Bir atomun içinde ne var?

Küçükten de küçük

Atomlar inanılmaz derecede küçüktür. Yan yana dizilmiş birkaç milyon atom, bu cümlenin sonundaki noktayı ancak geçebilir.

Atom sözcüğü, “kesilemez” anlamına gelen Yunanca atomos sözcüğünden gelir. Uzun süre insanlar atomların var olabilecek en küçük şey olduğunu düşündü. Sonra, 1897'den başlayarak bilim insanları atomların daha da küçük parçalardan oluştuğunu keşfetti.

Çekirdek: protonlar ve nötronlar

Her atomun merkezinde çekirdek bulunur. Çekirdekte iki tür parçacık vardır: pozitif yük taşıyan protonlar ve hiç yük taşımayan nötronlar.

Çekirdek, atomun tamamına kıyasla çok küçüktür. Bir atom spor stadyumu kadar büyük olsaydı, çekirdeği ortadaki bir bezelye tanesi kadar olurdu. Yine de çekirdek atomun kütlesinin %99,9'undan fazlasını taşır, çünkü protonlar ve nötronlar elektronlardan çok daha ağırdır.

Aynı yükler birbirini iter, bu yüzden bir çekirdekteki protonlar birbirini iter. Yalnızca çok küçük mesafelerde etki eden çok güçlü bir kuvvet, protonları ve nötronları yine de bir arada tutar.

Elektronlar: dışta

Elektronlar protonlardan çok daha hafiftir. Tek bir protonun kütlesine ulaşmak için yaklaşık 1.836 elektron gerekir. Her elektron negatif yük taşır.

Zıt yükler birbirini çeker, bu yüzden pozitif çekirdek negatif elektronları çeker. Bu çekim elektronları çekirdeğe yakın tutar.

Elektronlar kabuk denen katmanlar halinde dizilir. Birinci kabuk en fazla 2, ikinci kabuk en fazla 8 elektron alır. Şemalarda elektronlar çoğunlukla çemberler üzerindeki noktalar olarak çizilir, ama gerçek elektronlar gezegenler gibi düzgün yörüngeleri izlemez. Bulanık bir bulut halinde yayılırlar ve her kabuk aslında bir enerji düzeyidir.

Yükler ve kütleler bir bakışta

Bir protonun yükü +1, kütlesi yaklaşık 1 atomik kütle birimidir (u); bu, atomları tartmak için yapılmış çok küçük bir birimdir.

Bir nötronun yükü yoktur (0) ve kütlesi yaklaşık 1 u'dur; protonunkiyle neredeyse tıpatıp aynıdır.

Bir elektronun yükü −1, kütlesi yalnızca yaklaşık 0,0005 u'dur. Bu o kadar küçüktür ki çoğu zaman sıfır sayılır.

Atomların neden net yükü yoktur?

Bir atomda elektron sayısı proton sayısına eşittir. Pozitif ve negatif yükler birbirini götürür, bu yüzden atom bir bütün olarak nötrdür.

Karbon atomu iyi bir örnektir. 6 protonu ve 6 elektronu vardır, yani yükleri dengededir. Çoğu karbon atomunun ayrıca 6 nötronu vardır. 6 elektron iki kabukta yer alır: birinci kabukta 2, ikinci kabukta 4.

Sıradan kimyasal tepkimeler çekirdeği asla değiştirmez. Atomlar yalnızca elektron alır, verir ya da paylaşır. Elektron alan ya da veren atom, iyon denen yüklü bir parçacığa dönüşür. Bir elektron veren sodyum atomu Na⁺, bir elektron alan klor atomu Cl⁻ olur.