KİMYA

KİMYA

Modern kimya, bir kuramsal kavramlar bütününe dayanır, ama her şeyden önce deneysel bir bilimdir: yüksek teknoloji ürünü donanımlarla donatılmış laboratuvarlarda yürütülen çalışmalar, kuramlara destek görevi yapar, bunları doğrulamaya ve geliştirmeye imkân verir. Gerçeklerle sürekli temas halinde olan kimya, böylece bir yandan maddenin yapısı ve kimyasal bileşimi, diğer yandan özellikleri arasında giderek daha kesin bağıntılar kurmayı amaçlar.
XVI. yy’da bir simya iaboratuvarı.

Flamand Jan Van der Straet’in bir tablosundan aynntı (1570).
Simyaya özgü aslan ve güneş alegorisi: altına etki yapan ve «altın suyu» denen nitrik asit ve hidroklorik asit kanşımmı simgelemektedir.
İÇİNDEKİLER

KİMYANIN TARİHİ KİMYANIN DALLARI KİMYANIN METOTLARI KİMYA VE ÖNEMLİ DÜNYA SORUNLARI
Maddenin ve onun dönüşümlerinin bilimi olan kimya, «maddî olguları kavramamızda, onları etkileme, değişikliğe uğratma, denetleme ve onlarda yeni belirti bulma olanağımızda önemli rol oynar. O aynı zamanda basit ile karmaşık arasında, fizik yasaları ile biyoloji yasaları arasında, temel bilim ile uygulamalı bilim arasında bir geçiş noktası, bir iletişim kavşağı ve bir bağlantı bilimidir» (Jean-Marie Lehn, 1987 Nobel Kimya Ödülü).

KİMYANIN TARİHİ

tlkçağ’da ortaya atılan kavramlardan itibaren (Aristoteles’in kuramı bilimsel düşünceye yaklaşık 2 000 yıl boyunca, yani

XVI. yy’a kadar hâkim olmuştur) kimya üç evrede gelişmiş ve ilerlemiştir: XVIII. yy’a kadar, bazı sonuçlar elde etmiş olan simya egemen olmuştur; XVIII. yy’ın sonundan itibaren ve özellikle Lavoisier’nin çalışmalarıyla kimya, nicel ve kesin veriler doğrultusunda gelişmiştir; sonra, XIX. yy’m sonundan itibaren deneylerle edinilen tecrübeler sistemli incelemeler yapmaya, yeni bilimsel kuramlar hazırlamaya ve giderek daha güçlü inceleme teknikleri tasarlamaya imkân vermiştir.

İlk uygulamalar

İnsanlar her zaman kimya ile uğraşmışlardır. Tarihöncesinden itibaren, ateşi kullanarak odunun yanmasına, besin maddelerinin pişmesine, çanak çömleklerin ve tuğlaların üretimine bağlı madde dönüşümlerine yol açmışlardır. Daha sonraları, Mısır’da, Mezopotamya’da ve giderek tüm Doğu Akdeniz’de, gümüş ve altın üretimi (MÖ III. binyıl) ve demir üretimi (MÖ II. binyıl) yaygınlaştı.

Buna paralel olarak, Çinliler seramikçilikle uğraştılar, metalleri işlediler, mürekkebi ve barutu buldular; Hintliler ise, aynı dönemlerde boya yapmayı ve çeliğe su vermeyi biliyorlardı.

Akdeniz Havzası’nda ise Yunanlılar ve Romalılar önemli bir kimya sanayii geliştirdiler; sadece metal cevherlerini (bakır, kalay, altın, gümüş, demir, antimon…) işlemekle kalmadılar, aynı zamanda çanak çömlek, cam eşya, sabun ve gübre üretmeyi başardılar.

İlk kuramlar. Kuramlar çok erken ortaya çıktı, ama bilimsel metot için uzun süre beklemek gerekti.

Madde hakkındaki ilk varsayımlar, Eski Yunan’a kadar uzanır; Anaksagoras gibi filozoflar, daha o dönemde maddeye atomcu bir görüşle yaklaşmayı başarmışlardı: «Her madde, sonsuz küçüklükte tanelerden oluşmuştur.» Bu yaklaşım ancak çok daha sonraları bilimsel bir nitelik kazanacak ve kanıtlanacaktı. Le-ukippos ve öğrencisi Demokritos, her maddenin boşlukta çok hızlı ve rastgele hareket eden, görünmez atomlardan oluştuğunu öne sürdüler. Bu arada, yirmi yüzyıldan daha fazla bir süre boyunca Batı düşüncesine damgasını vuran yaklaşım, bir «temel madde»nin ve dört niteliğin (sıcak, soğuk, nemli ve kuru) varlığım ilke olarak ileri süren Empedokles’in, sonra da Aristoteles’in düşüncesi (MÖ IV. yy) oldu. Bu dört nitelik, temel maddeyi etkileyerek dört «element» oluşturuyordu: ateş (sıcak ve kuru), hava (sıcak ve nemli), toprak (soğuk ve kuru) ve su (soğuk ve nemli) ve tüm maddî nesneler bu dört öğenin çeşitli bileşimleri olarak kabul ediliyordu.

Simya. Simya esas olarak II. ve III. yy’larda Mısır’da İskenderiye’de gelişti. Burada Yunan felsefesinin, Doğu zanaatının ve mistik düşüncenin bazı yanlarının bir bileşimine rastlarız. Simyanın asıl amacı, temel metallerin altına dönüştürülmesiydi.

IV. ve V. yy’da Nasturî göçmenler, Mısırlı zanaatçıların bilgi birikimini Araplara taşıdılar. Arap bilimi, doruk noktasında (VIII. – XI. yy’lar arası), Aristoteles’in düşüncelerini birtakım değişikliklerle birlikte yeniden kurdular ve simyanın uygulama alanına belli sayıda önemli madde ve teknikler kattılar. Nitekim imbiğin bulunması,

XII. yy’dan itibaren gül yapraklarının damıtılmasına imkân verdi.
Simya, XI. yy – XVI. yy arasında Araplar Sicilya ve İspanya üzerinden Batı Avrupa’y; ardından Rönesans döneminde Avrupa’da haldeyken tüm hastalıkları iyileştirmeye ir haldeyken («filozof taşı»), metallerin birbiri sini sağlayacak bir «gizemli maya»nın araş:

Olayları yöneten ilkeler ve yasalar, sırla: rın bildiği kapalı ve anlaşılmaz bir dilde bir lıydı. Bu araştırmaya birçok önemli kişi î< Zosimos (Yunanistan), Roger Bacon (İngilt (İspanya), Paracelsus (İsviçre), Van Helmon

Kimyanın doğuşu

Avrupa’da ilk metodik kimya kitabı olar. Alchemia adlı eseri 1597’de yayımlandı. Ard: nunda İsveçli G. E. Stahl, kendi «flojistcr olaylarına yeni bir yorum getirdi; bu kur: olan cisimlerden, ateş biçiminde bir akışka: çıkıyordu.

Fransız Lavoisier, yanma olayının incele: ka temellerden hareketle yeniden ele alara rımlarıyla dolu bu kurama son verdi ve bir; lamıyla bilimsel kimyayı kurdu.

Yeni tekniklerin kullanılmaya başlanır^: yaratılmasında kesin sonuca götürücü bir er’nin yetkinleştirdiği terazinin kullanım: kından yararlanılmaya başlanması, teplcn: kan kütle değişimlerini nicel olarak izlerr.r rı toplamaya ve incelemeye imkân verd: ~ ilk nicel deneyleri, kapalı bir kap içinde, kv (kalay), kütlesi bilinen hava eşliğinde ıs:—, ürünlerin (kalay, oksijen, azot) toplam kut . üzerindeki tepkimesinden sonra değişrr-; imkân verdi.

Lavoisier 1777’de bu deneyi yeniden el; lay yerine cıva kullandı: bu durumda, ck~. oksijen ile cıvayı, bunların tepkime ürün-r. de etmenin mümkün olduğunu doğrulai
262
olan azottan ayırma imkânım da sağ-ce ile birlikte bu deneyleri genelleştire-enry Cavendish ve ondan başka bir de ıfından elde edilmiştir) yanmasının su rdından, çok saf bir karbonun, yani el-rek, karbon dioksit bileşimim belirledi, onlu maddenin yanmasının su ve karıl açtığım gözlemleyebildi ve bunun so-jjik bir yanma olayı olarak betimledi, ilan. Bu çalışmaları sonucunda Lavoisi-‘la veya bir kimyasal tepkimeyle daha amayan bir madde olarak ve bileşik’i, iki n belirli ağırlıklar oranında bileşimi ola-

mdan hareketle, kütlenin korunumu yasa-umu yasası’m açıkladı: bu yasalar, bilimim kimyanın temelini oluşturdu. Onun çalışmaları ne yazık ki Fransız Devrimi e 1794’te idam edilmesiyle sona erdi. Bu aşında, kimyanın temel kavramlarım ve çok kimyacı tarafından yeniden ele alın-

a yasa açıklandı: belirli oranlar yasası ranlar yasası (Dalton yasası), orantılı sa-sası) ve ayrıca hacimler üzerine yasalar

/asalar John Dalton’u, Leukippos ve Demirlerinden de yararlanarak, Lavoisier’nin ıeye imkân veren bir atom kuramı tasarla-na göre her element, atom denen, hepsi öz-küçük parçacıklardan oluşuyordu ve bun-
lar, genellikle az sayıdaki atomdan oluşan molekülleri oluşturmak üzere birleşmişlerdi. Böylece her bileşik, tümü özdeş moleküllerden oluşuyordu ve bu bileşiği oluşturan elemenderin her birinin kütlesi, bu elementin tüm atomlarının kütlelerinin toplamına eşitti. Dolayısıyla bir kimyasal tepkime, sürece katılan bileşikleri oluşturan atomların yeniden düzenlenmesinin sonucuydu.

Bununla birlikte yaklaşık elli yıl boyunca, elementlere özgü eşdeğer ağırlık tam olarak tanımlanamadığı için çok önemli bir problem askıda kaldı.

Dalton, hidrojeni temel ellftlM Oİâfâk âlülSyi V6 bunaj keyfî bir şekilde, l’e eşit bir eşdeğer ağırlık vermeyi önerdi. Bu durumda, diğer elementlerin eşdeğer ağırlığı, her elementin 1 g hidrojenle birleşen ağırlığı olacaktı. Böylece, çok sayıda bileşiğin nitel ve nicel kimyasal analizi sayesinde, elementlerin bir eşdeğer ağırlıklar sistemi oluşturuldu. XIX. yy’m birinci yarısı boyunca, olağanüstü bir hızla, birçok element keşfedildi.

Atom ağırlıktan. 1800’de William Nicholson ve Sir Anthony Carlisle tarafından bulunan elektroliz, bu alanda önemli bir rol oynadı, çünkü ne ısıyla ne de kimyasal tepkimeyle ayrıştırılamayan birçok bileşiği oluşturan elementlerin taranmasına imkân verdi.

Elektroliz, önemli ve hızlı ilerlemelere imkân sağladı: eşdeğer ağırlıklar sisteminin keyfî karakterinin aşılmasına katkıda bulunarak, kimyasal bağa ilişkin ilk kuramın hazırlanmasına yol açtı. Elektroliz kuramım gerçek anlamıyla 1832’de Michael Fara-day düzenledi ve kendi adım taşıyan yasaları açıkladı: bu yasaların İkincisine göre, bir bileşik elektrolizlenebildiğinde (elektrikle ayrıştırılabildiğinde), katyonu oluşturan elementin eşdeğer ağırlığını (veya «elektrokimyasal eşdeğer» veya «değerlik-gram») elde etmek için, sabit bir akım miktarı (96 490 Coulomb) gerekir. Böylece eşdeğer ağırlık kavramı, fiziksel bir anlam kazandı.
STAHL (George Ernst)

1660’ta Ansbach’ta doğan Alman hekim ve kimyacı. Joachim Bec-her’in öğrencisi oldu, flojiston kuramım geliştirdi ve kesin biçimini kazandırdı. Bu kurama göre, her maddenin içinde, ondan uzaklaşarak yanma olayım oluşturduğu kabul edilen özel bir akışkan, yani kalorik bulunuyordu.

Kalorik| Stahl’a göre iki halde bulunuyordu: serbest kalorik ve bileşik kalorik. Bileşik kalorik veya flojiston tüm yanan (yanabilir) maddelerde vardı: bu maddelerin yanması, flojistonun ateş biçiminde açığa çıkmasına yol açıyordu.

Flojiston, bir maddeden diğerine, mesela kömürden bir metal cevherine de geçebilirdi: bu durumda, kömürün cevher üzerine etkisinden kaynaklanan metal içinde bulunur ve metal de yanıcı hale gelirdi.

Lavoisier, yanmanın, yakıtın havanın oksijeniyle bir bileşimi olduğunu ve tepkenlerin toplam kütlesinin tepkime boyunca sabit kaldığını nicel olarak kanıtlayarak, bu kuramı çürüttü. Stahl, 1734’te Berlin’de, Lavoisıer’nin çalışmalarından elli yıl önce öldü.
KİMYADA ÖNEMLİ TARİHLER
ımı. Leukippos, Demokritos 1854 Yağlı maddelerin ilk sentezi. Berthelot
(Yunanistan) 1856 îlk boyarmadde sentezi. Perkin
ide» kuramı Aristoteles (Yunanistan) 1856 Sınaî çelik üretimi. Bessemer
cadar 1858 Atom ve molekülün Cannizzaro
ssin kaynağı). birbirinden ayırt edilmesi.
Avogadro sayısı.
1859 îlk spektroskopik analiz Bunsen ve Kirchhoff
.droksit. Arap simyacılar yöntemleri.
mıtma. (Mısır, Mezopotamya) 1860 ilk elektrokimyasal Winkler
analizler.
irünlerin ilaç Paracelsus 1864 Kimyasal dengeler üzerine Guldberg ve Waage
anımı. kütle etkisi yasası.
in (ilk metotlu Libavius 1865 Yapısal organik kimyanın Kekule
ıbı) yayımlanması. doğuşu.
uramı. Stahl 1869 Elementlerin periyodik Mendeleyev
ı kavramı. Böyle tablosu.
ı bulunması. Cavendish ve Scheele 1874 Asimetrik karbonun Le Bel ve Van’t Hoff
bulunması.
sorunumu yasası. Lavoisier 1876 îndigonun sentezi. Baeyer
hazırlanması. Bayen ve Priestley 1884 Kimyasal kinetiğin doğuşu. Van’t Hoff
1886 Elektrokimyasal yolla, sınaî Heroult
ı hazırlanması. Bayen ve Priestley ölçekte alüminyum üretimi.
n yakılması. Priestley 1896 Radyoaktifliğin bulunması. Becquerel
ioksitin bileşimi. Lavoisier 1898 Radyumun bulunması. P. ve M. Curie
iişkin ilk Lavoisier 1898 Katalitik hidrojenlemenin Sabatier ve Senderens
betimleme. bulunması.
ı ve yanma Lavoisier 1901 Stereokimyanın geliştirilmesi. Van’t Hoff
kİ benzerlik. 1911 Atom çekirdeği. Rutherford
entezi. Cavendish îlk olarak atomların yapısının
kimyasal Lavoisier, Berthollet, açıklanması.
ma. Fourcroy ve 1913 Atom numarasının fiziksel Moseley
Guyton de Morveau anlamının açıklanması.
/e yükseltgenme Lavoisier 1913 îlk atom modeli. Bohr
1915 X ışınları kırınımıyla, Bragg
il ilgi. Kimyasal Berthollet kristallerin yapısının
;avramı. açıklanması.
izin bulunması. Nicholson ve Carlisle 1919 îlk yapay transmütasyon. Rutherford
rin elektrolizle Davy 1924 Dalga mekaniğinin De Broglie
iması. temellerinin atılması.
ranlar yasası. Proust 1926 Günümüzdeki atom Schrödinger
anlar yasası. Dalton modelinin matematiksel
jro yasası. Avogadro ve Ampere temeli (yörünge kuşakları).
sal ilginin Berzelius 1934 Yapay radyoaktiflik. î. ve Fr. Joliot-Curie
statik kuramı. 1935 Kinetiğin, kimyasal
n simgesel yazım. Berzelius tepkimelerin mekanizmasının
ağırlıklarının incelenmesine uygulanması. Hinshehvood ve Semenov
-li- Proust 1941 Uranyum ötesi elementlerin Seaborg ve McMillan
rik kavramı. Mitscherlich bulunması.
.sal kök kavramı. Liebig ve Berzelius 1954 Kimyasal bağların yapısı. Pauling
-deştirilen ilk organik Wöhler 1962 DNA’nın molekül yapısı. Watson ve Crick
c sentezi. 1963 Stereo-özgül kataliz. Ziegler ve Natta
ı ve karbon dioksitin Dumas Bunun, polimerlerin sentezine
nlerinin dozunun uygulanması.
:rjnesi. 1966 Tersinmez olayların Prigogine
îama ve hidratlama Mitscherlich termodinamiği.
-releri. 1987 Süpermoleküller kimyası. Lehn

Lavoisier, laboratuvannda.

Lavoisier, modern kimyanın kurucusu olarak, oksijenin yanma olaylanndaki rolünü kanıtladı ve elementler He kimyasal bileşikler arasındaki aynmı ilk fark eden kişi oldu. Modern kimyasal adlandırma sisteminin temellerini açıkladı.
I
KİMYA
X =1,05 A İAs (75) : Se (79,2) Br (79,9) Rb (85,5) ‘Sr (87,6) ■ Nb (93,1) ;Rh (102,9)
•33:

34

35 37
38
W:,
151
X = 0,60 A artan v artan X
Moseley yasası. Birçok elementin (As, Se, Br, Rb, Sr, Nb, Rbj X ışınlan yayım tayfında K tayf çizgilerinin K dalgaboyu, atom numarasının artışıyla bağlantılı olarak kısalır.
Moleküllerin bilgisayarla gösterimi.

Bu yöntem, moleküllerin yapısının aynntılannı incelemeye, kimyasal tepkidiklerini saptamaya ve belirli bir amaca bağlı olarak üzerlerinde yapılabilecek değişiklikleri araştırmaya imkân verir.
Bunun yanı sıra, Faraday’ın, elektroliz yasalarını açıklamasından önce, 1819’da Pierre Louis Dulong ve Alexis Therese Petit adlı Fransızlar, deneysel olarak, bir elementin eşdeğer ağırlığı (veya bu ağırlığın basit bir çarpanı) ile özgül ısısının çarpımının bir sabit olduğunu göstermişlerdi. Eşdeğer ağırlığa eşit veya onun katı olan bu yeni ağırlığa, atom ağırlığı adı verildi.

Bu iki deneysel sonuç, elektrolizin bulunmasından sonra, 1814’te Jöns Jacob Berzelius tarafından açıklanan atomlar arasındaki bağa ilişkin elektrokimyasal kuramla uyumluydu. Bu kurama göre, tüm atomlar pozitif veya negatif olarak yüklüdür ve moleküller, zıt yüklü atomlar arasındaki elektrostatik çekimle oluşmuştur (bu, iyon bağına ilişkin ilk düşüncedir). Bu durumda, elementlerin atom ağırlıkları eşdeğer ağırlıklarıyla karşılaştırıldığında, bunun oranının atomlar tarafından taşınan yükü ifade ettiği ortaya çıktı; Berzelius, bir elementin atom ağırlığının (Dulong ve Petit kuralıyla elde edilen), eşdeğer ağırlığı ile değerliğinin çarpımına eşit olduğunu dikkate alarak, her elementin atomlarına bir yük (değerlik adı verilen) atadı ve bir atom ağırlıkları tablosu oluşturdu. Dolayısıyla oksijenin eşdeğer ağırlığı 8’di ve suyun analizi, formülünün uzun süre OH biçiminde yazılmasına yol açtı. Ancak oksijenin değerliğinin 2’ye ve atom ağırlığının 16’ya eşit olduğunun anlaşılmasından sonra suyun formülü doğru biçimiyle, yani H20 olarak gösterilmeye başlandı.

Karmaşık, ama temel nitelikteki bu problem, 18<50’ta Karlsru-he’deki (Almanya) birinci uluslararası kimya kongresi sırasında kesin çözüme kavuşturuldu; bu kongrede Stanislao Cannizzaro, atom ve molekül ağırlıklarım belirlemek için Amedeo Avogad-ro’nun hipotezinin (aynı sıcaklık ve basınç koşullarındaki tüm gazlar, eşit hacimlerde, aynı sayıda molekül içerir) nasıl kullanılabileceğini gösterdi.

Elementlerin periyodik olarak sınıflandırılması. Dmitriy Ivanoviç Mendeleyev 1869’da, o dönemde bilinen elemenderin atom ağırlıkları tablosundan yararlanarak ve bu elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini göz önüne alarak, elemenderin artan atom ağırlıklarına göre sınıflandırılması durumunda her periyodun birinci, sonra ikinci, üçüncü vb elementinin birbirine benzediği bir dizi periyodun belirlenebileceğini fark etti.

Lothar Meyer 1871’de aynı gözlemi yaptı ve Mendeleyev ile birlikte, elemenderin periyodik olarak sınıflandırılmasını önerdi; bu, elemenderin atom ağırlıkları ile özellikleri arasında bir bağdaşıklık kurmaya imkân veren son derece verimli ilk sistematik yöntem oldu. Bu yaklaşım, periyodik sınıflandırmaya göre öngörülen özelliklere başvurularak kısa sürede üç yeni elementin (galyum, skandiyum ve germanyum) bulunmasını sağladı ve kimyacılar arasında üyük bir başarı kazandı.

Yavaş yavaş, sınıflandırmadaki boş haneler dolduruldu: 1894

– 1898 arasında Lord Rayleigh ve Sir VVilliam Ramsay helyum, argon ve neonu buldular; bu elementler, henüz var olmayan bir aile, yani soy gazlar ailesini oluşturarak, sınıflandırmaya dahil edildi; bu süreç, 1941-1951 arasında, ilk uranyum ötesi elementleri ayıran ve tanımlayan Gienn Seaborg’la devam etti.

Bu çalışmaların sonucunda sınıflandırmanın bütün haneleri dolduruldu, ama yine de bir anormallik vardı. Gerçekten de bazı durumlarda, kendilerine uygun gelen sütuna yerleştirmek için birkaç elementin yerini değiştirmek gerekiyordu. Bu anormallik daha sonraları fizikçilerin müdahalesi sayesinde, izotopların bulunmasıyla yoruma kavuşturuldu.

Kimyanın fizikle karşılaşması. Kimyacıların, yukarıda betimlenmiş olan olaylara yaklaşım yöntemi, XX. yy’ın başında fi-
zikçilerinkiyle birleşti ve bu karşılaşma önemli sonu 1895’te Sir Joseph John Thomson, o dönemde yer. olan bir vakum pompasıyla, düşük basınca getirildi, ların elektrolizinin mümkün olduğunu gözlemledi ; nen bir gaz, bir potansiyel farkının etkisinde bırak_. ken hale gelir; ayrıca, bir spektroskopla analiz editr_; kün olduğu, daha o dönemlerde bile bilinen, gör-” oluşturur. Bu «boşalmak lambamın geliştirilmesi, r ve kimyanın gelişimi için bir temel oluşturmuştur. : rik akımı, akım taşıyıcıları tarafından sağlamr ve pozitif yüklü ışınlara (anoda doğru giden kanal ışır. negatif yüklü ışınlara (katoda doğru giden katot jş;r_ 1897’de Thomson, katot ışınlarının, tüp içine ^ olursa olsun daima özdeş olan, negatif yüklü çek • cıklardan, yani e/eietron’lardan oluştuğunu göstere, ne, tüp içinde bulunan gaza bağlı olarak, pozitif ış.r yapıdaydı. Thomson, tasarladığı ve gerçekleştik spektrografı yardımıyla, kanal ışınların iyonlaşrr_; oluştuğunu ortaya koydu. 1910’larda Thomscr. Francis Aston, küde spektrografını daha da geliş: farklı elementlerin iyonlarını değil, aynı elemen^r lerdeki iyonlarını da ayırmayı başardı. Böylece. r yalnız atomlarının kütlesiyle birbirinden farklıhk çok izotoptan oluştuğunu gösterdi. Bu buluş, per.; dırmada bazı elementlerin sırasında görülen anezr lama kütlelerin sırasında bir tersliğe yol açan faril şimlerinin sonucu olduğunu ortaya çıkardı.

İlk atom modeli. Farklı gazlar içeren boşalma.: • dan yayımlanan ışımanın spektrografik analizi, a masında çok daha ileri gidilmesine imkân verdi. L da bazı araştırmacılar, her gazın farklı bir yayım ta; duğunu ve en basit element olan hidrojenin kar: verdiğini gözlemlediler. Hidrojenin tayfını yorurr_: yıl beklemek gerekti: 1885’te Johann Jakob Balır tayfındaki özgün tayf çizgilerinin dalga boyları ara matematiksel bağıntı bulunduğunu gösterdi.

Bu arada, 1898’de Pierre ve Marie Curie, polerr mu buldular; bunlar, özellikle bir a ışıması yayım’. tif elementlerdi; söz konusu a ışıması, elektronla: yüksek bir hızla hareket eden helyum atomlarınca Emest Rutherford, çok ince bir altın varağı bu bardıman ederek, 1911 ‘de yorumladığı birtakım etti: atomlar, pozitif olarak yüklü ve çevresinde e. landığı çok yoğun bir çekirdekten oluşuyordu.
BERZELİUS (Jöns Jacob, baron)

îsveçli kimyacı; 1779’âa Linköping yakınlarındaki Vafversunda’da doğdu, 1848’de Stockholm’de öldü. Uppsala Üniversitesinde okudu ve 1802’den itibaren Stockholm Üniversitesinde tıp ve eczacılık profesörü olarak görev aldı ve kimyanın gelişmesinde temel bir rol oynadı. Kimyasal elementleri göstermek için simgelerin kullanımını ortaya attı. Çok titiz deneyler yardımıyla, çok sayıda elementin orantılı sayılarını belirledi ve 1847’de, önceden Dalton tarafından seçilmiş olan hidrojenin yerine, referans elementi olarak oksijeni alarak ilk «eşdeğerler» tablosunu gerçekleştirdi.

Selenyum, seryum ve toryum gibi birçok basit elementi ayırdı ve vanadyum, zirkonyum ve tantali buldu. Lavoisier tarafından önerilen kök kavramım genelleştirdi ve izomerlik, polimerlik, allotropı kavramlarını tanımladı. Davy ve Faraday ile aynı dönemde, elektroliz yasalarıyla ilgilendi ve kimyasal bağa ilişkin elektrostatik bir kuram önerdi. Î835?te kataliz olaylarının genel bir tanımım vermeye girişti.
264
Modern bir kimyasal tepkime kabı.

Bu tepkime kabı, tepkenlerin sistem içine gönderildiği düzeneklerden ve birçok aksesuvardan oluşur (çalkalayıcı, çeşitli büyüklükleri ölçmeye ve otomasyon ve bilişim eknikleriyie denetlemeye imkân veren algılayıcılar).
Ichr, Rutherford’un fikirlerinden esinlenerek bir ;va attı. Bu modele göre, hidrojen atomu elektrik-

bu, pozitif yüklü, görece ağır bir çekirdekten ve ;:resinde sabit bir yörüngede dolanan ve negatif :rdan oluşur. Burada yörüngeler, ana kuvantum

– bir n tamsayısıyla nitelenir. Her yörünge, elekt-r_zeyine tekabül ettiğinden hidrojen atomları ta-3r-sında bir ışığın yayımlanması, elektronun, bir . ar.tum sayısı n olan), yarıçapı daha küçük bir yö-

sayısı nl olan) geçişinden kaynaklanır.

Bohr’a, hidrojen tayfının tüm tayf çizgilerini ..*la yeniden belirleme, en düşük enerji düzeyin-~ıınun yarıçapını hesaplama ve farklı yörüngeler ™jn çekirdek çevresindeki dolanım hızım saptamadı. Tüm deneysel gözlemleri açıklayamayan “_rlarına çok kısa sürede erişildi: böylece, dalga = ;£dı.

:_<• gazlar içindeki boşalmaların incelenmesi, mad-

• _<:nda başka bilgiler elde etmeye imkân sağladı: *” Conrad Röntgen, boşalmalı lambanın görünür

– iâ, görünmeyen, maddeye nüfuz eden, bir ışınım .rriadığmı keşfetti. 1913’te Henry Moseley, bu X ; “oskopik analizini yaptı ve elementlerin atom i_kçe kısa dalga boylarına doğru yer değiştirdiğim

periyodik sınıflandırmayı yeniden oluşturabil-^utlelerinin sırasıyla ilgili anormallikleri yakalaya–tlsnn periyodik tablodaki sıra numarasına fiziksel ,-rebildi: bu numara, atom numarasıydı.

L: ■.-::r.v. fiziksel anlamı, atom çekirdeklerinin iki ev-.-j.. yani protonlar’i ve nötronlar’ı saptayan Ruther-r_ ^rafından açıklığa kavuşturuldu: atom numarası, değindeki protonların sayısını ve dolayısıyla çe-..:jr„de dolanan elektronların sayısını belirtiyordu, bağ kuramları. Yukarıda betimlenen araştırmala-elektriksel olarak nötr atom kavramına yol açtı: r_~dan hazırlanan ve atomların bir elektrik yükü ta-; suren kimyasal bağ kuramı, artık geçerli değildi.

:birçok karbon bileşiği ayrıldı ve organik kimya-atan birçok kimyasal tepkime gerçekleştirildi.

^Berzelius kuramına göre, negatif element) me–.sye sokarak, klorun hidrojenin (aynı kurama göre,

, i* yerini aldığını gözlemlediler: bu durumda, pozi-negatif bir elementin yerini alamayacağından, ;^şüncesi kabul edilebilir değildi. Kimyacılar bu ■finden gelmek için, kökler ve tipler kuramını orta-urama göre her atom, ancak belirli sayıda atoma ; î.anabilirdi: bu sayı, hidrojen için bir, oksijen için

.âust Kekule von Stradonitz ve Archibald Couper, -erdiler; buna göre karbon, başka karbon atomları 3 üzere ancak dört atoma bağlanabiliyor ve zincir-

■ 2_ar oluşturuyordu. Karbonun herhangi bir başka :; s: olası bağların sayısı, ilgili elementin değerliği idi. :;rus Van’t Hoff ve Joseph Le Bel, moleküllerin for-
müllerinin üç boyutlu olarak yazıldığını dikkate alarak, Kekule’nin düşüncelerim genelleştirdiler: böylece, aynı bileşimdeki moleküllerin farklı özelliklere sahip olabileceklerinin (stereo-izo-merler) anlaşılmasına imkân veren ve bazı bileşiklerin optik etkinliğini (döndürme gücü veya asimetri) açıklamaya imkân sağlayan stereokimyayı kurdular. Böylece, Kekule’nin fikirleri, iyonların varlığının gözlemlenmesi, Berzelius’un düşünceleri ise, baş-lıcaları iyon bağı ve ortak değerlik bağı olmak üzere, birçok bağ tipinin olduğunun varsayılmasına yol açtı.

Kimyasal dönüşümler. Maddenin yapısına ilişkin kuramlar temellerine otururken, kimyacılar, fizikçilerle bağlantılı olarak, büyük önem taşıyan başka kuramsal araçlar hazırladılar; bunlar, maddenin dönüşümlerinin artık atom ölçeğinde değil, ama gözlemlenebilir makroskopik ölçekte anlaşılmasını amaçlıyordu.

Çözeltilerin fizikokimyası. Bu alandaki araştırmalar özellikle 1882’de, elektroliz yoluyla ayrıştırılamayan seyreltik çözeltilerin derişiminin, bu çözeltilerin katılaşma veya kaynama sıcaklığı üzerindeki etkisini ortaya koyan François Raoult’un deneyleriyle başladı. Bu deneylerin sonuçlarından kaynaklanan Raoult yasaları, çözünmüş maddelerin molekül kütlelerinin belirlenmesine yönelik olarak, donma, kaynama ve molekül kütlesi ölçümlerine ilişkin metotların geliştirilmesini de beraberinde getirdi. Diğer yandan bu yasalar, Arrhenius’un, elektrolitlerin iyonlaşmasına ilişkin çalışmalarının da (1887) temelini oluşturdu; bu çalışmalar, iyonlar kuramına ve elektrolitlerin kimyasal özelliklerinin, elektrolizin fiziksel yasalarının yorumlanmasına yol açtı; öte yandan Van’t Hoff, osmoz basıncı (yan geçirgen çeperlere uygulanan basınç) üzerine çalışmalarını gene Raoult yasalarına dayandırdı.

Kimyasal termodinamik. Yukarıda anlatılanlara paralel olarak, mekanik, kimyasal vb olaylar ile bunlarda söz konusu olan enerjiler arasındaki bağıntıları inceleyen bir bilim dalı olan kimyasal termodinamik gelişti. Bu araştırmaları XIX. yy’da Marcellin Bert-helot başlattı; Berthelot, duyarlı bir kalorimetre ve bir kalorimetre bombası geliştirdikten sonra, padamaları inceledi, kimyasal dengeleri buldu, ilk hal ve son hal yasasım doğruladı, maksimum iş kuralım açıkladı; bu arada, kimyasal bir sisteminin nasıl gelişmesi gerektiğinin öngörülmesine ilişkin ilk yöntemi geliştirdi.

Kuramsal ve pratik açıdan çok büyük bir önemi olan kimyasal dengelerin incelenmesi, heterojen dengelerin incelenmesine temel oluşturan fazlar kuralını açıklayan Willard Gibbs tarafından; dengelerin yer değiştirme yasalarını bulan, termik analizin kurucusu Henry Le Chatelier tarafından; Guldberg ve Waage kütlele-ri etki yasasını elektrolitlere uygulayan ve seyreltme yasasını açıklayan VVilhelm Ostwald tarafından; elektrolitlerin ayrışma dengelerini inceleyen ve pillerin elektromotor kuvvet kuramını hazırlayan Walther Nemst tarafından yeniden ele alındı.

Gözlemlenebilir olaylardan etkilenen tüm bu çalışmalar, «atomcular» ile atomcu görüşün karşısına kimyanın enerjiye dayalı olduğu görüşünü çıkaran, atom kuramına düşman Berthelot ve Ostwald gibi bilim adamları arasında gerçek bir rekabete yol açtı. Bazen şaşırtıcı düzeylere ulaşan bu çekişmeler, günümüzde sona ermiştir: dahası, istatistiksel termodinamiğin uygulamaya girmesiyle, iki yaklaşım arasında bir bağlantı kurulmuştur.
PAULİNG (Linus Cari)

ABD’li kimyacı; 1901’de Port-land’da (Oregon) doğdu. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde doktor olarak görev yaptı ve çalışmalarını, Münih, Kopenhag ve Zürich üniversitelerinde sürdürdü. Özellikle, kuvantum mekaniğinden esinlenen modellerle temsil ettiği, kimyasal bağa ve moleküllerin yapısına ilişkin ilginç yaklaşımıyla ünlendi. Bu modelleri, biyolojik sistemler alanına uyguladı. İki kez Nobel Ödülü’ne layık görüldü: çalışmalarından dolayı 1954 Nobel Kimya Ödülü ve barışa katkılarından dolayı, 1962 Nobel Barış Ödülü.
265