ATOM VE ELEKTRİK
Madde ve Elektriksel Yük
-
Maddelerin elektrikli yapıda olduğu eski çağlardan beri bilinmektedir. Örneğin antik dönemde Greekler yüne sürülen kehribar taşının(Ağaç reçinesinin fosilleşmesiyle oluşur.)küçük saç, tüy vb. bazı nesneleri çektiğini gözlemlemişlerdir. Ancak bunu kehribar taşının gizemi olarak gördüler.
- 1750 yılında Benjamin Franklin reçinedeki ve cam çubuktaki elektriklenmelerin farklı olduğunu öne sürdü. Daha sonra reçine türü elektriklenmeyi belirtmek için ilk defa negatif(-) işaretini ve cam türü elektriklenmeyi belirtmek için pozitif(+) işaretini kullandı.
Faraday’ın Elektroliz Deneyleri
Faraday 1800 yıllarında maddeler arası etkileşim sonucu elektriklenme ile ilgili çalışmalara ağırlık vermiştir. Bu dönemde Alessandro Volta elektrik üreteci olan ve kendi adıyla anılan pili geliştirmiştir
- Faraday da elektrikle ilgili çalışmalar yapmıştır. Bu çalışmalardan bir tanesi de elektriğin maddeler üzerindeki etkisini incelediği elektroliz deneyleridir.
- Bu deneylerle bir elementin bileşiklerine elektrik akımı uygulamış ve elektrotlarda elementler elde etmiştir.
Elektronun Keşfi
-
1870 lerde William Crookes vakumlanmış gaz tüplerindeki elektrik boşalmaları üzerinde çalışmalar yaparken kendi adıyla da(Crookes tüpleri) anılan katot ışını tüpünü geliştirdi.
-
Katot ışını tüplerindeki elektrotlar arasında yüksek voltaj uygulandığında tüpte yeşilimsi bir ışın meydana gelir. Işın katottan anoda doğru oluşur.
-
Katot ışınının önüne bir engel konduğunda engelin gölgesi oluşur. Buradan katot ışınların doğrusal hareket ettiği sonucuna varılmıştır.
- 1858 de Julius Plücker katot ışınlarının yaklaştırılan mıknatıstan etkilendiğini ve ışının yön değiştirdiğini gözlemledi. (Manyetik alandan etkilendiğinin kanıtı)
Elektronun Yük Kütle Oranının Belirlenmesi
- Elektronlar negatif yüklü olduklarından elektriksel alanda pozitif kutba doğru saparlar. Elektriksel alandaki bu sapmalar taneciğin yükü (e) ile doğru, kütlesi (m) ile ters orantılıdır. Dolayısıyla yükün kütleye oranı (e/m) ,bir elektrik alanı içinde elektronların doğrusal yoldan ne kadar sapacağını gösterir. em=1,7588 x 1011 C/kg (John Thomson)
Elektronun Yükünün Belirlenmesi(Millikan Yağ Damlacığı Deneyi)
-
1908 yılında Robert Andrews Millikan yağ damlacıkları ile yaptığı deneyler ve Thomson’un e/m oranını kullanarak elektronun yükünü hesaplamıştır.
-
Millikan deneyinde bir pülverizatör yardımıyla yağ damlacıkları çok küçük tanecikler halinde kabın içine püskürttü. Yağ damlacıkları kaptaki delikten geçerek aşağı doğru düşerken X-ışınları gönderilerek onların elektrikle yüklenmesi sağladı.
- Bu arada elektrik alanına gelen yağ damlacıklarından uygun olanını elektrik alan şiddeti ayarlanarak düşmesi engellendi. Böylece damlacık kapta asılı kaldı. Buradan anlaşılacağı üzere bir mikroskopla gözlenebilen yağ damlasının asılı kalması için gerekli olan yük miktarı uygulanan elektrik alanın şiddetinden hesaplanır.
Kısaca ; Elektronunun yükünü ve kütlesini Robert Andrews Millikan yağ damlacıkları deneyi ile bulmuştur.
Atom ve Pozitif Yüklü Tanecikler
-
Alman bilim adamı Eugen Goldstein 1886 da yaptığı çalışmalarda kanal ışınlarını gözlemledi.
-
Katot tüplerinde elektron elde edildiği gibi, elektrik deşarj(boşaltma)tüplerinde de pozitif iyonlar elde edilir. Bu tüplere uygulanan yüksek gerilim sonucu atomlardan elektron koparılarak pozitif yüklü iyonlar oluşturulur.
-
Oluşan bu pozitif iyonlar bir elektriksel alanda elektronun ters yönünde hareket ederek negatif elektroda(katota)doğru ilerler. Bu iyonların büyük bir kısmı hareketleri sırasında ortamdaki elektronlarla çarpışarak nötral atomları oluştururlar. Çok az bir kısmı ise yollarına devam ederek katota erişirler.
-
Eğer ortası delikli(kanallı) bir katot kullanılırsa, pozitif parçacıklar delikten geçerler. Böylece pozitif ışınlar elde edilir. Bu ışınlara pozitif ışınlar veya kanal ışınları denir.
- Goldstein pozitif iyonlar için e/m saptanmasında katot ışınlarının incelenmesinde kullanılan yöntemin hemen hemen aynısını kullandı.
Kimya Soruları 