Atom Nedir?
Atom, maddenin temel birimleri ve elementlerin tanımlayıcı yapısıdır. “Atom” terimi, Yunanca bölünmez kelimesinden gelir, çünkü bir zamanlar atomların evrendeki en küçük şeyler olduğu ve bölünemeyeceği düşünülüyordu. Artık atomların kuarklar gibi daha da küçük parçacıklardan oluşan üç parçacıktan oluştuğunu biliyoruz. Bunlar; protonlar, nötronlar ve elektronlardır.
Atomlar 13,7 milyar yıl önce büyük patlama ile oluşmuştur. Oluşan evrende sıcaklığın soğumasıyla koşullar meydana geldi ve elektronlar oluşmaya başladı. Daha sonra ise proton ve nötron oluşarak tüm parçacıklar tek bir çekirdekte birleşti. Bilim adamlarına göre bu işlem evrenin oluşumunun ilk birkaç dakikasında gerçekleşmiştir.
Evrenin elektronları yavaşlatmaya yetecek kadar soğuması 380.000 yıl sürdü, böylece çekirdekler onları ilk atomları oluşturmak için yakalayabildi. İlk atomlar hidrojen ve helyum olarak meydana çıkmıştır.
Atom altı parçacıklardan ikisinin elektrik yükü vardır: protonlar pozitif yüke sahipken elektronlar negatif yüke sahiptir. Öte yandan nötronların bir yükü yoktur. Temel bir kural, aynı yüke sahip parçacıkların birbirlerinden itilmesi, zıt yüklü parçacıkların ise birbirlerine çekilmesidir. Yani, bir mıknatısın zıt uçları gibi, protonlar ve elektronlar birbirlerine çekilir. Aynı şekilde, iki mıknatısın aynı uçlarını birbirine itmeye çalışırken bir dirençle karşılaştığınızda, protonlar diğer protonlardan ve elektronlar diğer elektronlardan itilir.
Bir atomun çekirdeği (veya merkezi) proton ve nötronlardan oluşur. Çekirdekteki “atom numarası” olarak bilinen proton sayısı, öncelikle bu atomun Periyodik Tablonun neresine sığacağını belirler. Çekirdekteki proton sayısı da büyük ölçüde bir atomun özelliklerini tanımlar.
Çekirdeklerinde aynı sayıda proton bulunan iki atom aynı elemente aittir. Hidrojen, oksijen veya demir gibi bir element, nükleer reaksiyonun dışında başka hiçbir şeye parçalanamayan bir maddedir. Başka bir deyişle, bir element diğerine dönüştürülemez (yine, nükleer reaksiyonlar hariç).
Protonlar ve nötronlar elektronlardan daha ağırdır ve atomun merkezindeki çekirdekte bulunur. Elektronlar ise son derece hafiftir ve çekirdeğin etrafında dönen bir bulutta bulunur.
Çekirdek
Çekirdek, 1911’de Yeni Zelandalı bir fizikçi olan Ernest Rutherford tarafından keşfedildi. 1920’de Rutherford, atomun pozitif yüklü parçacıkları için proton adını önerdi. Ayrıca, çekirdek içinde tarafsız bir parçacık olduğunu teorize etti, İngiliz fizikçi ve Rutherford’un öğrencisi James Chadwick 1932’de doğrulayabildi.
Protonlar
Protonlar, atom çekirdeklerinde bulunan pozitif yüklü parçacıklardır. Rutherford, onları 1911 ile 1919 arasında yapılan katot ışın tüpleri deneylerinde keşfetti. Protonlar, nötronlar kadar kütleli yaklaşık %99,86’dır.
Bir atomdaki proton sayısı her element için benzersizdir. Örneğin, karbon atomlarının altı protonu, hidrojen atomlarının bir ve oksijen atomlarının sekiz protonu vardır. Bir atomdaki proton sayısına, o elementin atom numarası denir. Proton sayısı aynı zamanda elementin kimyasal davranışını da belirler. Elementler Periyodik Tabloda artan atom numarasına göre düzenlenmiştir.
Elektronlar
İngiliz fizikçi Joseph John Thomson, Bilim Tarihi Enstitüsü’ne göre elektronu 1897’de keşfetti. Elektronlar, proton ve nötronlara kıyasla çok küçüktür, bir proton veya nötrondan 1.800 kat daha küçüktür
Nötronlar
Nötronun varlığı 1920’de Rutherford tarafından teorileştirildi ve 1932’de Chadwick tarafından keşfedildi. Nötronların ispatı, deney sırasında atomların ince bir berilyum tabakasına gönderildiğinde bulundu.
