Hususun en küçük hali nedir diye sorsak pek çok kişi atom cevabını verecektir fakat bu hakikat bir cevap değil. Uzun yıllar, atomun hususun en küçük modülü olduğuna inanıldı lakin günümüzde biliniyor ki atom negatif yüklü elektronlarla çevrili müspet bir çekirdek ve nötronlardan oluşuyor. Atom modelleri, yıllar içinde atomu anlamak için oluşturulan ve kimi özellikler atfedilen taslaklardır.
Atom modelleri, aslında unsurun en küçük halini çözmeye çalışan bilim insanlarının seyahatini bize gösteriyor. Yıllar içinde hazırlanan atom modelleri giderek geliştirildi ve bilinen özelliklerine yenileri eklenerek günümüzdeki halini aldı. Bu modellerden kimileri son derece kolay, kimileri ise epeyce ayrıntılı anlatımlara sahipler. Gelin atom modellerinin tarih içindeki bilimsel seyahatine yakından bakalım.
Atom modelleri ve öne çıkan özellikleri:
- Dalton atom modeli
- Thomson atom modeli
- Rutherford atom modeli
- Bohr atom modeli
- James Chadwick atom modeli
- Öbür atom modelleri
Dalton atom modeli özellikleri:
- Dalton atom modeli
Milattan evvel beşinci yüzyılda iki Yunan filozofu Demokritus ve Leucippus tarafından ortaya atılan atom fikri, 1805 yılında kimyager John Dalton tarafından tekrar gündeme getirildi. Dalton, var olan tüm unsurların 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 nazaran çok daha gelişmiş olsa da tekrar de hala çekirdekten bahsedilmiyordu.
1906 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmesini sağlayan puding modelini 1904 yılında ortaya atan Thomson modeline nazaran atom, müspet 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 nazaran atom, müspet yüklü bir çekirdekten ve etrafında dönen elektronlardan oluşuyordu. Tıpkı Güneş’in etrafında dönen gezegenler üzere. Bu nedenle Rutherford atom modeli, gezegen modeli olarak da isimlendirilir.
Bohr atom modeli özellikleri:
- Bohr atom modeli
Rutherford atom modeli hakikat üzere görünse bile tekrar de atomların neden muhakkak dalga uzunluklarında ve frekanslarda ışık yaydığını anlatmıyordu. Bu noktada devreye Danimarkalı fizikçi Niels Bohr girdi ve Bohr atom modelini ortaya çıkardı.
Niels Bohr’un atom modeline nazaran atom, olumlu bir çekirdeğin etrafında farklı güç düzeylerine nazaran belirlenmiş yörüngelerde dönen elektronlardan oluşuyordu. Bu güç düzeylerine nazaran belirlenen yörüngeler, her atom içinde eşsiz olabilirdi.
James Chadwick atom modeli özellikleri:
- Nötron
Rutherford atom modeli üzerinde çalışan İngiliz Fizikçi James Chadwick’e nazaran atom çekirdeğinde sırf müspet yüklü protonlar olması yanlışsız değildi. Çekirdek sadece olumlu yüklü protonlardan oluşsaydı itici kuvvetler nedeniyle kesimlere ayrılırdı. Atomun bir biçimde nötr kalması gerektiğini düşünen James Chadwick, 1932 yılında nötronu keşfederek kütlesini ölçmeyi başardı.
Öbür 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 ortasında. Bu isimlerin çalışmaları, bilhassa kuantum alanında kıymetli gelişmelerin önünü açmıştır.
Atom modelleri neden değerli?
İnsanlık var olduğu günden beri etrafında gördüğü şeyleri anlamlandırmaya çalışmıştır. Bu anlamlandırma çalışmalarını sistematik hale getirerek bilim ve ideolojiyi oluşturmuştur. Bilim ve ideoloji 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. Fakat göremeyeceğimiz kadar küçük şeyler hala gizemini koruyor. Bu keşif sürecinde bilim insanlarını yönlendiren en kıymetli çalışmalar atom modelleri ve gibisi taslaklardır.
Anlattığımız üzere pek çok atom modeli sayesinde bilim insanları bu küçük gizemleri de çözmeye başlamış ve artık çalışmalarına kuantum düzeyinde devam edebilir olmuşlardır. Atom modellerinin tarih içindeki bilimsel seyahatine baktığımız vakit söyleyebiliriz ki bugün yapılan kuantum çalışmaları aslında milattan evvel beşinci yüzyılda birinci sefer atom fikrini ortaya atan iki Yunan filozofu Demokritus ve Leucippus tarafından başlatılmıştır.
Uzun yıllar unsurun en küçük hali olarak bildiğimiz atomu anlamlandırmaya çalışırken ortaya atılan atom modelleri ve özelliklerinden bahsettik. Bilimi büyüleyici yapan da budur. Binlerce yıl evvel ortaya atılan fikirler, bugünün bilimsel çalışmalarını destekliyor.