F.7.4.1. Maddenin Tanecikli Yapısı

Önerilen Süre: 6 ders saati

Konu / Kavramlar: Atom (çekirdek, katman, proton, nötron, elektron), bilimsel bilginin özelliği, molekül

F.7.4.1.1. Atomun yapısını ve yapısındaki temel parçacıklarını söyler.

F.7.4.1.2. Geçmişten günümüze atom kavramı ile ilgili düşüncelerin nasıl değiştiğini sorgular.

a. Atom teorileri ile ilgili ayrıntıya girilmez.

b. Bilimsel bilginin zamanla değişebileceğine vurgu yapılır.

c. Bilimsel bilgi türlerinden teori hakkında genel bilgi verilir.

F.7.4.1.3. Aynı veya farklı atomların bir araya gelerek molekül oluşturacağını ifade eder.

F.7.4.1.4. Çeşitli molekül modelleri oluşturarak sunar.

MADDENİN TANECİKLİ YAPISI

1. ATOM NEDİR?

• Maddenin yapı taşına atom denir.
• Canlı cansız bütün maddeler atomlardan meydana gelmiştir.
• Atomun kelime anlamı bölünmez parçalanmazdır, ancak günümüzde atom bölünebilmektedir.
• Atom çerisinde de daha küçük parçacıklar bulunmaktadır.
• Atom içerisinde proton, nötron ve elektron bulunur.

1.1. Proton

• Çekirdekte bulunur.
• Yükü + dır.
• “p⁺“ simgesi ile gösterilir.
• Çekirdekte yavaş hareket eder.

1.2. Nötron

• Çekirdekte bulunur.
• Yüksüzdür (Nötr).
• Kütlesi protonun kütlesine eşittir.
• “n⁰“ simgesi ile gösterilir.
• Çekirdekte yavaş hareket eder.

1.3. Elektron

• Çekirdek etrafında çok hızlı hareket eder.
• Katmanda bulunur.
• Yükü (-) dir.
• Kütlesi protonun 1/2000 kadardır.
• “e^–“ simgesi ile gösterilir.

2. ATOM İLE İLGİLİ KAVRAMLAR

2.1. Katman

• Elektronların bulunduğu küresel yapıdaki yerlere katman denir.
• Elektronlar katmanlarda hareket ederler.

2.2. Atom Numarası

• Atomun sahip olduğu proton sayısı atom numarasıdır.
• Atom numarası atomun kimliğidir.

2.3. Nötr Atom

• Proton sayısı ve elektron sayısı eşit olan atomlar nötr atomdur.

3. ATOMUN ÖZELLİKLERİ

• Elektron  çekirdeğin etrafında katmanlarda hareket etmektedir.
• Proton ve nötron atomun çekirdekte yavaş hareket eder.
• Atomun hacmini elektronlar oluşturur. Elektronlar çok geniş bir hacimde bulunmaktadırlar.
• Bir atomun kimliğini protonlar belirler. Aynı cins atomların proton sayıları da aynıdır.
• Atomun kütlesini proton ve nötronlar belirler. (Elektronlar çok küçük olduğu için ihmal edilebilir.)
• Elektronlar ve protonlar arasındaki çekim kuvveti sayesinde elektronlar etrafa dağılmaz.
• Elektronlar çok hızlı hareket ettikleri için çekirdeğe yapışmazlar. (Merkezkaç kuvveti)
• Aynı cins her atomun nötron ve elektron sayıları farklı olabilir. Elektronlar alınıp verilebilir, nötron sayıları da değişebilmektedir.
• Atom çıplak gözle görülemez, duyu organları ile hissedilmez, ancak gelişmiş araçlarla atom artık görülebilmektedir

Not: Bir atomu futbol sahası kadar büyüttüğümüzde çekirdek başlama noktasında bulunan bir böcek kadar olsa, elektronların bulundukları hacim futbol sahası kadardır.

4. ATOM MODELLERİNİN TARİHSEL SÜRECİ

4.1. Democritus (Demokritus)

• Yunanlı bir filozoftur.
• Maddenin taneciklerden oluştuğu fikrini ortaya attı.
• Maddeyi oluşturan taneciklere bölünemez anlamına gelen atomus adını verdi.
• Bu görüşü bilimsel olarak değil varsayım olarak söylemiştir.

Democritus’un görüşü

1. Bütün maddelerin atomları aynıdır.
2. Atom görülemez ve bölünemez.
3. Maddelerin farklı olmasının nedeni maddeyi oluşturan atomların sayısının ve diziliş biçiminin farklı olmasıdır.

4.2. John Dalton

• John Dalton atom hakkında ilk bilimsel açıklamayı yapmıştır.

Dalton’un görüşü

1. Maddenin en küçük yapı birimi atomdur.
2. Atomlar içi dolu berk kürelerdir.
3. Bütün maddelerin farklı cins atomlardan oluşmuştur.

4.3. J.J. Thomson (Tamsın)

• Pozitif ve negatif yüklerin bulunması ile atom modelinin güncellenmesi gerekti.
• Thomson atomu üzümlü keke benzettiği modelle açıkladı.

Thomson’un görüşü

1.Eksi yükler (elektronlar) üzüme, kekin kendisi pozitif yüke (protona) benzetmiştir.
2. Eksi yükler hareket etmemektedir.
3. Atom daha küçük parçalardan oluştuğu için parçalanabilir.

4.4. Rutherford (Radırfort)

• Pozitif yüklere proton adını vermiştir.
• Protonun bulunduğu yeri çekirdek demiştir.
• Çekirdek etrafında elektronların hareket halinde olduğunu keşfetti.
• Yaptığı model güneş sistemine benzetmiştir.

4.5. Niels Bohr

• Bohr atom modeline göre elektronlar çekirdek etrafında rastgele dolanmamaktadır.
• Elektronlar çekirdeğin belirli uzaklıktaki katmanlarda bulunmaktadır.

4.6. Modern Atom Teorisi

• Elektronlar çok hızlı hareket ettikleri için, elektronların yerini belirleyemeyiz. Elektronların bulunma ihtimalinin en fazla olduğu yerlere “Elektron Bulutu” denilmektedir.
• Elektronların sabit yörüngeleri olduklarından Bohr atom modelinde olduğu gibi katmanlardan bahsetmek zordur. Katman yerine elektron bulutu kullanılmaktadır.

Not: Geçmişten günümüze atom fikrinde birçok değişiklik olmuştur. Atom konusunda her şeyi bildiğimizi söylememiz mümkün değildir. Atom konusunda çalışmalar devam etmektedir.

4.7. Henri Becquerel ve Marie Curie 

• Becquerel radyoaktiviteyi, Curie ise radyoaktivite özelliği taşıyan Radyum ve Polonyum
  elementlerini keşfetmiştir.
• Radyoaktivite tıp, sanayi, ziraat, elektronik gibi alanlarda yararlanılır.

5. BİLİMSEL TEORİ (KURAM)

5.1. Hipotez

• Bilimsel bir probleme geçici çözüm yolu bulmaktır.

5.2. Teori (Kuram)

• Deney ve gözlemlerle hipotezin doğrulanması sonucu hipotez teoriye dönüşür.

a. Teorinin Özellikleri

• Neden ve nasıl sorularına yanıt vermeye çalışır.
• Kendi içinde mantıksal tutarlılığı vardır.
• Teori zamanla değişerek başka teorilere dönüşebilir. Atomla ilgili teoriler zamanla değişerek günümüze kadar gelmiştir.

6. MOLEKÜL

• Atom kümelerine molekül denir.
• Molekül içerisinde aynı ya da farklı cins atomlar bulunabilir.

• Aynı cins atomların oluşturduğu molekül element molekülüdür.

• Farklı cins atomlardan bileşik molekülü oluşur.