Büyük Kısmı Boşluktan Meydana Gelen Atomların Bize Neden Katı Göründüğünü Biliyor musunuz?
Atomların büyük kısmının boş alandan meydana geldiği bilimsel olarak kanıtlanmış bir gerçek. Peki öyleyse objeler niçin bize katı görünüyor ve niçin onların içinden geçemiyoruz?
Hikayeye biraz geri sararak başlayalım...
19. yüzyılda bir kimyager olan John Dalton, etrafımızda gördüğümüz tüm objelerin atom adı verilen parçacıklardan meydana geldiğini iddia etti. Aradan iki yüzyıla yakın zaman geçmiş olsa da Dalton'ın sunduğu model bugün bilim çevreleri tarafından hâlâ kabul görüyor.
Bu modele göre atomlar, çok küçük çaptaki çekirdekten ve onun etrafında dönen daha da küçük elektronlardan meydana geliyor.
Eğer salonunuzdaki masa bir milyar kat daha büyük olsaydı, masanızın atomları birer karpuz büyüklüğünde olacaktı. Ancak bu olduğunda bile atomların çekirdekleri ve onun etrafında dans eden elektronlar göremeyeceğiniz kadar küçük olacaktı.
Peki madem öyle, neden biz, hadi bizi bırakın ışık, bu boşlukları kullanarak katı objelerin ardına geçemiyor?
Bunu açıklayabilmek için biraz elektronlardan bahsetmemiz gerekiyor. Okulda öğrendiğimiz basitleştirilmiş anlatıma göre elektronlar, tıpkı Güneş'in etrafında dönen gezegenler gibi atom çekirdeğinin etrafında bir yörüngeye göre hareket ediyordu. Ancak elektronların hareketi aslında bu örnekle benzerlik göstermemektedir. Onları daha ziyade bir kuş sürüsü gibi düşünmek faydalı olacaktır.
Hayalinizde birlikte hareket eden bir kuş sürüsü canlandırın.
Hareket hâlindeki bir kuş sürüsünde tek bir kuşun hareketlerini gözlerinizle takip edebilmeniz imkânsızdır öyle değil mi? Kuşların bireysel hareketleri takip edilemeyecek kadar hızlı gerçekleşir ancak yine de gökyüzüne baktığınız zaman sürünün meydana getirdiği büyük bir karaltı görürsünüz. Elektronlar da atom merkezinin çevresinde tıpkı bir kuş sürüsü gibi dans etmektedir; ancak bu dans gelişigüzel değildir. Elektronlar tıpkı bir balo salonunda dans eden insanlar gibi belirli hareket ve adım kalıplarına göre hareket ederler. Onların bu hareketi, bugün Erwin Schrödinger'in adıyla anılan matematik denklemlerine göre işler.
Elektronların izlediği bu kalıplar çeşitlilik göstermektedir.
Bazı elektronlar yavaş ve kibarca vals yaparken, bazıları yukarıda gördüğünüz Beyoncé abla gibi çılgınca ve enerjik bir biçimde dans etmektedir. Kendi içlerinde devamlı aynı kalıba uygun olarak dans eden elektronlar, kimi zaman dans kalıplarını değiştirerek o anda atomdaki başka hiçbir elektronun yapmadığı bir kalıba göre dans etmeye başlayabilirler. Başka hiçbir elektronun yapmadığı diyoruz, çünkü aynı atomun içindeki iki elektron, 'dışlama ilkesi' adı verilen kurala uygun olarak asla aynı anda aynı kalıba uygun olarak dans edemez.
Salonunuzdaki masaya geri dönecek olursak...
Elektronların daha hızlı dans kalıplarına geçebilmek için enerjiye ihtiyaçları vardır. Aynı şekilde daha yavaş bir kalıba geçen elektronlar da sahip oldukları enerjiyi dışarı yaymaktadır. Buna göre ışık formundaki enerji bir elektronun üzerine vurduğunda, elektron ışıktan aldığı enerjiyle daha hızlı dans etmeye başlar ve atomların içinde bulunan tüm atomlar ışığın enerjisinden faydalanmak istediği için ışık masamızın ötesine geçemez. Elektronlar tarafından absorbe edilen ve geri yansıtılan enerji ise şekiller ve renkleri oluşturur. Masayı katı olarak tecrübe etmemizin sebebi de tam olarak budur.
Peki neden içinden geçemiyoruz?
Masaya dokunduğunuz zaman atomlarınızın içinde bulunan elektronlar, masanın atomlarının içinde bulunan elektronlarla yakınlaşır ve bir atomun içinde bulunan elektronlar diğer bir atomun çekirdeğine yaklaştığı zaman elektronların dans kalıpları değişmeye başlar. Çünkü bir elektron, atom çekirdeğinin etrafında gerçekleştirdiği dans kalıbını başka bir çekirdeğin etrafında gerçekleştiremez. Onun kalıbı, diğer atomdaki başka bir elektron tarafından çoktan kapılmıştır. Bu sebeple çekirdeğe yaklaşan yeni elektronun yeni ve kapılmamış, yüksek enerjili bir dans kalıbına geçiş yapması gerekir. Bunun için gereken enerji ise bu kez ışıktan değil, parmağınızın masaya uyguladığı güçten sağlanır.
Kısacası yalnızca iki atomu birbirine yaklaştırmak bile enerji gerektirmektedir.
Çünkü bunun için söz konusu iki atomun içinde bulunan tüm elektronların, az önce bahsettiğimiz üzere daha yüksek bir enerji seviyesine geçmesi gerekmektedir. Bu mantıkla örneğimize döndüğümüz zaman, parmaklarınızda bulunan atomların içindeki tüm elektronların, masanın atomlarının içinde bulunan tüm elektronlarla iç içe geçebilmesi için kaslarınızın sağladığından çok daha yüksek bir enerjiye ihtiyacınız olacaktır. Bu enerjiyi sağlayamadığınız için de masaya dokunduğunuz zaman onun katı olduğunu ve parmağınıza direnç gösterdiğini hissedeceksiniz. Kısacası masaya dokunduğunuzda katı olduğu hissiyatını yaşayacaksınız. Bilim ilginç şey, öyle değil mi?
Yorum Yazın
Dalton'un atom modeliyle günümüzdekinin hiçbir ilgisi yok. Dalton sadece atomun varlığından ilk bahseden kişi. Dalton'un modelinde atom altı parçacıklar bulu... Devamını Gör
ya boyle ciddi ve dikkat gerektiren iceriklerde GIF'lerden cok rahatsiz oluyorum, cok yoruyor. Biraz daha az kullanilabilir en azindan diye dusunuyorum. Onun... Devamını Gör
Çok güzel bir içerik ve güzel örneklendirmişsiniz