Periyodik Sistem - 2

MODERN PERİYODİK SİSTEM VE ÖZELLİKLERİ 

Moseley’in çalışmaları ile periyodik sistemin oluşturulması ile ilgili yapılan çalışmaların bir anlamda tamamlanmış ve modern periyodik sistemde elementler, artan atom numaralarına göre yatay ve düşey sütunlar halinde düzenlenmiştir. Periyodik tablo, elementlerin benzer kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre gruplandırıldıkları bir tablodur. Periyodik sistemde her element elementin sembolünü, atom numarasını ve bazı önemli bilgileri içeren kutucuklar içerisinde gösterilmiştir. Günümüzde bilinen yaklaşık 118 element vardır. Bu elementlerin 112 tanesi resmen kabul edilmiş, 6 tanesi ise resmen henüz kabul edilmemiştir. Bu elementlerin 92 tanesi doğada bulunurken geri kalanı da laboratuarlarda elde edilen yapay elementlerdir.

Periyodik Yasa; elemenler artan atom numaralarına göre sıralandığında element özellikleri periyodik olarak tekrarlanır. Periyodik Tablo Periyodik tablonun temel özelliği, elementleri artan atom numaralarına göre yan yana ve benzer özelliklerine göre de alt alta toplamasıdır. 

Periyot: Elementlerin artan atom numaralarına göre sıralandığı 7 tane periyot bulunur. Herhangi bir periyot boyunca soldan sağa doğru ilerledikçe, elementlerin özellikleri de yavaş yavaş değişir. Söz konusu bu değişim periyodik değişim olarak adlandırılır. Her bir periyotta benzer değişim görülmesine ise periyodiklik denir. Periyodik tabloda görüldüğü gibi tablonun hemen altında ayrı satırlarda iki uzun yatay sütun vardır. Bu iki sütunun üstte olan serisi tabloda 6. periyotta 32 element bulunacak şekilde lantandan sonra, ikinci sütunun ise tabloda 7. periyotta aktinyumdan sonra bulunması gerekirdi. 6. periyotta lantan ile başlayan diziye lantanitler, 7. periyotta aktinyumla başlayan diziye aktinitler denir. Periyodik tabloda elementlerin bulunduğu yatay sütunlardır. Bir elementin periyodik numarası, o elementin sahip olduğu en yüksek enerji katmanını gösterir. 

Periyotların Özellikleri: Soldan sağa doğru gidildikçe; Proton, nötron sayıları ve kütle numarası artar.Atom numarası artar. Değerlik elektron sayısı artar. Elektron alma isteği (ametalik karakter) artar. Yörünge sayısı değişmez. Atom hacmi ve çapı azalır. 

Grup: Periyodik sistemde elementlerin meydana getirdiği dikey sütunlarda yer alan elementler genellikle benzer kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olduklarından bu element serilerine grup ya da aile denir. Gruplar IUPAC’ın önerdiği gibi 1’den 18’e numaralar verilerek ya da 1A,2B gibi hem harf hem rakam ile adlandırılabilmektedir. 8 tane A ve 8 tane B grubu (8B grubu üç gruptan oluşur) bulunmaktadır. A gruplarını oluşturan elementlere baş (ana) grup elementleri denir. 2A ve 3A grubu arasında yer alan B grubu elementlerine geçiş elementleri de denir. Periyodik tabloda elementlerin bulunduğu dikey sütunlardır. Bir elementin grup numarası, o elementin en dış enerji seviyesinde bulunan elektronların sayısını gösterir. 

Grupların Özellikleri: Yukarıdan aşağı inildikçe; Proton, nötron sayıları ve kütle numarası artar. Atom numarası artar. Değerlik elektron sayısı değişmez (Bu nedenle aynı gruptaki elementlerin kimyasal özellikleri benzerdir). Elektron verme isteği (metalik karakter) artar. Yörünge sayısı artar. Atom hacmi ve çapı artar. 

1A Grubu(Alkali Metaller): Alkali metaller değerlik tabakalarında tek elektronu kolayca kaybederek +1 yüklü iyonlar oluştururlar; bu nedenle kuvvetli indirgendirler. Birkaç istisna dışında bileşikleri iyoniktir. Metalik özellikleri gereği parlaktırlar; fakat diğer metallerin aksine, bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktırlar. Aleve tutulduklarında çeşitli renkler oluştururlar; Li, Na ve K tuzu çözeltisine batırılmış bir platin tel, alevi sırasıyla kırmızı, sarı ve menekşe renge boyar. Isı ve elektriği çok iyi iletirler. Bulundukları periyotta iyonlaşma enerjileri en küçük, atom ve iyon çapları ise en büyük olan elementlerdir. Diğer metallerin aksine, yoğunlukları ve erime noktaları oldukça düşüktür. Lityum, sodyum ve potasyum yoğunlukları ilginç bir şekilde sudan daha küçüktür. Sezyumun erime noktası o kadar düşüktür ki sıcak günlerde sıvı halde bulunabilir. Her periyodun ilk elementi bulunur. Son yörüngelerinde 1 elektron vardır. Değerlik elektron sayıları 1'dir.1A grubundaki elementlerin elektron dağılımları S1 ile bittiğinden bu grup için periyodik tabloda (s) bloğu elementleri adı verilir. Alkali metaller su ile reaksiyona girip, hidrojen gazı verirler. Alkali metallerin su ile etkileşimi oldukça şiddetlidir. Reaksiyonun şiddeti yukarıdan aşağı inildikçe artar. Hidrojen Lİtyum Sodyum Potasyum Rubidyum Sezyum Fransiyum  

2A Grubu(Toprak Alkali Metaller): Sıklıkla beyaz renkli olup, yumuşak ve işlenebilir yapıdadırlar. Alkali metallerden daha az tepken (tepkimelere girmeye eğilimli) karakterde olmalarının yanında, erime ve kaynama sıcaklıkları daha düsüktür. İyonlaşma enerjileri de alkali metallerden daha yüksektir. Toprak elementleri ismi, bu gruptaki elementlerin toprakta bulunan oksitlerinin, eski kimyabilimciler tarafından ayrı birer element olarak düşünülmesinden gelir. Berilyum Magnezyum Kalsiyum Stronsiyum Baryum Radyum  

Geçiş Metalleri: Geçiş metalleri veya bazı kimyacıların tabiri ile ağır metaller, sertlikleri, yüksek yoğunlukları, iyi ısı iletkenlikleri ve yüksek erime-kaynama sıcaklıklarıyla tanınırlar. Özellikle sertlikleri nedeniyle, saf halde ya da alaşım halinde yapı malzemesi olarak kullanılırlar. Geçiş elementlerinin hepsi, elektron dizilimlerinde, en dışta her zaman d-orbitalinde elektron taşırlar. Tepkimelere giren elektronlar da, d-orbitalindeki elektronlardır. Geçiş metalleri sıklıkla birden fazla yükseltgenme basamağına sahiptir. Çoğu, asit çözeltilerinde hidrojenle yer değiştirecek kadar elektropozitiftir. İyonları renkli olduğu için analizlerde kolay ayırt edilirler.  

3A Grubu(Toprak Metalleri): 3A grubu elementleri; B,Al,Ga,In,Tl şeklindedir. Toprak metallerin erime ve kaynama noktaları yüksek olup, grupta aşağıya doğru inildikçe erime ve kaynama noktaları genellikle artar. Toprak metallerinin, en önemlileri B ve Al dur. Değerlik elektron sayıları 3 olduğu için, +3 yükseltgenme basamağına sahiptir. Bor, tabiatta boraks ve borik asitler şeklinde bulunurlar. Bor, füze yakıtı olarak ve ısıya dayanıklı cam yapımında kullanırlar. Alüminyum, yer kabuğunda en bol bulunan maddedir. Alüminyum, sanayide aklımıza gelen her yerde kullanma alanına sahiptir.  

4A Grubu: 4A grubu elementleri; C, Si, Ge, Sn, Pb şeklindedir. 4A grubu elementlerinin değerlik elektron sayısı 4 olduğundan, yükseltgenme basamağı +4 tür. Silisyum yarı metaller grubunda incelenir. Doğada ikinci bol bulunan elementtir. Karbon elementi, en önemli grup elementidir. Karbon elementi, organik kimyanın temelini oluşturur. Karbon elementi, doğada elmas ve grafit izotopları şeklinde bulunurlar.  

5A Grubu: 5A grubu elementleri; N, P, As, Sb, Bi şeklindedir. 5A grubu elementlerinin değerlik elektron sayıları 5 tir. Dolayısıyla son yörüngesindeki elektron sayılarını 8’e tamamlamak için en kısa yol 3 elektron almaktır. Bu sebeple metallerle tepkimelerindeki -3 yükseltgenme basamağına sahiptir. Ancak Ametallerle tepkimelerinde -3 ten +5 e kadar değişik yükseltgenme basamaklarına sahip olabilirler. En önemli üyesi N ve P dur. Havanın % 78 ini azot gazı oluşturmaktadır. Azot canlıların yaşamında önemli bir elementtir. Fosfor elementinin, beyaz,siyah ve kırmızı olmak üzere 3 allotropu vardır. Gübre, detarjan ve patlayıcı maddelerin yapımında kullanılan önemli bir maddedir.  

6A Grubu: 6A grubu elementleri; O, S, Se, Te, Po şeklindedir. 6A grubu elementlerinin değerlik elektron sayıları 6 tir. Dolayısıyla son yörüngesindeki elektron sayılarını 8’e tamamlamak için en kısa yol 2 elektron almaktır. Bu sebeple metallerle tepkimelerindeki -2 yükseltgenme basamağına sahiptir. Ancak Ametallerle tepkimelerinde -2 den +6 ye kadar değişik yükseltgenme basamaklarına sahip olabilirler. En önemli üyesi O ve S tür. Havanın % 21 ini Oksijen gazı oluşturmaktadır. Oksijen, canlıların yaşamında önemli bir elementtir. 6. Kükürt elementi, sanayide ağartıcı olarak kullanılır. Ayrıca gübre, boyaların, patlayıcıların, sülfirik asitin eldesinde kullanılır.  

7A Grubu(Halojenler): Oda koşullarında flüor ve klor gaz, brom sıvı, iyot katı haldedir. Brom sıvı olan tek ametaldir. Doğada çift atomlu moleküller (F2, Cl2 vb.) halinde bulunurlar. Elektron dizilişleri s2p5 ile biter, dolayısıyla kendilerine en yakın soy gazdan 1 eksik elektronları vardır. Hepsi ametaldir. Elektron alma eğilimleri aktiflikleri grup içinde yukarıdan aşağı doğru azalır. Metallerle yaptıkları bileşiklerde bir elektron alarak -1; diğer ametallerle oluşturduklar bileşiklerde +1 ile +7 arasında çeşitli değerlikler kazanabilirler. Grubun en aktif üyesi olan flüor bileşik oluştururken asla elektron vermez, yani (+) değerlik oluşturmaz. Metallerin çoğu kolaylıkla birleşerek tuzları oluştururlar. Oksitlerinin çoğu suyla asitleri oluşturur. Hidrojenle oluşturduğu bileşikler (HF, HCl, HBr, HI) asittir.  

8A Grubu(Soygazlar): Saydamdırlar. Işığı geçirirler. Isı ve elektriği iletmezler. Oda koşullarında gaz halinde bulunurlar. Reaksiyona girmezler. Dolayısıyla bileşik oluşturmazlar. Erime ve kaynama noktaları oldukça düşüktür. Son yörüngelerinde 8 elektron bulundururlar. Kararlı yapıya sahiptirler.(He 2 elektronludur)Tek atomlu molekül halinde bulunurlar.  

Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesinin Periyodik Sistem konusu için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.

Periyodik Sistem - 1

PERİYODİK SİSTEMİN TARİHÇESİ

DÖBEREİNER’İN TRİADLAR KURALI

Elementlerin benzer kimyasal özelliklerine göre üçerli gruplar [(Ca, Sr, Ba), (Cl, Br, I), (S, Se, Te) gibi] halinde sınıflandırılmasıdır.

Bu gruplarda ortadaki elementin atom kütlesi diğer iki elementin atom kütlelerinin ortalamasına hemen hemen eşit olmaktadır. 

NEWLANDS’İN OKTAV KANUNU

Newlands’a göre elementler atom kütlelerinin artış sırasına göre dizildiklerinde sekizinci element birinciye, dokuzuncu element ikinciye benzemektedir ve bu ilişki müzik notalarındaki oktavlar gibidir. 

MEYER’İN PERİYODİK YASASI

Meyer, periyodik tabloyu oluştururken elementlerin fiziksel özelliklerini kullanmıştır. Meyer’in dayanağı, elementlerin fiziksel özelliklerinin atom kütleleriyle değişimini grafikle göstermesidir.

“Elementler artan atom kütlelerine göre sıralandıklarında özelliklerindeki benzerlikler periyodik olarak tekrarlanır.”

MENDELEYEV’İN PERİYODİK SİSTEMİ 

Mendeleyev periyodik sistemi hazırlarken her elementi atom kütlesi artışına göre yatay bir sıra halinde dizmiştir. Bir elementin özelliklerine benzer ikinci bir element geldiğinde ikinci elementi birinci elementin altına yerleştirerek yeni bir sıra yapmıştır. Her 8 veya 18 elementte bir benzer özelliklerin tekrarlandığını görmüştür. Tekrarlarda sisteme uymayan atlamaların olduğunu, bu atlamaların daha sonra bulunacak elementlerle doldurulabileceğini düşünmüştür.

Cetvelde boş bırakılan yerlere gelecek olan (keşfedilmemiş) elementlerin atom kütleleri 44, 68, 72 ve 100’ dür. Bu elementler günümüzde skandiyum, galyum, germanyum ve teknesyum olarak bilinir. Mendeleyev, bu elementlerden üçünün özelliğini önceden tahmin etmiştir.

Mendeleyev’in Periyodik Tablosunun Handikapları

1. 1- Mendeleyev elementleri artan atom kütlelerine göre sıralanmıştı. Bu durumda bazı elementler girmeleri gereken gruba değil de hemen yanındakine giriyordu.
2. 2- Mendeleyev soy gazlar için boşluk bırakmamıştır. Çünkü varlıklarını belirleyememiştir. Soy gazları bulan W. Ramsay periyodik tabloda bunlar için ayrı bir grup oluşturmuştur.
3. 3-  K’nın atom kütlesi 39,1; Ar’nin ki ise 39,95’tir. Bu durumda şimdiki periyodik cetvelde Ar, K’ nın yerinde olacaktı. 

Periyodik Tablo'yu incelemek için tıklayınız.

Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesi için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.

Bohr Atom Teorisi

BOHR ATOM MODELİ

Thomson ve Rutherford’un yanında çalışmış Danimarkalı Fizikçi Niels Bohr, Rutherford modelindeki eksiklikleri gidermek ve atom spekrumlarına bir açıklama getirmek için 1913 yılında Rutherford atom modelini temel alarak kendi adıyla anılan bir atom modeli geliştirdi.

Bohr’a göre de, Coulomb kuvveti elektronları çekirdek etrafında döndürüyordu. Bohr buna ek olarak, Rutherford atom modelindeki güçlükleri gidermek için iki postülat (varsayım) ortaya koymuştur.

Bunlar;

1. Elektronlar, yalnızca belirli yörüngelerde dolanabilir. Bu yörüngeleri belirleyen koşul, elektronun açısal momentumunun h/2pi nin tam katları olmasıdır.

n : Yörünge numarası olup tam sayıdır. (n=1,2, ...) h : Planck sabiti ( h= 6,62.10-34 J.s )
h : İndirgenmiş Planck sabiti
L : Açısal momentum (J.s)

2. Elektron, bulunduğu yörüngeden daha yüksek enerjili bir yörüngeye ancak dışarıdan enerji alarak çıkabilir. Yüksek enerjili kararlı bir yörüngeden (bir dış yörüngeden), daha düşük enerjili kararlı bir yörüngeye (bir iç yörüngeye) kendiliğinden atlayabilir. Bu atlayışta elektron, yörüngeler arasındaki enerji farkını bir foton olarak salar.

Bohr Atom Modeli ile ilgili bu yazıyı okuyunuz. Linke tıklayınız.


Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesinin, Bohr Atom Modeli konusu için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.

Atom Çeşitleri - 2

İZOTON ATOMLAR 

Nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı atomlara izoton atom adı verilir. izoton atomlar farklı elementlerin atomlarıdır. Bu nedenle, izoton atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. 

İZOBAR ATOMLAR

Bazı atomların proton ve nötron sayıları farklı olmasına karşın, nükleon sayıları (kütle numaraları) aynı olabilir. Bu tür atomlar birbirinin izobarı olan atomlardır. İzobar atomlar farklı elementlerin atomlarıdır. Fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır.

İZOELEKTRONİK ATOMLAR

Elektron sayısı ve elektron dağılımı aynı olan taneciklere izoelektronik tanecikler denir. 

Konuyla ilgili videoyu izleyerek kavramları pekiştirebilirsiniz.

Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesinin, Atom Altı Tanecikler konusu için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.

Atom Çeşitleri - 1

İzotop Atomlar

Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlara (kütle numaraları farklı) izotop atomlar denir. Başka bir deyişle; bir elementin, aynı proton sayılı ancak, farklı nötron sayılı çekirdekleri o elementin izotoplarıdır.

Hidrojen elementi hariç izotop atomların isimleri farklı adlandırılmaz fakat hidrojen elementinin izotopları farklı isimlerle adlandırılır. (Radyo aktivite çalışmaları sırasında, çeşitli radyoaktif izotoplar isimlendirilir; fakat bu gibi adlar uzun süre kullanılmaz). Sembolleri D ve T olan izotoplar (2H ve 3H yerine) döteryum ve trityum isimleri ile adlandırılır.

İzotopların kimyasal özellikleri aynıdır, fakat bazı fiziksel özellikleri farklıdır.

Atom Kütlesinin Hesaplanması

n sayısı 18 olan Cl atomu doğada  %75 oranında bulunur. n sayısı 20 olan Cl atomu da doğada  %25 oranında bulunur. Cl atomunun Atom kütlesi şu şekilde hesaplanır.

Ortalama Atom Kütlesi= (%.m1+%.m2)/100

Ortalama Atom Kütlesi = (75.35+25.37)/100   = 35,5 gr/mol

İzotop Atomları daha iyi kavramak için aşağıdaki videoyu izleyiniz.

Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesinin, Atom Altı Tanecikler konusu için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.

Atom Altı Tanecikler

Atomun Temel Parçacıkları

Atom; proton, nötron ve elektronlardan oluşur. (Atomda başka tanecikler de vardır. Ancak bunlar şimdilik konumuz dışındadır.)

Elektronlar, atom içinde yaklaşık olarak 10–8 cm çapında hacmi kapladığı halde, protonlarla nötronları içinde barındıran çekirdeğin çapı 10–12 cm dir. 

Proton

Atom çekirdeğinde bulunur ve pozitif yüklüdür. Yük değeri 1,6.10–19 C dir. Atomun çekirdeğindeki proton sayısı o atomun türünü belirler. Proton sayısı eşit olan atomlar aynı elemente aittir. Bir atomun çekirdeğindeki proton sayısı, atom numarası ve çekirdek yüküne eşittir. Bir elementin atom numarası Z ile sembolize edilir. 

Nötron

Atom çekirdeğinde bulunur ve yüksüzdür. Bir elementin bütün atomlarındaki proton sayısı eşit iken nötron sayısı farklı olabilir.

Kütle Numarası

Bir atomun çekirdeğindeki proton ve nötron sayıları toplamına kütle numarası denir. Kütle numarası A ile sembolize edilir.

Bir atomun çekirdeğindeki proton ile nötron sayıları toplamına nükleon sayısı da denir. 

Elektron

Çekirdeğin etrafında bulunup çok hızlı şekilde hareket eder. Atomun büyük kısmı boşluk olmasına rağmen elektronların bu hızlı hareketinden dolayı atom berk (sert, katı) bir küre gibi davranır.

Elektronun yükü –1,6.10–19 C dir. Nötr bir atomda elektron sayısı proton sayısına eşittir.

İyon Yükü

Bir atomun aldığı ya da verdiği elektron sayısına iyon yükü denir. Bir atom kaç elektron verdiyse o kadar + yüke, kaç elektron aldıysa o kadar – yüke sahip olur.

Atom Numarası - Kütle Numarası ve İyon Yükünün Gösterimi

Bir elementin atom numarası element sembolünün sol alt kısmında, kütle numarası element sembolünün sol üst kısmında iyon yükü ise element sembolünün sağ üst kısmında gösterilir. 

Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesinin, Atom Altı Tanecikler konusu için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.

KİMYANIN TEMEL YASALARI

Kütlenin Korunumu Yasası

Lavoisier 1789 yılında yanma olayının havanın oksijeni ile birleşmenin bir sonucu olduğunu göstermiştir. Lavoisier, yanma ile ilgili deneylerini kapalı bir kapta gerçekleştirerek, kabın toplam kütlesinin, tepkimenin başlangıcında ve sonunda aynı olduğunu göstermiştir.

Fiziksel ve kimyasal olayların tamamında başlangıçtaki toplam kütle, sonuçtaki toplam kütleye eşit olmak durumundadır. Bu durum fiziksel ve kimyasal olaylarda kütlenin korunumu yasası olarak ifade edilmektedir.

Fe + S → FeS 

14 gr 8 gr 22 gr 

Yukarıdaki örnekte görüldüğü gibi, Demir(Fe) ile Kükürt(S) arasında gerçekleşen bir kimyasal tepkimede 14 gram demir ile 8 gram kükürt birleşerek 22 gram demir sülfür(FeS) bileşiği oluşturmaktadır. Tepkime üncesi ve sonrası kap içerisindeki toplam kütle 22 gramdır ve korunmuştur. Öyleyse 44 gram FeS için kullanılması gereken Fe kütlesi 28 gram, S kütlesi ise 16 gram olacaktır. Bu durumda da başlangıçtaki ve sonuçtaki kütlenin aynı olduğu görülecektir.

Dalton Atom Modeli

Sabit oranlar yasası ve kütlenin korunumu yasası ilk atom modeli için bilimsel dayanak oluşturmuşlardır. Çünkü deneylerle desteklenmişlerdir. Bu çalışmalar sırasında bilim adamları şu sorulara da yanıt aramışlardır: " Bu yasalar ışığında maddenin doğası ile ilgili doğru olan nedir?, başka bir deyişle madde neden yapılmıştır?". 19. yüzyılın başlarında İlk bilimsel atom kuramını 1808 yılında İngiliz bilim insanı John Dalton(1766-1844) oluşturmuştur. Kütlenin korunumu yasası ve sabit oranlar yasasından yola çıkarak, eğer atom varsa, belirli özelliklerinin bu yasalara uyması gerekir düşüncesinden yola çıkmış, yunanlıların atom tanımını da kullanarak, Dalton Atom Modeli'ni oluşturmuş ve aşağıdaki sonuçlara ulaşmıştır.

1. Elementler atom adı verilen ve bölünemeyen içi dolu küreciklerden oluşurlar.
2. Bir elementin bütün atomları şekil, büyüklük ve kütle bakımından aynıdır.
3. Farklı elementlerin atomları, şekil, büyüklük ve kütle bakımından farklı olmalıdır..
4. Bileşikler oluşurken farklı element atomlarının birleşmesiyle oluşurlar. Kimyasal tepkimeler, atomların birleşmesi, ayrılması ya da kendileri arasında yeniden düzenlenmesiyle oluşur. Bir bileşiği oluşturan element atomlarının birleşme oranı sabittir.
5. Atomlar bölünemez. Atomlar kimyasal tepkimeye girdiklerinde, yeni bir düzende biraraya gelirler.

Dalton'dan sonra atom ile ilgili çalışmalar süregelmiş, atomun görülüp görülemeyeceği üzerine çalışılmıştır. Çeşitli optik aletlerle yapılan çalışmalarda, atomun görülebilir olup olmadığı araştırıılmış ancak bir sonuca ulaşılamamıştır. Yakın zamanlarda, bilim insanları belirli bir çözünürlükte katı maddelerin yüzeylerinin haritasını çıkarabilen duyarlı aletler geliştirmişlerdir. 1980 yılında Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer geliştirdikleri bir tünel tarama mikroskopuyla, 1986 yılında Nobel Fizik ödülünü kazanmışlardır. Bu aletle metal yüzeylerini tarayarak atomların görüntülerini, bilgisayarda elde ettikleri verileri işleyerek, elde etmeyi başarmışlardır.

Mor renkli tanecikleirn herbiri bir silikon atomunu göstermektedir.

Farklı elementlerin atomlarının boyutları farklıdır. Bu nedenle, atomları sembolize ederken farklı boyuttaki küresel şekiller kullanılabilir. Böylece atomların boyutlarının farklı olabileceği gerçeği de vurgulanmış olur. Yanda farklı element atomlarının boyutları farklı ranklerle sembolize edilmiştir. Örneğin, şekildeki veriler incelenirse Klor(Cl) atomunun boyutunun Oksijen(O)atomunun boyutundan büyük olduğu gözlenebilir. 

Molekül

Atomlar birleşerek farklı yapılara sahip daha karmaşık maddeler oluştururlar. İki ya da daha fazla atomun birleşerek oluşturduğu bu yapıya molekül denir. Çok fazla sayıda bileşik ve pek çok element doğada moleküller halinde bulunurlar.

Yukarıdaki gibi atomların şekillerini kullanarak modeller oluşturabileceğimiz gibi, yeterli bilgi ile, atomların nasıl kimyasal bağ oluşturduklarını gösterebileceğimiz yapısal formülleri de oluşturabiliriz.

Moleküllerin üç boyutlu gösterimleri çeşitli şekillerde olabilir. Aşağıda top-çubuk modeli, boşluk doldurma modeli adını verdiğimiz modellerden örnekler verilmiştir.

Bir formüldeki atom sayısının hesaplanması

Bir kimyasal formülün yapısında yer alan atomların sayısı belki de daha önce çok fazla yaptığınız bir çalışma olduğu için kısaca iki örnekle açıklanacaktır.

Örnek: (CH3)3COH formülünde yer alan atomların toplam sayısını hesaplayalım. Çözüm: Formül yapısı incelendiğinde CH3 yapısının formülde 3 kez tekrarlandığı görülür. Bu durumda açılım yapılarak atomlar sayılırsa 1 moleküldeki toplam atom sayısının 15 olduğu görülür.

Atomlar, Moleküller ve Sabit Oranlar Yasası

Dalton atom modeline göre, bir bileşiğin tüm molekülleri farklı element atomlarının belirli bir oranda birleşmesiyle oluşmuşlardır. Bu durumda tüm moleküllerde atomların oranı aynı olmalıdır. Su molekülleri incelendiğinde, her molekülün iki hidrojen atomuna karşılık, bir oksijen atomu içerdiği görülür. Bugün, oksijen atomunun, hidrojen atomundan daha ağır olduğu bilinmektedir. Bir tane oksijen atomunun ağırlığı, bir tane hidrojen atomunun kütlesinin 16 katıdır. H ve O atomlarının kütlesinin ne olduğunu bilmeden de bu oranı bulabiliyoruz. Burada bir H atomunun 1 birim kütleye sahip olduğunu söylersek, 1 O atomunun kütlesinin 16 birim kütleye sahip olduğunu ifade edebiliriz. Böylece bir oksijen atomu bir hidrojen atomundan 16 kat daha ağır olacaktır. Bir su molekülü 2 hidrojen atomu ve bir oksijen atomunun birleşmesinden oluştuğuna göre, su molekülündeki oksijen atomunun kütlesinin(16 birim kütle), hidrojen atomlarının kütlesine (2 birim kütle) oranının 8 olduğu görülecektir. Su moleküllerinden 5 tane alındığında da oran (5x16 birim kütle/10x1 birim kütle) 8 çıkacaktır. Bu durumda molekül sayısına bakılmaksızın, sudaki oksijen kütlesinin hidrojen kütlesine oranının her zaman 8 olduğu ortaya çıkar. Başka bir deyişle, sudaki sabit kütle oranı(oksijen kütlesi/hidrojen kütlesi) 8'dir. Bileşiklerdeki bu oranı açıklayan yasaya da sabit oranlar yasası denir.

Katlı Oranlar Yasası

Dalton'un atom modelini oluştururken sağladığı asıl başarı, daha önce bulunmamış olan katlı oranlar yasasını açıklamış olmasıdır. Bu yasa iki elementin biraraya gelerek farklı bileşikler oluşturmasını açıklamaktadır. İki element biraraya gelerek birden farklı bileşik oluşturuyorlarsa, elementlerden birinin her iki bileşikteki eşit miktarlarıyla birleşen diğer elementin bu iki bileşikteki miktarları arasında, tam sayılarla ifade edilebilen(1'den farklı) bir oran vardır. Bu orana katlı oran, yasaya da katlı oranlar yasası denir.

Katlı oranlar yasasını daha iyi açıklayabilmek için yandaki şekilde verilmiş olan kükürt ve oksijen elementleri arasında oluşan kükürt dioksit(SO2) ve kükürt trioksit(SO3) bileşiklerindeki durumu inceleyelim. Bu maddelerin birer molekülünde birer tane kükürt atomu vardır. Bu durumda ker iki molekülde de kükürt aynı alınırsa, oksijen atomları sayısının SO2 molekülünde 2 tane, SO3 molekülünde ise 3 tane olduğu görülür. O halde, kükürtün aynı miktarıyla birleşen iki bileşikteki oksijenlerin oranı 2/3'tür.

Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesinin, Kimyanın Temel Yasaları konusu için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.

2500 Yıllık Bir Serüven: Atom Teorisi

En basit haliyle maddenin en küçük yapı taşı olarak kabul ettiğimiz atomun, maddeyi oluşturduğu çıkarımı yüzyıllar öncesine dayanmaktadır. MÖ 460- MÖ 370 yılları arasında yaşamış olan yunan filozof Democritus (Demokritus) ; eğer bir maddeyi ikiye bölersek ve bu iki parçayı tekrar bölersek artık bölünemeyecek kadar küçük parçalara ulaşabilmek için kaç kez bölmemiz gerekir sorusundan yola çıkarak maddenin bölünemeyen parçalardan oluşmuş olması gerektiği düşüncesine ulaşmıştır. Maddenin bölünemez parçasına ATOMOS adını vermiştir. 

Demokritus'a göre,

1. Her madde atom adı verilen, gözle görülemeyen parçacıklardan oluşmuştur

2.Atomlar parçalanamaz

3.Atomlar katıdır fakat gözle görülemezler

4.Atomlar homojendirler

5.Katı maddeler sivri atomlardan, sıvı maddeler yuvarlak atomlardan, yağlar ise pürüzsüz birbiri üzerinden kayan atomlardan oluşmuştur

Günümüzde eksik ve yanlışlıkları biliniyor olsada Demokritusun atom teorisi, maddenin atom adı verilen küçük parçacıklardan oluştuğu düşüncesinin temelidir. Yaklaşık 2000 yıl boyunca filozoflar Demokritusun atom teorisini çok desteklememiş bunun yerine Aristo'nun 4 element teorisine inanmışlardır.

Demokritus Hakkında Kısa Bilgiler;

• 70 civarı kitap yazmıştır
• Durumu iyi bir aileden gelmektedir
• Babasıyla çok yakındır,
• Seyehat etmeyi sever, pek çok bölgeyi gezmiştir

MÖ 384- MÖ 322 yılları arasında yaşamış olan Aristo( Aristotales ); maddenin atom adı verilen küçük parçalardan oluşmuş olması gerektiği fikrini saçma bulmuş, maddeyi istediğimiz kadar parçalayabileceğimizi ve her maddenin hava, su, toprak, ateş elementlerinden oluştuğunu ileri sürmüştür. Her maddenin içinde bu 4 elementten bir miktar bulunduğunu düşünen Aristo'nun teorisini pek çok düşünür uzun yıllar takip etmiştir. Modern atom teorisi ile günümüzde Aristo'nun öğretileri tamamen geçersiz kılınmıştır.

Aristo Hakkında Kısa Bilgiler;

• Dünyanın evrenin merkezi olduğuna inanmıştır
• Günümüze birkaç kitabı ulaşabilmiştir
• Bilimsel metodu geliştirmiştir
• Babası hekimdir, çocukluğunda oldukça sert bir baba profili çizmiştir
• Anne babasını genç yaşta trajik bir şekilde kaybetmiştir

1800'lü yıllara kadar maddenin yapısına dair ortaya atılan düşünceler bilimsellikten uzak kalmıştır. İngiliz kimyager John Dalton( 1766-1844) atomun yapısına dair ilk bilimsel yaklaşımı ortaya atmıştır.

Dalton'un atom teorisi olarak ortaya konulan temel özellikler şunlardır.

• Tüm maddeler atomlardan yapılmıştır
• Farklı cins atomlar farklı kütlelerdedir
• Atom katı, sert, içi dolu küre şeklindedir
• Bir elementin bütün atomları birbirinin aynıdır
• Atomlar parçalanamaz

Dalton, atomları içi dolu küreciklere benzetmiştir.

Dalton'un Atom Küreleri

Bu içerik 9.Sınıf Kimya Dersinin, Atom ve Periyodik Sistem Ünitesinin, Atom Kavramının Gelişimi konusu için yardımcı materyal olarak hazırlanmıştır.