atomun yapısı hakkındaki düşünceler zaman içinde büyük değişimler geçirdi. Dalton atomu içi dolu bir küre olarak tanımlarken, Thomson atomda pozitif ve negatif yüklerin homojen dağıldığını öne sürdü. Rutherford ise "Alfa tanecikleri deneyi" ile atom çekirdeğini keşfetti ve atomun büyük kısmının boşluk olduğunu, elektronların bu boşlukta yer aldığını belirtti.

Bohr atom modelinde elektronlar çekirdek etrafında belirli enerji seviyelerinde ve dairesel yörüngelerde hareket eder. Bu yörüngeler n=1,2,3... gibi sayılarla veya K,L,M,N... harfleriyle gösterilir. Elektronlar genellikle temel hal adı verilen en düşük enerji seviyesinde bulunmak isterler. Atom ısıtıldığında elektronlar daha yüksek enerji seviyelerine çıkarak uyarılmış hale geçer ve kararsızlaşır.

Çekirdekten uzaklaştıkça yörüngelerin enerjisi artarken, yörüngeler arası enerji farkı azalır. Yüksek enerji seviyesindeki bir elektron düşük enerji seviyesine indiğinde, aradaki enerji farkı foton olarak yayılır ve bu çizgi spektrumunda belirli bir renge karşılık gelir.

Not: Bir elektronun yer değiştirmesi sırasında yaydığı ışık, parmak izi gibi her element için benzersizdir. Bu sayede uzak yıldızların bile hangi elementlerden oluştuğunu anlayabiliyoruz!

Bohr modeli bazı noktalarda yetersiz kalmıştır. Özellikle çok elektronlu atomların davranışlarını, elektronların üç boyutlu hareketini ve atomların molekül oluşturma mekanizmalarını açıklayamamıştır. Bu sorunları çözmek için Kuantum kuramı geliştirilmiştir. Max Planck'ın başlattığı bu kuramı, De Broglie elektronun hem dalga hem tanecik özelliğini öne sürerek, Heisenberg ise Belirsizlik İlkesi ile geliştirmiştir. En sonunda Schrödinger'in Dalga Denklemi, elektronların davranışlarını açıklamada büyük başarı sağlamıştır.