İnsanlık var olduğu günden beri gördüğü ve hatta görmediği ancak var olduğunu hissettiği şeyleri çözmeye çalışır. Gördüklerimizi ve gördüğümüz büyük şeyleri yani uzayı anlamlandırmaya başlarken kimi bilim insanları ve felsefeciler göremediğimiz kadar küçük şeylere odaklandılar. Buradaki yazımızda ayrıntılarıyla anlattığımız üzere bu küçük şeyler atomlardı ve atomlar hakkındaki birinci niyetler milattan evvel 5. yüzyılda başladı.
Binlerce yıl boyunca pek çok farklı bilim insanı ve felsefeci, kendilerine nazaran atom modelleri geliştirdi. Elbet eksiklikleri olsa da bunlardan en ilginci Rutherford atom modelidir. Zira bu model, Dünyamızın da içinde bulunduğu Güneş sistemine bir epey benziyor. Gelin Rutherford atom modeli nedir biraz daha yakından inceleyerek özelliklerini ve eksikliklerini görelim.
Rutherford atom modeli nedir?
Rutherford atom modeli, 1911 yılında Yeni Zelandalı – İngiliz deneysel fizikçi Ernest Rutherford tarafından ortaya atılan bir fizikî bir atom modelidir. 1908 Nobel Kimya Mükafatı sahibi olan Rutherford, uyguladığı deney sonuçları üzerinde yaptığı incelemeler sonucunda atom hakkında bu fizikî modeli ortaya çıkarmıştır.
Ernest Rutherford ile birebir devir pek çok bilim insanı atom üzerine çalışmış ve farklı atom modelleri ortaya koymuştur. Rutherford atom modelinin de misal modeller üzere epeyce eksiği vardır fakat kabul etmek gerekiyor ki Rutherford atom modeli, Bohr atom modelinin ve Çağdaş Atom Teorisinin temellerini atmıştır.
Rutherford atom modeli nasıl ortaya çıktı?
Zati yıllardır atom üzerine çalışmalar yapan Ernest Rutherford, bir gün yeni bir deney daha yapmaya karar verdi. Bu deneyde Rutherford, bir katmana tanecikler gönderecek ve hareketlerini gözlemleyecekti. Bu deneyde kullanılacak katman altın, tanecikler ise müspet yüklü olacaktı.
Deney günü geldiği vakit Rutherford, ardına sinema yerleştirilmiş altın bir katman hazırladı. He+2 olarak gösterilen +2 müspet yüklü alfa tanecikleri bu katmana hakikat gönderdi. Işınlar levhaya çarptıkça Ernest Rutherford izledikleri yolu ve çarpma tesirlerini inceledi. İncelemeler sonucu elde ettiği bilgiler değişikti ve ortaya Rutherford atom modeli çıktı.
Rutherford atom modeli özellikleri:
Ernest Rutherford, yaptığı deney sonucu atomun çapını o periyoda nazaran hayli az kabul edilecek bir farkla hesaplamayı başardı. Altın katmana gönderilen 22 bin müspet yüklü alfa tanecikten sapan sadece biriydi. Sapma olması olağan kabul ediliyor zira 20. yüzyılın birinci yıllarından bahsediyoruz.
Ernest Rutherford müşahedeleri sonucu atomun tıpkı Güneş Sistemi üzere olduğu iddasını ortaya attı. Buna nazaran atomun çekirdeği olumlu proton yüklüydü ve negatif elektronlar tıpkı Güneş etrafında dönen gezegenler üzere bu çekirdeğin etrafında dönüyorlardı. Rutherford buna nazaran birtakım bulgulara ulaştı;
- Altın katmana gönderilen ışınların büyük bir kısmı direkt olarak geçtiği için atomda büyük boşluklar vardır.
- Işınların küçük bir kısmı kırıldığı ve yansıdığı için atomdaki müspet yükler çekirdekte toplanmıştır.
- Yükün büyüğü çekirdekte olduğu için atom kütlesi de çekirdekte toplanmıştır.
- Her bir atomda ne kadar olumlu tanecik varsa o kadar da negatif tanecik vardır.
- Olumlu tanecikler çekirdekte toplanmıştır, elektronlar ise çekirdek etrafında dönmektedir.
- Elektronlar tek bir noktada toplanmadıkları için atom hacminin büyük biri kısmını kaplarlar.
Rutherford atom modelinin eksiklikleri:
Rutherford atom modeli, devrine nazaran hayli başarılı bir fizikî model ortaya koydu. Hatta pek çok modele de ilham oldu fakat maalesef atomun kıymetli yapı taşlarından olan nötronu içermiyordu. Tıpkı formda elektronların hareketlerini de hakikat bir halde açıklayamamıştı. Basitçe, Güneş Sistemi’nin bir atomda da geçerli olduğunu ortaya atmıştır.
Rutherford atom modelinden ilham alan Bohr atom modeli:
Bohr atom modeli, Rutherford atom modeli ile tıpkı yıl 1911’de; 1922 yılında Nobel Fizik Mükafatı sahibi olacak olan Danimarkalı fizikçi Niels Henrik David Bohr tarafından ortaya atılmıştır. Rutherford atom modeli ve öncesinde ortaya atılan teorilerden farklı olarak Bohr, atom içindeki elektronların hareketini inceledi ve açıkladı. Bohr atom modeline nazaran;
- Çekirdekten makul uzaklıktaki bir uzaklıkta hareket eden elektronların kararlı halinin sabit bir gücü vardır.
- Elektronların kararlı hareketi dairesel bir yörünge çizer.
- Kararlı halde bulunan elektron, radyasyon yaymaz.
- Yüksek güç düzeyinden düşük güç düzeyine düşen bir elektron, değişen düzey farkına eşit bir ışık kuantı yayar.
Bohr atom modelinin eksiklikleri şu halde;
- Atoma sadece klasik fizik çerçevesinden yaklaşmıştır.
- Sırf tek elektronlu atomları açıklayabilir.
- Dalga – parçacık ikiliğini göz gerisi etmiştir.
- Heisenberg belirsizlik unsuruna nazaran elektronların oluşturduğunu argüman ettiği yörünge tarifi yanlıştır.
- Nötrondan bahsetmez.
- Atom ve molekül ortası bağı açıklamak için yetersizdir.
Bugün bakınca eleştirmek kolay olsa da devri için hayli başarılı kabul edilen Rutherford atom modeli nedir, hangi özellikleri ile öne çıkıyor ve eksiklikleri nelerdir üzere merak edilen soruları yanıtladık. Eksik de olsa çalışmalarıyla bugünün bilim dünyasını şekillendiren tüm bilim insanlarını hürmetle analım.
