10 FB Atomun Yapısı

1. ÜNİTE – ATOMUN YAPISI

1. Bölüm : Atom ve Elektrik

Atom Altı Parçacıklar:

Maddenin elektrik yüklü taneciklerden oluştuğunu gösteren ilk ciddi bulgular, Faraday’ın elektroliz ile ilgili çalışmalarında ortaya çıkmıştır.
Elektrik yükü ilk kez antik dönem insanları tarafından ağaç reçinesinin fosilleşmesiyle oluşan kehribarın ipek ya da yün kumaşa sürtüldüğünde küçük ve hafif cisimleri çekmesi ile gözlemlenip belirlenmiştir.
İpek kumaş ve cam çubuk
Yün kumaş ve ebonit çubuk

Doğada iki tür elektrik yükü mevcuttur. Bunlar pozitif elektrik yükü ve negatif elektrik yükü olarak adlandırılır.
Her ikisi negatif ya da pozitif yüklü iki cisim birbirini iterken, biri pozitif biri negatif yüklü olan iki cisim birbirini çeker.
Maddeler elektriklenmeden önce nötr durumdadırlar. Nötr dürüm demen pozitif ve negatif yüklerin madde içinde eşit olması demektir. Nötr cisimler net yük içermezler.
Eğer pozitif yük sayısı, negatif yük sayısından fazlaysa böyle bir cisim net pozitif yüke sahiptir. Eğer negatif yük sayısı, pozitif yük sayısından fazlaysa böyle bir cisim net negatif yüke sahiptir.
Bir maddenin ( + ) yüklü olması için o maddeden ( - ) yüklerin ayrılması gerekir.
Maddelerin hangi cins elektrik yükü ile yüklü olduğunu gösteren cihaza elektroskop denir.
Elektriklenme olayında atom alışverişi olmaz. Eğer öyle olsaydı elektriklenmede bir maddenin atomunun diğer maddeye geçmesi gerekirdi. Bu gerçekleştiğinde ise iki maddenin de yapısı değişirdi. Ancak elektriklenme olayında maddelerin yapısı değişmez.

Ders kitabı sayfa 17 okunacak!

Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek iki nokta arasında sürekli potansiyel farkı oluşturan araçlara pil ( üreteç ) adı verilir. Pillerde elektrik yükü, yüksek potansiyelli bölgeden düşük potansiyelli yere doğru akar.
Elektrokimyasal pillerde kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüşür. Bu tür pillere volta pili veya galvanik pil denir.

Ders kitabı sayfa 19 okunacak!

Faraday yaptığı deneylerde bir elementin çeşitli bileşiklerinin çözeltilerine elektrik akımı uygulamış, eksi yüklü elektrotta ( katotta ) bileşiği oluşturan artı yüklü iyonlar element olarak elde etmiştir. Faraday, katotta belirli bir miktar madde biriktirmek için gereken elektrik yük miktarının daima sabit bir değere veya bu sabit değerin basit katlarına eşit olduğunu gözlemlemiştir.


Faraday, aynı miktar elektrik yüküyle çeşitli elementlerin biriken kütlelerini bu elementlerin atom kütlelerine böldüğünde sabit bir tam sayı elde etmiştir.
Faraday’ın yaptığı deneylerden, bir atomun ancak belirli bir miktar veya bu miktarın basit katları kadar elektrik yükü taşıyabileceği sonucu çıkarılabilir. Demek ki elektrik yükleri parçacıklar halinde taşınmaktadır. Elektrik yükünün parçacıklar halinde taşınması, elektriğin taneciklerden meydana geldiğini göstermektedir. Atomlar elektrik yükleri taşıdığı için bu taneciklerin atomlarda bulunması gereklidir.

Faraday’ın 1. Kanunu:

Elektrotlarda toplanan madde miktarı devreden geçen akım miktarı ile doğru orantılıdır. Toplanan madde miktarı yoğunluk, sıcaklık gibi niceliklere bağlı değildir. Sadece devreden geçen elektrik miktarına bağlıdır.
Buna göre bir elektroliz deneyinde elektrotlarda toplanan madde miktarı ( m ) ;
m = A . I . t formülü ile hesaplanır.
Formülde geçen A; maddeye bağlı bir sabit
I; devreden geçen akım miktarı
T; saniye cinsinden zamanı göstermektedir.
I . t = Q ( elektrik yük miktarı ) bilindiğinden, yukarıdaki formülü
m = A . Q şeklinde de yazabiliriz.

Faraday’ın 2. Kanunu:

İçinde farklı elektrolitler bulunan voltmetreler bir akım devresinde seri bağlanmıştır. Devreden aynı elektrik miktarı geçtiğinde açığa çıkan madde miktarı eşdeğer ağırlıkları ile doğru orantılıdır.
AgNO3 çözeltisinin elektrolizinde, katotta toplanan Ag miktarı şu şekilde hesaplanır:
1 eşdeğer gram Ag açığa çıkarmak için 96500 coulomb elektrik yükü miktarı gerekir.
1 eşdeğer gram Ag miktarı, Ag’nin atom kütlesinin etki değerine bölümüyle hesaplanır, yani;
1 eşdeğer gram Ag = 108 / 1
Buna göre AgNO3 çözeltisinden 108 gram Ag açığa çıkaran elektrik yükü miktarı 1 C dır.