ATOMLAR MOLEKÜLLER – Ayhan Zeren
ÖNSÖZ
Ulusça ilerlememizin kişisel başarılardan çok gençliğimizin iyi yetiştirilmesine bağlı olduğu inancıyla bütün yaşamım “daha iyi eğitim ” amacına adayan ve bizleri de bu yola yönelmeye özendiren çok değerli hocam Prof. Dr. Rauf Nasuhoğlu’nun unutulmaz hatırasına.
Bu kitap Selçuk Üniversitesi Eğitim Fakültesi Kimya öğretmenliği Bölümünde dördüncü sınıf öğrencilerine yıllardır verilen “Atom ve Molekül Yapısı” ve “Çekirdek Kimyası’’ derslerinin konularını içermektedir. Kitaptaki konuların bir kısmına daha önceki sınıflarda da çeşitli derslerin içinde bir dereceye kadar değinilmektedir. Fakat, bu derslerde hem yeterince ayrıntı verilememekte, hem de mezuniyete kadar geçen yıllar boyunca, ileride öğretmenlik yaşamında çok gerekli olacak olan bilgilerin bir kısmı tazeliğini kaybetmiş olmaktadır. Atomun yapısıyla ve bileşiklerin oluşumuyla ilgili konular kimyanın olmazsa olmaz temel bilgileridir. Kimyacıların, özelikle kimya öğretmeni olmak üzere öğrenim gören öğrencilerin bunları, anlayarak, düşünerek öğrenmiş ve iyice sindirmiş olmaları çok önemlidir.
Konuların anlatılışında yalnızca son bilgiler kalıp halinde verilmemiş, bu bilgilerin tarih boyunca nasıl elde edildiği kısaca ve bazen de ayrıntılı olarak belirtilmiştir. Bir konunun bilimsel olarak nasıl incelendiği ve sonunda nasıî açıklığa kavuşturulduğu böylece somut örnekler üzerinde gözler önüne serilmiş olmakta ve öğrencinin verilen hazır bilgileri olduğu gibi kabul etmek yerine düşünmeye yönelmesi istenmektedir. Ayrıca, bu yöntemle, çok büyük bir eksiklik olan Bilim Tarihi derslerinin yokluğu da hiç olmazsa bazı konularda bir dereceye kadar giderilmiş olmaktadır. Zaten, atomla ilgili konuların öğretim bakımından uygun olan anlatılış sırası, çok kere, bilgilerin tarih
boyunca elde ediliş sırasına da denk düşmektedir. Dolayısıyla, bu konuların tarihsel gelişim içinde anlatılması, bilimse! yöntemin nasıl uygulandığını somut örnekler üzerinde göstermek için çok iyi bir zemin sağlamaktadır.
Kitapta ilk dört bölümde atomların elektron düzeniyle ilgili bilgiler ve bunların adım adım nasıl elde edildiği anlatılmaktadır. Beşinci ve altıncı bölümlerde moleküllerin oluşumu, atomların elektron düzenine bağlanarak açıklanmaktadır. Yedinci bölümde moleküllerin arasındaki bağlanma çeşitleri üzerinde durulmuştur. Son beş bölümde atom çekirdeğinin yapısı İncelenmekte ve çekirdekle ilgili olaylar oldukça ayrıntılı olarak anlatılmaktadır.
Kitap, özellikle kimya öğretmenliği öğrencileri için düşünülmüş olsa da, ileride çok daha iyileri yazılıncaya kadar bütün kimyacılara da yararlı olabileceğine inanıyorum.
M. A. Z.
İÇİNDEKİLER
Atom Kavramının Doğuşu ve Gelişimi
Atom Kavramının Doğuşu
Dalton’un Atom Modeli
Atom Büyüklüğünün Belirlenmesi
Atomların İç Yapısıyla ilgili İlk İpuçları - Elektronlar
Gazların Elektrik İletkenliğinden Çıkarılan Sonuçlar
Elektronların e/m Oranının Belirlenmesi
Birim Elektrik Yükünün Belirlenmesi
Elektronların Kütlesi ve Niteliği
Kanal Işınları
Thomson’un Atom Modeli Rutherford’un Atom Modeli Rutherford Modelinin Zayıf Yanlan Işığın Yapısı Spektrum Çeşitleri
Rutherford Modeli ve Atom Spektrumları
Spektrumların Matematiksel Anlatımı
Siyah Cisim Işıması
Kuvantum Kuramı
Fotoelektrik Olay
Compton Olayı
Bohr’un Atom Modeli
Bohr Modelinin Hidrojen Atomuna Uygulanması Bohr Modeli ve Atom Spektrumları Kritik Enerji - Kritik Gerilim X-lşınları
Bohr Modeli ve X-lşım Spektrumları Bohr - Sommerfeld Modeli Magnetik Kuvantum Sayısı Spin Kuvantum Sayısı
Modern Kuvantum Kuramı
Madde Dalgalan Duran Dalgalar
Atomun İçindeki Duran Dalgalar
De Broglie Bağıntısından Çıkarılan Sonuçlar
Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi
Schrodingerln Dalga Denklemi
Dalga Denkleminin Anlamı
Dalga Denkleminin Serbest Bir Taneciğe Uygulanışı
Dalga Denkleminin Kutudaki Taneciğe Uygulanışı
Dalga Denkleminin Hidrojen Atomuna Uygulanışı
Dalga Mekaniği Modelinin Bohr Modeliyle Karşılaştırılması
Atomların Elektron Düzeni
Çok Elektronlu Atomların Yapıları Elektronlar Yörüngemsileri Nasıl Doldururlar?
Atomların Elektron Düzenleri ve İyonlaşma Enerjileri Atomların Elektron Düzenleri ve Periyotlu Dizge Periyotlu Dizgenin Yapısı Atom Yarıçaplarının Elektron Düzeniyle İlişkisi
Maddenin Magnetik Özelikleri
Temel Kavramlar Diyamagnetizmanın Oluşumu Paramagnetizmanın Oluşumu Ferromagnetizmanın Oluşumu
Kimyasal Bağlar
Bağ Karakteristikleri İyonik Bağ İyon Büyüklükleri iyon Kristallerinin Örgü Enerjisi Örgü Enerjisinin Kuramsal Hesabı Kristallerde Koordinasyon Sayıları Kovalent Bağın Oluşumu Kovalent Bağ Karakteristikleri Levvis Düzenleri - Oktet Kuralı Oktet Kuralının Başarısızlıkları Molekül Geometrisi Moleküllerde Polarlık Melez Atom Yörüngemsileri Katlı Bağ İçeren Moleküllerde Bağ Yörüngemsileri Molekül Yörüngemsisi Kuramı MY Kuramının Birinci Periyot Elementlerine Uygulanışı MY Kuramının İkinci Periyot Elementlerine Uygulanışı Metalik Bağ \ Bant Kuramı
Kompleksler ve Koordinasyon Bileşikleri
Kompleks İyon Nedir?
Geçiş Elementlerinin Genel Özelikleri Geçiş Metallerinin Bileşikleri Komplekslerin Yapıları ve Yükleri Merkez İyonları Ligandlar
Koordinasyon Sayısı Komplekslerin Geometrisi
Valens-Bağ Kuramına Göre Komplekslerin Elektronik Yapısı
Kristal Alanı Kuramı
Kompleks Kavramının Tarihse! Gelişimi
Moleküller Arass Bağlar
Dipol Bağı Hidrojen Baği Dıspersiyon Bağı
Çekirdek Kavramının Doğuşu ve Gelişimi
Çekirdek Kavramının Doğuşu İSk Çekirdek Modeli 1932’nin Çekirdek Modeli Sıvı Damlası Modeli
Güçlü Çekirdek Kuvveti ve Diğer Kuvvetler İzotop, İzobar, Szoton ve İzomer Çekirdekler Katmanlı Çekirdek Modeli
Radyoaktiflik
Çekirdeklerin Kararlılığı ve Bağlanma Enerjisi
Kararlılık Kuşağı ve Radyoaktiflik
Protonu ve Nötronu Fazla Çekirdeklerin Radyoaktifliği
Uyarılmış Çekirdeklerin Radyoaktifliği
Nötronu Fazla Çekirdeklerin Radyoaktifliği
Protonu Fazla Çekirdeklerin Radyoaktifliği
Radyoaktif Bozunmaların İzlenmesi
Radyoaktif Bozunmaların Kinetiği
Radyoaktif Bozunma Zincirleri
Çekirdek Tepkimeleri
Yapma Çekirdek Tepkimeleri Etkin Kesit
Çekirdek Bölünmesi (Fisyon)
Bölünme Reaktörleri Çekirdek Kaynaşması (Füzyon)
Taneciklerin Yavaşlatılması ve Hızlandırılması
Temel Parçacıklar
Temel Parçacık Arayışı Temel Parçacık Kavramı Parçacık Çeşitleri Madde ve Karşıt Madde Standart Model
Fermionların Bozonlarla Etkileşmesi Parçacıklar ve Kozmoloji
İzotopların Kullanılışı
İzotoplar Niçin Önemlidir?
İzotopların Kullanılışının Tarihçesi
Radyoizotopların Tıptaki Uygulamalarına Örnekler
Fotosentezin Aydınlatılması
İzotopların Tarımda Kullanılışı
İzotopların Endüstride Kullanılması
izotopların Kimyadaki Uygulanışı
U, Rb ve K’nın Radyoizotoplarıyla Yaş Belirlenmesi
Radyokarbonla Yaş Belirlenmesi
Trityumla Yaş Belirlenmesi
Standartların Belirlenmesinde İzotopların Kullanılması Jeolojik Sıcaklıkların İzotoplarla Belirlenmesi Işınlardan Yararlanmayla ilgili Diğer Örnekler Radyasyonun Zararlı Etkileri