¢üяüĸ Vi$né ~

roccokerem

tamam arkaşımm konuyu modere edebiliorum sadece ama eminim bilen bi arkdaşım sana bu konuda yardım edicektir

..::WyLiE::..

●MIПΣЯVΛ●

ATOMLARIN VARLIĞI İLE İLGİLİ TEORİLER


1. Dalton Atom Modeli

Bilimsel anlamda ilk atom modeli 1807 yılında Dalton tarafından geliştirildi. Dalton elementlerin ve bileşiklerin birbirine dönüşebilmesini bunlar arasında sabit oran ve katlı oran yasalarının bulunmasını atomun varlığına delil olarak gösterdi.

Dalton atom modelinin varsayımları şunlardır:

1.Madde çok küçük yoğun bölünemez ve yok edilemez atomlardan oluşmuştur. (Çekirdek tepkimelerinden dolayı geçerliliğini yitirmiştir.)

2.Bir elementin atomları şekil büyüklük kütle ve özellik olarak birbirinin aynıdır farklı elementlerin ki ise farklıdır. (İzotopların varlığı ile geçerliliğini yitirmiştir.)

3.Bir elementin kimyasal tepkimelere katılabilen en küçük parçası atomdur.

4.Farklı element atomlarının belirli oranlarda birleşmesiyle moleküller oluşur. Bir bileşiğin molekülleri birbirinin aynıdır.

2. Thomson Atom Modeli

Thomson elektrik deşarj tüpleriyle yaptığı çalışmaların sonucunda maddenin yapısında elektrikle yüklü taneciklerin varlığını saptamıştır. Yaptığı deneylerde tüm maddelerde negatif (-) yüklü taneciklerin (elektronların) varlığını gözlemiştir. Maddenin nötr yapıda olmasından dolayı (-) yüklü taneciklere eşit sayıda (+) yüklü taneciklerin de olması gerektiğini ileri sürmüştür. Atomun yapısında (+) ve (-) yüklü taneciklerin yani proton ve elektronun bulunduğunu belirten ilk modeldir.

Thomson atom modelinin varsayımları şunlardır:

1.Atomlar küre biçimli olup yapı çapları yaklaşık 10-10 m dir.

2.Atomlar elektriksel olarak nötrdür. Yani atomdaki proton ve elektron sayıları birbirine eşittir.

3.Elektronlar atom içinde homojen olarak dağılmıştır.

4.Elektronların kütlesi protonların kütlesine göre çok küçüktür. Bu nedenle atom kütlesinin büyük çoğunluğunu protonlar oluşturur.

3. Rutherford Atom Modeli

Rutherford radyoaktif maddeden elde ettiği +2 yüklü alfa taneciklerini çok ince metal yaprak üzerine göndermiştir. Bu ışınların çok büyük bir kısmının sapmadan az bir kısmının ise saparak metal yapraktan geçtiğini çok az bir kısmının ise geriye yansıdığını saptamıştır.

Rutherford Thomson atom modeliyle bu sonuçları açıklayamamıştır. Atom homojen bir yapıda olsaydı bütün a parçacıklarının levhayı geçmesi veya geçmemesi gerekirdi. a taneciklerinden bazılarının çok az sapması veya geri dönmesi atom içinde (+) yüklü iyonların geçmesini zorlaştıran bir bölümün varlığını gösterdi. Bu nedenle Rutherford atomda pozitif yükün ve kütlenin atom merkezinde çok küçük hacimde toplandığını düşündü ve bu bölüme çekirdek adını verdi. Deney sırasında sapan veya geri dönen a taneciklerinin çekirdeğe çok yakın gelen veya tam çekirdek üzerine isabet eden tanecikler olduğunu belirtti.

Rutherford atom modelinin varsayımları şunlardır:

1.Atomda pozitif yük ve kütle atom merkezinde çekirdek olarak adlandırılan çok küçük bir hacimde toplanmıştır. Atomun yarıçapı 10-10 m çekirdeğin yarı çapı 10-15 m civarındadır.

2.Çekirdekteki pozitif yük miktarı bir elementin bütün atomları için aynı ve diğer atomlarınkinden farklıdır. Pozitif yük sayısı atom kütlesinin yaklaşık yarısına eşittir.

3.Atomların nötrlüğünü sağlamak üzere proton sayısına eşit sayıda elektron çekirdek etrafında bulunur. Atom hacminin büyük bir bölümü çok hızlı hareket eden elektronlar tarafından doldurulur.

Rutherford modeli atomdaki elektronların hareketlerini açıklayamadığı gibi elektronların niçin çekirdek üzerine düşmedikleri sorusunu da yanıtlayamamaktadır.

Dalton Thomson ve Rutherford atom modellerinde proton ve nötronlarla ilgili bilgiler verildi. Daha sonraki yıllarda Chadwick atom çekirdeğinde nötron denilen yüksüz bir taneciğin varlığını saptamıştır. Bu şekilde atomun üç temel tanecikten oluştuğu anlaşılmıştır. Daha sonraki yıllarda atomda proton nötron ve elektronun yanı sıra çok sayıda taneciğin bulunduğu anlaşılmıştır. Ancak atomların davranışlarını proton nötron ve elektron sayıları belirler.

ATOMU OLUŞTURAN TEMEL TANECİKLER

Atomun temel tanecikleri atom çekirdeğinde bulunan protonlar ve nötronlar ile çekirdeğin çevresinde bulunan elektronlardır. Tanecik Bulunduğu yer Bağıl kütle(akb) Bağıl yük
Proton(p+) Çekirdek 1 +1
Nötron(n) Çekirdek 1 0
Elektron(e-) Çekirdek dışı 1/1836 -1


Proton sayısı : Atomları birbirinden ayıran temel sayıdır. Bir elementin tüm atomlarında proton sayısı aynı farklı element atomlarında proton sayısı farklıdır.

Nötron sayısı: Çekirdekteki yüksüz parçacıktır. Bir elementin tüm atomlarında farklı ( izotop ) farklı element atomlarında aynı ( izoton ) sayıda olabilir.

Elektron sayısı: Kimyasal davranışı belirler. Bir atomun elektron sayısı değişince kimyasal özelliği değişir.

Çekirdekte bulunan taneciklere (p+n) nükleon denir.

Elementler sembollerle gösterilir. Sembol aynı zamanda o elementin atomunu da belirtir.

Herhangi bir elementin sembolünün sol üst köşesinde kütle numarası sol alt köşesinde atom numarası sağ üst köşesinde ise iyonun ise yükü belirtilir.

Atom numarası = proton sayısı =çekirdek yükü = nötr atomdaki elektron sayısı

Kütle numarası = proton sayısı+nötron sayısı = nükleon sayısı

Atomlar sürtme ısı ve ışık enerjisi gibi etkilerle elektron kazanarak negatif yüklü veya elektron kaybederek pozitif yüklü hale gelebilir. Yüklü atomlara iyon denir. Negatif yüklü iyonlara anyon pozitif yüklü iyonlara da katyon denir. İyon yükü (q) iyondaki proton ve elektron sayıları arasındaki farka eşittir.

Yük : elektron vererek ( yükseltgenme) ya da elektron alarak (indirgenme) ulaşılan değerliktir.

Yük = proton sayısı – elektron sayısı

p+ = e- Nötrdür.

p+ > e- Katyondur.

p+ < e- Anyondur.

1910 da F. Soddy (F. Sodi) radyoaktiflikle ilgili çalışmalar yaparken uranyum atomunun farklı kütleli atomlarını bulmuş bu atomlara izotop adını vermiştir.

İzotop : ( bX - cX ) Atom numaraları aynı kütle numaraları farklı olan atom ya da iyonlara denir. Başka bir deyişle proton sayıları aynı nötron sayıları farklı olan atom ya da iyonlardır.

Örneğin H ‘nin doğada üç izotopu vardır:

Hidrojen H ; 1 p 0 n

döteryum D ; 1 p 1 n

trityum T ; 1 p 2 n içerir.

İzotop atomların ;

*Kimyasal özellikleri aynı fiziksel özellikleri farklıdır.

* Bir elementle oluşturdukları bileşik formülleri aynı mol kütleleri farklıdır.

* Doğada bulunuş yüzdeleri farklıdır.Bu nedenle elementler için ortalama atom kütlesinden bahsedilir.

Ortalama Atom kütlesi:

İzotopların doğadaki bolluk yüzdelerine göre kütlelerinin toplamıdır.

Ortalama atom kütlesi:%.KN1 + %.KN2 +..

İzobar : ( bX - bY )

Atom numarası farklı kütle numarası aynı olan atomlara izobar atom denir. İzobar atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. Na-24 ve Mg-24 birbirinin izobarıdır.

İzoton :

Atom ve kütle numaraları farklı nötron sayıları aynı olan atomlara izoton atom denir. İzobar atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri faklıdır.

19K(39) ve 20Ca(40) birbirinin izotonudur. K nın nötron sayısı 39-19 dan 20 Ca nın 40-20 den yine 20 dir. Nötron sayıları eşit olduğu için bu iki element birbirinin izotonudur.

izoelektronik : Elektron sayıları aynı olan farklı atom ya da iyonlar. 11Na+1 ve 9F-1 iyonlarında eşit sayıda yani 10 ar elektronu vardır. Bu iki iyon birbirinin izoelektroniğidir.

allotrop :

Bir elementin aynı cins atomlarının farklı bağlanmış kristal ya da molekül şekillerinden her biri birbirinin allotropudur.

Bazı elementlerin allotropları şöyledir:

Karbon: elmas ve grafit

Oksijen: oksijen ve ozon

Kükürt: rombik amorf ve monoklin kükürt

Fosfor: beyaz siyah ve kırmızı fosfor

Allotropların ;

· Atomlar arası bağ yapıları farklıdır.

· Bağ yapılarının farklı olması nedeniyle fiziksel özellikleri farklıdır.

(görünüm erime ve kaynama sıcaklıkları öz kütle ....)

· Başka elementlerle tepkimeye girme yatkınlığı farklıdır.

· Bir başka elementle oluşturduğu bileşiklerin formülleri aynıdır.

3. Bohr Atom Modeli

Rutherford atom modeli çekirdek çevresinde bulunan elektronların hareketlerini fizik yasalarına göre açıklamakta yetersiz kalmıştır. Bunun üzerine Danimarkalı Fizikçi Bohr bir elektronlu olan atom ya da iyonlar (1H 2He+1 3L+2...) için bir atom modeli geliştirmiştir.

Bohr atom modelinin varsayımları şunlardır:

Elektronlar çekirdek çevresinde yarı çapı belli dairesel yörüngelerde bulunabilir. Bu yörüngelere enerji düzeyi de denir. Yörüngeler çekirdeğe yakınlık sırasına göre ya K L M... gibi harflerle ya da 1 2 3 ...n gibi tam sayılarla gösterilir. Her enerji düzeyinin belirli bir enerjisi vardır.

Çekirdeğe en yakın enerji seviyesinin enerjisi en küçüktür. Çekirdekten uzaklaştıkça yörüngelerin enerjisi artar.

Hidrojen atomunda bir elektron en düşük enerjili yörüngede bulunur. Bu yörüngelerden birinde bulunan elektron kendiliğinden enerji yaymaz. Elektronu olası en düşük enerjili yörüngelerde bulunan atomun elektron dizilişine temel hal elektron dizilişi denir.

Atom dışarıdan enerji kazanırsa elektron aldığı enerjinin değerine bağlı olarak daha yüksek enerjili bir düzeye sıçrar. Böyle elektronlara uyarılmış elektron atomlara da uyarılmış atom denir.

Uyarılmış elektron daha düşük enerjili bir düzeye düşerken hareket ettiği iki enerji düzeyi farkına eşit enerjiyi dışarıya verir.

Modern Atom Modeli

Bohr atom modeli tek elektronlu türlerin davranışlarının açıklanmasında başarılı olmakla birlikte çok elektronlu atomların davranışlarını açıklamada yetersiz kalmıştır.

Modern atom teorisine göre Bohr atom teorisindeki gibi elektronları yörüngelerde sabit hızla dönen tanecikler olarak düşünmek yanlıştır. Çünkü elektronun hızı ve yeri için kesin bir şey söylenemez. Elektronun bulunma olasılığının olduğu yerlerden bahsedilir.

Modern atom teorisinin modelinin varsayımları şunlardır:

1. Elektronlar çekirdek çevresinde belirli enerji düzeylerinde bulunur. Her enerji düzeyi “n” ile belirtilir. Bu enerji düzeylerine baş kuant sayısı denir. Baş kuant sayısı orbitallerin çekirdekten ortalama uzaklığını ya da enerjisini belirler. Çekirdekten uzaklaştıkça enerji artar. Çünkü protonların elektronları çekim gücü azalır buna bağlı olarak da elektronların hareketi ve enerjisi artar.

2. Elektronlar hem kendi çevrelerinde hem de çekirdek çevresinde döner. Elektronun kendi ekseni etrafında dönme hareketine spin hareketi çekirdek çevresindeki dönme hareketine de orbital hareketi denir. Çekirdek çevresinde dönmeleri sırasında elektronların bulunma ihtimalinin yüksek olduğu geometrik bölgelere orbital denir. Dört çeşit orbital vardır.

s orbitali: Küresel bir şekle sahiptir. Birinci enerji düzeyinden itibaren her enerji düzeyinde bir tane s orbitali bulunur. En çok iki elektron alır.

p orbitali: İkinci enerji düzeyinden itibaren her enerji düzeyinde vardır. p orbitalleri px py ve pz olmak üzere üç çeşittir. Aynı enerji düzeyinde bulunan üç orbitalin de enerjileri birbirine eşittir.en çok altı elektron alır.

d orbitali: Üçüncü enerji düzeyinden itibaren her enerji düzeyinde vardır. Beş çeşit d orbitali vardır. Aynı enerji düzeyindeki beş orbitalin enerjileri birbirine eşittir. En çok on elektron alır.

f orbitali: Dördüncü enerji düzeyinden itibaren her enerji düzeyinde enerjileri birbirine eşit yedi tane f orbitali vardır. En çok on dört elektron alır.

ELEKTRON DİZİLİŞLERİ

Elektronların orbitalleri doldurmasında belirli kurallar vardır. Bunlar şöyle özetlenebilir:

Elektronlar öncelikle enerjisi en az olan orbitali doldurur. Bir orbitalin enerjisi çekirdeğe yaklaştıkça azalır. Aynı temel enerji düzeyindeki orbitallerin enerjileri arasındaki ilişki s < p < d < f şeklindedir. Buna göre enerjisi en az olan orbital 1s dir.

Bir orbital en fazla iki elektron taşıyabilir. Bir orbitaldeki iki elektronun dönme yönleri zıttır. bu ilkeye Pauli dışlama ilkesi denir. Elektronların bu şekilde dönmeleri oluşturdukları manyetik alan yönlerinin zıt olmasını sağlar. Bu şekilde elektronlar sanki zıt kutupları yan yana getirilmiş iki mıknatıs gibi birbirini çeker.

Şu anda uygulanan en düşük enerjiden en yükseğe doğru elektronların sıralanışı

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 şeklinde devam eder.

Bir orbital ve içindeki elektronlar bir çember ve içine çizilen çapraz çizgi veya oklarla gösterilir.

1H: 1s1

2He: 1s2

5B: 1s2 2s2 2p1

Aynı temel enerji düzeyindeki eş enerjili orbitallere elektronlar önce teker teker girer. Tüm orbitaller yarı dolu hale geldikten sonra orbitaller tam dolu hale geçmeye başlar. Bu kurala Hund (Hunt) kuralı denir.

6C: 1s2 2s2 2p2

8O: 1s2 2s2 2p4

10Ne: 1s2 2s2 2p6

Bir atomdaki orbitallerin tümünün tam dolu veya bazılarının tam dolu diğerlerinin yarı dolu olması hâline küresel simetrik elektron dizilişi denir. Elektron dizilişi s1 s2 p3 p6 d5 d10 f7 f14 ile biten atomlar küresel simetrik elektron dağılımına sahiptir. Bu tür atomlar diğerlerine göre daha düşük enerjili olup daha kararlı yapıdadır. Küresel simetri nedeniyle elektron dizilişlerinde aşağıdaki değişmeler olur.

ns2 (n–1) d4 yerine ns1 (n–1) d5

ns2 (n–1) d9 yerine n s1 (n–1) d10

Örneğin 24Cr ün elektron dizilişi : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 şeklinde değil

24Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 şeklinde yazılır.

Aynı durum 29Cu da da vardır. 29Cu un gerçek elektron dizilişi ise

29Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 şeklinde yazılır.

Bu değişmeler yalnız ns ve (n–1) d orbitalleri arasında olur. Diğerlerinde bu tür değişme yoktur.
Elektron Dizilişlerinin Kısa Yazılışı

Atomların elektron dizilişleri soy gaz olarak bilinen ve elektron dizilişleri s2 p6 ile biten elementlerden yararlanılarak kısaltılabilir. Örneğin;

10Ne : 1s22s22p6

11Na : 1s22s22p63s1 dir.

Na un ilk 10 elektronunun dizilişi Ne daki gibidir. Bu nedenle Na un elektron dizilişi;

11Na: [Ne] 3s1 şeklinde kısaltılabilir.

Uyarılmış Atomların Elektron Dizilişi

Uyarılmış atomların elektronlarından bazıları temel hal enerji düzeyinden daha yüksek enerji düzeylerine atlamış durumdadır.

11Na : 1s22s22p63s1 (temel hâl)

11Na : 1s22s22p63p1 (uyarılmış hâl)

Değerlik Elektronları

Bir atomda iç enerji düzeylerindeki elektronlar atom çekirdeğine daha yakın olduklarından atoma daha sıkı bağlıdır. Ancak en dış enerji düzeyindeki elektronlar atoma daha gevşek bağlıdır. Elementlerin tepkimeye girerken aldıkları verdikleri veya ortaklaşa kullandıkları elektronlar atomun en dış katmanındaki bu gevşek bağlı elektronlardır. Elementlerin kimyasal özelliklerini belirleyen bu elektronlara değerlik elektronları denir. Değerlik elektron sayıları aynı olan elementlerin kimyasal özellikleri benzerdir.

İyonların Elektron Dizilişi

Negatif yüklü bir iyonun elektron dizilişlerinde iyonun sahip olduğu toplam elektronlar en düşük enerjili orbitalden başlanarak orbitallere yazılır.

Nötr azotun elektron dizilişi: 7N: 1s22s23p3 tür

N–3 iyonunun elektron dizilişi; 7N–3: 1s22s22p6 dır.

Pozitif yüklü bir iyonun elektron dizilişlerinde önce atomun nötr haldeki elektron dizilişi yazılır. Sonra yüksek enerjili orbitallerden başlanarak yük sayısı kadar elektron orbitallerden çıkarılır.

17Cl : 1s22s22p63s23p5

17Cl+5 : 1s22s22p63s2

Geçiş elementlerinde önce en yüksek enerji düzeyindeki s orbitallerinden sonra da bir alt enerji düzeyindeki d orbitallerinden elektronlar koparılır.

26Fe :1s22s22p63s23p64s23d6

26Fe+2: [18Ar]3d6



ATOM

Bir demir parçasının önce ikiyesonra dördesonra sekize ve giderek daha küçük parçalara bölündüğünü düşünün.Bu bölünme sonsuza kadar gider mi yoksa iyice küçülen parçacıkların daha fazla bölünemeyeceği bir an gelir mi?Bu soruyu yanıtlamak ilk düşünürlerin en çok uğraştığı konulardan biriydi.İÖ yaklaşık 400'de Eski Yunan düşünür Demokritosbütün maddelerin bölünemyen küçük parçacıklardan oluştuğunu öne sürdü ve bu parçaları Yunanca atomos sözcüğüyle adlandırıldı."Bölünmez" anlamındaki bu sözcük bugünkü atom terimininde kaynağıdır.Demokritos'a göre evrendeki her madde atomlardan ya da daha küçük parçalarına ayrılamayan temel öğelerden oluşmuştu.

Daha o çağda bile atomların çok küçük boyutlu olduğunu anlayan Yunanlı bilginler bir elementin tek bir atomunu ayırmayı başaramadılar.Böylece atom konusundaki bilgilerde önemli bir gelişme olmaksızın 2000 yılı aşkın bir süre geçti.

Atoma İlişkin İlk Bilgiler

1807'de İngiliz kimya ve fizik bilgini John DaltonEski Yunanlılar'ın atom konusundaki düşüncelerine kendi görüşlerini de ekleyerek ünlü atom kuramını oluşturdu.Dalton'un atom kuramı üç temel ilkeye dayanıyordu:

1)Herşey atom denen son derece küçük bileşenlerden oluşur;bu atomlar ne yoktan varedilebilir ne de yok edilebilir.

2)Aynı elementin bütün atomları her açıdan özdeştir;buna karşılık iki ayrı elementin atomları biçimboyutağırlık(kütle) ve genel davranışlarıyla birbirinden ayrılır.

3)İki ayrı elementin atomları basit tamsayılarla belirtilen belli bir oranda birleşilerek bileşikleri oluşturur.

Dalton'un atom kuramı sonradan yeni buluşların ışığı altında değişikliğe uğradı.Örneğin bugün atomların yapısında da temel parçacıklar denen belli bir düzene göre yerleşmiş daha küçük parçacıkların bulunduğu ve bütün kimyasal tepkimelerde atomun dış bölümündeki temel parçacıkların yerleşme düzeninin değiştiği biliniyor.Üstelik artık atomun en iç bölümü de değiştiliyır ve bir atom başka bir atoma dönüştürülebiliyor.

Atomun boyutları ve ağırlığı son derece küçüktür.Bir atomun çapı milimetrenin milyonda biri kadardır.Herhangi bir işlemde bu sayıları kullanmak çok anlamsız olacağından atomlar için özel bir kütle ölçeği saptanmıştır.Bunun için karbon atomunun kütlesi standart olarak seçilmiş ve "bağıl atom kütlesi" 12 olarak kabul edilmiştir.Bu ölçeğe göreen hafif atom olan hidrojenin bağıl atom kütlesi yaklaşık 1 oksijeninki de yaklaşık 16'dır.Doğada bulunan en ağır atom ise bağıl atom kütlesi yaklaşık 238 olan uranyum atomudur.

Dalton ile aynı dönemde araştırmalar yapan İtalyan kimyacı Amedeo Avogadro gaz halindeki elementlerin atomlarının genellikle tek başına bulunmadıklarını bir iki ayrıksı örnek dışında ikişer ikişer bağlanmış atom çiftleri oluşturdukları saptadı.

Değişik elementlerin atomları yeni bir bileşik molekülü oluşturmak üzere birbirleriyle birleştiklerinde bu bileşik genellikle ilk elementlerden çok değişik özellikler taşır.Örneğin suyla tepkimeye girdğinde patlayan sodyum metalinin bir atomu ile sehirli olan klor gazının bir atomu birleştiğinde bu özelliklerin hiçbirini taşımayanbildiğimiz bir sofra tuzu molekülü oluşur.

Atomun İç Yapısı

1897'den günümüze kadar birçok bilim adamı atomun yapısını daha iyi tanıyabilmek için sayısız deneyler yaptılar.Çalışmalarını İngiltere'de sürdüren Yeni Zelanda'lı Ernest Rutherford ve Danimarkalı fizikçi Niels Bohr değişik elementlerin atomlarının kütlece farklı olmalarına karşın aynı yapıda olduklarını öne sürdüler.Bu iki fizikçinin açıklamalarına göre atomun merkezinde bir çekirdek bulunuyorelektronlarda bu çekirdeğin çevresinde dolanıyordu.Ayrıca her çekirdek aytı elektirk yükü taşıyordu;böylece çekirdeğin artı yükü elektronların eksi yüküyle dengelendiği için atomun bütünü elektrikseş olarak nötr durumda kalabiliyordu.Çekirdek atomun bütün yapısı içinde çok küçük bir yer tutar. Eğer bir atom bir stadyum kadar büyütülecek olsaçekirdek bu stadyumun ortasındaki küçük bir bezelye gibi kalırdı.

Atomun hemen hemen btün kütlesi bu minicik çekirdeğin içinde yoğunlaşmıştır.Çekirdek başlıca iki temek parçacıktan oluşur:Artı elektrik yüklü proton ve elektrik yükü taşımayan nötron.Nötronun kütlesi protonunkinden daha büyüktür.

Bir atomun elektronları çekirdeğin çevresini saran bir dizi "kabuk" üzerinde yerleştirilmiştir.En küçük kütleli atomlarda tek bir kabuk bulunurkenatom kütlesi büyüdükçe bu sayı yedi katına çıkar.Çekirdeğe en yakın olan ilk kabukta en çok bir elektron çifti bulunabilir.






ATOM VE YAPISI

Havasudağlarhayvanlarbitkilervücudumuurduğumu z koltukkısacası en ağırından en hafifine kadar gördüğümüz dokunduğumuz hissettiğimiz herşey atomdan meydana gelmiştir.Elinizde tutuğunuz kitabın herbir sayfası milyarlarca atomdan oluşur.Atomlar öyle küçük parçalardır kien güçlü mikroskopla dahi bir tanesini görmek mümkün değildir.Bir atomun çapı ancak milimetrenin milyonda biri kadardır.

Bu küçüklüğü bir insanın gözünde canlandırması pek mümkün değildir.O yüzden bunu bir örnekle açıklamaya çalışalım:

Elinizde bir anahtar olduğunu düşünün. Kuşkusuz bu anahtarın içindeki atomları görebilmemiz mümkün degildir.Atomları mutlaka görmek istiyorum diyorsanızelinizdeki anahtarı dünyanın boyutlarına getirmemiz gerekecektir.Elinizdeki anahtar dünya boyutunda büyürseişte o zaman anahtarın içindeki her bir atom bir kiraz büyüklüğüne ulaşır ve sizde onları görebilirsiniz.

Yine bu küçüklügü kavraya bilmek ve herseyin nasıl atomlarla dolu olabildigini görebilmek içinbir örnek daha verelim:

Bir tuz tanesinin tüm atomlarını saymak istedigimizi düsünelim.Saniyede bir milyar (1.000.000.000) tane sayacak kadar eliçabuk olduguuzuda varsayalım.Bu dikkate deger beceriye karsın bu ufacık tuz tanesi içindeki atom sayısını tam olarak tesbit edebilmek için besyüz yıldan fazla zamana ihtiyacımz olacaktır.

Peki bu kadar küçük bir yapının içinde ne vardır?

Bu derece küçük olmasına rağmen atomun içinde evrende gördüğümüz sistemle kıyaslayabileceğimiz derecede kusursuz bir sistem bulunmaktadır.

Her atom bir çekirdek ve çekirdeğin çok uzağındaki yörüngelerde dönüp-dolaşan elektronlardan oluşmuştur.Çekirdeğin içinde ise proton ve nötron ismi verilen başka parçacıklar vardır.




ÇEKIRDEK

Çekirdekatomun tam merkezinde bulunmaktadır ve atomun niteliğine göre belirli sayıda proton ve nötrondan oluşmuştur.Çekirdeğin yarı çapıatomun yarıçapının onbinde biri kadardır.Rakam olarak erilirse;atomun yarıçapı 10-8cm çekirdeğin yarıçapı ise 10-12cm kadardır. Dolayısıyla çekirdeğin hacmi atomun hacminin 10 milyarda biri eder.

Bu küçüklüğü yine gözümüzde canlandıramayacağımıza göre kiraz örneğimizden devam edebiliriz. Biraz önceki sayfada bahsettiğimiz gibi elinizdeki anahtarı dünya boyutuna getirdiğimizde ortaya çıkan kiraz büyüklüğündeki atomların içinde çekirdeği arayalım.Ama bu arayış boşunadırçünkü böyle bir ölçekte de çok daha küçük olan çekirdeği gözlemleme olanağımız kesinlikle bulunamaz.Gerçekten bir şey görebilmek için yine ölçü değiştirmek gerekecektir.Atomumuzu temsil eden kiraz yeniden büyüyüp ikiyüz metre yüksekliğinde kocaman bir top olacaktır. Bu akıl almaz boyuta karşın atomumuzun çekirdeği yine de çok küçük bir toz tanesinden daha iri duruma gelmeyecektir.

Öyle ki çekirdeğin 10-13cm olan ile atomun 10-5cm olan çapını kıyasladığımızda şöyle bir sonuç ortaya çıkar:Atomu bir küre şeklinde kabul ederek bu küreyi tamamen çekirdekle doldurmak istediğimiz taktirde bu iş için 1015 atom çekirdeği gerekecektir.

ancak bundan daha şaşırtıcı bir durum vardır;Boyutları 10 milyarda biri olmasına rağmen çekirdeğin kütlesi atomun kütlesinin %99.95'ni oluşturmaktadır.Peki birşey nasıl olurda bir yandan kütlesinin yaklaşık tamaını oluştururkendiğer yandan da hemen hemen hiç yer kaplamasın?
Bunun sebebi şudur:Atomun kütlesini oluşturan yoğunluk tüm atoma eşit olarak dağılmamıştır yani atomun bütün kütlesi atomunçekirdeğine birikmiştir. Diyelim ki sizin 10 milyon m2 bir evimiz var ve bu evin tüm eşyasını 1 m2 'lik bir odada toplamanız gerekiyor .Bunu yapabilir misiniz? Tabii ki hayır. Ancak atom çekirdeği dünyada eşi-benzeri olmayan çok büyük bir güçle bunu yapabilmektedir.

1932 yılına dek çekirdeğin proton ve elektronlardan oluştuğu sanılıyordu. Ancak yapılan araştırmalarla elektronların değil nötronların atom çekirdeğini oluşturduğu anlaşıldı.Atom çekirdeine sığabilen bir protonun büyüklüğü ise 10-15 metredir.



ELEKTRONLAR

Elektronlar çekirdeğin etrafında belirli yörüngelerde durmaksızın dönen parçacıklardır ve çekirdeği elektrik yükünden oluşan bir zırh gibi kuşatırlar. Elektronları daha yakından inceleme ve onlara bakabilme imkanımız olsaydı onların tıpkı dünyamız gibi hareket ettiklerini görürdük. Evet; elektronlar tıpkı dünyanın güneş çevresinde dönerken aynı zamanda kendi çevresinde dönmesi gibi dönerler.

Ancak kuşkusuz elektronların büyüklüğü dünyanın büyüklüğünden çok farklıdır. Eğer bir kıyas yapmak gerekirse; bir atomu dünya kadar büyütsek bir elektron sadece bir elma boyutuna gelecektir.

En güçlü mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük bir alanda dönüp-duran onlarca elektron atomun içinde çok karışık bir trafik yaratır. Ancak elektronlar atomun içinde en ufak bir kazaya yol açmazlar. Üstelik atomun içinde yaşanacak en ufak bir kaza atom için felaket olabilir ama atom kendi sonunu getirecek bu felaketi hiçbir zaman yaşamaz ve varlığını sürdürür.
Elektronlar nötron ve protonların neredeyse ikibinde biri kadar ufaklıkta parçacıklardır. Bir atomda protonlarla eşit sayıda elektron bulunur ve her elektron her bir protonun taşıdığı artı (+) yüke eşit değerde eksi (-) yük taşır. Çekirdekteki toplam artı (+) yük ile elektronların toplam eksi (-) yükü birbirini dengeler ve atom nötr olur. Elektronların taşıdıkları elektrik yükü itibariyle bazı fizik kurallarına uymaları gerekir. Bu fizik kuralları ‘aynı elektrik yüklerinin birbirini itmesi ve zıt yüklerin birbirlerini çekmesi’dir. İlk olarak; normal koşullarda hepsi eksi yüklü olan elektronların bu kurala uyup birbirlerini itmeleri ve çekirdeğin etrafından dağılıp-gitmeleri gerekir. Ancak durum böyle olmaz. Eğer elektronlar çekirdeğin etrafından dağılsalardı tüm evren boşlukta dolaşan proton nötron ve elektronlardan ibaret olurdu.

Bu durum da tabii olarak evrenin sonunun gelmesine sebep olurdu. İkinci olarak; artı yüke sahip olduğu için çekirdeğin eksi yüklü elektronları kendine çekmesi ve elektronların da çekirdeğe yapışmaları gerekir. Böyle bir durumda da çekirdek bütün elektronları kendine çeker ve atom içine çöker. Ancak bu olumsuzlukların hiçbiri olmaz! Elektronların az önce belirttiğimiz (1.000 km/s) olağanüstü kaçış hızları bunların birbirlerine uyguladıkları itici kuvvet ve çekirdeğin elektronlara uyguladığı çekim kuvveti o kadar hassas değerler üzerine kurulmuştur ki bu üç zıt etken birbirlerini mükemmel bir şekilde dengelerler. Sonuçta atomdaki bu muazzam sistem dağılıp parçalanmadan sürüp gider. Atoma etki eden bu kuvvetlerden birinin olması gerekenden çok az daha fazla veya az olması atom diye bir kavramın hiç varolmamasına neden olurdu.

ÇΛLIΥΛΚΛLI

●MIПΣЯVΛ●

Basınçlı Su tipi Bir Reaktörün Basit Şeması

●MIПΣЯVΛ●

Nükleer Enerji ile İlgili Olumlu Görüşler Nelerdir?

Doğal Gaz / Nükleer

Elektrik üretiminin sürekliliği yönünden nükleer santrallar termik ve hidrolik santrallara göre daha güvenli ve emre amadedir.

Günümüzde elektrik enerjisi üretimi için artan bir hızda kullanılmaya başlayan gaz santrallarının da toplam enerji üretimindeki yüzdesinin belli bir oranı geçmesi stratejik olarak ülke çıkarlarıyla bağdaşmayacaktır.

Hali hazırda Türkiye'nin olası bir gaz kesinti riskini varsayarak gaz kullanarak elde edilen enerjinin genel enerji üretimi oranına getirdiği bir kısıntı yoktur. ( Gaz depolama kapasitesi ise 1996 yılında 8 günlük tüketim idi).


2000 yılından sonra tahmin edilen talebin karşılanabilmesi için ilave güç santrallarına ihtiyaç bulunmaktadır yerli hidrolik ve termik kaynaklar yetersiz olduğu için ithal kaynaklı seçenekler içinde nükleerin de olması gereklidir.

Rüzgar güneş veya jeotermal enerji kullanımının yöresel katkılarının dışında genel enerji açığını karşılamaktan uzaktır.

Dünya elektrik enerjisi üretiminin %80'inin yenilenemeyen kaynaklardan %19'u ise hidrolik kaynaklardan sağlanmakta rüzgar güneş jeotermal biokütle gibi yenilenebilir kaynakların payı ise %1'in altında kalmaktadır. (Ref: Nükleer Mühendisler Derneği).

Nükleer santrallarda kullanılan yakıtın temin edilmesinde ve saklanmasında avantajları bulunmaktadır 1000 MWe üreten bir nükleer santral her yıl yaklaşık 30 ton (7 m3) yakıt tüketir.

Toryum madeninin nükleer santrallarda yerli rezerv olarak kullanıldığında ülke enerji gereksiniminin karşılanmasında çok ciddi bir alternatif olabileceği düşünülmelidir.

Türkiye'nin toryum rezervlerinin çıkarılmasının toryum tenörünün düşük olmasına rağmen nadir toprak elementlerinin değerlendirilmesi ile birlikte düşünüldüğünde fizibil olabilecektir.

Nükleer Atıklar

Nükleer santrallarda kullanılan kullanılmış yakıtlar 10-20 yıl süre ile santral sahasında saklanacaklardır. Bu dönemde aktivitelerinin %98'inden fazlasını kaybedeceklerdir. Asıl sorunu oluşturan uzun ömürlü radyoaktif maddeler de camlaştırılacak camlaştırılan bu maddeler de kademeli koruma mantığı çerçevesinde kurşun beton ve korozyona dayanıklı kaplar içine konulacak bu kaplar da jeolojik olarak kararlı bölgelerde yerin yaklaşık 1000 m altında hazırlanacak beton zırhlı galerilerde saklanacaktır.

1000 MWe gücündeki bir nükleer reaktör yılda yaklaşık olarak 27 ton (7 m3) kullanılmış yakıt üretmektedir.

Teknoloji

Dünya geneline bakıldığında yeni kurulacak nükleer santralların sayısının çok sınırlı kaldığı doğrudur ancak her ülkenin enerji planları kendisine özgü özellikler taşımaktadır. Bu bağlamda herhangi bir teknolojinin kullanım artış hızı dünya ve bölgesel koşulların paralelinde dönem dönem değişiklikler arzedebilir. Bu gün Avrupa'da bir çok ülkede yeni nükleer santral yapımından vaz geçildiği tam olarak doğru değildir. Bu ülkelerin enerji stratejilerine bakıldığında enerji açıklarını ağırlıklı olarak Fransa'dan karşıladıkları görülür. Fransa toplam enerji üretiminin %75'ini nükleerden sağlamakla birlikte aynı zamanda nükleer enerjiye dayalı bir enerji ihracatçısı konumuna gelmiştir. 2000 yılındaki toplam ihracatını yaklaşık olarak 70 TWh olacak şekilde planlanlamaktadır. Günümüzde Fransa'nın diğer Avrupa ülkelerine yaptığı ihracat: 17000 GWh (İngiltere) 15000 GWh (Almanya) 18000 GWh (İtalya) 7500 GWh (İsviçre).

Bazı Avrupa ülkelerinin yeni nükleer santral kurmama kararının altında o ülkelerin bu teknolojiden vaz geçtikleri anlamı çıkarılmamalıdır. Sadece öznel koşulların getirdiği stratejiler çerçevesinde başka ülkelerden özellikle Fransa'dan enerji ithal etme yönünde tercihleri pratikte nükleer kaynaklı enerji kullanımında artış yaptıklarını göstermektedir. Bugün Alman Siemens firması Almanya'da yeni bir nükleer santral kurulmasa bile Framatom (Fransa) ile birlikte nükleer teknoloji alanında yatırım yapmakta ve yeni bir nükleer reaktör tipi (EPR) üzerinde çalışmaktadır. EPR reaktörlerinin ilk olarak Fransa'da kurulması planlanmaktadır. Ayrıca Almanya'da ileriye yönelik toryum yakıtlı çevrimler üzerinde çalışılmaktadır. (Ref: Nuclear Engineering International February 1996)

Türkiye'ye teklif edilen nükleer santrallar için kurucu firmanın kendi ülkesinde kurduğu santralların en yenisi örnek alınacaktır. Bu durum TEAŞ'nin şartnamesinde güvence altına alınmştır. Bu bağlamda kurucu firma mutlaka bir referans santral göstermek zorunluluğundadır.

¢üяüĸ Vi$né ~

●MIПΣЯVΛ●

[Linkleri Görebilmek İçin Üye Olmanız Gerekiyor. Ücretsiz Üye Olmak İçin Tıklayın.]

¢üяüĸ Vi$né ~