Atom

Molekül ve bileşik arasındaki temel fark, moleküllerin aynı veya farklı iki veya daha fazla atomdan oluşması, bileşiklerin ise en az iki farklı atom içermesidir. Molekül: İki hidrojen atomu ve bir oksijen atomunun birleşmesiyle oluşan su (H2O) molekülü gibi. Bileşik: Su (H2O) aynı zamanda bir bileşiktir. Her molekül bir formül ile ifade edilir ve bu formül, molekülde hangi atomların bulunduğunu ve hangi oranda olduklarını gösterir.

İyonlar, atomların elektron alarak veya vererek yük kazanması sonucu oluşur. İki ana iyon türü vardır: Katyonlar. Anyonlar. İyon oluşumunun bazı nedenleri: Kararlı hale gelme. Periyodik tablo. Kimyasal tepkimeler.

Atom ve iyon arasındaki temel farklar şunlardır: Atom: Bir elementin en küçük yapı taşıdır. Elektrik yükü olarak nötrdür; proton sayısı elektron sayısına eşittir. Üç tür atom altı parçacıktan oluşur: nötronlar, protonlar ve elektronlar. İyon: Bir veya daha fazla değerlik elektronunu kazanmış veya kaybetmiş atom veya atom grubudur. Net bir elektrik yükü taşır; pozitif (katyon) veya negatif (anyon) olabilir. İyon oluşumunda, atomun çekirdeğindeki proton sayısı değişmez.

İzobar ve izotop arasındaki temel fark, atom çekirdeğindeki proton ve nötron sayılarıdır. İzotop: Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlardır. İzobar: Kütle numaraları aynı, atom numaraları farklı olan atomlardır. İzobar atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır, izotop atomların ise bazı fiziksel özellikleri farklı olsa da kimyasal özellikleri aynıdır.

İzotop, aynı atom numarasına (proton sayısı) sahip, dolayısıyla periyodik tabloda aynı pozisyonda yer alan, ancak çekirdeğindeki nötron sayısı farklı olan iki veya daha fazla atom türüdür. İzotopların özellikleri: Kimyasal özellikler: Aynı elemente ait oldukları için genellikle benzer kimyasal özelliklere sahiptirler. Fiziksel özellikler: Nötron sayısındaki farklılık nedeniyle yoğunluk veya erime noktası gibi fiziksel özelliklerde farklılıklar olabilir. Kararlılık: Radyoaktif izotoplar zamanla bozunarak farklı bir elemente dönüşebilirken, kararlı izotoplar radyoaktif bozunma göstermez. Bazı izotop örnekleri: Karbon izotopları: Karbon-12, Karbon-13 ve Karbon-14. Hidrojen izotopları: Protium (İH), döteryum (2H) ve trityum (3H). Uranyum izotopları: Uranyum-235 ve Uranyum-238. İyot izotopu: İyot-131.

Küresel simetrik olan elementler, elektron dizilişindeki son orbitali tam dolu ya da yarı dolu olan atomlardır. Periyodik cetveldeki ilk 20 elementin tamamı küresel simetri özelliği gösterir. Bu elementler arasında: 1A ve 2A grubu (son orbitalleri s ile biter); 5A ve 8A grubu (p orbitalleri tam ya da yarı dolu olur); 7B, 2B, 6B ve 8B grupları (d orbitalleri tam ya da yarı dolu olur) bulunur. Ayrıca, Cr ve Cu gibi özel durumlu atomlar da küresel simetri gösterir.

Dalton atom modeli, John Dalton tarafından 1803 yılında ortaya atılan, maddenin en küçük yapıtaşının atom adı verilen küçük ve bölünemez parçacıklar olduğunu savunan bir atom modelidir. Dalton atom modelinin özellikleri şunlardır: Elementler, atom adı verilen son derece küçük, bölünemeyen taneciklerden oluşur. Belli bir elementin tüm atomları birbirinin aynısıdır; yani bu atomların boyutları eşittir, hepsi aynı kütleye sahiptir ve kimyasal özellikleri aynıdır. Ancak bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. Bileşikler birden çok elementin atomlarından oluşmuştur. Herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayıları arasında basit ve tam sayılarla ifade edilebilen bir oran vardır. Kimyasal tepkimeler yalnızca atomların birbirinden ayrılması, birbiri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir; bu tepkimeler atomların yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz. Dalton atom modeli, sonraki yıllarda gerçekleşen bilimsel gelişmeler ile atomun parçalanamadığı yönündeki görüşü gibi pek çok yönden yetersiz olduğu ortaya konmuştur.

Aufbau ilkesinin bazı istisnaları: Yarı dolgulu ve tamamen doldurulmuş d ve f alt kabukları: Bu alt kabuklar atomlara kararlılık kattığı için d ve f blok elemanları her zaman Aufbau ilkesini takip etmez. Küresel simetri: Dolu ve yarı dolu orbitallerin küresel simetri göstermesi, atomun daha kararlı olmasını sağlar. Diğer istisnalar: Bakır (Cu): Aufbau ilkesine göre beklenen elektron dağılımı 4s23d9 iken, gözlemlenen dağılım 4s13d10 şeklindedir. Bu istisnalar, elektron-elektron itilimini azaltarak atomun daha kararlı bir yapı kazanmasını sağlar.

Bazı atom modelleri şunlardır: Dalton Atom Modeli (1803). Thomson Atom Modeli (1904). Rutherford Atom Modeli (1911). Bohr Atom Modeli (1913). Kuantum Atom Modeli (1926).

İyonlaşma enerjisi, gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektron koparmak için gerekli olan enerji miktarıdır. İyonlaşma enerjisi, aynı zamanda bir atomda yer alan elektronların çekirdek tarafından ne kadar kuvvetle çekildiğini belirten bir ölçüdür. İyonlaşma enerjisi, birinci ve ikinci olmak üzere ikiye ayrılır: Birinci iyonlaşma enerjisi, atomların gaz halinde izole bir iyon oluşturmak için ihtiyaç duyduğu minimum enerjidir. İkinci iyonlaşma enerjisi, ilk elektron koparıldıktan sonra ikinci elektronu koparmak için gereken enerjidir. Periyodik tabloda soldan sağa doğru gidildikçe iyonlaşma enerjisi artar.

İyonlaşmada en dış katmandaki elektron kopar. Atomların kararlı hale geçebilmesi için elektron alarak veya vererek iyonlaşmaları gerekir. Nötr bir atomdan bir elektron koparmak için gerekli olan enerjiye birinci iyonlaşma enerjisi, +1 yüklü iyondan bir elektron koparmak için gerekli olan enerjiye ikinci iyonlaşma enerjisi, +2 yüklü bir iyondan bir elektron koparmak için gerekli olan enerjiye ise üçüncü iyonlaşma enerjisi denir.

İzotop ve izobar arasındaki fark şu şekilde açıklanabilir: İzotop: Proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı atomlardır. İzobar: Nükleon sayıları aynı, proton ve nötron sayıları farklı atomlardır. Örnekler: İzotop: Karbon-12, karbon-13 ve karbon-14, sırasıyla kütle numaraları 12, 13 ve 14 olan karbon elementinin üç izotopudur. İzobar: Na-24 ve Mg-24 birbirinin izobarıdır.

Atom ve element arasındaki temel farklar şunlardır: Tanım: Atom, bir elementin en küçük yapı taşıdır ve kendine özgü bir yapısı vardır. Görünüş: Atomlar o kadar küçüktür ki gözle görülmeleri mümkün değildir. Bileşim: Bir element, yalnızca bir tür atomdan oluşur. Ayrılma: Elementler, daha basit maddelere ayrılamaz. Örneğin, hidrojen elementi tek bir protona sahip atomlardan oluşurken, karbon elementi altı protona sahip atomlardan meydana gelir.

Dalton atom modeli, bazı temel prensiplerinin daha sonraki bilimsel bulgularla çelişmesi nedeniyle çürütülmüştür. Bu modelin çürütülmesine yol açan başlıca nedenler şunlardır: İzotopların Keşfi: Dalton, bir elementin tüm atomlarının aynı olduğunu savunmuştu, ancak izotopların varlığı, aynı elemente ait atomların farklı kütlelere sahip olabileceğini göstermiştir. Atomun İç Yapısı: Dalton, atomların içi dolu ve bölünemez olduğunu düşünmüştü. Ancak, atomların boşluklu bir yapıya sahip olduğu ve proton, nötron ve elektron gibi daha küçük parçacıklardan oluştuğu anlaşılmıştır. Kimyasal Tepkimeler: Dalton, kimyasal tepkimelerin atomların yok olmasına veya oluşmasına yol açmadığını, sadece yeniden düzenlenmelerini içerdiğini savunmuştu. Ancak, atomların çekirdek tepkimeleri sonucu parçalanabileceği bilinmektedir.

Atom numarasının önemi şu şekilde özetlenebilir: Elementin tanımlanması: Atom numarası, bir elementin proton sayısını ifade eder ve bu, elementi diğerinden ayırt etmeyi sağlar. Periyodik tablo düzeni: Periyodik tablo, elementler artan atom numarasına göre düzenlenir. Özelliklerin belirlenmesi: Atom numarası, bir elementin özelliklerini belirlemede önemli bir faktördür. İzotop ve iyon ayrımı: Proton sayısı değişirse farklı bir element, elektron sayısı değişirse iyon, nötron sayısı değişirse izotop oluşur.

Atom numarası, bir elementin çekirdeğinde bulunan proton sayısını ifade eder ve genellikle "Z" harfiyle gösterilir. Atom numarasını bulmak için: Periyodik tabloda, element sembolünün üzerinde belirtilen sayıya bakılır. Atomun çekirdeğindeki protonları sayarak belirlenir. Yüksüz bir atomda elektron sayısı da proton sayısına eşit olduğundan, elektron sayısı da atom numarasını verir. Atom numarası hesaplama formülü: Nötron sayısı = Kütle numarası - Atom numarası. Örneğin, kalsiyumun atom numarası 20'dir çünkü bir kalsiyum atomunda 20 proton bulunur.

Atomun önemli olmasının bazı nedenleri: Evrenin yapısını anlama: Atomlar, maddenin en küçük yapı taşları olarak evrenin yapısını anlamada kritik bir rol oynar. Bilimsel ve teknolojik gelişmeler: Atom üzerine yapılan çalışmalar, nanoteknoloji, moleküler biyoloji, enerji üretimi ve tıbbi görüntüleme gibi alanlarda ilerlemelere yol açmıştır. Enerji üretimi: Nükleer enerji santrallerinde atom çekirdeklerinin parçalanması (fisyon) veya birleştirilmesi (füzyon) ile muazzam düzeyde enerji elde edilir. Kimyasal reaksiyonlar: Atomların birbirine bağlanması ve bağların bozulması, doğada gözlemlenen fiziksel ve kimyasal değişimlerin ana sebebidir.

Elektron ilgisini etkileyen faktörler: Atomun büyüklüğü. Nükleer yük. Elektronik yapı. İyonlaşma enerjisi. İstisna olarak, klor (Cl) atomu flor (F) atomundan daha düşük bir elektronegatifliğe sahip olmasına rağmen daha yüksek bir elektron ilgisine sahiptir.

Anyonlar, bir atomun bir veya daha fazla elektron kazanması sonucu oluşur. Bu süreç şu şekilde gerçekleşir: 1. Atom, kararlı bir elektron konfigürasyonuna ulaşmak için dış kabuğundaki değerlik elektronlarını kazanır. 2. Kazanılan elektronlar, elektronların negatif yükünün protonların pozitif yükünden daha fazla olmasına neden olur. 3. Böylece, net bir negatif yük oluşur ve atom negatif yüklü bir iyon, yani bir anyon haline gelir. Örnek anyonlar arasında klor (Cl⁻), oksijen (O²⁻) ve flor (F⁻) bulunur. Ametal atomları, genellikle anyon oluşturma eğilimindedirler.

Evet, çekirdek yükü ve proton yükü aynıdır. Atomlarda proton sayısı ile çekirdek yükü birbirlerine eşit olarak kabul edilmektedir.