Cevaplar

2012-10-06T23:39:39+03:00

ATOMUN YAPISI VE İZOTOPLAR

Atomun Yapısı

Atom, bir çekirdek ile bu çekirdeğin etrafını çevreleyen elektronlardan meydana gelir. Çekirdekte pozitif yüklü protonlar ile elektrik yükü taşımayan nötronlar bulunur. Bunlara “nukleonlar” adı verilir. Elektronlar, negatif yüklüdürler. Protonlar, nötronlarla takriben aynı ağırlıktadır ve elektronlardan 1850 defa kadar ağırdırlar. Bir elementin atom ağırlığı, bu sebeple mevcut protonlarla nötronların sayısına büyük ölçüde bağlıdır. Pozitif yüklü protonların sayısı ile negatif yüklü elektronların sayısı birbirine eşit olduğundan, atom elektrikçe nötrdür. Nötron sayısı atom ağırlığını, elektron sayısında meydana gelen değişmeler ise atomun kimyasal özelliğini etkiler. Bir elementin atom ağırlığı, o elementin simgesinin sağ üstüne, proton sayısı da sol altına yazılır. Bu ikisinin farkı nötron sayısını ifade eder.

Örnek: 92U235 Nötron Sayısı: 235-92= 143

Çekirdekten çeşitli uzaklıkta yer alan ve içten dışa doğru, K,L, M.N harfleriyle gösterilen tabakalar mevcuttur. K’de s, L’de sp, M’de spd ve N’de spdf ile belirlenen alt tabakalar yer alır. s’de 1, p’de 3, d’de 5 ve f’de 7 adet yörünge, her yörüngede de 2 elektron bulunur. Enerji yönünden en zayıf elektronlar en dış tabakada yer alırlar. Atomun çekirdeğine doğru gidildikçe çekirdeğe olan yakınlık ve bunun bir sonucu olarak bağlılık da artar. Atom çapı büyük olan alkali metallerin daha kolay elektron vermelerinin ve iyon halinde bulunmalarının sebebi budur. Elektronlar, hepsi de negatif yüklü olduklarına göre birbirlerini itmeleri gerekirken, girdikleri reaksiyonlarda aksine birbirlerini çekerler. Bu, elektronların “spin” özelliği ile izah edilebilir. Bu özelliğe göre, elektronlar hem kendi ekseni ve hemde nukleus etrafında dönerler, ancak bu dönmeler aksi yönde olduğundan bir elektromanyetik alan oluşarak elektromanyetik hale gelen iki elektron bulutu birbirini çeker ve bu çekim gücü, elektronların birbirini itme gücünün çok üzerindedir.

İzotoplar

Atom teorisi “Dalton” tarafından kurulduğu zaman, bir elementin atomlarının hepsinin birbirinin aynı oldukları ve aynı atom ağırlığına sahip oldukları farzedilmiştir. Zamanla birçok elementlerin her birisi farklı atom ağırlığında fakat aynı kimyasal özellikte olmak üzere birden fazla şekilde bulundukları anlaşılmıştır. Aynı elementin bu muhtelif şekilllerine “izotop” denir.

Şu halde izotoplar, bir elementin aynı kimyasal özelliklere sahip olan, fakat atom ağırlıkları farklı olan şekilleridir.

İzotoplar, dayanıklı ve radyoaktif izotoplar olmak üzere 2 tiptir.

Dayanıklı izotoplar: Tabiatta daha yaygın bir şekilde bulunurlar ve radyoaktif parçalanma göstermezler. İstenirse bu tip izotoplar bulundukları bileşiklerden fraksiyonel distilasyon ile elde edilebilir. Örneğin H2O ve 2H2O karışımı bir su bu suretle fraksiyon edilebilir. Burada ağır hidrojenli su, daha yavaş distile olur.

Bir organik bileşikteki deuterium miktarı, bu bileşiğin oksitlenmesiyle tayin edilebilir. Oksitlenme esnasında mevcut hidrojen ve deuterium suya çevrilir. Bu su toplanıp özgül ağırlığı tayin edilir. Özgül ağırlığından mevcut 1H2O ve 2H2O nisbeti tayin edilir.

Diğer elementlerin dayanıklı izotoplarını tayin etmek için “Kütle spektrografisi” denen metod kullanılır. Burada tayin edilecek element gaz haline çevrilir. Örneğin; CO2 ve N2 gibi. Sonra gaz molekülleri çok düşük bir basınç altında yüksek potansiyel farkına tabii tutulursa gaz molekülleri elektronlara (Katot ışınları) ve elektro-pozitif gaz iyonlarına (kanal ışınları) parçalanır. N+2 ve CO+2 gibi gaz iyonları büyük bir hızla ve doğru bir hat üzerinde hareket ederler. Fakat pozitif bir yük taşıdıkları için kuvvetli elektrik ve manyetik alanlarda saptırılabilirler. Parçacıkların ağırlıkları ne kadar büyükse, elektrik ve manyetik alanlarda husule gelen sapmalar o kadar küçük olur. Muhtelif izotopların bir karışımından ibaret olan elektro-pozitif gaz iyonlarının bir demeti elektrik ve manyetik alandan geçirildikten sonra bir fotoğraf plağı üzerine düşürülürse, her izotop ayrı bir leke husule getirir. Bu lekelerin bulundukları yerlerden izotopların ağırlıı ve lekenin kesafetinden de izotopun miktarı hesaplanabilir. Kütle spektrografisinin prensibi basit olarak aşağıdake Şekil 1.11’de görülmektedir.

0