Dalton Atom Modeli (1766-1844)
19. yy’a gelindiğinde fizikçilerin ilgi alanı hala kuvvet, itim ve çekimdi. Yani fizikçilerin atoma pek gereksinimi yoktu. Ya kimyacılar? Kimyasal tepkimeleri anlamaya çalışan kimyacılar atoma daha çok ilgi duyuyordu. Gerçekten 19. yy’da atom kuramının canlanmasını sağlayanlar kimyacılardı. Bilindiği gibi atom kavramı, MÖ 5. yüzyılda Miletoslu Leukippos ve sonra MÖ 4. yüzyılda onun öğrencisi Abderalı Democritus tarafından ortaya atıldı. Democritus’un “Atomlar ve boş uzay dışında hiç bir şey yoktur; başka her şey görüştür” sözü çok ünlüdür. O, boşluğu, atomların hareketini savunmak için zorunlu görmektedir. Aslında bu, o dönemde Parmenides ve öğrencisi Zenon ile atomcular arasındaki dev bir tartışmanın görüşleridir. Parmenides ve Zenon, duyularımızın bizi aldattığını, evrenin dolu olduğunu (yani boşluğun olmadığını) savunuyorlardı. Bundan yaklaşık iki bin beş yüz yıl öncesine giden bu tartışma oldukça zeki argümanlar içermesine karşın felsefi akıl yürütmeden öteye gitmiyordu. John Dalton işte bu zihin fırtınasını, 19. yüzyıl başında ilk kez denel temellere kavuşturdu. Bunun için Dalton’un atom modeli, bilimsel anlamdaki ilk modeldir (kuramdır).
Lavoisier’nin kimyaya yaptığı katkılar (kütlenin korunumu, yanmanın oksijenle birleşme olduğunun kanıtlanması, kimyaya ölçmeye getirmesi vb…) Dalton’la kimyanın her alanına girdi. Dalton, bir yandan Newton ve Boyle gibi büyük öncülerin kitaplarını okuyor, bir yandan da deneylerle bu görüşleri sınamaya çalışıyordu. Bir Newtoncu olan Dalton, Principia’yı açtı ve orada Newton’ın ‘atmosfer, birbirini iten küçük parçacıklar ya da atomlardan oluşur’ dediğini gördü. Dalton buna ‘bir atom kendi türünden olan atomu itmez, başka tür atomları iter’ varsayımını ekledi.
Şöyle soralım: Dalton, 19. yy başında, 1803’te, “atomun varlığı”nı ileri sürerken kanıt olarak neleri göstermiştir? Bunu kavrayabilmek için kimyanın temel birleşme yasalarını anımsamalıyız. Çünkü Dalton “atomun varlığının kanıtları” olarak bu yasaları göstermiştir. Bunlar kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar yasası adıyla bilinir.
19. yüzyıl, aslında atomla açıldı. John Dalton, 1803-8 arasında atomun varlığının kanıtlarını açıkladı ve bilimsel anlamdaki ilk atom kuramını geliştirdi. Dalton, kimyasal tepkimelerdeki kütlenin korunumu (Lavoisier ve Lomonosov), bileşiklerin oluşmasında sabit kütle oranının varlığı (Joseph Proust), katlı oran yasası (John Dalton) gibi denel sonuçları başarıyla yorumladı ve bu sonuçların (yasaların) ancak atomun varlığıyla kavranabileceğini gösterdi.
Joseph Proust ise 1799’da yaptığı bir yayında kimyanın diğer büyük bir yasasını açıklamıştı. Buna kimyacılar, sabit kütle oranları yasası der. Bu yasa şöyle der: Belirli bir bileşiği oluşturan elementler, daima belirli ve sabit olan bir kütle oranında birleşir. Örneğin su oluşurken diyelim 30 gram hidrojen ile 70 gram oksijen ya da başka bir oran değil;ama daima kütlece yüzde 11.19 hidrojen ve yüzde 88.81 oksijenden oluşur. Bu yasanın başka bir anlatımı şöyledir: bir bileşiğin kütlece yüzde bileşimi sabittir.
Dalton, bunlara bir de katlı oranlar yasası denen yasayı ekledi. Bu yasa sabit oranlar yasasının atomik oran düşüncesine daha kesin bir destek veriyordu. Çünkü iki element arasında iki ve daha çok bileşik oluşuyorsa, elementlerden birinin kütlesi sabit tutulduğunda onunla birleşen ikinci elementin kütleleri arasında basit tam sayılı bir oran vardı. Buradaki kütle terimleri atomları anlatıyordu. “Basit, tam sayılar” atomların oranıydı. İşte Dalton’un vardığı sonuçlar:
1. Her element atom adı verilen çok küçük ve bölünemeyen taneciklerden oluşmuştur. Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşamazlar ve bölünemezler. “Atomu parçalayacak adam yoktur” diye de ekleyivermişti. Kimyacıların da hata yaptıkları bir gerçektir!
2. Bir elementin bütün atomlarının kütlesi (ağırlığı) ve diğer özellikleri aynıdır. Fakat bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır.
3. Kimyasal bir bileşik iki ya da daha çok sayıda elementin basit sayısal bir oranda birleşmesiyle oluşur. Örneğin bir atom A ve bir atom B, AB ya da bir atom A ile iki atom B yani AB2.
4. Bir de eğer iki element arasında iki ve daha çok bileşik oluşuyorsa, elementlerden birinin miktarı sabit tutulduğunda onunla birleşen ikinci elementin değişen miktarları arasında basit ve tam sayılı bir oran vardı (katlı oranlar yasası). Karbon ve oksijen arasında iki bileşik oluşur. Bu bileşiklerde karbon miktarı sabit ttutulursa birleşen oksijen miktarlarının oranı ½ ya da bileşiklerin yerini değiştirirseniz 2/1 oluyordu. (Sonradan bu bileşiklerden birinin karbon monoksit (CO), ötekinin karbon dioksit (CO2) olduğu anlaşıldı.)
Dalton, elementlerin birleşen kütleleri yoluyla onların kütlelerini ölçmeyi akıl etti. Elementlerin simgelenmesi konusunda eskiye göre yeni bir adım attı: Onları, içi işaretlenmiş dairelerle göstermeyi önerdi. Fakat bu simgeleme de zaman alıcıydı ve zordu. Modern simgelemeyi Berzelius’a borçluyuz. Gay-Lussac’ın, 1808’de gazlar arası tepkimelerde birleşen hacim oranlarını bulması, Avogadro’nun 1811’de “eşit hacim-eşit molekül” ilişkisini de kurarak “molekül” kavramını ortaya atması ve 1860’larda Cannizzaro’nun gaz yoğunlukları yoluyla atom kütlelerini saptama konusundaki adımları, atomcu düşünceyi geliştirdi. (atominsan.net)
Yorum Ekle