Biz insanlar binlerce yıldır sadece etrafımızdaki çevreye bakmakla biliyoruz ki
Farklı maddeler var. Bu farklı maddeler.. farklı özelliklere sahip görünüyor.
Sadece farklı özelliklere sahip değiller, ışığı belirli bir şekilde yansıtıyorlar, ya da hiç yansıtmıyorlar.
Ya da belirli bir renkteler, ya da belirli bir sıcaklıkta; sıvı, veya gaz veyahut katı olabilirler.
Ancak biz yine belirli şartlarda birbirleriyle nasıl etkileştikleriniz gözlemlemeye başlıyoruz.
ve burada bu maddelerin bazılarının resimleri bulunuyor. İşte bu karbon, ve bu...grafit şeklinde
Bu kurşun; bu da altın.
ve bu çizdiklerimin hepsi, burada gösterdiğim resimler, hepsini şurdaki websitesinden aldım.
ve bunların hepsi katı haldeler, fakat biliyoruz ki biz..
içlerinde belirli türlerde hava var gibi görünüyor, biliyorsunuz, belirli hava parçacıkları,
ve bakıyor olduğunuz hava parçacıklarına ne tür olduklarına bağlı olarak
karbon, oksijen ya da azot olabilir, farklı özelliklere sahip görünüyorlar.
Veya, sıvı olabilen başka şeyler var,
veya bu şeylerin sıcaklığını yeterince arttırırsanız,
altının ya da kurşunun sıcaklığını yeterince arttırırsanız,
sıvı hallerini elde edebilirsiniz.
Ya da bir şekilde -- bu karbonu yakarsanız,
gaz haline geçirebilirsiniz,
atmosfere salabilirsiniz,
yapısını bozabilirsiniz.
İşte bir şekilde aşikar olduğumuz bu şeyler,
insanlık tarafından binlerce yıldır gözlemleniyor.
Fakat bu bizi doğal olarak bir soruya götürüyor,
eskiden beri filozofik olan bir soruya,
fakat bu soruyu şu an biraz daha iyi cevaplıyabiliyoruz,
ve bu soru; bir karbonu sürekli küçük parçalara bölmeye devam edersen
daha küçük ve daha küçük parçalara,
en küçük bir parça var mıdır,
bu şeyin, bu maddenin en küçük bir birimi,
halen karbonun tüm özelliklerini taşıyan;
Ve bir şekilde bunu daha da küçük parçalara ayırabilirsen,
karbonun özelliklerini kaybedecek misin?
Cevap şudur ki: Evet, böyle bir parçacık var.
Kullandığım terminolojiyi göstermek için,
bu farklı maddelere, bu saf olan maddelere
belirli sıcaklıkta kendine özgü özellikler gösteren,
ve belirli şekilde etkileşen,
elementler diyoruz.
Karbon bir elementtir, kurşun bir elementtir ve altın da bir elementtir.
Diyebilirsin ki, su da bir elementtir.
Tarihte insanlar suya da element dediler
fakat şimdi biliyoruz ki su birden fazla temel elementten oluşuyor.
Oksijen ve hidrojenden oluşuyor.
ve bütün elementler
periyodik tabloda listelenmiş.
C harfi karbonu simgeliyor
-- ben insanların en çok
kullandıklarının üzerinden geçeceğim --
fakat zamanla bunların hepsini tanıyacaksınız.
Bu oksijen, bu azot, bu silikon.
Au altının simgesi. Bu da kurşun.
Bu elementlerin en küçük yapıtaşına da atom adını veriyoruz.
Eğer bir elementi alıp sürekli olarak
küçük parçalara ayırırsan, en sonunda
karbon atomunu elde edersin.
Şayet buna aynı şeyi yapar ve sürekli parçalarsan
altın atomunu elde edersin.
Ve aynı şeyi burada da yaparsan,
neticesinde şu küçük
-- daha iyi şekilde ifade edecek olursak -- parçacık,
buna da kurşun atomu deriz.
Ve bunu daha fazla bölüp
kurşun demeye devam edemezsiniz,
çünkü kurşuna ait özellikleri kaybeder.
Size fikir vermek için söylüyorum,
- bu hayal etmekte çok zorluk çektiğim bir şey-
atomlar inanılmaz derecede küçükler.
Gerçekten, hayal edilemeyecek kadar küçük.
Örneğin, karbon
Benim saçım bile karbondan oluşuyor.
Aslında ben büyük oranda karbondan oluşuyorum.
Aslında bütün canlı varlıklar büyük oranda karbondan oluşuyor.
Ve saçımı alırsanız. Ve benim saçım da karbon.
Büyük oranda karbon.
İşte bir saç telimi tam da buraya alırsanız,
-- saçım sarı değil,
fakat sarı siyahla güzel bir zıtlık oluştuyor.
Saçım siyah. Fakat öyle yaparsam,
ekranda göremezdiniz.
Saçımı bu şekilde alsaydınız, ve size
saç telimin kaç karbon atomu genişliğinde olduğunu sorsaydım
Yani saç telimin bir kesitini alsaydınız, uzunluğuna değil,
enine ve deseydim ki:
Bu kaç karbon atomu genişliğindedir?
Ve şöyle tahmin edebilirdiniz, Oh, Sal bana atomun çok küçük olduğunu zaten söyledin,
dolayısıyla bin atom genişliğinde olabilir,
ya da on bin, veya yüz bin,
ve size hayır cevabını verirdim.
Bir miyon atom genişliğinde.
Veya bir milyon atomu saç telim genişliğine sığacak şekilde
yan yana dizebilirsiniz.
bu yaklaşık bir sayı,
tam olarak bir milyon değil tabi ki,
sadece size atomun ne kadar küçük olduğu hakkında bir fikir verebilmek için,
Saçınızdan bir tel kopartın
ve düşünün ki bu telin içine
yan yana bir milyon tane atom koyuyorsunuz.
Boyuna da değil enine
Saçınızın bir telinin genişliğini bile görmek bu kadar zorken
orada bir milyon tane karbon atomu olması,
sadece buna alışın.
Bu çok hoş bir şey
ama biliyoruz ki
bu karbonun en temel yapıtaşı,
herhangi bir elementin en temel yapıtaşı.
ve daha açık olan birşey var ki
bu temel yapıtaşları birbirleriyle alakalı.
Bir karbon atomu daha da küçük temel parçaçıklardan oluşur.
Bir altın atomu daha da küçük temel parçaçıklardan oluşur.
Ve bunlar tam olarak,
bu daha küçük temel parçacıkların düzenine göre tanımlanır.
Ve bu temel parçacıkların
sayısını değiştirecek olsaydınız,
bir elementin özelliklerini değiştirebiliyor olurdunuz,
nasıl etkileştiğini,
veya elementin bizzat kendisini değiştirmiş olurdunuz.
Ve bunu biraz daha iyi anlayabilmek için,
bu temel parçaçıklar hakkında biraz konuşalım.
İşte proton.
Ve aslında proton
-- atom çekirdeğindeki proton sayısını tanımlar
ve bunla ilgili birazdan konuşacağız --
bu bir elementin ne olduğunu tanımlar.
Yani bu elementi tanımlayan şeydir.
buradaki periyodik tabloya bakarsanız,
elementların atom numaralarına göre sıralandığını görürsünüz,
ve atom numarası
tam olarak elementdeki proton sayısını gösterir.
Yani tanıma göre, hidrojenin 1 protonu vardır.
Helyumun 2 protonu bulunur. Karbon 6 protona sahiptir.
7 protonlu bir karbonunuz olamaz.
Eğer olursa o azot olur,
artık karbon olmaz.
Oksijende 8 proton var. .
Bir şekilde bir proton daha eklersek
oksijen olmaktan çıkar
ve flor olur. Yani proton sayısı elementi tanımlar.
Elemente kimliğini verir.
Ve atom numarası, protonların sayısı,
protonların sayısı -- hatırlayın,
bu üste yazılan sayıdır
periyodik tablodaki elementlerin her biri için
--- proton sayısı
atom numarasına eşittir
atom numarasına eşittir.
Ve bu sayı yukarı konuyor çünkü bu
bir elementin karakteristik özelliklerini belirler
Atomun diğer iki birleşeni
-- Tahminen şöyle diyoruz --
elektron ve nötrondur.
Ve kafanızda oluşturmaya başlayabileceğiniz model
-- ve bu model, kimya boyunca göreceğimiz,
biraz daha soyut
ve hayal etmesi güç hale gelecek --
fakat bunun hakkında düşünmenin bir yolu
protonlarınız ve nötronlarınız var
ve bunlar atomun merkezindeler
Bunlar atomun çekirdeği.
Örnek olarak biliyoruz ki karbonda 6 proton var.
İşte bir, iki, üç, dört, beş, altı.
Karbon 12, bu karbonun bir çeşididir
ve 6 nötronu vardır.
Farklı nötron sayıları olan
karbon versiyonlarınız olabilir.
Yani nötronlar değişebilir, rlektronlar değişebilir,
halen aynı elemente sahip olursunuz.
Protonlar değişemez.
Protonu değiştirirseniz farklı bir element elde etmiş olursunuz.
Şimdi bir karbon 12 çiziyorum.
İşte bir, iki, üç, dört, beş, altı.
Bu karbon 12 nin çekirdeği
Bazen böyle yazılır.
Bazen esasen
proton sayısı da yazılır.
Karbon 12 yazmamızın nedeni,
-- gördüğünüz gibi 6 nötron saydım --
bunun toplam olmasıdır.
bunu toplam sayı olarak görebilirsiniz
-- bunu görmenin bir yolu,
ve ileride bu nüans farkına biraz daha iyi anlayacağız,
-- bu atomun çekirdeğindeki toplam
proton ve nötron sayısıdır.
Ve tanım gereği bu karbonun atom numarası 6,
fakat buraya tekrar yazabiliriz,
sadece kendimize hatırlatabilmek için.
Yani karbon atomunun merkezinde bu çekirdeğimiz var.
Ve karbon 12, 6 proton ve 6 nötrona sahip.
Karbonun bir diğer çeşidi ise karbon 14 ve bunda 6 proton, 8 nötron var.
6 proton, dolayısıyla 8 nötron olmalı.
Yani nötron sayısı değişebilir.
Ama buradaki karbon 12
ve karbon 12 nötr ise
ve birazdab bu kelime hakkında da biraz nüans vereceğim
eğer nötr ise 6 elektronu olur
İşte 6 tane elektron çiziyorum.
bir, iki, üç, dört, beş, altı.
Ve bir yolu, -- elektronlar ve çekirdel arasındaki ilişki
hakkında düşünmenin
belki de ilk yolu
elektronları çevrede,
çekirdeğin çevresinde dolaşıyor
olarak hayal etmektir.
Bir model de onları çekirdeğin
etrafında yörüngede olarak düşünmektedir,
ki bu çok da doğru değildir.
Onlar, örneğin güneşin etrafındaki bir gezegen gibi
yörüngede dolaşmazlar.
Ama bu güzel bir başlama noktası.
Bir başka yol ise onları çekirdeğin etrafında zıplıyor olarak
hayal etmek ya da uğulduyorlarmış gibi.
Ve bunun nedeni
bu seviyede gerçekte olanın çok ilginç bir hal almazı,
ve elektronun gerçekten ne yapıyor olduğunu anlamak için
aslında quantim fiziği almamız gerekir.
Fakat kafanızdaki ilk zihinsel model
carbon 12 atomunun merkezinde
çekirdeği olduğudur.
Tam burada da çekirdek var.
Ve bu elektronlar da çekirdeğin etrafında zıplıyorlar.
Bu elektronların zıplayıp
gitmemelerinin sebebi ise
çekirdeğe bir şekilde bağlı olmaları
ve atomun bir parçası olmaları,
bunun sebebi protonların pozitif yüke,
elektronların negatif yüke sahip olması.
Ve bu bu temel parçacıkların temel özelliği.
Bir yükün bir etiketin dışında ne anlam ifade
ettiğini düşünmeye başladığınızda
işler oldukça derinleşmeye başlar.
Fakat bu konuda bildiğimiz şey,
elektromanyetik güçten bahsettiğimizde
zıt yüklerin birbirini çektiğidir.
Bunu düşünmenin en kolay yolu
protonlar ve elektronlar
farklı yüklere sahip olduklarından
birbirlerini çekerler.
Nötronlar yüksüzdürler
ve sadece çekirdekte öylece dururlar,
belirli elementlerin atomları için
özellikler üzerinde belirli bir seviyede etkileri yoktur.
Ama elektronların uçup
gitmemelerinin sebebi
çekiliyor olmalarıdır.
Çekirdeğe doğru çekilmektedirler.
Ve inanılmaz derecede yüksek hızlara sahiptirler
-- gerçekten de zordur --
yine burada
elektronun ne yapıyor olduğunu
konuşmaya başladığımızda
fiziğin ilginç bir kısmına dokunmaya başlıyoruz.
-- fakat bu kadarı yeter --
tahmin ediyorum ki
çekirdeğin etrafında zıplarken
neden üzerine düşmediğini sorabilirsiniz.
Herhalde bu bunu düşünmenin bir yolu.
İşte burada bahsettiğim karbon 12
proton sayısıyla belirlenmiş.
Oksijen ise 8 protona sahip olmasıyla tanımlanacaktır.
Elektronlar başka elektronlarla etkileşime girebilirler.
Farklı atomlar tarafında alınabilirler.
Ve bu kimya hakkındaki anlayışımızın
büyük kısmını oluşturur.
Bu atomun ya da belirli bir elementin
ne kadar elektronu olduğuna bağlıdır.
Bu elektronların nasıl düzenlendiği
ya da başka elementlerin ya da aynı elementin diğer atomlarının
elektronlarının nasıl düzenlendiğine bağlıdır.
Bir elementin atomunun aynı elementin başka atomuyla nasıl tepki vereceğini yada başka bir elementin atomuyla
birleşip ya da birleşmeyeceğini birbirlerini çekip ya da iteceklerini düşünmeye başlayabiliriz.
Örnek olarak, bunu daha sonra öğreneceğiz, bir atomun bir yerde karbondan herhangi bir nedenle elektron çekebilir
Bazı belirli elementlerin atomlarının daha fazla elektrona eğilimli oldukları hakkında konuşacağız.
Atom karbonda elektron aldıktan sonra karbonda proton sayısından az elektron olacak
Yani 5 elektron ve 6 protonu olacak.
Ve biz de net bir pozitif yük elde edeceğiz.
Bu ilk yaptığım karbon 12de
6 proton ve altı nötron vardı ve yük iptal edilmişti.
Ama bir elektron kaybettiğinde 5 tanesi kaldı ve net bir pozitif yük elde etti.
Bunlar hakkında kimya bölümünde daha fazla konuşacağız
Umarım ki bu kadar güzel bir başlangıç için memnunsunuzdur.
Bu temel yerleşime atom dendiğini
ve bu temel yerleşimin de daha fazla temelden oluştuğunu
ve bunların da atom özelliklerini değiştirmek için yar değiştirdiklerini hatta atomlar arası geçiş yaptığını öğrenmişsinizdir.