Atom Modeli Çeşitleri ve Açıklamaları

Dalton ve Thomson Atom Modelleri

Dalton'a göre atomlar, maddelerin bölünemez en küçük yapı taşlarıdır. Bu modelde atomlar içi dolu, yüksüz berk küreler olarak düşünülmüştür. Dalton, bir elementin tüm atomlarının özdeş olduğunu ve farklı elementlerin atomlarının birbirinden farklı olduğunu savunmuştur. Bileşik oluşumunda ise atomların sabit oranlarla birleştiğini belirtmiştir.

Thomson modeli ise "üzümlü kek modeli" olarak da bilinir. Bu modelde atom, pozitif yüklü bir hamur içinde negatif yüklü elektronların (üzümler) gömülü olduğu bir yapıdadır. Atom nötr olduğu için, negatif yüklü taneciklere eşit sayıda pozitif yüklü tanecikler bulunur. Thomson, atom çapının yaklaşık 10^-8 cm olduğunu ve kütlesinin büyük kısmını protonların oluşturduğunu söylemiştir.

Dikkat! Dalton'un modeli radyoaktifliğin keşfiyle, Thomson'un modeli ise pozitif ve negatif yüklerin homojen dağılmadığının anlaşılmasıyla geçerliliğini yitirmiştir. Bilim sürekli ilerler!

Rutherford Atom Modeli

Rutherford'un "Çekirdekli Atom Modeli", önceki modellere göre devrim niteliğindedir. Bu modelde atomun kütlesinin %99.9'dan fazlası, merkezde çok küçük bir bölgede toplanmıştır. Bu bölgeye çekirdek denir. Çekirdeğin çapı $10^-12 - 10^-13 cm$, atomun çapının $10^-8 cm$ yaklaşık 1/100.000'i kadardır.

Rutherford modelinde pozitif yüklü çekirdek etrafında, çok hızlı hareket eden negatif yüklü elektronlar bulunur. Elektronların sayısı, çekirdekteki proton sayısına eşittir. Bu sayı atomdan atoma farklılık gösterir. Rutherford modelinin en önemli keşfi, atomun büyük oranda boşluklu yapıda olmasıdır.

Ancak Rutherford, modelinde elektronların dağılımını ve hareketini açıklayamamıştır. Ayrıca çekirdekte protondan başka kütlesi yaklaşık protona eşit ve yüksüz taneciklerin (nötronların) bulunduğunu söylemiş, fakat ispatlayamamıştır. Bu taneciklerin varlığı daha sonra öğrencisi Chadwick tarafından deneysel olarak ispatlanmıştır.

Heyecan verici bilgi: Atomun büyük kısmının boşluk olduğunu düşün! Eğer bir atom bir futbol stadyumu büyüklüğünde olsaydı, çekirdek sadece bir bezelye tanesi kadar olurdu!

Bohr Atom Modeli

Bohr modeli özellikle Hidrojen (₁¹H) atomu için geliştirilmiştir ve sadece tek elektronlu tanecikler için geçerlidir. Bu taneciklere ₁¹H, ₂⁴He⁺, ₃⁷Li²⁺ gibi örnekler verilebilir. Bohr'un devrim niteliğindeki fikri, elektronların belirli dairesel yörüngelerde bulunmasıdır.

Bu yörüngelere enerji düzeyi ya da enerji katmanı denir. Katmanlar içten dışa doğru n=1,2,3... şeklinde numaralandırılır veya K,L,M,N harfleriyle belirtilir. Çekirdeğe en yakın enerji düzeyinde $n=1 veya K$ bulunan elektron en düşük enerjiye sahiptir.

Her enerji düzeyine yerleşebilecek elektron sayısı sınırlıdır ve 2n² formülüyle hesaplanır. Örneğin, n=1 (K) katmanına maksimum 2 elektron, n=2 (L) katmanına maksimum 8 elektron yerleşebilir. Bu düzenli yapı, elementlerin periyodik tablodaki dizilimini anlamamıza yardımcı olur.

İlginç bir not: Eğer Bohr modelindeki elektron yörüngelerini düşünürsen, mini bir güneş sistemi gibidir. Ancak çekim kuvveti yerine, elektronları yörüngede tutan elektrostatik çekim kuvvetidir!