• Atom hakkında düşünülen bütün kavramlar,bir asırdan beri köklü değişikliklere uğramıştır. Daha önceleri atom dendiğinde, maddenin bölünemeyen en küçük parçalan akla gelirdi. Günümüzde fizikçiler bize atomun; birbirlerine özel kuvvetlerle bağlı küçük partiküller kümesi olduğunu göstermişlerdir.

• Maddenin doğasını ilgilendiren bu yeni açıklama yeni bilim metotlarının oluşmasını sağlamıştır.

• Fizik ile ilgili olarak; bu sonsuz derecede küçük partikülün keşfi daha önceki tüm bilinenleri yalanlamıştır. Maddenin çeşitli görüntüleri ile algılanması basitleştirilerek, evrende yüze yakın atom sınıflandınlabilmiştir. Atomların herbiri de otuza yakın tanecikten oluşmuştur. Bu yeni bilimdeki basitleştirilmeler ile ışık ışınlan, elektrik akımı kondüksiyonu veya bir kristalin düzenlenmesi değişik görünümler kazanmıştır.

• Bu yeni bilgiler, aynı zamanda apıklamanın aydınlanmasına da gelişimler getirmiştir. Mesela; bir asır önce Mendelev kimyasal elementleri, özelliklerine göre bir tabloda sınıflandırmayı düşünmüştür. Bu sınıflandırmadan yararlanan fizikçiler, en basit elementten yola çıkarak daha sonra hangi elementlerin geleceğini akılcı yoldan çözümleme yoluna gitmişlerdir. Söz gelişi kükürtten sonra hangi elementin geleceğini  bu klordur hesaplayarak, bu maddenin kimyasal özelliklerini belirlemişlerdir. Özel bir niteliğin incelenmesi .değil, açıklanması söz konusudur.

• Fenomenlerdeki bu akılcıl ilerleme, metodlara uygulandığında garip görünebilir. Fizik için tamamiyle bilimsel olan, sonuçta matematiksel bir gelişmedir. Mesela; atom çekirdeği etrafındaki yörüngelerdeki elektronların dizilişi zor bir matematiksel ifade olarak gözükebilir. Her hangi bir atomun olası çözeltilerinin birinde teorik eşitlikler söz konusu olur. Çağdaş fizikte “deneysel” veriler bilim adamının olası eşit matematik yapılar arasından çeşitli “şekilciliklerden” birini seçmesini sağlar.

• “Einstein” izafiyet teorisi ve Heisenberg “kuantum” teorisi’. Bu teorilerin atom fiziği üzerinde büyük sonuçları olmuştur. Madde, bir enerji şeklidir ve bu enerji belirli miktarlarla verilir veya alınır; bu miktarlar kuartlardır.

• Bir tanecik incelenmesinden, taneciklerin dolaylı incelenmesi istatistik hesaplamalarla gerçekleştirilir. Ölçek değiştirdiğimizde, bilgilerimiz de değişmiştir. Bunu anlayabilmek için atom biliminde oluşan fikirlerin adım adım takip edilmesi gerekir.

• Özel bir düzenleyici ile, iki ucu kapalı bir cam tüpün içinde 2 elektrod arasında bir elektrik deşarjı oluşturursak (elektrodlar metal parçası olmalı ve tüpün içinde-Crookes tüpü kuvvetli bir’ boşluk oluşturulmalıdır), negatif kutup veya katoddan hareket eden ışınların tüpün diğer ucundaki pozitif kutuba, yani anoda hareket ettiğini gözleriz. Bu ışınlar negatif elektrik yükü taşıyan ve yüksek hızla hareket eden korpüsküllerden oluşmuştur. Ancak daha da şaşırtıcı olanı; bu korpüsküllerin en küçük atom olan hidrojenden 1840 kez daha hafif olduğudur. Bu ışınlan oluşturduğu varsayılan korpüsküller kuru bir bez ile ovuşturulan amber ile aynı elektrik yüküne sahiptir (negatif) Yunancada amber elektron anlamına geldiğinden, bu korpüsküllere de “elektron” adı verilmiştir.

• Katodik ve anodik ışınların incelenmesi; atomda kimisi negatif, kimisi pozitif yüklü tanecikler bulunduğu gerçeğini ortaya çıkarmıştır. Negatif yük taşıyan tanecikler tek türdedir (elektron). Pozitif yüklü tanecikler ise atomun tipine göre çeşitli karakteristikler gösterirler. Kütleleri en küçük atom olan hidrojenin kütlesinin . tam katlanna eşittir.

• Elektronların varlığı daha sonra Hertz ve Halhvachs‘ın birbirlerinden bağımsız olarak ortaya çıkardıkları fotoelektrik kanununun açıklanmasını sağlamıştır. Bu kanun bazı kolay oksitlenebilir metallerin elektron yaymalan ile ilgilidir. Sodyum, potasyum, kalsiyum, özellikle sezyum ve çinko bile bir ışığa kıptıklarında fotoelektrik olay oluştururlar.

• Bu elektronlar nereden gelmektedir? Eğer fotoelektrik olayda ve boşluk tüplerindeki denemeler esnasında kullanılan metallerden gelmekteyse ve eğer metaller, kabul edilen atom teorisine göre atomlardan oluşmuşsa, o halde bu elektronlar metal atomlan tarafından yayılmaktadır. Bu durumda atomların bölünemez, kesilemez özelliklerini taşıyan teorisi geçerliliğini yitirir.

• Bu teori, radyoaktivitenin keşfedilmesi ile doğrulanmıştır. 1896 yılında Fransız Becquerelancak çeşitli metodlar yardımıyla tanınabilen sürekli görünmez ışımalar yayan Uranyum metalini keşfetmiştir. Bu ışımaların incelenmesi, uranyum atomlarının dezintegrasyonunun (bozunmasmın çeşitli tanecikleri serbest hale geçirdiğini göstermiştir. Uranyum çok ağır bir metal olup hidrojenin 238 katı ağırdır.Uranyumun yaydığı bu tanecikler sadece, elektronlar (beta ışınlan) olmayıp, hidrojen atomundan 4 kat fazla ağırlıkta büyük taneciklerdir. Bu ağırlık oranı, hidrojen atomunun helyum atomlan partikülleri içinde bulunmasını açıklar, hidrojende sanki elektronlar çıkarılmış gibidir. Bu tanecikler pozitif yüklü helyum atomlarıdır, bunlara alfa tanecikleri adı verilir.

• Uranyumun radyoaktivitesinin keşfinden az sonra, Pierre ve Marie Curie radyumun, Marie Curie polonyumun radyoaktivite özelliğini keşfetmişler ve bu 2 metali birbirinden ayırmışlardır.

• Sonuçta; uranyum gibi bir atomun çeşitli büyüklüklerde pozitif ve negatif yüklü tanecikler ihtiva ettiği sonucuna varılmıştır. Mesele bu atomun nasıl düzenlenmiş olduğudur.

• 1893’te İngiliz Thomson, atom modeli olarak elektrikçe pozitif olan bir küre düşünmüştür. Bu küre içinde negatif elektronların su içinde dağılan toz tanecikleri gibi dağıldığını savunmuştur. Sonuçta bir metal parçasını; negatif yükler ihtiva eden pozitif bir elektrik denizi olarak düşünebiliriz.

• Birkaç yıl sonra (1911) Britanya’lı Rutherford Thomson atom teorisini kanıtlamak istemiştir. Rutherford ince bir metal levhasını, tanecik demeti ile bombardıman ettiğinde, levhanın üstünde bu taneciklerin saçılmasını gözlemiştir. Eğer atomun pozitif yükü yeknesaklıkla dağılmışsa, taneciklertarafından oluşturulan sapmalar zayıf olmalıdır, pozitif yükler bir tek noktada yoğunlaşmış ise bu sapmalar daha önemli boyutta olmalıdırlar.

• Rutherford tanecik olarak, alfa taneciklerini seçmiştir^ bu taneciklerin kütleleri elektronun-kinin 7000 katı fazladır. Elektronlar alfa taneciklerine çarptıklarında ihmal edilebilir bir sapma oluştururlar.

• Rutherford taneciklerin pek çoğunun metal levhasından geçtiğini, ancak çok azının (%1) yolundan büyük bir açı ile saptığım gözlemiştir. Hatta bazıları büyük bir sapma göstererek geriye itilmişlerdir. Bu olay Thomson atom modeli ile açıklanamaz.

• Rutherford’un bu olaya bulduğu tek açıklama şekli, atom; merkezinde atomun bütün kütlesini içeren ve artı yüklü bir tabakadan oluşmuştur. Eğer pozitif yüklü alfa taneciği pozitif ve hareketsiz olan bir noktadan geçerse; aynı işaretli yüklerin birbirini itme prensibine göre geri itilecektir. Bu şekilde Rutherford atomun çekirdeğini keşfetmiştir, çekirdek atomun çok az bir hacmini işgal etmekte, geri kalan hacimde ise elektronlar bulunmaktadır.

•  Rutherford’un araştırmaları atomun noktasal pozitif yüklü bir çekirdekten oluştuğu ve bunun atomun toplam kütlesini oluşturduğu elektronların ise çekirdekten uzakta bulunduğu sonucuna varılmıştır. Bu hipotezde, elektronlar pozitif çekirdeğin çekimine ters hareket etmeli ve çekirdeği dengede tutmalıdır.

• Bunu 1913’te Neils Bohr ortaya koymuştur. Işığın spektroskopi sinden (Bak. Spektrografi) faydalanarak, elektronların çekirdek ile ortakmerkezli küresel tabakalarda ilerlediğini öne sürmüştür. Ve elektronların sahip olduğu enerji-nin; bulundukları yerin çekirdekten uzak olduğu oranda büyük olacağını açıklamıştır. Yani elektron tabakaları çeşitli enerji seviyelerinde olmalıdır.

• Çekirdekten belirli bir uzaklığa kadar, elektronlar enerjilerini kaybetmezler, sadece çekirdeğe uzak bir düzeyden, daha yakın bir düzeye geçtiklerinde enerji salarlar. Bu yayınladıkları enerji, her iki seviye arasındaki enerji farkına eşittir ve bu enerji X ışınlan, radyo dalgalan veya ışık şeklinde yayılmaktadır.

• Elektronlar; enerji derecelerini, bir sevi-yeden diğer seviyeye atladıklarında değiştirebilirler. Elektronlar dışandan enerji aldıklarında daha üst seviyelere atlarlar, buradan enerji yayarak çekirdeğe daha yakın (alt) seviyelere geri dönerler. Alınan veya verilen enerji her zaman başlangıç ve ;vanş seviyeleri arasındaki enerji farkına eşittir. Çekirdeğe en yakın küresel tabakanın elektronlan (birinci enerji düzeyi) başka alt enerji seviyeleri ihtiva etmediklerinden neşretme, yayma özelliği göstermezler.

• Bohr‘un bu teorisi KUANTUM MEKANIĞİ‘nin kurulmasına sebep olmuştur.

• Bohr’un bu enerji seviyelerini içeren modelini öne sürdüğü yıl, Henry Moseley yüksek frekanslı tayfları incelemiştir. Kırka yakın metal inceleyen Moseley kimyasal elementlerin özelliklerinin’, 1869’da Rus Mendeleiev’in tasarladığı periyodik sistemdeki sıra numaralan ile bağıntılı olduğunu göstermiştir.

• Bu arada Rutherford; atomların çekirdeklerindeki pozitif yükün önemini belirlemeye çalışıyordu. 1920’ye doğru pozitif yüklerin, hidrojen atomununkine eşit veya onun katı olan kütleler ihtiva eden taneciklerle beraber bulunduğunu ortaya çıkardı. Hiçbir durumda bu taneciklerin kütleleri, hidrojen kütlesinden düşük olmayacaktı. Pozitif yükleri; hidrojen iyonunkine eşit ve onun bir katı olacaktı (hidrojen iyonu dendiğinde; hidrojen atomunun elektronsuz hali düşünülür)

• Hidrojen iyonunun kütlesi elektronunkinden 1840 kez büyüktür ve pozitif yükü ile atom çekirdeğinin kütlesinin olduğu kadar yükünün de ölçü birimidir. Bu iyona “proton” adı verilmiştir ve H+ ile gösterilir.

• O halde atom çekirdekleri protonlardan oluşmuş gözükmektedir. Atom sadece proton ve elektronlardan oluşmuş olsaydı, kütlesi çekirdekteki proton sayısına eşit olacaktı (elektronlarçok hafif kabul edildiğinden). Ancak deneyler ; atomların kütlelerinin içerdikleri proton kütlesinin iki katı olduğunu göstermektedir. Rutherford,atomların çekirdeğinin protonlardan başka, proton-elektron çiftleri ihtiva ettiğini öne sürmüştür; bu partiküllerin yükleri nötralleşme özelliğinde olduğundan, bu yeni partiküllere “nötronlar” adı verilmiştir. Nötronların varlığının belirlendiği deney 1932 yılında Rutherford’un talebesi olan James Chadwick tarafından gerçekleştirilmiştir. Nötronun kütlesi belirlenerek aşağı yukarı protona eşit olarak bulunmuştur.

• O halde atom çekirdeklerinin iki tür tanecikten oluştuğu sonucuna varılabilir; bu taneciklerin kütleleri birbirine eşit kabul edilebilir, bunlardan protonlar pozitif yüklü, nötronlar yüksüzdürler. Nötron sayısı proton sayışma eşit veya daha fazladır. Atom, çevresinde dönen; elektronlar ile tamamlanmıştır. Elektron sayısının, proton sayısına eşit olması nötr (yüksüz) atom oluşumuna sebeb olur.

• Bir diğer buluş ile çekirdek hakkındaki bilgilerimiz tamamlanmıştır. Daha önce aynı kimyasal özellikler gösteren, ancak farklı ağırlıkta olan atomları incelemiştik. Bu atomların kimyasal özellikleri benzer, ancak fiziksel özellikleri farklıdır, bu atomlar “izotoplar” olarak adlandırılırlar.

• Nötronun keşfinden sonra izotop atom çekirdeklerinin değişik sayıda nötron, eşit sayıda proton ihtiva ettikleri gösterilmiştir. Bir atomun kimyasal özellikleri tamamiyle proton sayısı ile, yani elektron sayısı ile ilişkilidir. Buna “atom numarası” adı verilir.

• Nötronlar atomun kimyasal özelliklerini etkilemeyip, sadece ağırlığını arttırırlar. Bu şekilde elementlerin izotop karışımları olduğu ve “atom tartılarının” (atom ağırlığı) bu izotopların atom ağırlıklarının ortalaması olduğu ortaya çıkmıştı. Bu bize bir elementin atom ağırlığının neden virgüllü sayı olduğunu açıklar.

• Fransız Fizikçisi de Broglie 1924’te elektronun diğer bir açıklamasını ortaya atmıştır. Bohr’un atom modelindeki değişik enerji seviyelerini düşünerek; de Broglie atomun bünyesindeki elektronların dalgalı bir hareket ettiklerini savunmuştur. Diğer deyimle, elektron bir dalga gibi düşünülmeli, sadece bir korpüskül olarak düşünülmemelidir. Ancak bu düşünce nasıl doğrulanmalıdır?

• Bu sorunun cevabının alınması pek gecikmemiştir. 1927’de Amerikan fizikçiler Davisson ve Germer ince nikel bir levha üzerine gönderilen elektron demetinin, ışıklı dalgalar ile elde edilene benzer bir kırılma gösterdiğini belirtmişlerdir, bunlar da benzer olarak bir engele çarptıklarında doğru çizgide yayılamıyorlardı. Broglie‘nin yeni teorisi bunu tamamıyla doğrulamaktaydı.

• Dalga mekaniğindeki gelişmeler özellikle Scuoroedinger tarafından gerçekleştirilmiştir. Yeni bir atom modeli düzenlenmesine göre; bu model orbitaller ihtiva etmekteydi; bu atom modeli günümüzde kullanılandır. Atom çekirdeği pozitif ve yüksüz taneciklerden oluşmuştur; pozitif olanlar protonlardır ve hidrojen atomunun kütlesine eşit bir kütleye sahiptirler. Nötr olanlar ise yüksüzdür (nötronlar) protona yakın bir ağırlıkları vardır. Bu tanecikler arasında ağırlık kuvvetine benzeyen nükleer kuvvetler mevcuttur, bukuvvetler partiküllerin birbirine yakın olduğu oranda daha yoğun olarak etkiyeceklerdir. Bu kuvvetler çekirdekteki pozitif yüklü protonların bir arada tutulmasını sağlarlar; oysa elektrik kanunlarına göre pozitif yüklerin birbirlerini itmesi gerekir. O halde hayal edildiği gibi, çekirdeğin bir yoğunluğu vardır. Bu yoğunluk hakkında fikir edinebilmek için, çekirdeğin top şeklinde bir sakıza benzediğini düşünürsek; 200 milyon ton ağırlığında olması gerekir. Diğer yandan; çekirdeğin boyutları hayal edilemeyecek kadar küçüktür, yüz bin milyar çekirdek yan yana dizildiğinde ancak 1 cm. uzunluğa erişebilecektir.

• Çekirdek etrafında çok yüksek hızlarla hareket eden elektronların sayısı, protonların sayısına eşittir. Elektronlar eksi, protonlar artı yüklü olduklarından bu iki yük birbirini nötralize eder. Ancak elektronlar gelişigüzel dağılmamışlardır; bunlar aynı merkezli tabakalar veya enerji seviyeleri üzerine yerleşmişlerdir. Bir atomun elektronlarının bulunduğu seviyeler K,L,M,N,0, P,Q harfleri ile gösterilmiştir. Bu sıralamada çekirdeğe en yakın, yani en az enerjili tabakadan hareket edilir. Bu tabakalar kendilerine tekabül eden düzen numarası ile de belirtilirler; bu numara “esas kuantum sayısı” olarak adlandırılır. Bu sayı bir seviyenin ihtiva edebileceği maksimum elek-tron sayısını gösterir. Bu sayı kuantum sayısının karesinin iki katına eşittir. Kuantum sayısı 1 olan ilk seviye maksimum 2 elektron içerebilir, çünkü 2xl2—2. Kuantum sayısı 2 olan ikinci seviye 2 x 22~8 elektron ihtiva edebilir, üçüncü 2×32=18 vs.

• İlk seviyeler üzerindeki elektronların maksimum sayısı formül yardımı ile bulunabilir. Dış tabakalara ilerledikçe, elektronlar daha iç seviyeler tamamı ile dolmadan dış seviyeleri işgal etme epimi gösterirler. O yüzden bilinen bütünatomların elektronları 5 enerji seviyesine sığacağı halde; 7 seviye kullanılır. Eğer bütün seviyeler tamamiyle dolmuş olsaydı 5 enerji seviyesi toplam 2+8+18+32+50=110 elektron ihtiva edebilecektir.

• Aynı seviyede bulunan elektronlar aşağı yukarı aynı enerji derecesine sahiptirler. Enerji derecesi en iç seviyeden dış seviyelere gidildikçe artar. Elektronlar her seviyede gelişigüzel dağıl-mamışlardır; çeşitli bölümlere gruplanmışlardır, bunların yayılımlan özel matematiksel eşitlikler ile belirlenebilir. Bu bölümlere “orbitaller” adı verilir ve matematik hesaplamalar ile orbitallerde bulunabilecek elektron sayıları h saplanabilir. Orbitaller de kendi aralarında gruplara ayrılırlar; bunlar s,p,d,f harfleri ile belirlenir. Bu çeşitli tiplerin orbitalleri de düzenli olarak artar; s için l,p için 3.d için 5, f için 7.

• Elektron sürekli hareket halinde olduğundan, belirli bir anda elektronun orbitalin hangi noktasında olduğu nasıl bilinecektir? Bunun bilinmesi imkânsızdır, dalga mekaniği bizim sadece elektronun bulunabileceği hacim olasılığını tanımamıza yardıma olur. Bu Werner Heisen-berg‘in “belirsizlik prensibi” gereğidir.

• Birkaç örnek ile atomun yapısını daha iyi anlamamız mümkündür: En küçük ve en basit atom, hidrojen atomudur. Çekirdeğinde bir tek proton, çekirdek etrafındaki İs orbitalinde ise 1 tek elektron bulunur.

• Azot atomu,’ atmosferde bol miktarda bulunan bir gazdır|Azotun 7 proton ve 7 nötrondan oluşan bir çekirdeği (yani atom ağırlığı 14’tür) vardır. Çekirdek etrafında hareket halinde bulunan 7 elektron şu şekilde sıralanmıştır. 1 s-üzerinde 2,2 s üzerinde 2,2 p üzerinde’3 elektron.

• Oksijen atomunun; azot atomundan farkı çekirdeğinde fazladan bir proton ve bir nötron ihtiva etmesidir (atom ağırlığı 16’dır), ayrıca son yörüngesinde bir fazla elektronu vardır. Bu elektron, yukarki 2p orbitaline yerleşerek, Burada tek halde bulunanla bir çift oluşturacaktır.

• Başka bir önemli soru akla gelebilir: Acaba atomu oluşturan bütün tanecikler (proton, nötron, elektron vs) zaman içinde sağlam bir birleşim gösterebilirler mi veya bozulmalarda bir gruplaşma söz konusu mudur? Burada çekirdek ile elektron mantosunu birbirinden ayırdetmemiz gerekir.

• Bir atomun eksite olması (uyarılması) düşük enerji seviyelerindeki (çekirdeğe en yakın) bir veya birçok elektronun, dışarıdan bir miktar enerji absorblayarak, üst enerji seviyelerine atlamaları ile açıklanır. Bu enerji; ısı, ultraviyole ışınlar, X ışınlar, gamma ışınlan vs. ile oluşturulabilir. Yeni bir seviyeye atlayan elektron, burada çok kısa bir süre kalır, bu kalış süresi saniyenin yüz milyonda biri düzeyindedir, ancak fosforesans cisimlerde bu süre saatlerce sürebilir. Daha sonra ise elektron ışıma yayarak (ışık, hertzien dalga vs) alt seviyelere geri döner.

• “‘İyonize” olmuş, iyonlaşmış bir atomda elektron sayılarıyla proton sayılan artık birbirine eşit değildir, atom değişime uğramıştır. Bu değişim, elektron kaybı veya kazancı ile gerçekleşebilir. Elektron kaybeden atom pozitif iyon, elektron kazanan atom ise, negatif iyon haline dönüşür. Bu değişimler en dış seviyede gerçekleşir.

• İyonizasyon sebepleri çok çeşitlidir; ısı, X ışınları ultraviyole  ışınlar vs. Bazı atomlar ise her türlü etkiye direnç gösterirler, elektron mantolan değişmeden kalır. Bunlar “asal gazlardır”: Helyum, neon, argon, kripton, ksenon, radon.

• Bir atomun iyonizasyonunu gerçekleştirmek için atoma “saldırılmalıdır”, yani elektronun yerinden oynamasına yeter derecede enerjinin atoma iletilmesidir. Çekirdekteki elektronları birbirlerine bağlayan kuvvet atomdan atoma değişim gösterir; atomlar her zaman aynı hacimde değildir ve çekirdekleri her zaman aynı sayıda, pozitif yük ihtiva etmez.

• 4 atom küçükse, elektron çekirdeğe daha yakın olacaktır, bunları ayırmak daha zor olacaktır, çünkü pozitif yük ile negatif yük arasındaki çekim kuvveti, uzaklıklarının karesi arttıkça azalma gösterir. Tersine büyük boydaki bir atomun elektronunun oynatılması daha kolaydır, çünkü çekirdekten daha uzak olacağından bu elektron daha hafif olarak çekilir.

• Fakat elektrostatik çekme kanunu (Coulomb yasası) kuvvetin yüklerin artışıyla da arttığını ortaya koymuştur, yani çekirdeğin pozitif yükü arttığında, elektronu bu çekirdeğe bağlayan kuvvet de artacaktır.

• Çekirdeğe uzaklık ve nükleer yük faktörlerinin zıt sonuçları vardır: Bunlardan nükleer yük daha önemlidir. Bir atomun elektronlarından birinin en dış enerji düzeyinden alınması için gerekli olan enerji miktarı çekirdeğin pozitif yükünün önemine ve atomun hacmine bağlıdır. Buna “iyonizasyon enerjisi” adı verilir.

• Bir atom elektron kazanarak, negatif iyon haline dönüşebilir. Bu durum bir enerji degajmanına tekabül eder. Bu enerjiye “elektron afinitesi” adı verilir. Elektron afinitesinin ölçümü çok güçtür. Söz gelimi sağlam bir konfigürasyonun oluşumu elektron toplamı ile tamamlandığında afinite önem kazanır. Bunu klor örneğinde görebiliriz.

• Şimdiye kadar atomdan hep yalnızmış, tekmiş gibi söz ettik. Oysa bir veya birkaç atomun birleşmesinden sayısız kimyasal madde elde edilebildiğini biliyoruz. Bu maddeler, “bileşikler”olarak adlandırılırlar. Bir bileşiğin en ufak taneciği “moleküp”dür, moleküller her kimyasal maddenin karakteristik atomlarının gruplaşmasından oluşmuştur. Bazı hallerde, tek bir elementin atomları aralarında 2’den 8’e kadar birleşerek molekülleri •oluşturabilirler.

• Atomlar, molekül oluşturmak üzere nasıl bir arada toplanırlar? Bu tür bir birleşme; atomlara son elektron tabakalarını tamamlama imkânı sağlar. Bu amaçla gerekli elektronlarını ortaklaşa, kullanırlar. Bu kanunun kendisi tek başına, elementlerin kimyasal özelliklerini anlatır, söz gelişi elektron yörüngeleri tamamen dolu olan gazlar asal (nadir) gazlardır.

• İp Atomlar arası bağlar ne türde oluşurlar? Bağ türü dış elektronların çekirdek tarafından çekimini sağlayan kuvvete bağlıdır. Meselâ, aynı elementin birçok atomu bir molekül vermek üzere birleşirler. Bu, iki oksijen atomunun iki elektronlarını ortaklaşa kullanarak birleşmelerinin aynıdır

• Çekirdekler farklı olduğunda, elektronları değişik kuvvetlerle çekerler. Bu çekirdeklerden biri diğerinin kullanılmaya elverişli elektronlarını (valens elektronlarını) çeker; bu çekme kuvveti ile elektron diğer çekirdeği terk ederek, çeken çekirdek etrafında döner. Molekülün bir ucu bu şekilde net olarak negatif olacak ve diğer ucu da pozitif olacaktır. Böyle bir moleküle iyonize molekül adı verilir.

• 2 Aralık 1942’de Enrico Fermi, Chicago Üniversitesi’nde ilk kontrollü zincir dezintegrasyon (soysuzlaşma) reaksiyonunu gerçekleştirmiştir. Bu şekilde atom enerjisi kullanılır hale gelmiştir. 3 seneden az bir zaman sonra; Hiroshima ve Nagasaki‘ye atılan atom bombalarının patlaması sonucu büyük tahripler oluşmuştur. Bu olay, insanoğlunun atom içindeki enerjinin açığa çıkması so-nuçlanndan sakınmasına yol açmıştır. Ne mutlu ki nükleer fisyon reaksiyonlarının tek kullanım alanı bu tahrip edici sonuç değildir. Sayısız barışçı uygulama alanı da bulmuştur, bunlar endüstride, biyolojide, tıpta vs.’dır.

• Endüstride, atom enerjisinden yararlanılan alanlar, piller atomik reaktörlerdir. Ayrıca petrol kaynaklarının bulunmasında radyoaktif sondaj veya toprak tabakalarının nem ve yoğunluğunun ölçülmesinde de atom enerjisinden faydalanılır.

• Biyolojide ve tıpta, zor teşhislerde çizgi çekme metodundan yararlanılır. Bu amaçla, organizmanın incelenecek bölümlerinde, radyo izotoplar çizgici vazifesini görürler, yani Geiger Sayacı yardımıyla yollan belirlenebilir.

• Atom enerjisinin en önemli yaran kanserle mücadelede memnun edici sonuçlar vermesidir. X ışınlan ve nükleer radyasyonlar tümörlere karşı mücadelede en iyi sonuçlan verirler. Önceleri radyum kullanılmıştır, istenmeyen bazı hücrelerin çoğalmasına karşı kullanılan radyoaktif elementlerin en önemlisidir. Ancak fiyatının çok yüksek olması sebebiyle; kobal-60 radyo-izotop’u veya kobalt radyo aktif elementleri suni yolla elde edilerek kullanılmaya başlanmıştır. Bu maddelerin kullanıldığı aletler “kobalt bombası” adını almıştır

• Jeoloji alanında ise kayaların, fosillerin tarihlerinin (yaşlarının) hesaplanmasında; bu maddelerin gösterdiği radyoaktif ilerlemelerden yararlanılmaktadır. Jeolojik yaşlann hesaplanmasında uranyum-kurşun ve potasyum-gümüş kalsiyum metotları kullanılarak milyon veya yüz milyon seneler hesaplanır.

• Daha kısa periyotların hesaplanmasında karbon 14 metoduna başvurulur. İncelenecek maddelerde bu izotopun kalan miktarlan hesaplanarak bu metod uygulanır. Karbon 14 kozmik ışınlann etkisiyle, yüksek atmosferde meydana gelir: Fotosentez ile organik maddelere geçerek burada düzenli olarak dağılırlar. Karbon 14 ihtiva eden bir cisim havadan yalıtıldığında (söz gelimi bir mezara düşen tahta parçası) karbon 14 bozunmaya uğrayarak, içeriği gittikçe azalır. Radyoaktif karbon miktarı 5600 yılda yanya indirgendiğinden, kalan miktar belirlenerek numunenin hangi çağda, hangi zamanda dış ortama çıktığı belirlenir. Bu metod arkeolojik ve antropolojik araştırmalarda çok önemlidir. 500 ile 30.000 yaş arasında tarih belirlenmelerini sağlar.

• Atom enerjisinin geniş bir kullanım alanı da yeni bir tekniğin kurulmasını sağlamıştır. Einstein; nükleer (zincir) reaksiyonlarda, madde kaybı olabileceğini* bu maddenin, ışık hızının karesi ile (300.000 km/sn) yok olan madde miktannın çarpımına eşit bir enerji miktarı degajmanı ile karşılanacağını hesaplamıştı. Bu eşitlik şu ünlü formül ile belirlenir: E=mc2 E=enerji m=Kütle c=Işık hızı

• Bu enerji, hidrojen bombalarında veya termonükleer bombalarda açığa çıkan enerjidir. Normal bir nükleer bomba tarafından üretildiğinde fisyon değil, füzyon adını alır. Bu füzyon hafif hidrojen atomlarının veya isotopu döteryumun füzyonudur ve daha ağır olan helyum atomlarının oluşması ile sonuçlanır. Ortaya çıkan enerji çok büyüktür. Fakat termonükleer füzyon teknikleri nükleer enerji alanında yeni araştırmalara yol açmıştır: Bu büyük füzyon enerjisi kontrol altına alındığında (Bu enerji milyon derecelere ulaşır) insanoğlu bundan hidrojen enerji kaynağı olarak yararlanacaktır, hidrojen evrende en fazla bulunan elementtir.