Rutherford Atom Modeli Nedir, Özellikleri Nelerdir?
Bu yazımızda bilim tarihindeki dönüm noktalarından biri olan Rutherford atom modeli, özellikleri ve ünlü saçılma deneyinin sonuçlarından bahsedeceğiz.
Maddenin yapısı en eski çağlardan beri bilim insanlarının önemli araştırma konularından biri olmuştur. Uzun yıllar boyunca maddenin en küçük yapı biriminin atom olduğu düşünülüyordu. Bu düşünce 20.yüzyılda yapılan bazı deney ve bulgulardan sonra yeniden sorgulanmaya başlandı.
1911 yılında Ernest Rutherford tarafından ortaya atılan atom modeli bilim dünyasında devrim niteliği taşımaktadır. Thompson atom modelindeki eksiklikleri gidermesiyle birlikte, kendisiden sonra da atom fiziğinin bugünkü noktaya gelmesinde ilham kaynağı olmuştur. Bu yazımızda Rutherford atom modeli özellikleri ve bu modelin bazı eksik yanlarından bahsedeceğiz.
Rutherford Atom Modeli Nedir?
Bir atom içindeki elektronların yapısı ve hareketleriyle ilgili cevaplar arayan Rutherford, hızlı hareket eden alfa parçacıklarının ince bir altın folyoya çarpmasını sağlayan bir deney yaptı. Altın Levha Deneyi veya Saçılma Deneyi olarak da bilinen bu deney sonucunda Rutherford atomun yapısı hakkında bir model geliştirmiştir.
Rutherford bu deneyde pozitif (+) yüklü alfa ışınlarının altın levhaya çarptıktan sonra izlekleri yolu gözlemlemiş ve bunun modelini çizmiştir. Bu atom modeli şekil itibariyle Güneş Sistemi'ne benzetilir. Merkezdeki proton dolu çekirdek güneşe, onun etrafında dönen elektronlar da gezegenlere benzetilmiştir. Şimdi bu deneyin sonuçlarından ve Rutherford atom modeliyle ilgili bazı detaylardan bahsedelim.
Rutherford Atom Modeli Özellikleri
- Atomun yapısında büyük boşluklar vardır.
- Işınların küçük bir kısmının kırıldığı veya geri yansıdığı gözlemlenmiştir.
- Kırılma ve yansımalar göstermiştir ki pozitif (+) yükler küçük bir hacimde toplanmıştır.
- Merkezde toplanan ve atomun kütlesini belirleyen bu yapıya çekirdek adı verilmiştir.
- Negatif (-) yüklü elektronlar atomun çevresinde dairesel bir hareket halindedir.
- Bir atomdaki pozitif tanecik miktarı, negatif tanecik miktarıyla aynıdır.
Rutherford bu saçılma deneyi ile atomda büyük boşluklar olduğu ve bu boşukların hacimsel olarak büyük kısmında elektronların olduğu sonucuna ulaşmıştır. Alfa ışınlarının takip ettiği yörüngeden hareketle pozitif iyonların küçük bir hacimde toplandığı sonucuna ulaşmış ve bu bölgeye çekirdek adını vermiştir. Ayrıca elektronların çekirdek etrafında dairesel bir yörüngeyle hızla hareket ettiğini ortaya koymuştur.
Rutherford Atom Modelinin Eksiklikleri
- Elektronların hareketlerini ve yerlerini gözlemleyememiştir.
- Atomun kütlesini yanlış hesaplamıştır.
- Nötronu bulamamıştır.
- Atomların yaydığı spektrumları açıklayamamıştır.
Rutherford atom modelinin bazı hataları ve eksiklikleri de bulunuyor. Atomun merkezindeki çekirdeğin kütlesiyle ilgili hesaplamada sapma söz konusudur. Bununla birlikte bu atom modelinde negatif iyonlarla eşit miktarda olması gereken nötronlar hakkında herhangi bir bilgi verilmiyor. Öte yandan elektronların yörüngesiyle ilgili de hatalar var.
Ayrıca bugünkü bilgiler ışığında biliyoruz ki elektronların artan ivmeli dairesel hareketinin bir sonucu olarak enerjisini zamanla yitirip çekirdeğin üstüne düşmesi gerekiyordu. Fakat model bize "Elektronlar neden çekirdeğe çökmüyor?" veya "Elekronlar neden atomun dışına savrulmuyor?" sorularının cevabını veremiyor. Ne var ki Rutherford atom modelindeki önemli bulgulardan yola çıkarak geliştirilen Bohr atom modeli, bu soru işaretlerini büyük ölçüde gidermiştir.