1.ÜNİTE : ATOMUN YAPISI
ATOM VE ELEKTRİK
ELEKTRİKLENME DENEYİMLERİNDEN ATOMA
Elektrik yükü ilk defa antik dönemde, kehribarın ipek yada yüne sürtüldükten sonra küçük cisimleri çekmesi ile fark edilmiştir.
Yünlü kumaşa sürtülen ebonit çubuk, küçük kağıt parçalarına yaklaştırılırsa, ebonit çubuğun kağıt parçalarını önce uzaktan tutup çektiğini daha sonra kağıt parçalarının uzaklaştığı görülür.
Aynı olay, plastik bir tarak(tarak bu durumda nötrdür) saça sürtüldüğünde, tarağın saçı ve akan suya yaklaştırıldığında suyu çekmesinden gözlenebilir.
Yün kazağı çıkarırken oluşan kıvılcım, elektrik yükünün bir yerden başka bir yere hareket ettiğini gösterir.
Maddenin elektrikle yüklü hale gelmesi madde de elektrik yüklerinin olduğunu ve bunların hareket ettiğini gösterir. Ayrıca maddelerin birbirini itme ve çekmeleri, maddenin yapısında iki tür elektrik yükünün olduğunu gösterir.
Sürtünme ile elektriklenmede, sürtünen cam, ebonit ve kumaşların kimyasal yapısı değişmez. Dolayısıyla sürtünmede, maddeler arasında, atomlarında bulunan daha küçük taneciklerin geçişi olur. Sürtünme ile elektriklenmede iki tür yükün olduğunu keşfeden ilk kişi Benjamin Franklin’dir.
Not: Cam çubuk (+), ebonit çubuk (-) yükle yüklenir.
FARADAY’IN ELEKTROLİZ DENEYLERİ VE ATOM ALTI PARÇACIKLAR
Luigi Galvani (Luici Galvani) kurbağa bacağının kas sinirine farklı metaller dokundurulduğunda hareket ettiğini gözlemlemiş, bu deney Alessandra Volta’ya ( fizik profesörü) ilhan kaynağı olmuştur. (Volta, metal çiftler arasındaki etkileşimle oluşan elektriklenme olayından yararlanarak kendi adını taşıyan pili geliştirmiştir.)
Faraday 1830 lu yıllarda elektroliz deneyleri yaparak elektriğin maddeler üzerindeki etkisini incelemiştir
Elektroliz, elektrik enerjisi kullanılarak bileşikleri elementlerine ayrıştırma işlemidir.
Fe
Ag
AgNO3
Yükseltgeneme: Nötr atom ya da iyonun elektron vererek değerliğini arttırmasıdır.
İndirgeneme: Nötr atom ya da iyonun elektron alarak değerliğini azaltmasıdır.
Anot: Yükseltgenmenin olduğu elektrottur. Anot (+) yüklüdür.
Katot: İndirgenmenin olduğu elektrottur. Katot (-) yüklüdür.
Elektrolit maddelerden, elektrik akımı geçirilirse bunların çözeltilerinde bulunan katyonlar indirgenerek katot elektrodunda, anyonlar yükseltgenerek anot elektrodunda toplanırlar.
Faraday elektroliz deneylerinde bir elementin çeşitli bileşiklerinin çözeltilerine elektrik akımı uygulamış ve elektrotlarda elementler elde etmiştir. Örneğin, ergimiş CuCl2 ve CuCl bileşikleri aynı miktar elektrik yükü ile elektroliz edildiğinde;
Cu+2 + 2e- Cu Cu+2 + 2e- Cu
Katotta belirli miktarda madde biriktirmek için gerekli elektrik yükünün daima sabit veya bu sabit değerin katları olduğunu görmüştür. Yani katotlarda açığa çıkan madde miktarı (m) ile devreden geçen yük miktarı (Q) doğru orantılıdır.
Elementlerin farklı bileşiklerinin aynı miktar elektrik yüküyle elektrolizinde elektrotlarda biriken element kütlelerini, bu elementlerin atom kütlelerine böldüğünde sabit tam sayı elde etmiştir. Kapların katotlarında açığa çıkan madde miktarı, katotta açığa çıkan maddenin türüne de (A) bağlıdır.
m=Q.A Q=I.t m=I.t.A
Devreden geçen yük miktarı (Q), Coulomb (C) birimi ile tanımlanır. AgNO3 çözeltisinden 1,118 mg Ag açığa çıkaran yük miktarına 1 Coulomb denir.
Faraday yaptığı deneylerden;
Elektriğin maddeyi değiştirdiği,
Elektrik yükleri parçacıklar halinde taşındığı,
Maddeyi oluşturan atomlarda belirli büyüklükteki elektrik yüklerini taşıyan atom altı taneciklerin bulunduğu anlaşılabilir.
ELEKTRONUN KEŞFİNİN TARİHSEL GELİŞİM
Dalton Atom teorisinde ve daha önceki kuramlarda atom maddenin en küçük taneciği olarak kabul edilmiştir.
1807-1808 yıllarında Humphry Davy (Hampri Devi) bileşikleri ayrıştırmak için elektrik kullanarak beş element (potasyum, sodyum, kalsiyum, stronsyum ve baryum) buldu. Bu çalışmalarına dayanarak bileşiklerde elementlerin elektriksel çekim kuvvetleriyle bir arada tutulduklarını önerdi.
1832-1833 yıllarında Michael Faraday elektrik ve kimyasal değişme arasındaki nicel ilişkiyi açıkladı.
Faraday’ın çalışmalarına dayanarak George Johnstone Stoney atomlarda elektrik yüklü birimlerin bulunduğunu öne sürdü ve 1891 de bunlara elektron adı verilmesini önerdi.
Elektronların varlığı ile ilgili ilk kanıt İngiliz fizikçi William Crooks tarafından ortaya kondu. Crooks geliştirdiği ve kendi adıyla da anılan Crooks tüpleri ile yaptığı deneylerde havası alınmış vakumlu bir tüpe konan gazların elektrikle etkileşimi sonucu ortaya çıkan davranışlarını inceledi.
| 