Elektron (Atomun Yapısı)

Dalton atom kuramına göre. atom bir elementin kimyasal olarak birleşebilen temel birimi olarak tanımlanabilir. Dalton. atomu hem çok çok küçük hem de bölünemez olarak düşünmüştür. Oysa, 1850 li yıllarda başlayıp yirminci yüzyıla kadar uzanan araştırmalar, atomların bir içsel yapısı olduğunu, yani atomların atom altı tanecikler adı verilen daha da küçük taneciklerden oluştuğunu açıkça göstermiştir. Bu araştırmalar elektron, proton ve nötronların keşfine yol açmıştır.

1890 larda birçok bilim adamı radyasyon, yani enerjinin uzayda dalgalar halinde yayımlanması ve iletilmesi konusunda çalışmalar yapmıştır. Bu araştırmalardan elde edilen bilgiler atomun yapısını algılamamıza önemli katkı yapmıştır. Radyasyon olgusunu incelemek için kullanılan araçlardan biri, bu günkü televizyon tüpünün öncüsü olan katöt ışınları tüpüdür (Şekil 1). Katot ışınları tüpü havası hemen hemen tamamen boşaltılmış cam bir tüptür. Tüpte bulunan metal levhalar bir yüksek voltaj kaynağına bağlandığında, katot adı verilen eksi yüklü levha görünmeyen bir ışın yayımlar: bu katot ışını, anot adı verilen artı yüklü levhaya doğru çekilir ve orada bulunan delikten geçip tüpün diğer ucuna doğru hareket eder. Tüpün diğer ucunun yüzeyi özel bir maddeyle kaplanmıştır: katot ışını bu yüzeye çarptığında kuvvetli fluoresans, yani parlak bir ışık oluşur.

Bazı deneylerde katot ışını tüpünün dışına elektrik yüklü iki levha ve bir mıknatıs yerleştirilmiştir (Şekil 1). Manyetik alan etkisinde katot ışını A noktasına, elektrik alanı etkisinde C noktasına çarpar; manyetik ve elektrik alanları birbirlerinin etkisini giderecek şekilde dengelendiğinde veya bu alanlar uzaklaştırıldığında ise katot ışını B noktasına çarpar. Elektromanyetik kurama göre, hareket halinde olan yüklü bir tanecik bir mıknatıs gibi davranır ve içinden geçtiği elektrik veya manyetik alanla etkileşir.

(Şekil 1. Katot ışınlarının hareket ettiği yöne dik konumda bir elektrik alanı ve dışsal manyetik alan bulunan bir katot tüpü. N ve S mıknatısın kuzey ve güney kutuplarını göstermektedir. Katot ışınları manyetik alanın etkisinde tüpiin sonundaki A noktasına, elektrik alanın etkisinde C noktasına, bu alanlar bulunmadığı zaman ya da birbirini yok ettiği zaman ise B noktasına çarpar.)

Katot ışını artı yüklü levhaya doğru çekilip eksi yüklü levha tarafından itildiği için, bu ışının eksi yüklü taneciklerden oluşması gerekir. Bu eksi yüklü tanecikleri elektron olarak tanımlarız. Şekil 2 bir mıknatısın katot ışınına etkisini göstermektedir.

Bir İngiliz fizikçisi olan J. J. Thomson, katot ışını tüpü ve elektromanyetik kuram hakkındaki bilgilerini kullanarak, tek bir elektronun elektriksel yükünün elektronun kütlesine oranını saptamıştır. Thomson’un bulduğu rakam – 1,76 X 108 C/g dır. Burada C elektrik yükü birimi olan coulomb’dur. Daha sonra, Amerikan fizikçi R. A. Millikan, 1908 ile 1917 yılları arasında yaptığı deneylerde, bir elektronun yükünün -1,6022 X 10 19 C olduğunu bulmuş ve bu verilerden bir elektronun kütlesini aşağıdaki gibi hesaplamıştır:

Görüldüğü gibi, elektronun kütlesi çok çok küçük bir kütledir.

(Şekil 2. (a) Bir boşalma tüpünde oluşturulan katot ışını katottan (soldan) anoda (sağa) doğru hareket halindedir. Katot ışını gözle görülemediği halde, cam üzerine kaplanmış çinko sülfür tabakasının fluoresansı sayesinde yeşil renkli görünür, b) Bir mıknatısın kuzey kutbu yaklaştırıldığında, katot ışını aşağıya sapar, diğer kutup yaklaştırılırca ters yöne sapar.)

Kaynak: Genel Kimya, Raymond Chang.

Harika Renk Değişimi





Video’nun İngilizce Açıklaması:
FANTASTIC COLOUR CHANGING CHEMICAL “PLASMA” FOUNTAIN EXPERIMENT, you can do at home with some help from a few cute kids. Here is one of many favourite chemistry experiments that my brother Adam and I, John devised and demonstrated to people when they visited our Kew lab in the late 70’s to the early 80’s. Sort of the forerunner and inspiration to latter plasma lamps, we created but this one is achieved chemically. This is my original write up of an earlier form of this experiment in 1979, when I was 11 that evolved a bit over time. Never forget the scientific method! Now I have some fun showing my kids. First we start with red cabbage juice. Here is the procedure for making red cabbage juice. Please have an adult help you with EVERY step. 1. Chop up a head of red cabbage and put it in a saucepan. 2. Pour boiling water over the cabbage, or boil the mixture. 3. After approx. 10 minutes, pour the mixture through a filter or strainer into another container. Pour it into a large measuring cup. 4. Throw away the used cabbage. 5. If you do not use the entire amount of cabbage juice and you would like to save it for later, put it in a sealed container in the refrigerator. If you would like to keep it for even longer, you can pour the liquid into ice cube trays and freeze it. Once you make your cabbage juice, you are ready to test the pH of different substances. Here are some suggestions: • vinegar • cloudy ammonia • washing soda dissolved in water • lemon juice • baking soda …

Palladyum Kataliz Çapraz Kenetleme Reaksiyonları & 2010 Nobel Kimya Ödülleri

Paladyum katalizli çapraz kenetleme eşsiz bir tepkime, zira ılımlı koşullarda çok yüksek hassasiyetle gerçekleşebiliyor. Paladyum katalizli çapraz kenetleme reaksiyonunda, paladyum elementi karbon atomları için bir buluşma noktası olarak kullanılıyor. Karbon atomları Pd atomuna tutunuyor ve böylece aralarında bir tepkimenin başlamasına imkân verecek kadar yakın bir konum alıyor. Paladyum bir katalizör olarak işlev yapıyor. Sürece dâhil oluyor ve süreci kolaylaştırıyor; ancak kendisi kullanılmıyor.

DİSCODERMA DİSSOLUTA

Paladyum katalizli çapraz kenetleme yeni ilaçlar arayışında çok önemli bir araç. Bugün bilim insanları okyanusları dev eczane gibi kullanıyor.1980 'lerin sonunda Karayip Denizi'nde scuba dalgıçları DİSCODERMA DİSSOLUTA türü deniz süngerlerinden topladı. Yaklaşık 33 m derinlikte bulunan gözü, ağzı, midesi, ve kemikleri olmayan bu küçük yaratıklar ilk bakışta çok ilkel görünüyordu. Fakat düşmanlarından kaçamıyor olmaları Discoderma dissoluta'yı ve başka deniz süngerlerini birere kimya üstadına çevirmektedir. Bu canlılar, zehirli özellik gösteren ve başka canlıları onları yemekten alıkoyan büyük ve karmaşık moleküller üretme konusunda çarpıcı yeteneğe sahiptir.

Araştırmacılar bu zehirlerin pek çoğunun tedavi edici özellikleri olduğunu keşfetti. Bu maddeler antibiyotik etki gösterebiliyor ya da virüs ya da iltihap önleyici işlevler sergileyebiliyordu. Discoderma Dissoluta üzerindeki ilk incelemeler diskodermolid adlı maddenin gelecekte kimyasal tedavi(kemoterapi) ilacı olabileceğini ortaya koydu. Bu madde başka işlevlerinin yanı sıra deney tüpü içindeki kanser hücrelerinin büyümesini durdurmaktadır. Dünyada en yaygın olarak kullanılan kanser ilaçlarından biri olan TAXOL’e benzer biçimde nasıl alt eteğini ortaya çıkardı.böyle bir potonsiyele sahip bir maddenin bulunması tek başına büyük bir kesifti fakat 2010 Kimya Nobel'ine layık görülen çalışmalar olmasa diskodermalidin keşfinin pek bir anlamı olmayacaktı.

Bu yılın Nobel Kimya Ödülü sahipleri Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi ve Akira Suzuki'nin geliştirleri paladyum katalizli çapraz kenetleme tepkimeleri sayesinde bugün artık diskodermolid yapay olarak üretiliyor.tepkimenin, Negishi'nin geliştirmiş olduğu versiyonu sentezin merkezindeki tepkime olarak kullandı. diğer iki bilim insanı ise süreci optimize etti ve diskodermolidi, kanser hastalarında denemeye yetecek miktarlarda üretmeyi başardı.

Paladyum katalizli çapraz kenetleme, diskodermolidin yanı sıra kimyacıların Filipinlerdeki bir tunikattan ( tulumlu hayvan) elde edilen DİAZONAMİD A adlı maddeyi yapay olarak sentezlemelerine yardımcı oldu. Yapılan araştırmalar DİAZONAMİD A'nın  kolon kanseri hücrelerine karşı etkili olduğu kanıtlandı. Bir başka örnek ise İtalya kıyılarında yaşayan bir sürgerden elde edilen DRAGMASİDİN F. başlangıç düzeyinde laboratuvar denemeleri DRAGMASİDİN F'nin hem herpes virüsü hem de HIV üzerinde etkili olduğunu gösterdi. 

Kimyacılar Paladyum katalizli çapraz kenetlemeyi doğal olarak bulunan tıbbi maddeleri etkinliklerini artıracak biçimde değiştirmek için de kullanılmaktadır. Bu maddeler biri olan VANKOMİSİN 1950'lerde Bornkeo ormanlarından alınan bir toprak örneğinden elde edilen bir antibiyotik. Günümüzde Vankomisin MRSA'ya (metisiline dirençli Staphylococcus aureus) ve daha sık kullandığımız antibiyotiklere direnç kazanmış olan enterokoklara karşı  kullanılmaktadır. Bu bakteriler genellikle zararsız fakat yaraları enfekte edebiliyor ve organ nakilleri sonrasında  sorun yaratabiliyorlar. Bu tehlikeden dolayı bilim insanları Vankomisin dirençli bakterilere karşı etkil hale getirecek biçimde  değiştirmeye çalışıyor. Bilim adamları paladyum katalizli çapraz kenetlemeyi kullanarak Vankomisinin dirençli bakterilere karşı işe yarayan versiyonlarını oluşturdular.

Son olarak örnek verecek olursak paladyum katalizli çapraz kenetleme reaksiyonları elektronik sanayinde OLED'lerin( organik diyot) daha iyi ışık yayması için kullanılmaktadır.

kaynaklar:

http//nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2010/press.html

http//www.biltek.tubitak.gov.tr