36 RUTHERFORD ATOM MODELİ (1911)
Rutherford, altın levhayı, ışınlarıyla bombardıman ederek atomun çekirdeğini keşfetmiştir. Altın levhaya gönderdiği ışınlarının büyük bir kısmının sapmaya uğramadan geçtiğini, çok az sayıda (1/20000) taneci-ğin sapma yaparak geçtitaneci-ğini ve yine çok az sayıda ta-neciğin levhayı geçmeden geri yansıdığını gözlemle-miş. ışınlarının çok azının sapma göstermesi veya geri dönmesi üzerine atomun içinde (+) yükün çok kü-çük hacimde toplandığını ileri sürmüş ve bu hacme çekirdek adını vermiştir.
Rutherford’a göre;
1. Atomdaki pozitif yük ve kütle çekirdekte toplanmış-tır.
2. Atomun yarıçapı 10-8 cm, çekirdek yarıçapı ise 10-13 cm civarındadır.
3. Çekirdekteki (+) yük sayısı, her atom için farklıdır.
(+) yüke eşit sayıda elektron çekirdeğin etrafında bulunur.
Rutherford Atom Modelinin Eksiklikleri
Rutherford, elektronların nasıl hareket ettiğini ve elekt-ronların neden çekirdek üzerine düşmediklerini açıkla-ya-mamıştır. Rutherford’a göre çekirdekte yalnız pozi-tif yüklü tanecikler vardır.
SORU 3:
Atomun yapısında büyük boşluklar vardır.
Pozitif yüklü tanecikler atomun hacmine göre çok küçük bir hacimde toplanmıştır.
Atomla ilgili yukarıdaki ifadeleri ilk olarak ortaya koyan bilim insanı aşağıdakilerden hangisidir?
A) Rutherford B) Bohr C) Planck D) Dalton E) Thomson
SORU 4:
Yukarıda Rutherford atom modeli ile ilgili deneysel çalışma şeması verilmiştir.
Bu deneyle ilgili olarak;
I. Elektronlar rasgele dağılmıştır.
II. Atomda (+) yükler küçük bir bölgede toplanmıştır.
III. Atomda yüksüz tanecikler de bulunur.
yargılarından hangileri çıkarılamaz?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I ve III
NÖTRONUN KEŞFİ
* Atom kütleleri ile ilgili olarak yapılan çalışmalarda, hesaplanan kütle değeri ile atomun yapısındaki protonların toplam kütlesi arasındaki büyük farklı-lıklar olduğu belirlendi.
* Bu farklılık bilim insanlarını, atomun yapısında, sayısı proton sayısına yakın ya da genellikle daha fazla olan ve bir tanesinin kütlesi, bir protonun küt-lesine neredeyse eşit olan yüksüz bazı tanecikler de bulunması gerektiği fikrine ulaştırdı.
* 1920 yılında Ernest Rutherford, gerçekleştirdiği alfa deneyi ile çekirdekte yüksüz taneciklerin de olabileceği fikrini ortaya attı.
* Daha sonra 1932 yılında James Chadwick bazı çekirdek reaksiyonları üzerinde yaptığı araştırma-lar sonucunda, çekirdekte protonaraştırma-lardan başka, her birinin kütlesi, bir protonun kütlesine yaklaşık eşit yüksüz taneciklerin bulunduğunu deneysel olarak belirledi. Bunlara yüksüz anlamında nötron adı verildi.
* Nötronların kütlesi protonların kütlesine yaklaşık olarak eşdeğerdir.
mnötron1,6749 x1027kg
* Atomun çekirdeğinde yer alan proton ve nötronla-rın toplamına nükleon sayısı denir.
* Tabiatta nötronu bulunmayan tek element hidro-jendir.
11H . Bunun için hidrojenin kütlesi protonun kütlesine eşittir.3.A 4.C
Au
Perde
tanecikler
ATOM MODELLERİ VE YAPISI 11 KMY 003
37 BOHR ATOM MODELİ (1913)
Bohr, elektronların katman (enerji düzeyinden) bah-setmiştir.
Bohr’a göre;
1. Elektronlar, atom etrafında herhangi bir yerde değil, dairesel yörüngelerde (enerji düzeylerinde) bulunurlar
2. Enerji düzeyleri (kabukları) K,L,M,N…….veya 1,2,3,4…… şeklinde adlandırılır.
3. Çekirdeğe en yakın olan K tabakasında bulunan elektronun enerjisi en düşüktür. Atom dışarıdan enerjiyi aldığında, elektronları daha yüksek enerji düzeyine geçer ve uyarılmış hale gelir.
4. Elektron yörünge üzerinde ne kadar kalırsa kalsın enerjisi sabittir.
5. Bir elektron yüksek enerji düzeyinden düşük enerji düzeyine geçerken seviyeler arasındaki enerji farkı kadar enerji yayınlar.
Bohr Atom Modelinin Eksiklikleri
Bohr, çok elektronlu atomların davranışını açıklaya-mamıştır.
SORU 5:
Bohr atom modelinin, Rutherford atom modeline kattığı yenilikler;
I. Bohr Atom Modeli ile ilk defa elektronların farklı yörüngelerde dolandığı fikri ortaya atıldı.
II. Yörüngeler arasında elektron geçişleri elektroman-yetik ışımaya neden olur.
III. Atomun toplam yükü sıfırdır.
Çekirdek çevresinde belli enerji düzeyleri bulunur. Bu enerji düzeyleri n ile gösterilir ve baş kuant sayısı is-mini de alır.
Elektronlar, bu enerji düzeylerinde bulunan orbitaller-de bulunurlar.
Orbital : Elektronların bulunma ihtimalinin en fazla olduğu bölgelere denir. (s, p, d, f orbitalleri)
Herhangi bir temel enerji seviyesinde n2 kadar orbital bulunur.
Her temel enerji seviyesinde orbital sayısının iki katı kadar elektron bulunabilir. Buna göre bir temel enerji seviyesindeki en fazla elektron sayısı 2n2 dir.
Her temel enerji seviyesinde alt enerji seviyeleri var-dır. Bu alt enerji seviyeleri s, p, d, f olarak ifade edilir.
Elektronlar hem kendi çevrelerinde, hem de çekirdek çevresinde dönerler.
Modern atom teorisinde elektronların hem dalga hem de tanecik özelliği vardır. Bu düşünceden hareketle;
“Elektronun hem yeri hem de hızı aynı anda tespit edi-lemez” fikri Heisenberg tarafından ortaya atılmıştır.
ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ
Elementin bütün özelliklerini gösteren en küçük birime atom denir.
Atom içinde bulunan taneciklere atom altı partiküller denir.
Atom çekirdeğini oluşturan taneciklere ise nükleon adı verilir.
Atom çekirdek ve yörünge olmak üzere iki kısımdan oluşur.
Proton ve nötron çekirdekte Elektron çekirdeğin dışında
5.C
Proton(+) Elektron ( -)
Nötron(0)
ATOM MODELLERİ VE YAPISI 11 KMY 003
Atom no Elektron sayısı
Atom sembolü
Atom numarası = Proton sayısı = Çekirdek yükü
Kütle numarası = Nükleon sayısı = Proton + Nötron sayısı sayısı
Nötr atom için; Çekirdek yükü elektron sayısına eşit olan taneciklerdir.
Proton sayısı = Elektron sayısı
İyon için; Elektron almış ya da vermiş taneciklerdir.
Proton sayısı Elektron sayısı
İyon yükü = Proton sayısı – Elektron sayısı
İyonlar anyon ve katyon olmak üzere ikiye ayrılır.
Anyon: (-) yüklü iyondur. (Bir atom elektron aldığında çapı artar.)
Elektron sayısı > Proton sayısı
2 8O , F10 9 10
Katyon: (+) yüklü iyondur. (Bir atom elektron verdi-ğinde çapı azalır.)
Elektron sayısı < Proton sayısı
2 11Na ,10 12Mg10
KÖK: Çok atomlu iyondur. Bunlara kompleks iyon da denir.
3
4 4
OH , PO , NH
SORU 6:
Bir atomdan oluşan katyon iyonu ile ilgili, I. Elektron sayısı, proton sayısından azdır.
II. Protonlardan birisi, elektrona dönüşür.
III. Çekirdek yükü azalır.
Kütle numarası proton sayısının 2 katına eşit olan nötr bir atom için;
I. Çekirdek yükü = Nötron sayısı II. Atom numarası = Elektron sayısı III. Çekirdek yükü = İyon yükü
verilen eşleştirmelerden hangisi doğrudur?
A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III
değerleri hangisinde doğru olarak verilmiştir?
I II III
ATOM MODELLERİ VE YAPISI 11 KMY 003
39 SORU 9:
X atomunun bir iyonu için,
Proton sayısı, nötron sayısından 2 fazladır.
Nötron sayısı, elektron sayısına eşittir.
Buna göre iyon için,
I. X atomu 2 elektron alarak iyon oluşturmuştur.
II. 2+ yüklü bir iyondur.
III. Kütle numarası nötron sayısının 2 katına eşittir.
yargılarından hangileri doğrudur?
Yukarıdaki tabloda X, Y ve Z atomlarının bazı iyonla-rına ait nicelikler verilmiştir.
Buna göre, tablodaki a, b ve c sayıları aşağıdaki-lerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?
a b c ya da iyonlara denir.
2 3
12Mg10 13Al10
İzoton:
Proton sayıları farklı nötron sayıları aynı olan atomlar-dır.
Proton sayıları farklı kütle numaraları aynı olan atom-lardır.
Proton sayıları aynı kütle numaraları ve nötron sayıları farklı olan atomlardır. için fiziksel özellikleri farklı, proton ve elektron sayıları eşit olduğu için kimyasal özellikleri aynıdır.
9.B 10.A 11.C
ATOM MODELLERİ VE YAPISI 11 KMY 003
40 NOT:
Bir atom veya iyon çiftinde kimyasal özelliklerin aynı olabilmesi için;
I. şart: proton sayıları aynı olmalıdır.
II. şart: elektron sayıları aynı olmalıdır.
SORU 12:
Nötr izotop atomlar için,
I. Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklıdır.
II. Kimyasal özellikleri farklıdır.
III. Fiziksel özellikleri farklıdır.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III
SORU 13:
e– sayısı no sayısı p+ sayısı
X: 18 21 16
Y: 16 20 17
Z: 19 20 19
Yukarıda X, Y ve Z taneciklerine ait e, n ve p sayıları verilmiştir.
Buna göre,
I. X anyon, Y katyon, Z nötr atomdur.
II. Y ile Z izoton atomlardır.
III. X ile Y izobar atomlardır.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III
SORU 14:
X, Y, Z ve Q elementlerinin proton ve nötron sayıları verilmiştir.
X Y Z Q
Proton sayısı 11 11 9 8
Nötron sayısı 13 14 14 16
Buna göre,
I. X ve Y birbirinin izotopudur.
II. Y ve Z birbirinin izotonudur.
III. X ve Q birbirinin izobarıdır.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III
SORU 15:
X3–, Y2– ve Z iyonlarının elektron sayıları ve nöt-– ron sayıları birbirine eşittir.
Buna göre,
I. Atom numarası en büyük olan Z dir.
II. Kütle numarası en küçük olan X dir.
III. X, Y ve Z atomları izobardır.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III
12.D 13.E 14.E 15.C
ATOM MODELLERİ VE YAPISI 11 KMY 003
41 ALLOTROP MADDELER
Bir elementin aynı atomlarının farklı şekilde düzen-lenmeleri sonucunda farklı özellikler göstermesine allotropi, bu yapılara da allotrop maddeler denir.
Allotrop maddelerin erime noktası, kaynama noktası, yoğunluk, sudaki çözünürlük, difüzyon hızı, sertlik, özısı, iletkenlik, molekül şekilleri vb. özellikleri farklıdır.
Fiziksel özellikleri farklı, kimyasal özellikleri benzerdir.
Allotrop Örnekleri:
16O
8 : Oksijen, Ozon
32S
16 : Rombik kükürt, Monoklinik kükürt
12C
6 : Grafit, Elmas
31P
15 : Beyaz fosfor, Kırmızı fosfor
Allotrop Maddelerin Özellikleri
1. Allotrop atomların proton sayıları, nötron sayıları ve kütle numaraları aynıdır
2. Allotrop maddelerin başka bir elementle oluştur-dukları bileşiklerin kimyasal özellikleri aynıdır.
2
3. Kimyasal tepkimeye girme yatkınlıkları farklıdır.
4. Bağ yapıları ve geometrik şekilleri farklıdır.
5. Moleküllerinin büyüklüğü farklıdır.
6. Fiziksel özellikleri farklıdır.
ATOMUN KATMANLARI
Proton ve elektron sayılarının birbirine eşit olduğu atomlara nötr atom denir
Elektronların yaklaşık olarak bulunduğu bölgeye kat-man denir.
İlk yörüngede en fazla 2 elektron bulunabilir. İkinci katmanda ise elektron sayısı 8’i geçemez.
Kararlı Atomlar
Bir atomun tek katmanı varsa ve bu katmanda iki elektron varsa bu atom kararlıdır.
Bir atomun iki veya daha fazla katmanı varsa ve son katmanda sekiz elektron varsa kararlıdır.
İYONLAR
Atomların kararlı yapıya ulaşmak için elektron alıp vermesi sonucu oluşan taneciklere iyon denir.
Çok Atomlu İyonlar
Katman elektron diziliminde her katmana en çok 2n 2 kadar elektron yerleşebilir. (n=katman sayısı)
1. katman 2.12 elektron 2