SüKuN
Harbi Aktif Üye
BOHR ATOM MODELİ
Niels Hendrik Bohr, Rutherford atom modeli ile Planck’ın kuantum teorisini kullanarak 1913 yılında yeni bir atom modeli öne sürdü. Bu yeni model Rutherford modelinin açıklayamadığı noktalara ışık tutuyordu. Bohr’un atom teorisi 3 temel varsayıma dayanır.
Rutherford'un modelindeki elektronlar ise durgun olamaz. Bu elektronlar, kütlenin ve pozitif yükün yoğunlaştığı çekirdek tarafından çekilir. Buna göre elektronlanrı çeken elektrostatik kuvvete karşı onları yerinde tutacak hiçbir kuvvet yoktur. Klasik fizik (o zamana dek bilinen fizik yasalarına) göre eletronlar ivmelendirilmiş elektrikle yüklü parçacıklar olarak ışıma yaparak saniyenin yüz milyonda biri kadar bir sürede (yol bu kadar) spiral bir hareketle çekirdek üzerine düşmelidir. Doğrudan denendiği başka olgularda başarılı olan elektromanyetik kuram, bu öngörüde başarılı olamadı. Çünkü çekirdekli atımunu yaşadığı bir gerçekti. Bu çelişki şu anlama geliyor: Makroskopik dünyada geçerli olan fizik yasaları, atomal boyutta, yani mikroskopik dünyada geçerli olmamaktadır. İncelenen olayın ölçeği küçüldükçe klasik fiziğin geçerliliği de azalıyor ve atom anlaşılmak istenirse, kesinlikle dalgaların parçacık gibi, parçacıkların da dalgalar gibi davrandığını dikkate almalıyız. Günlük yaşantımızdan edinilen kavramlarla Kuantum Kuramı'nın kavramları arasında hiçbir bağlantı yok ne yazık ki.
Niels Bohr, zamanındaki çağdaş bulguları birleştiren bir kuram üretti. Onun önünde biriken denel sonuçlar ve kendi buluşları şöylece özetlenebilir:
1. Rutherford'un 1911'de varlığını kanıtladığı çok yoğun, çok küçük hacimde istiflenmiş, pozitif yüklü atom çekirdeği; bu çekirdek çevresinde dolanan elektronlar.
2.Gaz halindeki atomların verdiği çizgisel tayf (spektrum) ve tayf çizgileriyle ilgili yasalar.
3. Her elementin, insanlardaki parmak izi gibi, kendine özgü x-ışınları tayfı vermesi
4. Bütün bunları birbirine bağlamayı olanaklı kılan, Planck'ın 1900'de açıkladığı
Kuantum Kuramı
Bohr, yaklaşık 40 yıl yeni fiziğin, yani Kuantum Kuramı'nın, 1920'lerdeki aşamasının, Einstein'e karşı bilimsel itirazların en büyük adıdır.Negatif yüklü, pek küçük kütleli elektronlar, pozitif yüklü olan ve neredeyse atomun kütlesinin tümünü taşıyan pozitif çekirdeğin çekimiyle neden çekirdek üzerine düşmüyor? Elektronlar her enerjiyi değil de belli enerjileri alabildiği için.
Daha 1885'te J. Johann Balmer (1825-1898), hidrojen spekturmunun görünür bölgesini incelemiş ve her çizginin belli bir dalga boyuna karşılık geldiğini denel olarak göstermişti. İşte bu spektrum çizgilerinin aynı zamanda hidrojen atomu içindeki ayrı enerji düzeylerini de gösterdiğini Bohr gördü. Bohr, hidrojen atomunda her enerji düzeyinin belirli ve sabit bir enerjisi olduğunu anladı. Atom içindeki elektron işte bu belirli enerjileri alabiliyor, ama bunlar arasındaki herhangi bir enerji değerini alamıyordu. Işığın 'atomu' yani ışığın kuantumu fotondu. Bir madde, bir, iki, üç, dört,... foton alabilir ya da salabilirdi. Ama sözgelimi bir buçuk, iki buçuk foton alıp veremezdi. Beyaz ışık, farklı dalga boyundaki ışınlar içerir. Newton, ışığa bakmaya başladığında ilk bulduğu şey beyaz ışığın renklerin karışımı olduğuydu.Bayaz ışık, bir cam prizmadan geçirildiğinde kırmızı ışık en az, mor ışık en çok kırılır.Kırmızıdan mora doğru, arada turuncu, sarı, yeşil, mavi ve menekşe renkle yer alır. Kırmızı ışğın dalga boyu, mor ışığınkinden daha uzundur. Aslında görünen ışık uzun bir skalanını yalnızca küçük bir parçasıdır; tıpkı işitebileceğimizden daha yüksek ve daha alçak notalar içeren müzik skalası gibi. Işık skalası, frekans adı verilen sayılarla düzenlenir. Sayılar büyüdükçe ışık kırmızıdan maviye, mora ve mor ötesine geçer. Morötesi ışığı görekmeyiz ama bu, fotoğraf filmlerini etkiler. Bu hala ışıktır, ama sadece sayı farklıdır.
Eğer sayıyı artırmayı düşünürsek x-ışınlarına, gama ışınlarına ve ötesine erişiriz.Eğer öteki yönde değiştirirsek, maviden kırmızıya, kızılötesi(ısı)
dalgalarına sonra televizyon ve radyo dalgalarına varırırız.
Newton, ışığın taneciklerden oluştuğunu düşünmüş ve bunlara " cisimcik"
(korpüskül) adını vermişti. Bunda haklıydı (ama bu sonuca vardıran akıl
yürütmesinde hatalıydı). Işığın taneciklerden oluştuğunu biliyoruz; çünkü
üzerine ışık düştüğünde tıkırdayan, çok duyarlı bir alet kullanır ve görürürz ki
ışık zayıfladığında her tıkırtının sesi hâlâ aynı şiddetle çıkmakta, yalnız
aralıkları uzamaktadır. Demek ki ışık yağmur damlalarına benzer -her bir küçük
ışık topağına bir foton denir- ve ışığın hepsi aynı renkteyse "yağmur
damlalarının" hepsi aynı boydadır.
Elektromanyetik dalgaların farklı dalga boyundaki bileşenlerine ayrılmasına
spektrum (tafy) denir. Beyaz ışığın prizmadan geçmesiyle oluşan renk kurdelası,
bir fotoğraf filmi üzerine kaydedilir. Böylesi düzeneklere spekrograf
(tayfölçer) denir. Işık, bant ya da renk spektrumu şeklinde ayrılır.
Beyaz ışığın spekrumu, kesiksiz bir renk bandı şeklindedir. Yani beyaz ışğın
spekturumu, süreklidir. Gaz halindeki atomların spekturumu ise belirli sayıda
renkli çizgiler ve bunlar arasında oluşan karanlık çizgiler taşır. Gaz halindeki
atomların verdiği bu tip kesikli spektrumlara çizgi spektrumu denir. Gaz
atomların tümü çizgi spektrumu verir.
BOHR TEORİSİNİN EKSİK TARAFLARI
Bohr modeli rutherforad atom modeline göre oldukça üstün tarafları olsa da bu
kuramında eksik yönleri söz konusudur.
Elektronun, maddesel nokta şeklinde düşünüldüğünden, yörünce üzerinde enerji
yayımlamadan dönüşleri, yörüngeden yörüngeye atlayışı ve açığa çıkan enerjinin
ışıma halinde alınıp verilmesi açıklanması kolay olmayan bir durumdur.
Bohr atom modeli yalnızca tek elektronlu sistemlerin spektrumlarını
açıklayabilir. Ve çok elektronlu sistemlerin spektrumlarıı açıklamakta yetersiz
kalır. Çok elektronlu atomların spektrumlarında enerji düzeylerinin herbirinin
iki ya da daha fazla düzeye ayrıldığı görülmektedir.
Yine hidrojen gazı, bir elektrik alanı veya magnetik alanda soğurma spektrumları
incelenirse, enerji düzeylerinin çok elektronlu sistemlerde olduğu gibi iki ya
da daha fazla enerji düzeyine ayrıldığı görülür.
Niels Hendrik Bohr, Rutherford atom modeli ile Planck’ın kuantum teorisini kullanarak 1913 yılında yeni bir atom modeli öne sürdü. Bu yeni model Rutherford modelinin açıklayamadığı noktalara ışık tutuyordu. Bohr’un atom teorisi 3 temel varsayıma dayanır.
- Bir atomda bulunan her elektron çekirdekten ancak belirli uzaklıklardaki yörüngelerde bulunabilir.
- Her yörünge belirli bir enerjiye karşı gelir ve elektron yörüngelerden birinde hareket ederken enerji kaybederek çekirdeğe doğru yaklaşmaz.
- Yüksek enerji düzeyinde bir elektron düşük enerji düzeyine inerse enerji düzeyleri arasındaki enerji farkına eşit enerji yayınlanır.
- Elektronlar çekirdek çevresinde dairesel yörüngeler izlerler ve elektronların açısal momentumları ancak belirli değerler alabilirler.
- Bu değerler planck sabitine bağımlıdır.
Rutherford'un modelindeki elektronlar ise durgun olamaz. Bu elektronlar, kütlenin ve pozitif yükün yoğunlaştığı çekirdek tarafından çekilir. Buna göre elektronlanrı çeken elektrostatik kuvvete karşı onları yerinde tutacak hiçbir kuvvet yoktur. Klasik fizik (o zamana dek bilinen fizik yasalarına) göre eletronlar ivmelendirilmiş elektrikle yüklü parçacıklar olarak ışıma yaparak saniyenin yüz milyonda biri kadar bir sürede (yol bu kadar) spiral bir hareketle çekirdek üzerine düşmelidir. Doğrudan denendiği başka olgularda başarılı olan elektromanyetik kuram, bu öngörüde başarılı olamadı. Çünkü çekirdekli atımunu yaşadığı bir gerçekti. Bu çelişki şu anlama geliyor: Makroskopik dünyada geçerli olan fizik yasaları, atomal boyutta, yani mikroskopik dünyada geçerli olmamaktadır. İncelenen olayın ölçeği küçüldükçe klasik fiziğin geçerliliği de azalıyor ve atom anlaşılmak istenirse, kesinlikle dalgaların parçacık gibi, parçacıkların da dalgalar gibi davrandığını dikkate almalıyız. Günlük yaşantımızdan edinilen kavramlarla Kuantum Kuramı'nın kavramları arasında hiçbir bağlantı yok ne yazık ki.
Niels Bohr, zamanındaki çağdaş bulguları birleştiren bir kuram üretti. Onun önünde biriken denel sonuçlar ve kendi buluşları şöylece özetlenebilir:
1. Rutherford'un 1911'de varlığını kanıtladığı çok yoğun, çok küçük hacimde istiflenmiş, pozitif yüklü atom çekirdeği; bu çekirdek çevresinde dolanan elektronlar.
2.Gaz halindeki atomların verdiği çizgisel tayf (spektrum) ve tayf çizgileriyle ilgili yasalar.
3. Her elementin, insanlardaki parmak izi gibi, kendine özgü x-ışınları tayfı vermesi
4. Bütün bunları birbirine bağlamayı olanaklı kılan, Planck'ın 1900'de açıkladığı
Kuantum Kuramı
Bohr, yaklaşık 40 yıl yeni fiziğin, yani Kuantum Kuramı'nın, 1920'lerdeki aşamasının, Einstein'e karşı bilimsel itirazların en büyük adıdır.Negatif yüklü, pek küçük kütleli elektronlar, pozitif yüklü olan ve neredeyse atomun kütlesinin tümünü taşıyan pozitif çekirdeğin çekimiyle neden çekirdek üzerine düşmüyor? Elektronlar her enerjiyi değil de belli enerjileri alabildiği için.
Daha 1885'te J. Johann Balmer (1825-1898), hidrojen spekturmunun görünür bölgesini incelemiş ve her çizginin belli bir dalga boyuna karşılık geldiğini denel olarak göstermişti. İşte bu spektrum çizgilerinin aynı zamanda hidrojen atomu içindeki ayrı enerji düzeylerini de gösterdiğini Bohr gördü. Bohr, hidrojen atomunda her enerji düzeyinin belirli ve sabit bir enerjisi olduğunu anladı. Atom içindeki elektron işte bu belirli enerjileri alabiliyor, ama bunlar arasındaki herhangi bir enerji değerini alamıyordu. Işığın 'atomu' yani ışığın kuantumu fotondu. Bir madde, bir, iki, üç, dört,... foton alabilir ya da salabilirdi. Ama sözgelimi bir buçuk, iki buçuk foton alıp veremezdi. Beyaz ışık, farklı dalga boyundaki ışınlar içerir. Newton, ışığa bakmaya başladığında ilk bulduğu şey beyaz ışığın renklerin karışımı olduğuydu.Bayaz ışık, bir cam prizmadan geçirildiğinde kırmızı ışık en az, mor ışık en çok kırılır.Kırmızıdan mora doğru, arada turuncu, sarı, yeşil, mavi ve menekşe renkle yer alır. Kırmızı ışğın dalga boyu, mor ışığınkinden daha uzundur. Aslında görünen ışık uzun bir skalanını yalnızca küçük bir parçasıdır; tıpkı işitebileceğimizden daha yüksek ve daha alçak notalar içeren müzik skalası gibi. Işık skalası, frekans adı verilen sayılarla düzenlenir. Sayılar büyüdükçe ışık kırmızıdan maviye, mora ve mor ötesine geçer. Morötesi ışığı görekmeyiz ama bu, fotoğraf filmlerini etkiler. Bu hala ışıktır, ama sadece sayı farklıdır.
Eğer sayıyı artırmayı düşünürsek x-ışınlarına, gama ışınlarına ve ötesine erişiriz.Eğer öteki yönde değiştirirsek, maviden kırmızıya, kızılötesi(ısı)
dalgalarına sonra televizyon ve radyo dalgalarına varırırız.
Newton, ışığın taneciklerden oluştuğunu düşünmüş ve bunlara " cisimcik"
(korpüskül) adını vermişti. Bunda haklıydı (ama bu sonuca vardıran akıl
yürütmesinde hatalıydı). Işığın taneciklerden oluştuğunu biliyoruz; çünkü
üzerine ışık düştüğünde tıkırdayan, çok duyarlı bir alet kullanır ve görürürz ki
ışık zayıfladığında her tıkırtının sesi hâlâ aynı şiddetle çıkmakta, yalnız
aralıkları uzamaktadır. Demek ki ışık yağmur damlalarına benzer -her bir küçük
ışık topağına bir foton denir- ve ışığın hepsi aynı renkteyse "yağmur
damlalarının" hepsi aynı boydadır.
Elektromanyetik dalgaların farklı dalga boyundaki bileşenlerine ayrılmasına
spektrum (tafy) denir. Beyaz ışığın prizmadan geçmesiyle oluşan renk kurdelası,
bir fotoğraf filmi üzerine kaydedilir. Böylesi düzeneklere spekrograf
(tayfölçer) denir. Işık, bant ya da renk spektrumu şeklinde ayrılır.
Beyaz ışığın spekrumu, kesiksiz bir renk bandı şeklindedir. Yani beyaz ışğın
spekturumu, süreklidir. Gaz halindeki atomların spekturumu ise belirli sayıda
renkli çizgiler ve bunlar arasında oluşan karanlık çizgiler taşır. Gaz halindeki
atomların verdiği bu tip kesikli spektrumlara çizgi spektrumu denir. Gaz
atomların tümü çizgi spektrumu verir.
BOHR TEORİSİNİN EKSİK TARAFLARI
Bohr modeli rutherforad atom modeline göre oldukça üstün tarafları olsa da bu
kuramında eksik yönleri söz konusudur.
Elektronun, maddesel nokta şeklinde düşünüldüğünden, yörünce üzerinde enerji
yayımlamadan dönüşleri, yörüngeden yörüngeye atlayışı ve açığa çıkan enerjinin
ışıma halinde alınıp verilmesi açıklanması kolay olmayan bir durumdur.
Bohr atom modeli yalnızca tek elektronlu sistemlerin spektrumlarını
açıklayabilir. Ve çok elektronlu sistemlerin spektrumlarıı açıklamakta yetersiz
kalır. Çok elektronlu atomların spektrumlarında enerji düzeylerinin herbirinin
iki ya da daha fazla düzeye ayrıldığı görülmektedir.
Yine hidrojen gazı, bir elektrik alanı veya magnetik alanda soğurma spektrumları
incelenirse, enerji düzeylerinin çok elektronlu sistemlerde olduğu gibi iki ya
da daha fazla enerji düzeyine ayrıldığı görülür.
Son düzenleme moderatör tarafından:
