İşte günümüz itibariyle atom çekirdeklerinden galaksi kümelerine kadar olan boyutlarda cereyan eden oluşum ve gelişimlerin temel kanunlarını büyük bir hassasiyetle bilmekteyiz. Fakat bu, bahsettiğimiz aralıkta karşımıza çıkan her fenomenin (olgu) mekanizmasını Çözdüğümüz anlamına gelmiyor. Bunun temel sebebi ise parçaların birbirleriyle çeşitli ilişkiler kurarak biraraya geldiği karmaşık sistemlerde, yeni organizasyon prensiplerinin ortaya çıkmasıdır. Dolayısıyla parçalarda olmayan özellikler, bu parçaların oluşturduğu sistemlerde bulunabilmektedir. Bir su molekülünün ıslak veya akışkan olduğundan söz edilemez, ama su moleküllerinden oluşan bir su kütlesi için bu ifadeleri rahatlıkla kullanabiliyoruz. Ayrıca bu özelliklerin nasıl olacağını önceden kestirmek de kolay değildir. Meselâ bir su molekülünün bütün özelliklerini bilsek bile, suyun kaç derecede donacağını bilemeyebiliriz. Ya da beynimizi oluşturan sinir hücrelerinin tek tek bütün özelliklerini öğrensek de beynin nasıl çalıştığını anlayamayabiliyoruz.

Bu problem, niçin fizikten başka bilimlerin de bulunduğunu açıklamaktadır. Bütün nesneler atomlardan oluşuyorsa, atomların nasıl etkileştiğini keşfedersek herşeyi anlamış oluruz sonucu mantıklı gibi görünse de meşhur cümlemizde geçen “atomların çok çok küçük olması” bunu neredeyse imkânsızlaştırmaktadır. 60 tane karbon atomunun bir futbol topu şeklinde birleşerek oluşturduğu C 60 molekülünün yapısı tamamen bu atomlar arasındaki etkileşim kuvvetleri tarafından belirlenmesine rağmen, bunun hesaplanması günümüzün hızlı bilgisayarlarında günler alabilmektedir. Binlerce atomdan oluşan DNA ve protein gibi dev moleküllerin üç boyutlu yapısını önceden tahmin etmek ise halihazırda mümkün değildir. Kaldı ki bahsettiklerimiz tamamen statik durumdaki yapı belirlemeleridir. DNA protein veya protein protein etkileşimlerinin dinamik olarak hesaplanması çok daha fazla bilgisayar gücü ve zamanı gerektirmektedir. Yaşayan en basit canlılardan olan E. coli bakterisinde 3.000 çeşit protein kendi aralarında ve onları sentezleyen DNA molekülleriyle karmaşık geribesleme (feedback) tipi etkileşimleri de içeren muazzam bir zincirleme reaksiyon ağıyla (network) etkileşmektedir. Böyle bir hücrenin zarından yaklaşık 100.000 atom içeren küçük bir kesit aldığımızda, buradaki protein ve lipoproteinlerin hücre içi / dışı /arası madde alış verişini nasıl kontrol ettiğini anlamak için yapılan bir atom-atom simulasyonunda (yani atomların birbirleriyle etkileşimlerini basitleştirip bilgisayara girerek sistemin zaman içindeki gelişimini ve değişimini hesaplama süreci) gerçek dünyada bir nanosaniye (saniyenin milyarda biri) süren bir olay yaklaşık iki ayda he-saplanabilmektedir. Tabiî ki bir nanosaniyede gerçekleşen olaylar bize bu hücrenin içine suyun nasıl alındığını, ya da bir kalsiyum pompasının hangi mekanizmayla kalsiyumları geçirip magnezyum iyonlarını geçirmediğini görmemize imkân vermemektedir. Böyle bir fonksiyonun tam olarak anlaşılıp hücre zarının geçirgenliğinin atomlararası etkileşimler cinsinden belirlenebilmesi için ya bir milyon kat fazla beklememiz (yaklaşık. 200.000 sene) ya da bilgisayarların hızını bir milyon kat artırmamız gerekmektedir. Her iki ihtimal de oldukça uzun süreceğinden, bunu beklemek yerine böyle karmaşık sistemleri incelerken atomik düzeye inilmeden birtakım pratik işleyiş kuralları (prosedürler) bulunarak nispeten yüzeysel teoriler geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bahsettiğimiz problemde hücre zarını inceleme sürecinde biyologlar çeşitli deneyler tasarlayarak hücreleri farklı kimyasal ortamlara koymakta ve ortamdaki belirli molekülleri bir şekilde “boyayarak” madde alışverişinin prensiplerini deneysel olarak keşfetmeye çalışmaktadırlar.

Halihazırdaki durum itibariyle pek çok molekülün yapısı, hangi moleküllerle reaksiyon vereceği, ne gibi ürünlerin çıkacağı ile ilgili birçok kimyasal bilgi ve kanunlar, atomların etkileşimini tarif eden kuantum fiziğinden bilgisayar hesaplarıyla elde edilebilmektedir. Büyük ve karmaşık moleküllerin ışıkla etkileşimi, uzun zincir moleküllerin (polimerler) fiziksel ve kimyasal özellikleri ve yeni moleküllerin nasıl sentezleneceği gibi konularda hâlâ deneysel yöntemlere ve kimyacıların pratik kurallarına bağlıyız. Fakat prensip olarak bu problemleri de zamanı geldiğinde atomların etkileşimi cinsinden çözebileceğimiz rahatlıkla söylenebilir.

İşte burada tehlikeli yanlışlara düşmemek ve düşürmemek için zahiri, yüzeysel bakış açılarından sıyrılıp olayları mânâ boyutunu da göz önünde bulundurarak değerlendirmeliyiz. Belki de günümüz biliminin hakikati arama sevdasıyla yola çıkıp hakikatten büsbütün uzaklaşması, insanlık itibariyle manevî duyularımızda oluşan arızalardan kaynaklanmaktadır. Gerçekten de vicdan sahibi birinin şu durumu nasıl yorumlayacağı kayda değer: Acaba etrafımızda gördüğümüz olaylarda atomların hareketi esas olup ortaya çıkan estetik formlar (gök cisimlerinin küreselliği, bal peteğinin altıgen olması, dağların, ırmakların, ağaçların, yaprakların ve çiçeklerin sanatlı görünümleri, vs.), lezzetli meyveler, faydalı gıdalar ve bunları görüp hisseden şuur sahibi canlılar ikincil ve tesadüfi oluşumlar mı; yoksa atomlar ve hareketleri Örneklerini saydığımız şu güzel tabloların, harika sanat eserlerinin ve bütün bunları değerlendirme konumundaki insanoğlunun ahenk içinde oluşturduğu bir büyük sahnenin dekor malzemeleri mi? Büyük bir şairin kaleminden dökülen kelimelerle vücuda gelen mükemmel bir şiirin oluşum sebebini kalemin hareketine veya kaleme etki eden kuvvetlere bağlamak ne kadar tuhaf geliyorsa, kâinatta temaşa ettiğimiz enfes tabloların ve hikmetli işleyişin atomların hareketinden kaynaklandığını düşünmek de en az o kadar muhal görünmektedir. Burada yanlış anlaşılmaması gereken nokta, fizikî sebeplerin ve kanunlu bir işleyişin inkâr edilmediği, ancak bu gibi şeylerin sonuç vermekte yetersiz kaldıkları ve kalacaklarıdır. Yani olayların maddî işleyişe ve kanunlara bağlı olması bu dünyadaki birçok durumda gerek şart olabilir, ama hiçbir zaman yeter şart olamaz. Daha açık söylersek, bir meyvenin oluşumu plânlı ve programlı işleyen birtakım reaksiyonların sonucunda gerçekleşmektedir ama ne bu reaksiyonlarda rol alan atom ve moleküllerin, ne de dışarıdan etkileyen hava. su, rüzgâr ve güneş gibi etkenlerin bir meyveyi İmal etmeye güçleri yetmez.

Bu büyük iddiayı rahatlıkla ortaya atabilmemize, pek çok bilim adamının “matematiğin doğal bilimlerdeki esrarengiz etkinliği” adını verdiği şu muazzam hakikat temel oluşturmaktadır: “Kâinat öyle bir şekilde işlemektedir ki, herhangi bir atomun hareketi diğer bütün atomların konumuna ve hareketine matematiksel bir kesinlikle bağlıdır. “Kâinatın niçin belirli kanunlara göre işlediği zaten bir muamma iken bu kanunların herşeyi birbirine matematiksel bir tarzda bağlaması çok daha anlaşılmaz bir problem olarak ortaya çıkmaktadır. Aslında bu problem olayların nasıl cereyan ettiğini tarif eden bilimin değil, bu bilginin üzerine herşeyin atomlar tarafından yapıldığını bina etmeye çalışan felsefelerin problemidir. Şöyle açıklayalım; herhangi bir olayı ele alıp bilimsel açıklamaların yol göstericiliğinde temeline kadar indiğimizde hep aynı soru ile karşı karşıya kalacağız: “Bu atom niçin şöyle değil de böyle hareket etti?” Bu noktadan sonra ise bilimin yapabileceği tek şey, çeşitli ip uçları sunarak cevabı bize bırakmak olacaktır.

Meselâ biyologların, canlıların enerji deposu olarak kabul ettikleri ATP (Adenin Tri Phosphate) molekülünün sentezlenmesi olayını ele alalım. Hemen hemen her canlının enerji gerektiren kimyasal sentez, hareket, vs. gibi fonksiyonları için bu molekül görev almaktadır. Şimdi, parmağımızı hareket ettirmek için gerekli enerjinin nasıl sağlandığı sorusuna, kas hücrelerinde üretilen ATP ile cevap vermenin ne kadar tutarlı olduğunu irdeleyelim. Bu molekülün sentezlenmesi enerji gerektirdiği için, öncelikle hücredeki bir kısım H+ iyonu mitokondrinin zarından aktif taşımayla geçirilerek belli bir bölgede yoğunlaştırılmakta, daha sonra da sağlanan potansiyel farkı tıpkı bir pil gibi kullanılarak ATP sentezlenmektedir. İyonların zarın içinden potansiyel farkına rağmen geçebilmesi için birtakım hidrojen pompalan kullanılmaktadır. Sonuçta bu pompalar, çok sayıda atomdan meydana gelmiş karmaşık protein molekülleri olduğundan, bu atomların oluşturduğu elektriksel kuvvetlerle H+ iyonları bir taraftan çekilip diğer tarafa geçirilmektedir. Fakat bir taraftan gelip karşıya çekilen bir H+ iyonunu, yani bir protonu düşünürsek, bu proton diğer atomlarm kendisine uyguladığı toplam kuvvete göre hareket etmektedir. Acaba bu proton kendisini etkileyen (esasında kâinattaki tüm atomlar fakat pratikte) binlerce, bazen milyonlarca atomun konumunu her an bilip, mevcut fizik kanunlarına göre kendisine etkiyen kuvveti hesaplayıp bunun neticesinde gerekli olan doğru hareketi matematiksel bir hassasiyetle gerçekleştirebilir mi? Yazımızın başında da bahsettiğimiz gibi böyle bir hareketin bir nanosaniyelik bir kısmının hesaplanması süper bilgisayarlarda aylar sürerken zavallı protonun bu hesabı anında ve hatasız tek başına yapabilmesi nasıl mümkün olabilir?

Şimdi ise bir hücrede her saniye milyonlarca ATP’nin sentezlendiğini ve parmağımızın bir hareketinde trilyonlarca hücrenin görev aldığını düşünelim. Bu işlerin yürümesi esnasında yapılması gereken hesapların altından kâinat büyüklüğünde bir bilgisayar dahi kalkamayacaktır. Kaldı ki kâinatta her an galaksilerin dönmesinden yıldızların patlamasına, kuşların uçmasından balinaların zıplamasına kadar zahiren sonsuz sanat, batınen de sonsuz ilim gerektiren sayısız olay vuku bulmaktadır.

Bu mülâhazalar ışığında eşya ve hâdiselere yeniden baktığımızda, her türlü fiilin mutlak Alim, Kadir, Hakîm, Hayy ve Kayyum olan Allahu Zülcelâl tarafından bizzat yaratıldığını, atomların hareketinin bu yaratmaya bir perde olacak şekilde değişmeyen kanunlarla devam ettirildiğini göreceğiz. Böylece bir sineğin kendi başına uçabilmesi için kuantum fiziği, biyokimya ve aerodinamik kanunlarını bilip en azından içindeki ve yakın çevresindeki trilyonlarca atoma uygulatması gerektiğini anlayıp, sineğin beynindeki uçma merkezinin nasıl işlediğini keşfeden bir nörobiyolog bunu “Sineklerin Manevra Kabiliyetlerinin Sırrı Çözüldü” başlığı altında bir bilimsel makalede yayınladığında bıyık altından gülüp geçeceğiz. Ya da bir elmayı yerken bunun elma ağacındaki birtakım reaksiyonlarla oluştuğunu söyleyen bir arkadaşımıza, esasında Allahu Teâla’nın bize elma yedirmek için o ağaçtaki atomları ve molekülleri Âdetullah dediğimiz kanunlarıyla hareket ettirmesinin arkasında bir sanat eseri üretiyor gibi kudret kalemini oynatarak o meyvenin nakışlarını çizdiğini anlatacak ve Rahmeti Sonsuz’dan gelen bu çok kıymetli ve özel hediye karşısında teşekkür edememenin ezikliğini duyacağız.

Elektron kelimesi kehribarın Yunancadaki ismidir. Eski Yunanda, kehribarı ovuşturunca statik elektrikle yüklendiği biliniyordu.

Atomun üç bileşeninden biri (diğer iki proton ve nötrondur). Atomu maddenin en küçük birimi kabul eden kuram yoluyla, elektriğin taneciksel bir yapı içinde bulunduğu sonucuna varılır. En küçük elektrik yükü taşıyan bu taneciğin adı elektrondur. Bütün atomların dış bölümü elektron tabakalarından oluşur ve her tabaka çekirdekten uzaklığına göre K,L,M… gibi harflerle adlandırılır. Çevredeki elektronların sayısı ve konumu, söz konusu elementin kimyasal nitelikleriyle, özellikle değeri ile yakından ilintilidir. Birçok durumda, bu elektronlar maddeden çıkarılıp az ya da çok büyük bir hızla, bir elektrik alanıyla, harekete geçirilerek boşlukta yayılabilir. Boş bir tüple elde edilen katot ışınları; radyoaktif cisimlerin beta ışınları; ısgın metalleri etkileyerek çıkardığı elektrik, vb.

Normal koşullarda elektronlar atomun artı yüklü çekirdeğine bağlı durumda bulunur. Nötr bir atomdaki elektronların sayısı, çekirdeki artı yüklerin sayısına eşittir. Ama bir atomda artı yüklerin sayısından daha fazla ya da daha az elektron bulunabilir. Bu durumda atomun toplam yükü eksi ya da artı olur; böyle yüklü atomlara iyon adı verilir. Bir atoma bağlı olmayan elektronlara serbest elektron denir.

Belirli bir atomdaki elektronlar çekirdek çevresinde düzgün bir biçimde sıralanmış yörüngemsiler üzerinde dolanır. Elektronlar ile çekirdek arasındaki çekim kuvveti, elektronların kendi aralarındaki itme kuvvetine üstün geldiğinden, elektronlar normal koşullarda atoma bağlı kalır. Elektronları üzerinde dolandığı yörüngemsiler kendi aralarında kümelenerek kabukları oluştururlar. Çekirdeğe en yakın yörüngemsilerdeki elektronlar atoma en sıkı bağlı olanlardır. En dış yörümgemsilerdeki elektronlar ise çekirdekle aralarındaki öteki elektronların perdeleyici etkisi nedeniyle atoma en gevşek bağlı durumdadır. Elektronlar, atom yapısı içindeki hareketlerinde, atomun hemen bütün hacmini kaplayan dağınık bir eksi yük bulutu oluştururlar. Bu nedenle atomun büyüklüğünü elektronların atom içindeki diziliş biçimi belirler. Atomun, başka atomlar, parçacıklar ve elektromagnetik ışıma karşısındaki davranışını da elekronların bu diziliş biçimi belirler.

Görünen ışık kullanan iyi bir mikroskopta, en büyük faydalı büyülte 500 x civarındadır, daha büyük büyültmeler daha büyük görüntüler verir fakat daha fazla ayrıntı vermez. Halbuki hızlı elektronların dalga boyları görünen ışığınkinden çok kısa olup bunlar yükleri dolayısıyla elektrik ve manyetik alanlarla kolayca kontrol edilebilirler. X ışınlarının da dalga boyları kısadır fakat onları yeterince odaklamak (henüz) mümkün değildir.

Bir elektron mikroskobunda, akım taşıyan bobinler manyetik alanlar oluşturur. Bu alanlar mercek gibi davranarak elektron hüzmesini deneğin üstüne odaklarlar ve daha sonra bir floresan ekran veya fotoğraf plakası üzerinde büyütülmüş bir görünü oluştururlar. Hüzmenin saçılmasını ve bu yüzden görüntünün bulanıklaşmasını engellemek amacıyla, ince bir denek kullanılır ve tüm sistemin havası boşaltılır.

Manyetik ?mercekler? in teknolojisi, pratikte, elektron dalgalarının kuramsal ayırma gücüne ulaşmasına izin vermez. Örneğin, 100 keV?luk elektronların dalga boyu 0.0037 nm?dir. Fakat bunların bir elektron mikroskobundaki ayırma gücü sadece 0.1 nm civarındadır. Fakat bu yinede bir optik mikroskobun -200 nm?lik ayırma gücüne göre büyük bir gelişedir. Elektron mikroskopları ile 1.000.000 x?in üstündeki büyütmelere erişilmiştir.

1. Atom artı yüklü maddeden oluşmuştur

2. Elektronlar bu artı madde içinde gömülüdür ve hareket etmezler.

3. Elektronların kütleleri çok küçüktür bu yüzden atomun tüm kütlesini bu artı yüklü madde oluşturur.

SONUÇ OLARAK DA;

Gönderdiği ışınların büyük bir bölümü levhadan doğrudan geçmiştir:

Öyleyse atomda büyük boşluklar vardır.

Işınların küçük bir kısmının kırıldığı ve çok küçük bir kismının yansıdığı görülmüştür:

Öyleyse atomda +(artı=pozitif) yükler çekirdek adı verilen küçük bir hacimde toplanmıştır.(Not: Bu boşluk o kadar büyüktür ki bir futbol topu büyüklüğünde atom çekirdeği 44 km yarıçapındadır.)

Atomda pozitif yük , kütle merkezinde çekirdek diye adlandırılan çok küçük bir hacimde toplanmıştır.

Atomda pozitif yüklü tanecikler kadar elektron çekirdeğin etrafında bulunur ve atom hacminin büyük bir bölümünü elektronlar kaplar.

Yapmış olduğu deneyle çapı bulmuş ve hesaplamıştır. (Not: Çok küçük bir sapma ile hesaplamıştır ve büyük bir olasılıkla sapmanın nedeni o zamanlarda daha hassas bir ölçme yönteminin bulunmamış olmasıdır.)

Böylece Modern Atom Teorisi’nin ve Bohr atom modeli’nin temellerini atmıştır.

Rutherford atom modeli güneş sistemine benzetilmektedir. Güneşi içi proton dolu bir çekirdeğe ve etrafında dönen gezegenleride elektronlara benzetmiştir.

Gama ve x ışınlarının, alfa ve beta parçacıklarına göre madde içine nüfuz etme kabiliyetleri çok daha fazla, iyonlaşmaya sebep olma etkileri ise çok daha azdır. Ancak birkaç santimetre kalınlığındaki kurşun tuğlalarla ve sadece belli bir kısmı durdurulabilir. Madde içerisinden geçerken üstel bir fonksiyon şeklinde bir şiddet azalmasına uğrarlar. Yüksüz olduklarından elektrik ve manyetik alanda sapma göstermezler.

Daltona göre: Elementler atomlardan oluşur. (Doğru)

Atomlar belirli oranlarda birleşerek molekül oluştururlar. (Doğru) Bir elementin bütün atomları özdeştir. (Kısmen doğru, atomların izotopları varsa yanlıştır.)

Atomlar bölünemez. (Yanlış) Detay:

Dalton Atom Teorisi
Daltonun atom kuramına göre elementler kimyasal bakımdan birbirinin aynı olan atomlar içerirler. Farklı elementlerin atomları birbirinden farklıdır. Bu atom teorisine göre kimyasal bir bileşik iki veya daha çok sayıda elementin basit bir oranda birleşmesi sonucunda meydana gelir. Kimyasal tepkimelere giren maddeler arasındaki Kütle ilişkilerine istinaden, Dalton atomların bağıl kütlelerini de bulmuştur. Modern atom kuramı Dalton’un kuramına dayanır ancak bazı kısımları değiştirilmiştir. Atomun parçalandığını, elementlerin birbirinin aynı atomlardan değil, izotoplarının karışımından meydana geldiğini biliyoruz. Daltonun atom teorisi kimyasal reaksiyonların açıklanmasına, maddenin anlaşılmasına ve atomun temel özelliklerinin ortaya atılmasına oldukça büyük yararlar sağlamıştır. Bu sebeple ilk bilimsel atom teorisi olarak kabul edilir.

Dalton Atom kuramı üç varsayıma dayanır;
1. Elementler Atom adı verilen küçük bölünemeyen taneciklerden oluşmuştur. Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşmazlar ve bölünmezler.

2. Bir elementin tüm atomlarının kütlesi ve diğer özellikleri aynı, diğer elementlerin atomlarından farklıdır. 3. Kimyasal bir bileşik iki ya da daha fazla elementin basit bir oranda birleşmesi ile oluşur.

Dalton atom teorisi kimyasal değişme konularının da daha iyi tanımlanmasına olanak sağlar: 1. Kütlenin korunumu: Bir kimyasal reaksiyonda reaksiyona giren maddelerin kütleleri toplamı, çıkan maddelerin (ürünlerin) kütleleri toplamına eşittir.

2. Sabit oranlar Yasası: İki element birden fazla bileşik meydana getiriyorsa, birleşen iki elementin farklı miktarları arasında ağırlıkça tam sayılarla ifade edilen basit bir oran bulunur. Örneğin: H2O da 2 g hidrojenle 16 g oksijen birleşirken, OH de 1 g hidrojenle 16 g oksijen birleşmiştir. Buradan her iki bileşikte de aynı miktar oksijenle birleşen 2 g hidrojen ve 1 g hidrojeni birbirine oranlarsak 2 sayısını elde ederiz.