Atomlar Çoğunlukla Boşluktan Oluşuyorsa Objeler Neden Katı Görünür?

Kimyager John Dalton’un teorisinde maddelerin ve objelerin tamamı atom denilen taneciklerden oluşur ve bu modelleme bilimsel topluluk tarafından hala kabul edilir. Bu atomların her biri çok küçük çekirdekten ve daha da küçük merkezde dolaşan elektronlardan oluşur.

Eğer milyarlarca kat büyük bir masa hayal ederseniz, atomlar sadece kavun büyüklüğünde olacaktır. Yine merkezdeki çekirdek etrafında elektronlar dans ederken görülebilecek kadar küçük olacaktır. Öyleyse neden parmaklarımız ya da ışık atom içinden geçemiyor?

Neden atomlara bakışımızı açıklamalıyız? Ne yazık ki okulda öğretilenlerin çoğunu basitleştiriyoruz. Elektronlar, güneş etrafındaki gezegenler gibi atomun merkezini dolaşmıyor. Bunun yerine elektronları, arı ya da kuş sürüsü gibi düşünün burada, bireysel hareketlerin izlenmesi çok hızlı ama yine de genel sürü şeklini görebiliyorsunuz.

“Elektronların Dansı”

Aslında elektronlar dans eder; bu durum için daha iyi bir kelime olamaz. Ama sıradan bir dans değil daha çok balo dansı gibi. Erwin Schrödinger olarak bilinen matematiksel denklemin adımlarını takip ederek, belirli desenlerde dans ediyorlar.

Bu desenler farklı olabilir; kimi yavaş ve nazik vals gibi, kimisi enerjik ve hızlı Charleston gibi. Her elektron benzer kalıplara tutunur ama bu deseni başka elektron yapmadığı durumlarda değişebilir. Bir atomdaki iki elektron benzer yapamaz: bu Exclusinon Principle kuralıdır.

Elektronlar kuş sürüsüne benzer.

Elektronlar pasif olmamasına rağmen, üst seviye için enerji alır ve daha alt seviyeye geçtiği zaman aldığı enerjiyi kaybeder. Dolayısıyla, elektron ışıkla etkileştiğinde enerjinin bir kısmını emebilir, daha yüksek, daha hızlı dans örüntüsüne geçebilir. Atomdaki elektronlar ışıktan enerji alacağı için, ışık masamıza kadar ulaşamayacaktır.

Kısa bir süre sonra bu kazanılan enerjiyi yine ışık olarak kaybedilir. Desendeki absorplama ve yansıma değişiklikleri ile ışık, yansıma ve renkleri oluşturur; bu yüzden katı olarak görüyoruz.

“Dokunmaya Karşı Direnç”

Peki neden katı olarak hissediyoruz? Bir çok internet sitesi aynı nedeni söyleyecektir; iki negatif yük birbirini iter. Ama bu yanlış ve bize internette bulunan her bilgiye güvenmememiz gerektiğini gösteriyor. Katı olarak hissediyoruz çünkü atomlar dans ediyor.

Masaya dokunduğunuzda, masanın atomundaki elektronlarla parmaklarınızdaki atomun elektronları birbirine yaklaşır. Bir atomun elektronu diğerinin merkezine yaklaştıkça dansın deseni değişir. Çünkü çekirdek etrafındaki düşük enerjili bir elektron diğerinin çevresinde farklı davranır; zaten sahip olduğu elektron yerine yerleşmiştir.  Yeni gelen, boş basamakta yüksek enerjili olmalıdır. Enerji bu kez ışıkla değil masaya dokundugunuz parmağınızdan karşılanmalıdır.

İki atom birbirine yaklaştığında biri diğerinden enerji alır. Çünkü tüm elektronlar gibi boş yüksek seviyelerde olmak ister. Masada ve parmakta bulunan atomları bir araya getirmeye çalışmak için kasların sağladığı enerjiden daha fazlası gereklidir. Masaya dokunduğumuzda parmağımıza karşı direnç olarak onu katı hissederiz.

Kaynak : phys.org