wiki

ELEKTRON

ELEKTRON; Alm. Elektron (n), Fr. Electron
(m), İng. Electron. En küçük elektrik yük birimi ve
atomu meydana getiren temel elemanlardan biri.
Elektriğin hep bir elektrik biriminin katları
şeklinde ortaya çıkması, araştırmacıları, elektriğin
“bölünmeyen parçacıklardan meydana geldiği”
fikrine sevketmiştir. Franklin, daha 1755’te, elektriğin
de madde gibi süreksiz bir yapıya sâhip olduğu
fikrini ileri sürmüştür. Bu konudaki ilk müsbet
netîce 1833’te Faraday’ın elektroliz kânunlarından
çıkmıştır. Faraday, bir elektrolitten elektrik
akımı geçirildiğinde, elektrotlarda ayrılan madde
miktarının elektrolitten geçen elektrik miktârıyla
orantılı olduğunu, muhtelif elektrolitlerden
aynı miktar elektriğin geçmesiyle ayrılan madde
mikdtarınm her cismin eşdeğer gramıyla orantılı
olduğunu bulmuştur. Faraday bir eşdeğer gram
madde ayırmak için gerekli olan elektrik miktarının
96.494 kulon (1 faraday) olduğunu bulmuştur.
Bir başka ifâdeyle, bir değerli bir iyon gram
96.494, iki değerli bir iyon gram 2×96.494 kulonluk
elektrik taşır. Halbuki bütün cisimlerin birer
atom gramlarında 6 ,0 2 .1 0 23 atom bulunduğuna
göre, bir değerli bir tek iyonun taşıdığı elektrik
miktarı (e):
e = – – – – – – = 1,59.1 0 19 kulon (coulomb)
6,02. 1023
olduğu ortaya çıkar. İşte bu miktar bugün bildiğimiz
negatif (-) elektrik yüklü elektronun taşıdığı
elektrik miktârıdır. 1 coulomb 3.109 e.s.u (elektrostatik
ünite) olduğuna göre, e = 4,80. İO10 e.s.u
(esyb) da yazılabilir.
Katot ışınları: Elektronların hakîkî özelliği,
atom hakkındaki bilgiler ve X ışınlarının keşfi,
elektriğin gazlar içerisinden geçişinin incelenmesiyle
sağlanmıştır. Normal basınçta gazlar fenâ
iletkenlerdir. Ama gazın basıncı azaltılacak olursa
iletkenliğinin arttığı görülür. Meselâ bir cam borunun
havası boşaltılıp, içindeki basınç 1 0 mm
Hg’ya düşürülsün. Camın iki tarafına elektrot bağlanıp,
1 0 . 0 0 0 voltluk bir gerilim uygulandığında,
boru içindeki gaz ışık yaymaya başlar. Işığın rengi
boru içindeki gazın cinsine bağlıdır (renkli reklâm
lambalarının prensibi). Basınç 0,01 mm Hg’dan
aşağı düşürülürse tüp karanlık olur. Buna karşılık
katodun karşısındaki cam hafif yeşilimsi fluoresansverir. Burada katottan çıkan ışınlar camı bombardıman
ederek, bu fluoresansa sebeb olmaktadır ki
bu ışınlara, “katot ışınları” ismi verilir.
Katot ışınlarının meydana gelmesi, gazın iyonlaşmasından
ileri gelir. Bir gaz molekülünün iyonlaşması,
bu molekülden elektronların ayrılması
biçiminde olur. 1895’te, katot ışınlarının, bir manyetik
alandan geçirilerek pozitif kutba doğru saptıkları
ve dolayısıyla negatif yüklü partiküllerden
meydana geldiği anlaşılmıştır. Daha sonra bu partiküllerin
elektrik ve manyetik alanda saptırılmasıyla
hızları bulunmuş ve bunlara “elektron” ismi
verilmiştir.
Millikan’ın denemeleri: Uzun yıllar birçok
araştırıcı elektronun kütle ve yükünü bulmaya çalıştı.
1909 yılında en az hatâ ile e (elektronun yükü)
ve m (elektronun kütlesi) değerlerini tesbit
etmeyi başaran R.A Millikan’dır. Millikan yağ
damlaları metoduyla elektronların yükünü tesbit etmiştir.
Bunun için kuru havayla dolu bir hazne
içine yerleştirilmiş bulunan pirinçten yapılmış ve
aralarındaki uzaklık 1 2 mm olan iki metalik levha
arasına 1 0 . 0 0 0 voltluk bir potansiyel farkı uygulanıp,
bir pulverizatörle yağ püskürtülmüştür. Yağ
damlacıkları arasında negatif yüklü tânecikleri,
kendi ağırlıkları ile yere doğru düşmeyip üst taraftaki
pozitif kutup tarafından çekildikleri için askıda
kalmışlardır. Mikroskopla damlacıkların hareketi
gözlenmiş ve uygulanan elektriksel çekim
kuvveti gözönüne alınarak, damlacıkların q yükünün
dâimâ q = nx 1,602.10’19 coulomb olduğu bulunmuştur.
Burada n tam sayılardır. O halde elektrik
yük birimi 1,602.1019 coulomb olmalıdır. Elektronların
sükûnetteki kütlesi ise 9,107.1028 g olup,
hidrojen atomu kütlesinin 1/1837’skJir.
Atomun bir parçası olarak elektron: Buraya
kadar elektronların serbest haldeki özelliklerinden
söz edildi. Atomu meydana getiren temel
elemanlar olarak elektron için (Bkz. Atom).
Elektronların kuvantum teorisi: Atom teorisinde
gelişmenin ilk adımı Niels Bohr tarafından
atılmıştır. Bohr atom yapısı için planet sisteminin
klasik elektromekanik teoriye göre kararlı olmadığını
biliyordu. Çünkü sürekli ışıma, sürekli enerji
kaybı demektir. O halde enerjisi sürekli azalan
elektron çekirdeğe gittikçe yaklaşmalıydı. Diğer taraftan
atom yapısının planet sistemine benzediği de
çok kesindi. Niels Bohr elektromekanik kânunlarının
atomlara uygulanamıyacağını, buna karşılık
kuantum mekaniğinin geçerli olduğunu söyledi.
Bohr, elektronun atom çekirdeği çevresinde
dâire şeklinde bir yörüngede döndüğünü ve bir
planete benzeyen böyle bir elektronun dönme impulsunun
klasik mekanik kânunlarından beklenenin
tersine devamlı değişmediğini, bunun, n bir tam
sayı, h planck sâbiti olmak üzere, n.h/2 jr’ye eşit birdeğeri alması gerektiğini söyledi. Bu şekilde elektronlar
için yalnız belirli yörüngeler söz konusu
olabilir ve elektronlann bu belirli yörüngelerde hareketi
klasik düşüncelerin tersine, bir enerji vermez.
Elektronlar bu yörüngeler üzerinde sürekli değil,
ancak sıçramalı olarak diğer yörüngelere geçebilir.
İşte çeşitli yörüngeler n değerleriyle belirlenebilir.
Elektronların kinetik potansiyel enerjileri
kuanta sayısı olan n’e bağlıdır. O halde elektronun
döndüğü belirli yörüngeler için: n^= 2 n r
yazılabilir.
Heisenberg belirsizlik prensibi: Elektronun
hem bir dalga hem de bir tânecik gibi davrandığı
gözlenmiştir. Belirsizlik prensibi, herhangi bir deneyde
bir elektronun aynı zamanda hem bir dalga
hem de bir tânecik olarak hareket edemeyeceğini
gösterir. Bir elektronun yeri belirlenmek istendiğinde
momentumu, momentumu belirlenmek istendiğinde
ise yeri kaybedilmektedir. Bu prensibe
göre, bir tâneciğin hareketini belli eden enerjisi veya
momentumu ile yerinin aynı zamanda büyük bir
prezisyonda (doğrulukta) tâyini mümkün değildir.
Eğer Ax bir elektronun yerinin tâyinindeki
belirsizlik ve Ap de momentumun tâyinindeki belirsizlik
ise Ax . Ap = h’dir. Burada, h planck sâbiti
ve h= 6,625.10″27 erg.s gibi çok küçük bir değer olduğuna
göre, momentum ve yerin aynı prezisyonla
tâyin edilemiyeceği anlaşılır. Ancak bir
elektronun en fazla bulunma ihtimâli olan bölgeler
söz konusudur. Bunlara orbital ismi verilmektedir
ve kuantum sayıları ile tanımlanırlar. (Bkz.
Element)

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir