Yük tam olarak nedir?

Fizik ve kuantum başlığı altında andığımız yük, gayet basit, atomun yapısını pek temel düzeyde bilen herkesin anlayabileceği bir kavramdır denebilir. Bir ilkokul öğrencisine anlatır gibi anlatmaya çalışayım size.

Maddelerin temel üyesi nedir? Atom. Atomlar hangi parçalardan oluşuyor? Çekirdek ve elektronlar. Çekirdek hangi parçalardan oluşuyor? Proton ve hidrojen hariç nötronlardan.

Bir atomu elimize alıp incelediğimizde, elimizde ne var? Proton, nötron ve elektron. Daha alt düzeyde başka birçok parçacık var ama atomun yükü dediğimiz olguyu anlayabilmek için bu detay düzeyi yeterli.

Bu parçacıkların belirli özellikleri var. Protonlar, pozitif yüklü. Nötronlar yüksüz ve elektronlar eksi yüklü. Eksi yüklü elektronlar, pozitif yüklü protonlar tarafından çekiliyorlar ve bu yolla elektronlar çekirdeğin çevresinde hızla dönüyorlar. Dünyanın Güneşin çevresinde dönmesi gibi. Aralarındaki çekimin sebebi farklı olsa da görünüm benzer.

Peki bunlar bir atomda bulunan parçacıklar ise ve o atom var olan ve varlığını süren bir yapı ise kendi içinde kararlı ya da kararlıya yakın bir yapı olsa gerek. Yoksa milyarlarca yıldır var olamazdı değil mi? Onu bir arada tutan güçler olmak zorunda. Bu güçlerin bir tanesi de yük işte.

Çünkü proton pozitif, nötron yüksüz ve elektronlar negatif yüklü ise ve protonun taşıdığı pozitif yükle elektronun taşıdığı negatif yük çok farklı olursa o yapı kararlı olamaz. Bu durum, 4 kişilik bir araca 10 kişiyi bindirmeye çalışmaya benzer. Birileri dışarıda kalır. İte kaka 10 kişiyi araca sığdırsanız bile muhtemelen aracın mekanik yapısı o yükü kaldıramaz. Yolda kalırsınız.

Atomun çekirdeği, hayli sağlam bir yapı. Öyle kolayca parçalayamıyoruz. Parçalamak için oldukça ileri bir teknoloji ve mühendislik seviyemizin ve aslında gerçekten haklı bir sebebimizin olması lazım. Mesela bir şehir dolusu insanın enerji ihtiyacını karşılamak ya da aynı miktarda insanı öldürmek (!) gibi.

Ama elektronlar öyle değil. Onlar atomdan kolayca uzaklaştırılabiliyorlar. Gayet hareketli parçacıklar. Ve dahası bu parçalar, yan yana konumlanmış birden çok atom tarafından aynı anda kullanılabiliyor. Yani bir elektron aynı anda birden çok atomun çevresinde dönebiliyor.

Buna göre atomların çekirdekleri hayli sağlam ama elektronlar hareketli ise, çekirdekteki, protonların oluşturduğu pozitif yükle elektronların oluşturduğu negatif yük arasındaki denge, bazen ufak tefek oynamalar yaşayabilir. Bu oynamalar çok büyük olmaz ama küçük dengesizlikleri kaldırabilir. 4 kişilik bir araca 5 kişi binilebilir. Her aracın o kadar esnekliği vardır.

İşte birçok atomun çekirdeğindeki protonların taşıdığı pozitif yükle elektronların oluşturduğu negatif yük arasında az bir fark olabiliyor. Bu fark yük demek. O atom, kararsız demek değil bu ama eğer atom +1 yükte ise, dışarıdan bir elektron almaya meyilli demektir. Ya da -1 ise dışarıda 1 elektron vermeye meyilli demektir. Bu meyilli olma hali de o atomun, diğer atomlarla birleşme ya da bağlar kurma eğiliminde olması demektir. -1 yükteki bir atom, +1 yükte bir atomla (ya da tam tersi +1 yükteki atom -1 yükteki atomla) yakınlaşırsa hızlıca bağ kuracak biçimde onu çeker. Tersi durumda eksi ya da artı yükteki atomlar birbirini iter. 4 kişilik bir araçta 4 kişi seyahat ediyorsanız ve birileri size otostop çekiyorsa o kişiyi aracınıza almayı düşünmezsiniz. Ama 4 kişilik bir araçta 2 kişi seyahat ediyorsanız o kişiyi almanız mümkündür.

İşte atomların yük özellikleri, çevreleriyle kuracakları bağları belirleyen en önemli kıstastır.

Kaynak olarak direk konuyu açıklayan değil, atomlar camiasının en dostane ve diğer atomlarla en fazla ilişki kurmaya eğilimi olan ve bu niteliği sayesinde de biz organik bileşiklerin varlığını mümkün kılan bir arkadaşı sunuyorum.^[1]

Umarım açıklayıcı olabilmişimdir.