Bohr atom teorisi bazı konularda başarılı olsa dahi eksik kaldığı yerler vardı ve bilim insanları bu konularda araştırmalar yaparak modern atom teorisini geliştirmişlerdir.
Oluşturulan modern atom teorisine birçok bilim insanının katkısı olmuştur ve bu katkılar sayesinde insanlık için çok faydalı olan teknolojik gelişmeler meydana gelmiştir. Bu gelişmeler Nanoteknoloji, elektron mikroskopları, kristal yapılar, nükleer fizik, elektronik devre elemanları ve daha birçok alana katkı sağlamıştır.
Modern atom teorisinde elektronların değişik fiziksel özellikleri ortaya konulmuştur ve elektronların hareketleri ayrıntılı şekilde belirtilmiştir. Elektronların atom içinde yoğun olduğu yerler tespit edilmiştir.
Modern Atom Teorisine Katkıda Bulunan Bilim İnsanları
Louis De Broglie
Maddeyi dalga doğasıyla açıklamaya çalıştı. Her maddeye eşlik eden bir dalgadan bahsetti. Parçacıkların, kütle ve hızlarının çarpımı olan momentumundan ve bu momentuma göre değişen dalga boyundan bahsetti. Elektronun çizgisel momentumu sürekli değiştiği için dalga boyunun da değişmesi gerekiyordu. Bu dalgalar elektromanyetik dalga değildir. Bu madde dalgaları daha sonra De Broglie dalgaları olarak anıldı. Bu dalgalar bir olasılık dalgasıdır ve parçacığın dalga mı yoksa madde mi sorusunun sorulmasına yol açtı.
Werner Heisenberg
Heisenberg belirsilik ilkesi olarak bilinen ilkeyi ortaya koydu. Bu ilke bir parçacığın aynı anda hem momentumunun hem de konumunun tam doğrulukta ölçülemeyeceğini gösterir. Parçacığın konumu belirlenir ise hızının belilenemeyeceği veya tam tersi konum bilinirse hızının bilinemeyeceğini söyler. Sonuç olarak maddenin parçacık özelliği öne çıkarsa dalga özelliği, dalga öne çıkar ise parçacık özelliği belirlenemez denilebilir. Aynı zamanda Werner Heisenberg enerji ve zamanın da aynı anda belirlenemeyeceğini ortaya koymuştur.
Erwin Schrödinger
Heisenberg belirsizlik ilkesini destekleyen Erwin Schrödinger elektronların hareketini kendi adıyla anılan Scrödinger dalga denklemleryle ifade etti. Bu denkleme göre elektronlar dalga paketleri halinde hareket etmektedir. Yaptığı deneylerde elektromanyetik dalgaların yanında madde dalgaları (olasılık) adından bir dalga türünü daha ortaya koydu.
Atom Fiziğine Katkıda Bulunan Türk Bilim İnsanları
Ülkemizde de atom fiziğine katkıda bulunan birçok bilim insanı vardır. Bu alanda çalışan önemli bilim insanlarımız aşağıdaki gibidir.
Feza Gürsey (1921-1992):Atom fiziği alanında çalışmaları ile ülkemizde ve dünyada birçok ödül almış bilim insanıdır. Tübitak Bilim Ödülü ve Einstein Madalya Ödülü’nü almıştır.
Asım Orhan Bargut (1926-1994): Parçacık fiziğinde önemli çalışmalara imza atmıştır ve ödüller almıştır. Tübitak Bilim Ödülü’nü almıştır.
Behram Kurşunoğlu (1922-2003): Elektromanyetizma ile Einstein’ın genel görelilik teorisini birleştirme üzerine çalışmalar yapmıştır ve Tübitak Bilim Ödülü’nü almıştır.
Modern Atom Teorisine Göre Atom
- De Broglie hipotezinde maddenin De Broglie dalgaları ile Heisenberg belirsizlik ilkesinde belirtilen maddenin parçacık ve dalga özelliğinin aynı anda belirlenememesi modern atom teorisi için geçerlidir.
- Bohr atom modelinde elektronların yörüngeleri, çekirdeğe uzaklıkları, açısal momentumları ve enerjileri De broglie hipotezine uygun olarak kuantumludur. Modern atom modelinde de geçerlidir.
- Bohr atom modelindeki gibi uyarılan elektronlar, temel haldeki enerji seviyelerine dönerken ışıma yapar ve foton yayar. Fotonun enerjisi ise enerji seviyeleri farkına eşittir.
- Işıma spektrumu dış manyetik alan etkisi altında incelendiğinde bazı spektrum çizgilerinin alt spektrum çizgilerine ayrıştığı görülür.
- Elektronların durumu kuantum sayıları ile ifade edilir.
- Elektronların çekirdek etrafındaki enerji seviyelerinde bulunma olasılığının en fazla olduğu bölgeler orbital denir.
- n yörünge numarası ise her enerji seviyesinde kadar orbital, kadar elektron bulunur.
- Bohr atom modelindeki çekirdek etrafında dolanan elektronun yörüngesinin çevresi, elektrona eşlik eden dalganın tam katlarına eşittir ifadesi modern atom modelinde de geçerlidir.
- Elektronlar çekirdek etrafında hem dolanır hem de spin (iç açısal momentum) hareketi yapar.
- Parçacıkların hareketleri kuantum sayıları ile ifade edilir. Kuantum sayıları aşağıdaki tablodaki gibidir.
| Baş Kuantum sayısı (n) | Orbital Kuantum Sayısı (l) | Manyetik Kuantum Sayısı | Spin Kuantum sayısı | Orbital | Kabuktaki Elektron Sayı Kapasitesi |
|---|---|---|---|---|---|
| n=1 (K kabuğu) | 0 | 0 | +1/2,-1/2 | 1s | 2 |
| n=2 (L kabuğu) | 0 1 | 0 -1, 0,+1 | +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 | 2s 2p | 2 6 |
| n=3 (M kabuğu ) | 0 1 2 | 0 -1,0,+1 -2,-1,0,+1,+2 | +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 | 3s 3p 3d | 2 6 10 |
| n=4 (N kabuğu) | 0 1 2 3 | 0 -1,0,+1 -2,-1,0,+1,+2 -3,-2,-1,0,+1,+2,+3 | +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 +1/2,-1/2 | 4s 4p 4d 4f | 2 6 10 14 |
