Muhtemelen her şeyin atomlardan oluştuğunu
ve bir atomun da
gerçekten çok minik bir parçacık olduğunu biliyorsunuzdur.
Her atomun bir çekirdeği vardır,
çekirdek ise proton adı verilen
pozitif elektrik yüklü
en az bir tanecikten oluşur
ve çoğu durumda
nötron adı verilen birkaç nötr parçacıktan oluşur.
Çekirdek, elektronlar adı verilen
negatif elektrik yüklü taneciklerle çevrilidir.
Bir atomun kimliği,
yalnızca çekirdeğindeki proton sayısı ile belirlenir.
Hidrojen 1 protona sahip olduğu için hidrojendir,
karbon 6 protona sahip olduğundan karbodur,
altın ise 79 protona sahip olduğundan altındır
ve böyle devam eder.
Bir dakikalığına konudan sapalım.
Atomik yapı hakkındaki bilgiyi nereden biliyoruz?
Protonları, nötronları veya elektronları göremeyiz.
Bu yüzden, birtakım deneyler yapıyor
ve olduğunu düşündüğümüz şeyin modelini geliştiriyoruz.
Sonra biraz daha deney yapıyoruz
ve modele uyup uymadığını görüyoruz.
Uyuyorsa harika.
Uymuyorsa yeni bir model oluşturma zamanı gelmiş demektir.
MÖ 400'de yaşamış Demokritos'tan beri,
çok farklı atom modellerine sahibiz
ve gelecekte de
çok daha fazlası olacağa benziyor.
Tamam, konumuza dönelim.
Atom çekirdekleri birbirine yapışma eğilimdedir
fakat elektronlar özgürce gezer,
bu yüzden, kimyagerler elektronları sever.
Onları evlendirebilseydik
gerçekten evlenirlerdi.
Fakat elektronlar gariptir.
Ya küçük beyzbol topları gibi
tanecikler olarak hareket ederler
ya da dalgalar gibi, su dalgaları gibi hareket ederler,
tabii bu durum gerçekleştirdiğimiz deneye bağlıdır.
Elektronlarla ilgili en ilginç şeylerden birisi,
tam olarak nerede olduklarını söyleyememizdir.
Sebebi, ekipmana sahip olmadığımızdan değil,
bu belirsizliğin,
elektron modelimizin bir parçası olmasındandır.
Yerlerini belirleyemiyoruz, pekâlâ.
Fakat çekirdeğin çevresindeki bir alandaki
elektronu bulma olasılığımızın
kesin olarak var olduğunu söyleyebiliriz.
Bu durumda şu soruyu sorabiliriz:
Eğer çekirdeğin etrafına bir şekil çizsek
ve bu şekil içerisinde bir elektronu bulma konusunda
%95 emin olsak
bu şekil neye benzerdi?
İşte bu şekillerden birkaçı.
Kimyagerler onlara yörüngeler diyor
ve her birinin neye benzeyeceği de
her şeyden çok sahip olduğu enerjiye bağlıdır.
Bir yörüngede ne kadar çok enerji varsa
yoğunluğu da çekirdekten
o kadar uzak olur.
Bu arada, neden %100 değil de
%95 dedik?
Bu, elektron modelimizin
diğer bir garipliği.
Çekirdekten belirli bir mesafe uzaklaştığınızda,
bir elektron bulma olasılığınız
takriben katlanarak düşmeye başlar,
bunun anlamı şudur,
sıfıra yaklaşacak olsa bile
aslında sıfırı hiçbir zaman bulamayacaktır.
Yani, her atomda
çok çok kısa bir süre için, elektronlarından birisinin
bilinen evrenin diğer ucunda olmasına dair
birkaç küçük, sıfıra eşit olmayan
olasılık bulunmaktadır.
Fakat elektronlar çoğunlukla çekirdeğe yakın dururlar,
tıpkı negatif elektrik yüklü yoğunluğa sahip bulutların
zamanla değişip hareket etmesi gibi.
Bir atomdaki elektronların
diğer bir atomdaki elektronlarla etkileşme biçimi
neredeyse her şeyi belirliyor.
Atomlar elektronlarını bırakabilir,
onları diğer atomlara teslim edebilir
veya elektronları paylaşabilirler.
Bu sosyal ağın dinamikleri de
kimyayı ilginçleştiren şeydir.
Sade, eski kayalıklardan
yaşamın güzel karmaşıklığına kadar
gördüğümüz, duyduğumuz,
kokladığımız, tattığımız,
dokunduğumuz ve hatta hissettiğimiz her şeyin doğası
atom seviyesinde belirlenmektedir.