ATOMDAKİ BAŞLICA KANUNLAR 1* ÇEKİM (CAZİBE) KANUNU 2* MERKEZKAÇ KUVVETİ 3* İTME (DAFİA) KUVVETİ 4* ZIT SPİNDEN DOLAYI ORTAYA ÇIKAN, ELEKTRONLARI BİR ARADA TUTMAKLA GÖREVLİ KANUN 5* NÜKLEER KUVVET (BAĞLANMA ENERJİSİ) 6* ÇEKİM (CAZİBE) KANUNU: Atomun çekirdeğinde pozitif yüklü protonlar, etrafında ise negatif yüklü elektronlar bulunmaktadır. Bu iki zıt değer birbirini çekmektedir. 7* MERKEZKAÇ KUVVETİ: Protonlar, etrafındaki elektronları dağılmadan çekebilmesi ve döndürebilmesi için, çekirdek maddesinin çok büyük ve ağır olması gerekmektedir. Bu yüzden de protonlar, elektronlardan yüzlerce kez daha büyüktür ve ağırdır. Mesela; 1 elektronun ağırlığı 1 birim ise bir proton ondan tam 1836 defa daha ağırdır. Bu ağır cisim etrafında, hafif olan elektronlar kendilerine göre çok hızlı hareket etmektedirler. Elektronlar, bu süratli dönüşleriyle yörüngede kalmaktadırlar. Her elektronun hızı farklı farklıdır. Bu hususun genel bir tasvirini yapacak olursak; etrafta şiddetli hareket etme, çekirdekte ise ağır bir yük yüklenme vardır. Dolayısıyla ağırlık merkezdedir. Çekirdeğin veya merkezi tutan ağırlığın önemi büyüktür. Çekirdeğin etrafındaki elektronlar biraz yavaş dönse veya elektronlar dağılıp gitse, atom çekirdeğiyle beraber evren müthiş bir gürültü ile infilak edip yok olacaktır. Elektronlar, dönmesi gereken hızda dönerler. Elektronlar biraz yavaş dönseydi çekirdeğe yanaşacaktı, biraz hızlı dönseydi dağılıp gidecekti. Bu kanunun sosyal boyutuyla ilgili şunları 1
söyleyebiliriz: En iyisi konumumuzun gereğini yerine getirmektir. Gerekli donanımı olmadığı hâlde, olduğundan fazla gözükerek kendini ülkesine hizmet ediyor gibi göstermek tehlikelidir. Büyük gözükerek yavaş dönmesine rağmen çekirdeğe yanaşanlar, bu yanaşmanın gereği olan samimi çalışkanlığı, başka niyetleri olduğundan dolayı sergilemediklerinden kendilerine zarar verirler, çekirdeğe zararları olmaz. Çekirdeğe yakın elektronlar daha hızlı dönerler. Bu kişiler bu doğal kanuna uymadıklarından, bunların yakınlığı uzaklık sebebi olmuştur. Olduğundan hızlı gözükerek maddi ve manevi donanım, imkân ve kabiliyetlerini kendini göstermek için kullananların durumu ise şöyledir: Çekirdeğin cazibesi devam ettiği, çekirdek fırlatmadığı hâlde, onlar kendiliklerinden dağılıp giderler, çekirdekten uzaklaşırlar. Burada çekirdeğin de yok olması söz konusudur ki bu çok tehlikeli ve veballi bir durumdur; çünkü insan, iradesi olan bir varlıktır. Ancak; kendine paye vermemelidir. Doğrusu elektron gibi insanın da kendi makamında olmasıdır. Olduğundan fazla ya da noksan görünmemelidir. Aşırı alçak gönüllülük de gururdandır. Çekirdek çok ağır yük taşımaktadır. Elektron ise çok rahatlıkla akıp gitmektedir. Elektronların çekirdekten uzaklıkları, 1 mm’nin milyonda biri kadardır. Saniyedeki hızları ise 1000 km ile 15 000 km arasında değişir. Bu hızdaki elektronlar, çekirdek etrafında minicik yollarında saniyede milyarlarca defa tur atarlar. Elektronların dönüş hızı her atomda farklı farklıdır. Merkezkaç kuvvet bu dönüşle oluşur. 8* İTME (DAFİA) KUVVETİ: Aynı yükler birbirini iter. Çekirdekte birden fazla proton bulunursa bunlar, pozitif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde birden fazla proton bulunur. Elektronlar da, negatif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. 2
9* ZIT SPİNDEN DOLAYI ORTAYA ÇIKAN, ELEKTRONLARI BİR ARADA TUTMAKLA GÖREVLİ KANUN: Hidrojen hariç, bütün atomlarda birden fazla elektron vardır. Elektronlar, negatif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. Bu durumda her iki elektrondan birisinin saat yönünde, diğerinin ise saat yönünün tersi istikamette dönmesi; elektronların birbirlerini itmelerini önleyerek bir arada kalmalarında rol oynar. Zıt spin, farklı yönde dönüş demektir.
ELEKTRONLARDAN ENERJİSİ DÜŞÜK OLAN MI YOKSA YÜKSEK OLAN MI HIZLI DÖNER? 1* 7 enerji düzeyi vardır. Çekirdeğe en yakın olan 1. enerji düzeyi, en uzak olan da 7. enerji düzeyidir. 2* 1. enerji düzeyinden 7. enerji düzeyine doğru enerji düzeylerinin enerjisi fazlalaşır. 1. enerji düzeyinin enerjisi en az; 7. enerji düzeyinin enerjisi en çoktur. 3* Çekirdeğe yakın elektronlar daha hızlı, çekirdeğe uzak elektronlar ise daha yavaş dönerler. 4* Herhangi bir atomun üst enerji düzeyindeki elektronların enerjisi daha fazladır. Buna rağmen diğerlerine göre daha yavaş dönerler. Elektronun hızı ile enerji düzeyinin enerjisi ters orantılıdır; bu iki konu birbiriyle karıştırılmamalıdır. 5* Kimyasal bağ, en üst düzeydeki elektronların bir kısmı ile meydana getirilir. 10* NÜKLEER KUVVET (BAĞLANMA ENERJİSİ): Nükleer enerji, çekirdek reaksiyonları, radyoaktivite, radyoaktif atom, radyasyon, kararlılık kuşağı, kararsız atom gibi tabirleri konuyu iyi anlamak için bilmek gerekir. Işın yayan atomlara radyoaktif atom, bu konuya da radyoaktivite denir. Atomun çekirdeğinde pozitif yüklü protonlar bulunmaktadır. 3
Aynı yükler birbirini iter. Çekirdekte birden fazla proton bulunursa bunlar, pozitif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde birden fazla proton bulunur. Çekirdekteki nötronlar, protonların birbirlerini itmelerini önleyerek bağlayıcı rol oynarlar. Bu da protonlar, nötronsuz bir arada bulunamazlar demektir. Bunun tersi de söz konusudur; nötronlar da her zaman protonlara muhtaçtırlar; çünkü onlar da tek başlarına kaldıkları zaman 13 dakikada yarısı bozulmaya uğrayarak proton ve elektron çıkartırlar. Nötron = Proton + Elektron Atom çekirdeği büyüdükçe proton ve nötron sayısı eşit olarak değil, nötron sayısı daha fazla olacak şekilde artar. Tabii her şeye rağmen bu artışın yine de bir sınırı ve ölçüsü vardır: Nötron sayısının proton sayısına oranı en az 1, en çok da 1,5 olmalıdır. Şayet nötron sayısının proton sayısına oranı bu ölçüyü geçmişse atom çekirdeği kararsız bir durum arz eder; bu atomlara kararsız atom denir. Kararsız bir çekirdek de kendi içinde meydana gelen radyoaktivite ile kararlı hâle kavuşur. Çekirdeğinde 83 ve daha fazla proton bulunan elementler ne kadar çok nötrona sahip olurlarsa olsunlar kararsızdırlar. Bu kadar çok pozitif yük, atom çekirdeğinde devamlı tutulamaz. Çekirdek küçülerek kararlı bir duruma düşer. En istikrarlı atom hidrojen, en istikrarsız atom ise uranyum atomudur. Uranyum atomunun protonları, bulundukları yerde sürekli gürültü ve infilaklara sebebiyet verirler. Onun için atom bombasında da temel unsurlardan biri olarak uranyum kullanılmaktadır. Uranyumun atom numarası 92’dir. Proton sayısı da 92 olur. Nötron sayısı ise; 238–92=146 olur. Alfa ışıması yapmak, helyum çekirdeği yaymak demektir. Alfa ışıması yapan atomun atom numarası 2, kütle numarası 4 4
azalır. U (Uranyum–238) atomu, bir alfa parçacığı neşrederek proton sayısını 92’den 90’a, nötron sayısını da 146’dan 144’e düşürür. 90 protona 144 nötron biraz fazladır. Uranyum bu defa bir beta parçacığı neşreder. Beta ışıması elektron yaymaktır. Beta ışıması yapan atomun atom numarası 1 artar, kütle numarası ise değişmez. Neşredilen beta ışını sonucunda uranyum çekirdeği proton sayısını bir arttırır, nötron sayısını değiştirmez. Böylece proton sayısı 91 olur, nötron sayısı 144’te kalır. Beta bozunması sırasında çekirdekteki nötronlardan biri, proton ve elektrona parçalanmıştır. Nötron → Proton + Elektron Proton sayısının her değişmesinde farklı bir element oluşur. Bir seri hâlinde bu iş devam eder gider. Nihayet uranyum atom çekirdeği, 82 protonlu ve 124 nötronlu olan kararlı kurşun atomu çekirdeğine dönüşür. Radyoaktif bozunma, yalnız nötron–proton dengesizliğinden (nötron sayısının proton sayısına oranının yüksekliğinden) kaynaklanmaz. Bazen sadece proton sayısının yüksek oluşu da buna sebep olabilir (pozitron bozunması). Pozitron, elektronun zıt ikizidir; kütlesi elektronun kütlesine eşittir; her şeyi elektronla aynı, sadece yükü farklıdır. Elektronun yükü –1, pozitronun yükü ise +1’dir. Pozitron bozunmasında; atom numarası 1 azalırken, kütle numarası değişmez. Çekirdekteki nötronlar, elektrik bakımından yüksüzdür. Yüksüz oldukları için bir madde içinde uzun yol alabilirler. Bu ağır parçalar, ağırlıklarına göre süratlenirler. Hızları, ışık hızından saniyede birkaç km’ye kadar değişir. Nötronların bazıları çok ağırdır; bu ağırlıklarından dolayı öyle hız kazanabilirler ki, en kesif maddelerin bile bir tarafından girip öbür tarafından çıkıverirler. Nötronlar bu süratle, 30 cm kalınlığındaki demir ve kurşundan bile geçebilirler. Ancak atom çekirdeğiyle çarpışmalarında
238
5
enerjilerini kaybederler. Kuş havada ne kadar rahat uçuyor veya balık denizde ne kadar rahat yüzüyorsa, nötronlar da o hız sayesinde o kadar rahat hareket ederler. Bu özellikleri taşıyan nötronlar, çekirdek içinde, enerjilerini, protonları bir arada tutmak için kullanırlar. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde, mutlaka nükleer enerji bulunur. Hidrojen atomunun çekirdeğinde proton 1 adet olduğundan, hem nötrona hem de nükleer enerjiye ihtiyaç yoktur. Einstein, çekirdekteki nükleer enerjiyi E=mc2 formülü ile açıklar. Formüldeki m maddenin kütlesi, c ışık hızı, E ise enerjidir. Nükleer reaksiyonlarda, atom numarası ve kütle numarası korunmaktadır; bu durum kütlenin korunduğu anlamına gelmez. Nükleer reaksiyonlarda kütle kaybı olur. Hidrojen dışındaki bütün atomların, bir tartılan kütlesi bir de hesap edilen kütlesi vardır. Tartılan kütle, mutlak surette her zaman daha az çıkmaktadır Bu azalan miktar kadar madde, daha ilk oluşumda, hidrojen hariç tüm atomların çekirdeğinde, enerjiye dönüşmüştür. İşte bu enerji, nükleer enerjidir. Olay, saatin kurulup bırakılması gibi de değildir: Protonların birbirlerini itmemeleri için başlangıçta maddenin enerjiye dönüşmesiyle başlayan görevi, nötronlar her an sürdürmektedirler.
CANLI VE CANSIZ VARLIKLARDA BULUNAN ATOMLAR 11* Organik elementlerden en çok bulunanları olan C, H, O ve N; canlılardaki elementlerin % 96’sını teşkil eder. Zaten eşyanın asıl kaynakları, bu dört maddedir. 12* Canlılarda; karbonhidrat, yağ ve protein olmak üzere başlıca üç grup madde vardır. 6
13* Karbonhidratlar ve yağlar; C, H, O atomlarından oluşur. 14* Proteinler; C, H, O ve N atomlarından oluşur. Enzim ve hormonlar da, proteindir. 15* Bunun dışındaki kısma mineral maddeler (madensel tuzlar) denir. Mineral madde olarak % 2 Ca, % 1 P vardır. Kalan diğer bütün maddeler % 1’i oluşturur. % 1’lik kısmın en önemlileri S, Na, K, Mg ve Fe’dir. Mineral maddeler, iyonik hâldedir. 16* Doğal 90 elementin hepsi insanda vardır. 17* C (karbon), organik bileşiklerin temel maddesidir. 18* C, H, O ve N elementlerine; dört temel unsur denir. 19* Dört temel unsur denince hava, toprak, su ve güneş de anlaşılır. Hava, toprak, su, güneş de başlıca C, H, O ve N atomlarından oluşmuştur. 20* Hava, toprak, su, güneş, insan, hayvan, bitki gibi tüm canlı ve cansız varlıklarda C, H, O ve N atomları ile beraber az veya eser miktardaki bütün elementler bulunur. 21* Canlılarda, cansızlara göre daha çok element vardır. İnsanda bütün atomların bulunduğu bilinmektedir.
ATOMUN MADDEYE İNKILABI 1* Ağaca giren çeşitli atomların yaprak, çiçek ve meyvelere eksiksiz bir şekilde ayırt edilip dağılmaları atomun maddeye inkılabıdır. 2* Mideye giren karışık gıdaların içindeki atomların çeşit çeşit uzuvlara ve hücrelere noksansız ayrılmaları atomun maddeye inkılabıdır. 3* Yer altında karışık vaziyette bulunan atomların, tohumun sümbül zamanında tohuma geçmesi ve kemaliimtiyazla tefrikleri atomun maddeye inkılabıdır.
İNSAN VÜCUDUNDAKİ ATOMLAR DEĞİŞİR 7
Mİ? 22* Her senede iki defa, derece derece ve yavaş yavaş; insan vücudunun atomları tazelenmektedir. 23* Her bir ruh kaç yıl yaşamış ise; o kadar sene, insan bedenindeki atomlar komple yenilenmektedir. 24* 5–6 senede insanın bütün atomları değişmektedir.
ATOMLARIN YARIŞI (ATOMLAR CANLI MIDIR?) 25* Bitki, hayvan ve insan olmak üzere üç grup canlı varlık vardır. 26* Her bir cansız atom; canlı olan insan, hayvan, hatta bitki cismine girince, orada adeta canlılık kazanır. Bu canlı bünyeler, cansız atomlar için bir nevi misafirhane, kışla ve okul gibidir. Burada bir talim ve terbiye yarışındadırlar. Bu yarış; bütün atomların hayat sahibi olduğu bir yerde bulunabilmek içindir. 27* Bu dünyada madde olarak atom ve atom altı parçacıklardan var edildik. Ancak bütün atomların hayat sahibi olduğu öteki dünyadaki varlığımızın özellikleri hakkında kesin ve net konuşmaktan kaçınmalıyız. Orada insan, atom ve atom altı parçacıkların ötesinde bir maddeden veya atom ve atom altı parçacıklara esas teşkil edecek olan daha farklı bir maddeden var edilebilir. Sonraki hayatta insan varlığını oluşturan yapı taşlarına madde denilebileceği de aslında bizce meçhuldür. 28* Aslında atomlarda hayat yoktur. Atomlar hayata mazhar* olmak için benzersiz ve insanda hayret uyandıran tavırlardan geçerler. (mazhar*: Bir şeyin göründüğü, açığa çıktığı yer.) 29* Hayat çeşitlerinin en basiti bitki hayatıdır. Bitki hayatının başlangıcı, çekirdekte ve tohumda hayat düğümünün uyanıp 8
açılmasıdır.
ATOMLARIN HAREKETİ 30* Cesedimiz, atomlardan oluşur. 31* Cesedimiz, ruhumuzun evidir; elbisesi değildir. 32* İnsan vücudundaki atomların belli bir ömrü vardır. 33* Organizmadaki atomlar, sürekli değişmektedir. 34* Vücudun değiştirilmesi ve devamı için; yıkılan, atılan atomların yerini dolduracak, onlar gibi çalışacak yeni atomlar lazımdır. 35* Yeni atomların insan vücuduna gelmesi için çeşitli bileşiklere ihtiyaç vardır. Bu bileşikler, alınan gıdalarla sağlanır. 36* Gıdalarla alınan bileşiklerdeki atomlar, giden atomların yerine dağıtılır. 37* Örneğin; kalsiyum kemiklere, demir kana, flor dişe, kükürt saça, fosfor beyne gider. 38* Beyinde ölen bir fosfor atomunun yerine gelen fosfor atomu; topraktan bitkiye, bitkiden hayvana, hayvandan insana, yenilen gıdalar ile geçmiş ve sonunda da beyne sevk olunmuştur. 39* Fosfor atomu bu yolculuğunda hangi şeye girmiş ise; görüyormuşçasına, duyuyormuşçasına, biliyormuşçasına muntazam hareket edip ve sonuçta gerekli olduğu yerine ve hedefine giderek, örneğin; beyne girmiş, oturmuş ve çalışmasına başlamıştır. 40* Bu bize, başlangıçta, o fosfor elementinin; hangi kişinin beyni içinse, o kişi için planlı olduğunu gösterir. “Her adamın alnında rızkı yazılıdır.” bilimsel bir gerçektir. 41* Atomlar, vücudun her parçasının gereksinimlerine göre önceden belirlenmiş bir kanun ile pay edilir ve bedenin her tarafına apaçık bir nizam ile düzenli, sürekli ve düzgün bir biçimde dağıtılır. 42* Atom, hangi yere girerse, o yerin nizamına boyun eğer; 9
hangi tavra geçtiyse, onun özel kanunuyla iş yapar ve hangi tabakaya misafir gitmiş ise, muntazam bir hareket ile sevk edilmiştir. 43* Tesadüf idam edilmiştir. Hiçbir şey rastlantı değildir. 44* Atomların hareketi boşu boşuna değildir. Kendilerine uygun bir yükselme içindedirler: Elementteki atomlar maden derecesine, madendeki atomlar bitki hayat tabakasına, bitkideki atomlar hayvanın otlanması sonucu hayvan mertebesine, hayvandaki atomlar insanın beslenmesiyle insan hayatı makamına, insanın vücudundaki atomlar da süzüle süzüle saflaşarak beynin ve kalbin en ince ve kritik yerine çıkarlar. 45* Canlıların çekirdek ve tohumlarındaki atomlar, ağaca bir ruh hükmüne geçer. Ağacın bütün atomları içinde bir kısım atomların bu düzeye çıkmaları, o ağacın hayata sahip olması ve hayata hizmet etmesi gibi önemli görevleri yerine getirmesiyle anlaşılır. 46* Evrendeki atomların her birisi, her tür özelliğinde, her şey olabilme ihtimalinde iken, o atom sonsuz yollar içinde yalnız tek bir yola yönlenir, sınırsız durumlara girebilme alternatifinde sıyrılarak bir vaziyete girer, sayısız sıfatlardan bir sıfatla sıfatlanır. Doğru bir kanun üzerine programdaki hedefe doğru harekete başlar ve görev aldığı herhangi bir gerekliliği derhal yerine getirir. O faydalı hâllerin ortaya çıkması ancak o atomun o çeşit hareketiyle olabilir. 47* Atomu aksiyona sevk eden yerinde duramamasıdır ve şevkidir.
GÜNEŞ SİSTEMİ İLE ATOM ARASINDAKİ BENZERLİKLER Atomun çekirdeği ile elektronları arasındaki mesafe 10
ve münasebet, adeta güneş manzumesinin bir minyatürü gibi küçük bir güneş sistemini andırmaktadır. Hendrik Antoon Lorentz* (1853–1928) * Atom üzerinde çalıştı. Bu çalışmaları 1902 yılında Nobel ödülüne layık görüldü.
Güneşin etrafında dönen gezegenleri, atom çekirdeğinin etrafında dönen elektronlara benzetebiliriz. Bu dönüş hiç şaşırmadan ve nizamı bozmadan olmaktadır. Güneş sistemi ile atom arasındaki bu benzerlik, kâinatın her zerresinde görülen birliği sembolize eder.
Başlıca 4 benzerlik vardır: Bir kısım kürelerin güneşin etrafında peykler hâlinde sürekli dönmeleri gibi elektronlar da atom çekirdeğinin etrafında hareket etmekte ve dönmektedirler. Güneşin büyüklüğüne nazaran dünya ile olan uzaklık mesafesi ne ise, atom çekirdeğinin küçüklüğüne nazaran elektronlar arasındaki uzaklık mesafesi de aynıdır. Elektronların hızı, çekirdeğe olan uzaklıklarına göre değişir. Güneşe en yakın gezegen en fazla hıza sahip olduğu gibi çekirdeğe en yakın elektron da en yüksek hıza sahiptir. Elektronların öz kütlesi, çekirdeğe olan uzaklıklarına göre değişir. Güneşe en yakın gezegen en fazla öz kütleye 11
sahip olduğu gibi çekirdeğe en yakın elektron da en büyük öz kütleye sahiptir. Dünyada en çok bulunan element demirdir. Güneşe bizden daha yakın olan gezegenlerin öz kütlesi demirden fazladır. Güneşe bizden daha uzak olan gezegenlerin öz kütlesi ise demirden azdır.
MEVLEVİ GİBİ DÖNENLER 1* Elektronlar 2* Akyuvarlar 3* Uydular 4* Gezegenler 5* Diğerleri
SABİT ORANLAR KANUNU 1* Oksijen, nefes içinde kana temas ettiğinde kimyasal aşktan dolayı kanı kirleten karbonu kendine çeker. İkisi birleşir. CO2 oluşur. Bu birleşme gerçekleştiğinde hem karbonun hem de oksijenin tamamı da birleşmiştir. Karbondan da oksijenden de her ikisinden de arta kalan madde kalmamıştır (sabit oranlar kanunu). 2* C + O2 → CO2 + ısı 3* Örneğin; kanı kirleten 1 mol karbon varsa 1 mol de oksijene gereksinim vardır. 4* Bu mikro düzeyde de böyledir. Örneğin; 1 adet karbon atomu ve 1 adet oksijen molekülü dahi arta kalmama kaydıyla bu iş hayatımız boyunca devam eder. Böylece yaşamın sağlıkla devamı temin edilir. 5* Kanı kirleten karbon elementinin tamamının ne kadar oksijenle reaksiyona girmesi gerekiyorsa o kadar oksijeni solunumla alıyoruz. 12