Atomlar proton ve nötronlardan ibaret çekirdek ve onun etrafında dönen elektronlardan oluşur. Sistematik ilk atom modeli John Dalton tarafından ireli sürülmüştür.
John Dalton Atom Modeli
1. Atomlar en küçük parçacıklardır. Atomlar bölünemez.
2. Bir elementin bütün atomları fiziksel özelliklerine (kütle, hacim vb.) göre aynıdır ve diğer element atomlarından farklıdır.
3. Kimyasal tepkimeler atomların birbirinden ayrılması, birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir.
4. Bileşikler birden fazla element atomlarından oluşur. Bileşiklerin atomları arasında tam sayı veya basit sayılarla ifade edilebilen oran vardır.
5. Atomların içi doludur.
Elbette bu modelin hataları var:
• Atomlar en küçük parçacıklar değil.
• Bir elementin bütün atomları aynı değil. Mesela aynı elementin farklı izotopları vardır. İzotoplar aynı elementin nötron sayısı farklı olan atomlarıdır. Örnek vermek gerekirse hidrojenin 3 izotopu var: Hidrojenin protium izotopu 1 protondan oluşur, döteryum izotopu 1 proton ve 1 nötrondan oluşur, trityum 1 proton ve 2 nötrondan oluşur.
• Atomların içi dolu değildir. Atomlar büyük oranda boşluktan oluşur.
Thomson Atom Modeli
Modele geçmemişten önce bir şeyi söylemekte fayda var: Elektron 1897 yılında Thomson tarafından keşfedilmiştir. Model:
1. Atom pozitif yüklü maddeden oluşmuştur.
2. Elektronlar bu artı yüklü maddenin içinde gömülüdür ve hareket edemezler.
3. Elektronların kütleleri çok küçüktür. Bu yüzden atomun kütlesinin çoğunluğu artı yüklü maddeden oluşur.
4. Atom küre şeklindedir.
Elbette bu modelin de yanlışları var:
• Bu modelde nötronlardan bahsedilmemiştir. Çünkü o yıllarda nötronların varlığı bilinmiyordu.
• Elektronlar protonların içinde gömülü değildir. Elektronlar çekirdek etrafında dönerler.
Rutherford Atom Modeli
Modele geçmemişten önce bir şeyi söylemek gerek: Rutherford protonu keşfetmiştir. Model:
1. Atomdaki artı yükler, yani protonlar çekirdek adı verilen çok küçük hacimde toplanmıştır.
2. Bir atom, proton sayısı ile aynı sayıda elektrona sahiptir ve elektronlar çekirdeğin etrafında döner.
3. Elektronlar çekirdekden oldukça uzakta olduğu için atom büyük ölçüde boşluktan oluşur.
Bu modelin herhangi bir yanlışı olmasa da, Rutherford elektronların çekirdek etrafında neden döndüğünü açıklayamamıştır. Elektronların çekirdek etrafında dönmesini gerektiren bir kanıt yoktu.
Bohr Atom Modeli
1. Elektronlar çekirdek etrafında belli bir enerjiye sahip olan dairesel yörüngelerde bulunur.
2. Elektronlar oldukları yörüngelerin enerjilerine sahiptirler. Enerji seviyeleri atom çekirdeğine yakınlığa göre n = 1,2,3,4,5,6 gibi tam sayılarla ve K, L, M, N, O, P gibi harflerle gösterilir.
3. Bir elektron bulunduğu enerji seviyesinden daha düşük enerji seviyesine geçerse, enerji yayar. Ancak daha yüksek bir enerji seviyesine geçerse dışarıdan enerji alır. Bir atomun elektronu dışarıdan enerji alarak yüksek bir enerji seviyesine geçerse bu atoma "uyarılmış atom" denir.
Modern Atom Modeli
1. Atomların belirli bir enerji düzeyleri var ve elektronlar belirli bir enerji düzeylerine sahipler. Enerji düzeyleri n ile gösterilir. Enerji düzeylerine baş kuantum sayısı adı verilir.
2. Baş kuantum sayıları elektronların çekirdekten ne kadar uzakta ve ne kadar enerjiye sahip olduğunu belirtir. Elektron ne kadar uzakta olursa enerjisi bir o kadar fazla olur. Çünkü elektronlar çekirdeğe yakın oldukda protonun elektronu çekme gücü daha fazla olur ve elektron çekirdeğin etrafında dönmek için daha fazla enerji tüketir.
3. Elektronlar hem çekirdek etrafında, hem de kendi etrafında dönerler. Çekirdek etrafında dönme hareketine orbital hareket denir. Kendi etrafında dönme hareketine spin adı verilir.
4. Her elektronun kendisine ait bir potansiyel enerjisi var.
5. Elektronlar düşük enerji seviyesinde olmak isterler. Enerji seviyesi düşük olan elektrona kararlı elektron adı verilir. Dışarıdan enerji aldığı için enerjisi yükselen elektron kararsız veya uyarılmış olur.
6. Temel enerji seviyelerinde n² sayıda orbital bulunur.
7. Enerji seviyesinde bulunan elektron sayısı orbital sayısının 2 katı kadar olabilir.
Modern Atom Modeli gelişen teknolojiyle birlikte gelişiyor.
Ek bilgi: Elektronu J. J. Thomson; Protonu onun doktora öğrencisi Ernest Rutherford; Nötronu ise Rutherford'un doktora öğrencisi James Chadwick keşfetmiştir!
