Dokunduğun her şey atomlardan yapılmış
Bir atomu proton, nötron ve elektron ekleyerek kendin kur. Sayılar değiştikçe elementin, kütlenin ve yükün nasıl değiştiğini izle.
- Atom numarası
- 6
- Kütle numarası
- 12
- Yük
- 0
- Elektron dizilimi
- 2, 4
- Çekirdek
- Kararlı
İlk 20 element ile sınırlı. Çizim ölçekli değil: gerçek bir atomda çekirdek burada göründüğünden on binlerce kat küçüktür.
Atomun üç parçası
Atomun ortasında proton ve nötronlardan oluşan çekirdek, çevresinde elektronlar bulunur. Proton sayısı atomun hangi element olduğunu belirler: 6 proton her zaman karbondur, 8 proton her zaman oksijendir.
| Parçacık | Yük | Kütle (kg) | Yeri |
|---|---|---|---|
| Proton | +1 | 1,673 × 10⁻²⁷ | Çekirdek |
| Nötron | 0 | 1,675 × 10⁻²⁷ | Çekirdek |
| Elektron | −1 | 9,109 × 10⁻³¹ | Çekirdeğin çevresi |
Elektron protondan yaklaşık 1.836 kat hafiftir. Bu yüzden atomun kütlesini neredeyse tamamen çekirdek taşır.
118 element, tek tablo
Periyodik tablo elementleri proton sayısına göre sıralar. Aynı sütundaki elementlerin çoğunun dış katmanında aynı sayıda elektron bulunur, bu yüzden kimyasal davranışları birbirine benzer.
Bir elemente dokunarak ayrıntılarını gör. Altı mavi çizgili ilk 20 elementi yukarıdaki modelde kurabilirsin. Türlere dokunarak tabloda vurgulayabilirsin.
Atom ne kadar küçük?
Bir atomun çapı yaklaşık 0,1 nanometre, yani metrenin on milyarda biri. Tek bir su damlasında yaklaşık 1,7 × 10²¹ su molekülü bulunur.
Çekirdek ise atomun kendisinden 10.000 ila 100.000 kat küçüktür. Atom bir futbol stadyumu kadar büyütülse, çekirdek orta sahadaki bir bezelye kadar kalırdı. Kütlenin %99,9’undan fazlası o bezelyededir; geri kalan hacim neredeyse boşluktur.
Elektronlar katman katman dizilir
Bu modelde ilk katman en fazla 2, sonraki iki katman 8’er elektron alır. En dış katmandaki elektronlara değerlik elektronu denir. Atomun başka atomlarla nasıl bağ kuracağını büyük ölçüde bu elektronlar belirler.
Dış katmanı dolu olan helyum, neon ve argon neredeyse hiç tepkimeye girmez. Dış katmanında tek elektron olan sodyum ise o elektronu vermeye çok yatkındır.
2-8-8 düzeni ilk 20 element için işleyen bir sadeleştirmedir. Daha ağır elementlerde katmanlar daha karmaşık bir sırayla dolar.
İzotoplar: aynı element, farklı kütle
Nötron sayısı değişince element değişmez, kütlesi değişir. Karbon-12 kararlıdır ve doğadaki karbonun yaklaşık %99’unu oluşturur.
Karbon-14’ün iki nötronu fazladır ve kararsızdır; yarı ömrü yaklaşık 5.730 yıl. Arkeologlar bu yüzden karbon-14’ü organik kalıntıları tarihlendirmekte kullanır.
İyonlar: elektron alan ya da veren atomlar
Proton ve elektron sayısı eşitken atom yüksüzdür. Sodyum dış katmanındaki tek elektronu verip Na⁺ olur. Klor bir elektron alıp dış katmanını tamamlar ve Cl⁻ olur.
Zıt yüklü bu iki iyon birbirini çeker. Sonuç sofra tuzu: NaCl.
Atomlar birleşince: moleküller
Atomlar dış katmanlarını doldurmak için elektronlarını paylaşabilir. Bu paylaşıma kovalent bağ, bağlarla bir arada duran atom grubuna da molekül denir. Su molekülünde oksijen iki hidrojenle birer elektron çifti paylaşır ve dış katmanını 8’e tamamlar.
Her element belirli sayıda bağ kurar: hidrojen 1, oksijen 2, azot 3, karbon 4. İstediğin atomları ekle. Atomlar kurabildikleri moleküllere kendiliğinden dönüşür; yeterli atom varsa birden fazla molekül oluşur, eşi olmayan atomlar kenarda bekler.
Sürükleyerek ya da ok tuşlarıyla döndür. Konumlar gerçek bağ açıları ve uzunluklarıyla hesaplandı; çift çizgiler çift, üçlü çizgiler üçlü bağı gösterir. Sayfa 32 molekülden oluşan bir kütüphaneden seçim yapar.
Yeni eklenenler
Bu model nereye kadar doğru?
Yukarıdaki çizim, Niels Bohr’un 1913’te önerdiği modele dayanır. Gerçekte elektronlar gezegenler gibi belirli yörüngelerde dönmez. Kuantum mekaniğine göre her elektronun belirli bölgelerde bulunma olasılığı vardır ve bu bölgelere orbital denir.
Bohr modeli yine de katmanları, değerlik elektronlarını ve iyonların neden oluştuğunu anlamak için iyi bir başlangıç noktasıdır.
Atomun gizemleri
Antimadde nereye gitti? Bir nötron tam olarak ne kadar yaşar? Periyodik tablo nerede biter? Bilim insanlarının hâlâ cevap aradığı altı soruyu, araştırma bağlantılarıyla birlikte ayrı bir sayfada topladık.