Newton’un, on yedinci yüzyılda gazların genişleme prensibi hakkında açıklama yapmasıyla beraber, fizik içinde atom konusunda daha fazla bilgi sahibi olunacağı düşünülmüştür. Ancak o dönemlerde gelinen durum, Leukippos ve Demokritos’a ait olan atom teorilerinden daha fazla ileriye gidememiştir. Demokritos’un ortaya çıkarmış olduğu atomculuk felsefesiyle; atomun maddenin en küçük parçacığı olduğu teorisi uzun yıllar kabul edilmiştir.
Maddenin görülmeyen parçacıkları hakkında oluşan bazı fikirlerin bir ihtimalden fazla anlam taşıyor olması ise bilim dünyasında on dokuzuncu yüzyıla denk gelmiştir. John Dalton sayesinde, Demokritos’un atom hakkındaki tüm
görüşleri deneysel yollarla açıklanabilir olmuştur. Dalton, atom üzerine yaptığı çalışmalarda, her atomun kendine ait farklı ağırlıkları olduğunu tespit etmiştir. Dalton’nun atom modeli hakkında bilinenlerden biri atomların bilardo toplarına olarak tasvir edilmesidir. Dalton’nun çalışmalarını gerçekleştirirken atomları doğrudan gözlemleme imkanı olmadığından; kimyasal deneyler sayesinde başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
Dalton’un atom kavramı hakkındaki ortaya koyduğu özellikler: 1. Bilinen en küçük parça atomdur.
2. Atomlar içi dolu küreciklerdir.
3. Atomlar bölünemez ve yok edilemezler
4. Atomlar belirli oranlarda birleşerek molekülleri meydana getirir. 5. Bir elementin bütün atomları şekil, büyüklük ve kütle yönüyle aynıdır. 6. Farklı cins atomlar farklı kütlelidir40.
Dalton’un bahsetmiş olduğu bu atom modeli pek çok eleştiriye tutulmuştur. Dalton’un atomları içi dolu kürecikler olarak tanımlaması yanlış olarak kabul edilmiştir; bir diğer görüş olan evrende bilinen en küçük parça ifadesi kabul bile edilmemiştir. Dalton’un atom hakkındaki yorumlarının yanı sıra John Thomsen’ini atom hakkında ortaya attığı görüşler bilim dünyasında daha makul karşılanmıştır. Thomson atomu kendi içinde hareket eden parçacıklardan oluşan bir mekanizma olarak anlatmıştır. Thomsen’ini atom hakkındaki fikirleri ve söylemleri, bilim dünyasında dönüm noktalarından sayılmaktadır. Dalton atom modelinden farklı olarak; Thomson, atom hakkında olan çalışmalarında atomun içinde negatif ve pozitif yüklü parçacıkların bulunduğunu söylemiştir. Dalton atom modelinden daha sonra Thomson’a kadar kendine ait parçacıklara sahip olduğu görüşü pek fazla savunulmamıştır. Daha önce atomun yüksüz olduğunu kabul eden görüşler ise Thomson tarafından üzümlü kek modeli olarak anılan başka bir modele dönüştürülmüştür.
40 Mustafa, Çakıroğlu(2014). Arkhe Problemi Bağlamında Atom Düşüncesinin Tarihsel Gelişimi ve
Şekil.4: Atom Modellerinin Gelişim Süreci
Kaynak:http://3.bp.blogspot.com/dJqBBSjX5nM/VQoXNMil8rI/AAAAAAAAAfY/vLSSpr Vx0tE/s1600/atom-modelleri.jpg
Atom kavramına olan bakış açısı ve atom hakkında ortaya sunulan görüşlerdeki değişim, Ernest Rutherford’un ortaya attığı evren modeli ile başka bir boyuta geçişi sağlanmıştır. Güneş sistemi modeli; Güneş gibi ortada duran pozitif yüklü çekirdek ve onun etrafında dolanan negatif yüklü elektronlardan oluşmuş bir modeldir. Bu model, o zamana kadar bilinen katı determinist felsefesini barındıran klasik fizik ile açıklanamamıştır. Klasik fiziğin ilkeleri Rutherford’un deney sonuçlarını açıklamada yetersiz kalmıştır. Rutherford arkadaşları (Hans Geiger ve Ernest Marsden) ile beraber, Thomson atomunu laboratuvar şartlarında tasarladıkları bir deney düzeneği ile incelemişlerdir. Deneylerinde çok ince bir altın levha üzerine alfa taneciklerini göndermişler, alfa parçacıklarının altın levhadan saçılmalarını izlemişlerdir. Beklentileri alfa parçacıklarının birçoğunun altın levhadan küçük açılarla saçılacağı bir kısmının ise direk olarak yoluna devam edeceği şeklindeydi fakat bu beklentileri gerçekleşmedi. Deney sonucunda alfa parçacıklarının bir kısmı altın levha içinden geçerek küçük açılardan sapmalara uğramışlardır. Bazıları ise büyük açılarda sapmaya uğrayarak geri dönmüşlerdir. Bu deney üzerine Rutherford atom hakkında bir takım varsayımlar ise şu şekildedir:
1.Levhaya gönderilen alfa parçacıklarının bir kısmı çok az bir sapmaya uğradığına göre atomun büyük bir kısmının boşluklu olması gerekir.
2.Elektronlar, çekirdeğin etrafında büyük boşluklar bulunan sıralar halinde toplanmıştır.
3.Atomda pozitif yüklerin toplamı, çekirdek olarak bilinen ağır bölgede toplanmıştır.
4.Atom kütlesinin büyük bir bölümü çekirdekten ibarettir.
5.Atom içinde bulunan elektronlar 10-8 değerindeki hacme sahiptir
6.Atom içindeki çekirdek, aynı atomun elektronları dengeleyecek kadar pozitif yük taşıyabilir.
7.Atomlar yük olarak nötr olduğundan elektronlar ve protonlar eşit sayıda bulunurlar.
8.Çekirdeğin çapı yaklaşık olarak atomun çapından yüz bin kez daha küçüktür.
9.Protonların toplam kütlesi yaklaşık olarak atomun kütlesinin yarısı kadardır. 10.Rutherford atom modelinde elektronlar çekirdek etrafında merkezkaç kuvvetinin ve coulomb kuvvetinin etkisi ile gerçekleştirirler.
Rutherford atom modeli Thomson atom modeline göre daha açıklayıcı ve kabul edilebilir görülmüştür. Tabi bütün bu durumlara rağmen Rutherford atom modelinin de eksiklikleri vardır.
Rutherford atom modelinde protonlar ve elektronların dışında, nötronlardan hiç bahsedilmemiştir. Atom modelinde ivmeli hareket ettiği kabul edilen elektronlar klasik fizik yasalarına göre hareketleri boyunca ışıma yapmalı ve bir süre sonra enerjilerini bitirerek çekirdek üzerine düşmesi gerekmektedir fakat böyle bir durum gözlenememiştir. Atomların yaydığı spektrumlar Rutherford atom modeli ile
açıklanamamıştır. Elektronların hareketlerinden bahsedilmiştir ancak atom içinde bulunan yörüngelerden hiç bahsedilmemiştir. Rutherford atom modelinde bulunan tüm bu eksiklik yönlerine rağmen bilim dünyasında uzun bir süre kabul görmüştür.
3.5. Atom Modelinde Kuantum İzleri: Bohr Atom Varsayımları Ve