Madde hal değiştirken atomlarının elektron sayısında bir değişim oluyor mu?

Hayır. Bir maddenin hal değişimi (phase transition) sırasında tek tek atomların elektron sayısında kalıcı bir değişim olmuyor. Madde kimliğini koruyor; değişen, taneciklerin birbirine göre düzeni ve aralarındaki etkileşimlerin şiddeti. Elektron sayısının değişmesi için iyonlaşma (ionization) ya da kimyasal tepkime gerekiyor, faz geçişi fiziksel bir dönüşüm.

Benim aklımda şu resim var: Peki fiziksel özellikler niçin bu kadar değişiyor? Çünkü makroskopik özellikler yalnızca kaç elektron olduğuyla değil, bu elektronların nasıl dağıldığı ve etkileştiğiyle belirleniyor; yani moleküller arası çekimler (van der Waals, hidrojen bağı), kristal örgü, bant yapısı (band structure) ve benzeri düzeneklerle. Erime ve buharlaşmada verilen enerji kovalent bağları koparmaya değil, tanecikler arası bağları zayıflatmaya gidiyor. Ölçek farkı çarpıcı: suyun 100 °C'de buharlaşma ısısı ≈ 40 kJ·mol⁻¹ iken bir su molekülünü iyonlaştırmak için gereken enerji ≈ 1200 kJ·mol⁻¹; yani faz geçişinde sağlanan enerji elektron koparmaya yetmiyor.

Kenarlardaysa sık karışan birkaç durum var:

• Plazma: Aşırı yüksek sıcaklıklarda gaz plazmaya dönüşüyor, elektronlar kopuyor. Bu iyonlaşma; klasik hal değişimi değil.
• İyonik katıların erimesi: NaCl zaten Na⁺ ve Cl⁻ iyonlarından oluşuyor. Erirken yeni bir elektron alışverişi olmuyor; yalnızca iyonlar hareket serbestliği kazanıyor.
• Metallerin iletkenliği: Elektronlar iletim bandında dolaşıyor, fakat toplam elektron sayısında değişim yok; kalıcı bir elektron kaybı yok.
• Çözünme ya da elektroliz: Elektron alışverişi oluyorsa bu kimyasal süreç; hal değişimi diye adlandırmak doğru değil.

Dolayısıyla "proton ve nötron değişmiyorsa geriye elektron kalıyor" çıkarımı cazip görünüyor, oysa gerçekte bağlam atlanıyor. Hal değişiminde değişen, elektron sayısı değil; elektronların düzeni ve tanecikler arası etkileşimlerin yeniden kurulması. Elektron sayısında kalıcı bir değişim yok.