Atom teorisi - yani tüm maddelerin küçük, bölünmez unsurlardan oluştuğuna olan inanç - çok derin köklere sahiptir. Bununla birlikte, kanıta dayalı bir yaklaşımın atom modelinin neye benzediğini ortaya koymaya başladığı 19. yüzyıla kadar bilimsel olarak benimsenmedi.
Bu sırada İngiliz bir kimyager, meteoroloji uzmanı ve fizikçi olan John Dalton, daha sonra Dalton'un Atom Teorisi olarak anılacak olan atomik kompozisyonlar teorisini öneren bir dizi deney başlattı. modern fizik ve kimyanın temel taşları.
John Dalton, atomik etkileşimler için bir model oluşturmanın ötesinde, gazların nasıl çalıştığını anlamak için yasalar geliştirmekten de sorumludur. Zamanla bu, atomların nasıl etkileştiği, atomların ağırlığı ile ilgili şeyleri sonuçlandırmasına ve atom teorisini bilimsel disiplin olarak kuran yasalar tasarlamasına yol açacaktır.
Dalton’un Gaz Yasaları:
Dalton, gazlar üzerine yaptığı araştırmalar sonucunda atom teorisini ortaya attı. Bu, Dalton'un Manchester Edebiyat ve Felsefe Derneği'nin sekreteri olduğu 1800'de başladı. Oradayken Dalton, buhar ve farklı sıcaklıklardaki buharların diğer buharlaşma basıncı da dahil olmak üzere karışık gazların oluşumu üzerine deneylerini özetleyen bir dizi makale sunmaya başladı. ve gazların termal genleşmesi üzerine.
Yazılarında Dalton, 0 ila 100 ° C (32 ve 212 ° F) arasındaki çeşitli noktalarda buhar basıncını tespit etmeye çalıştığı deneyleri açıkladı. Altı farklı sıvının gözlemlerine dayanarak, Dalton tüm sıvılar için buhar basıncının varyasyonunun, aynı sıcaklık değişimi ve herhangi bir basınçtaki aynı buhar için eşdeğer olduğu sonucuna vardı.
Ayrıca, aynı basınç altındaki tüm elastik sıvıların ısı uygulandığında eşit olarak genleştiği sonucuna vardı. Ayrıca, herhangi bir civa genleşmesi için (yani bir cıvalı termometre kullanılarak sıcaklıkta bir artış kaydedildi), havanın karşılık gelen genişlemesinin orantılı olarak daha az olduğunu, sıcaklığın arttığını gözlemledi.
Bu, reaksiyona girmeyen gazların bir karışımında, uygulanan toplam basıncın münferit gazların kısmi basınçlarının toplamına eşit olduğunu belirten Dalton Yasası (diğer bir deyişle Dalton’un kısmi basınç yasası) temeli haline gelmiştir.
Dalton’un Atom Teorisi:
Gazlar üzerine yapılan bu araştırma sırasında Dalton ayrıca, iki farklı bileşik aynı ortak elementi veya element grubunu paylaşsa bile belirli gazların sadece belirli oranlarda birleştirilebileceğini keşfetti.
Bu deneyler, 18. yüzyılın sonlarında kimyasal reaksiyonları ele alan iki teori üzerine inşa edilmiştir. Birincisi, 1789'da Antoine Lavoisier tarafından formüle edilen, kimyasal reaksiyondaki toplam kütlenin sabit kaldığını, yani reaktanların ürünlerle aynı kütleye sahip olduğunu belirten kütlenin korunumu yasasıydı.
İkincisi, 1799'da Fransız kimyager Joseph Louis Proust tarafından kanıtlanmış kesin oranlar yasasıydı. Bu yasa, bir bileşik kurucu unsurlarına ayrılırsa, bileşenlerin kitlelerinin her zaman aynı oranlara sahip olacağını belirtir. orijinal maddenin miktarının veya kaynağının.
Bu yasaları inceleyen ve bu yasaları temel alan Dalton, çoklu oranlar yasasını geliştirdi. Bu yasa, iki elementin bir dizi olası bileşik oluşturmak üzere birleştirilebildiği takdirde, ilk elementin sabit bir kütlesi ile birleştirilen ikinci elementin kütlelerinin oranlarının küçük tam sayıların oranları olacağını belirtir.
Başka bir deyişle, elementler, atomik düzeyde, benzersiz atomik ağırlıkları nedeniyle, birleştirilen bileşiklere göre doğal olarak farklılık gösteren sabit oranlarda birleşir. Bulgular, beş temel teorem üzerine odaklanan Dalton’un Atom Yasaları veya Modelinin temeli haline geldi. T
Elementlerin en saf hallerinde atom adı verilen parçacıklardan oluştuğu durum; belirli bir elementin atomlarının en son atoma kadar aynı olduğu; farklı elementlerin atomlarının atom ağırlıklarıyla ayırt edilebileceğini; element atomlarının kimyasal bileşikler oluşturmak için birleştiği; ve kimyasal reaksiyonda atomların ne yaratılacağı ne de yok edilebileceği, sadece gruplaşmanın değiştiği anlamına gelir.
Dalton ayrıca atom teorisinin suyun neden farklı oranlarda farklı gazları emdiğini açıklayabileceğine inanıyordu - örneğin, suyun karbondioksiti azotu emdiğinden çok daha iyi emdiğini buldu. Dalton, bunun gazların ilgili parçacıklarının kütle ve karmaşıklığındaki farklılıklardan kaynaklandığını varsaydı.
Aslında, Dalton'un sözde atomların varlığını ilk kez ima ettiğine inanılan bu gözlemdi. İlk kez 1805'te yayınlanan sudaki gaz emilimini ele alan makalede şunları yazdı:
“Su neden her türlü gazı toplu olarak kabul etmiyor? Bu soruyu tam olarak düşündüğüm ve kendimi tamamen tatmin edemesem de, durumun birkaç gazın nihai parçacıklarının ağırlığına ve sayısına bağlı olduğuna neredeyse ikna oldum..”
Dalton, her kimyasal elementin tek, benzersiz tipteki atomlardan oluştuğunu ve kimyasal yollarla değiştirilememelerine veya yok edilmemelerine rağmen, daha karmaşık yapılar (yani kimyasal bileşikler) oluşturmak için birleşebildiklerini öne sürdü. Bu, atomun ilk gerçek bilimsel teorisini işaret etti, çünkü Dalton sonuçlarına deneysel bir şekilde deney yaparak ve inceleyerek ulaştı.
Dalton ve Atom Ağırlıkları:
Dalton’un aynı zamanda standart olarak alınan hidrojen atomu ile birleştikleri kütle oranlarına dayanan atom ağırlıkları üzerinde çalışmaya başladı. Bununla birlikte, Dalton, laboratuvar aletlerinin kabalığı ve belirli elementlerin atomlarının saf oksijen (O gibi moleküler formda var olduğunu düşünmediği) ile sınırlıydı.2).
Ayrıca, herhangi iki element arasındaki en basit bileşiğin her biri bir atom olduğuna inanıyordu. Bu en iyi, su için kimyasal formülün H değil, HO olduğunu nasıl düşündüğünü gösterdi.2Ö.
1803 yılında Dalton, bir dizi madde için ilk göreceli atomik ağırlık listesini sundu. Bu makale 1805'te yayınlandı, ancak orada bu rakamları nasıl elde ettiğini tam olarak tartışmadı. 1807'de yöntemi, Thomson’un ders kitabının üçüncü baskısında tanıdığı Thomas Thomson tarafından açıklandı, Kimya Sistemi. Sonunda Dalton kendi ders kitabında tam bir hesap yayınladı, Yeni Bir Kimyasal Felsefe Sistemi, 1808 ve 1810'da.
Bilimsel Hatalar:
Dalton’un teorisindeki ana kusur - yani hem moleküllerin hem de atomların varlığı - daha sonra prensip olarak 1811'de Amedeo Avogadro tarafından düzeltildi. Avogadro, eşit sıcaklık ve basınçta herhangi iki gazın eşit hacimlerinin eşit sayıda molekül içerdiğini önerdi. Başka bir deyişle, bir gazın parçacıklarının kütlesi, kapladığı hacmi etkilemez.
Avogadro yasası, tepki gösterdikleri hacimleri inceleyerek sayısız gazın diatomik doğasını çıkarmasına izin verdi. Böylece, Avogadro, oksijen atom kütlesi ve diğer çeşitli elementler hakkında daha doğru tahminler sunabildi ve moleküller ve atomlar arasında net bir ayrım yaptı. Ne yazık ki, bu ve diğer keşifler Dalton'un teorileriyle hem çelişti hem de rafine etti.
Örneğin, bilim adamları o zamandan beri, bir zamanlar maddenin en küçük parçası olduğu düşünülen atomun aslında daha küçük temel parçacıklara bile bölünebileceğini keşfettiler. Ve Dalton pozitif, negatif ve nötr yükler arasında hiçbir ayrımı olmayan tek bir varlık olarak düşünürken, J.J. Thomson, Ernest Rutherford ve Neils Bohr, atom için daha karmaşık bir yapı ortaya koydu.
Bu teoriler daha sonra elektron mikroskobu ile yapılan gözlemlerle doğrulanmıştır. Ayrıca atom ağırlığının atomların yapısının bir ürünü olduğunu da biliyoruz. Bu nedenle, Dalton’un Atom Modeli en saf haliyle artık sadece kimyasal reaksiyonlar için geçerli kabul edilmektedir. Ancak bu Dalton’un modern bilime katkısını azaltmaz.
Zamanından önce atom, klasik antik çağdan aşağıya felsefi bir yapıdan biraz daha fazlasıydı. Dalton’un çığır açan çalışması sadece teoriyi gerçeğe dönüştürmekle kalmadı, aynı zamanda Einstein’ın görelilik teorisi ve Planck’ın kuantum teorisi gibi birçok başka keşfe de yol açtı.
Space Magazine'de atom teorisi hakkında birçok ilginç makale yazdık. İşte Evrendeki Atom Sayısı, Atomun Parçaları Nedir ?, Demokritus Kimdir ?, Bohr'un Atomik Modeli ve Erikli Puding Modeli Nedir?
Dalton’un modeli hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, Central Queensland Üniversitesi'nden Dalton’un Atomik modeli hakkındaki makalesine göz atın.
Astronomi Oyuncusu konuyla ilgili birçok ilginç bölüm kaydetti. Onlara göz atın - Bölüm 138: Quantum Mechanics, Bölüm 378: Rutherford ve Atomlar ve Bölüm 392: Standart Model - Giriş.
