dayanarak sa­vun

dayanarak sa­vunuyordu. Enerji paketçiklerine de “kuantum” deniyordu. Bir bileşiğin kuantumu moleküle, bir elementinki atoma, elek- triğinki elektrona benzetilebilir. Planck, enerji alanına atomizmi sokup, “onun atomuna” kuantum adını vermişti. Bohr, ye­ni bir Kepler gibi, elektronların konum ve hareketini de “kuantlaştırdı”. Ona göre elektronlar:

• Çekirdek çevresinde, her yerde değil, belli yarı çaplı dairesel yörüngeler üzerinde dolanıyor olmalıdır. Atomların özellikle hidrojen atomunun, soğurduğu ışığın belli enerjiler­de olması ve soğurulan ışığın geri yayılışının tayfölçerde ke­sin çizgiler halinde iz bırakması bu kanıyı doğrular.
• Elektronun bu dairesel yörüngelerdeki hızı öylesine yük­sektir ki, bu hareketten doğan merkezkaç kuvvet ile çekirde­ğin elektronu çekmesi dengelenir. Böylece belirli enerji dü­zeylerindeki elektron, çekirdek üzerine düşmeden hareketini kararlı bir şekilde sürdürüp gider.
• Atom, temel durumda kararlıdır ve ışık yaymaz. Ama atoma enerji verilirse elektronlar üst enerji düzeylerine “uya­rılır”. Kendi haline bırakılan bu uyarılmış atom, düşük ener­jili konumu yeğler ve bu sırada aldığı enerjiyi ışık biçiminde geri verir.

ELEKTRONUN DALGA ÖZELLİĞİ

Rohr, Rutherford modelini geliştirmiş, sanki onu ete ke­miğe büründürmüştü. Düşünceleri, hidrojen atomundaki elek­tronların davranışlarını, başarıyla açıkladı. Ama Bohr, çok elek­tronlu atomların daha karmaşık olan tayf çizgilerini ve bu çiz­gilerin manyetik alanındaki yarılmalarını çözümleyemedi. Bu­nun açıklanması 1924-30 yılları arasında geliştirilen Yeni Ku­antum Kuramı ile yapıldı. Hemen hemen aynı anda, dört bi­lim adamı, biçimce farklı olsa da özce birbirini tamamlayan çözümlere ulaştılar.

Bunlar Fransa’da Broglie, Almanya’da Schrondinger ve Heisenberg, İngiltere’de Dirac’tır. Yeni Kuantum Kuramı, pro­ton, elektron gibi temel parçacıkların tekil yasalarını bir ya­na bırakır: doğrudan doğruya kümelenmeler için geçerli ya­saları ortaya koyar. Radyoaktif parçalanma, tayf çizgilerinin özgünlüğü ve keskinliği, fotoelektrik olay, elektronların kırı mm göstermesi gibi olaylar, madde ve enerjinin “kuantlı” niteliğini açığa vuran görüngülerdir. Bütün bu görüngüler, istatistiksel yargıyı gerektirir. Çünkü bu olayların yasaları tek bir ölçümle değil, yinelenen çok sayıda ölçümle doğrulana­bilir. Örneğin radyoaktiflikte niçin şu ya da bu atomun dönü­şüme uğrayıp ötekinin uğramadığını, tek tek atomlar için ku­ramsal olarak bile açıklayamıyoruz. Bunun gibi, elektronla­rın tek tek davranışlarını tanımlamamız, hem olanaklarımız hem zaman yönünden çok zordur. Ancak genel davranışlar­dan, ortalama ve olası tekil sonuçlar türetebiliriz.

Broglie, ışığın ikili (dalga, parçacık) yapısının söz konu­su olup olmadığını düşündü. Işık, hem bir dalga akımı, hem de enerji paketçikler (foton) olarak yayılıyordu. Peki, yüksek hızda hareket eden bir parçacık da bir dalga akımı gibi dav­ranamaz mıydı? Planck’ın ve Einstein’in düşüncelerini kay­naştıran Broglie, bunun olabilirliğini matematiksel olarak gös­terdi. Buna göre hareket eden her parçacık, aynı zamanda dalga hareketi izler. Yani bu parçacıklar, dalga paketleri gibi davranır.

Broglie’nin düşüncesi doğruysa, bir kristalden geçen elek­tron demeti (örneğin katot ışınları), tıpkı bir x-ışınları demeti gibi kırınım göstermeliydi. Kırınım, dalga hareketine özgü bir

N

davranıştır. Çok geçmeden, 3 yıl sonra, C. Davisson. mer, “elektron kırınımım” denel olarak gösterdiler parçası üzerine yollanan elektron demeti, x-ışınl< benzer bir kırınım resmi verdi, ikinci parlak deneme. Sovyet Fizikçi P.Tartakovski tarafından gerçekleşt ha sonra G.P. Thomson, toz kristal spektrometres zer sonuçları elde etti. Deneyler, Broglie’nin düşüne ruladı. Elektron kırınımı, o zamandan beri, kristaller – moleküllerinin yapısını aydınlatmada başarı ile I Elektron mikroskobu da Broglle’nin kuramı için inan: kanıttır.

Broglie’ye göre atom çekirdeği çevresindeki ı dalga boyları tam birbiri üzerine çakışacak şekilde t rini sürdürmelidir. Bohr’un elektron yörüngeleri çaplı, dairesel yörüngelerdi. Broglie kuramına göre, sa, ortama bir yarıçaptan sözedilebilir, kesin dairese ı gelerden değil.

Elektronların çekirdek çevresindeki konumunu \ mada bir de belirsizlik ilkesi kullanılır. 1925’te Heis ortaya koyduğu bu düşüneye göre, kütlesi çok I çok yüksek olan elektronların “yerini” ve “hızım da, tam bir kesinlikle saptayamayız. Bunu anlama-; ■ tronun yer, hız, momentum gibi niceliklerini anca*: bulabileceğimiz düşünülmelidir. Işık (foton sağa’-ç i trona çarpınca onun yeri, hızı ve momentumu deçç Yani biz elektronu gerçek yeri ve konumuyla değil. ı masıyla değişen konumunda saptayabileceğiz. Bu: kullanılan ışığın dalga boyunu küçültmekle azaltılaöiir ı ortadan kaldırılamaz. Bu varsayımdan şu sonuç ı ni ve hızını tam olarak belirleyemediğimiz elektro sin yarıçaplı dairesel yörüngeler çizdiğini söyleye

Görüldüğü gibi Broglie ve Hesinberg’in düşün tronların nerede olduğunu değil, nerede olmadığr koydu. Peki ama elektronlar, gerçekten nerede ve ı reket ederler? Bu sorunun yanıtı atom tayflarındar gilerinin manyetik alanda yarılmalarından, atomları-1 ve periyodik özelliklerden çıkan toplu sonuçlarla, tematik birleştirilerek verildi. 1926’da E.Schrodin runun yanıtını veren bir matematiksel denklem tû’Sfl bağıntısını ve belirsizlik ilkesini birleştirdi; elektro kirdek çevresinde bulunabilecekleri uzay parçaianm tadı. Bu uzay parçalarına orbital adı verilir. Orbita. ; dalgalarının yoğunluğunu ya da elektronların bu lığının en yüksek olduğu bölgeleri anlatan bir kav bir atomdaki her bir elektronun hızını ve yerini tar : likle söyleyemiyoruz; ama, bu müthiş hızdaki bir ipekböceği gibi hareketleriyle taradıkları kozatar 1 yabiliyoruz. Bu kozalar, çekirdeği saran kürele-: uzaydaki üç eksen boyunca uzanan yuvarlak ba çiminde ve daha karmaşık şekillerde olabilmekçe

Bu yazı, yazarın “MODERN KİMYA” adlı kitabından ozı