sabit kutle oranları yasası hakkında bilgi
Sabit ve katlı oranlar yasasını incelemeden once, Atomla ilgili bilimsel calışmaların tarihi seyri hakkında kısa bilgi sunmak daha aydınlatıcı olacaktır
19 yy ’a gelindiğinde fizikcilerin ilgi alanı hala kuvvet, itim ve cekimdi Yani fizikcilerin atoma pek gereksinimi yoktu Ya kimyacılar? Kimyasal tepkimeleri anlamaya calışan kimyacılar atom daha cok ilgi duyuyordu Gercekten 19 yy ’da atom kuramının canlanmasını sağlayanlar kimyacılardı
Şoyle soralım: Dalton, 19 yy başında,1803 ’te, “atomun varlığını ileri surerken kanıt olarak neleri gostermiştir? Bunu kavrayabilmek icin kimyanın temel birleşme yasalarını anımsamalıyız Cunku John Dalton (17661844) “atomun varlığının kanıtları olarak bu yasaları gostermiştir Bunlar kutlenin korunumu,sabit oranlar ve katlı oranlar yasası adıyla bilinir
19 yuzyıl, aslında atomla acıldı John Dalton, 18038 arasında atomun varlığının kanıtlarını acıkladı ve bilimsel anlamdaki ilk atom kuramını geliştirdi Dalton, kimyasal tepkimelerdeki kutlenin korunumu (Lavoisier ve Lomonosov), bileşiklerin oluşmasında sabit kutle oranının varlığı (Joseph Proust), katlı oran yasası(John Dalton) gibi denel sonucları başarıyla yorumladı ve bu sonucların (yasaların) ancak atomun varlığıyla kavranabileceğini gosterdi
Joseph Proust ise 1799 ’da yaptığı bir yayında kimyanın diğer buyuk bir yasasını acıkladı Buna kimyacılar, sabit kutle oranları yasası der Bu yasa şoyle der: Belirli bir bileşiği oluşturan elementler, daima belirli ve sabit olan bir kutle oranında birleşir Orneğin su oluşurken diyelim 30 gram hidrojen ile 70 gram oksijen ya da başka bir oran değil;ama daima kutlece yuzde 1119 hidrojen ve yuzde 8881 oksijenden oluşur
1803 ’te John Dalton, katlı oranlar yasası denen yasayı buldu Bu yasa sabit oranlar yasasının atomik oran duşuncesine daha kesin bir destek veriyordu Cunku iki element arasında iki ve daha cok bileşik oluşuyorsa,elementlerden birinin kutlesi sabit tutulduğunda onunla birleşen ikinci elementin kutleleri arasında basit tam sayılı bir oran vardı Buradaki kutle terimleri atomları anlatıyordu “Basit, tam sayılar atomların oranıydı İşte Dalton ’un vardığı sonuclar:
Her element atom adı verilen cok kucuk ve bolunemeyen taneciklerden oluşmuştur Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşamazlar ve bolunemezler “Atomu parcalayacak adam yoktur diye de ekleyivermişti Kimyacıların da hata yaptıkları bir gercektir!
Bir elementin butun atomlarının kutlesi (ağırlığı) ve diğer ozellikleri aynıdır Fakat bir elementin atomları diğer butun elementlerin atomlarından farklıdır
Kimyasal bir bileşik iki ya da daha cok sayıda elementin basit sayısal bir oranda birleşmesiyle oluşur Orneğin bir atom A ve bir atom B, AB ya da bir atom A ile iki atom B yani AB2
18yy kimyacılarının en buyuk başarılarından biri, atmosferin homojen bir ortam olmadığını, oksijen ,azot (nitrojen), su buharı ve belki de başka şeylerin oluşumundan oluştuğunu keşfetmeleriydi Ama atmosferin değişmez bir bileşim olduğu anlaşılınca,butunluğu ve kalıcılığına ilişkin sorular anlamsızlaşıyordu Bununla birlikteDalton, atmosferin yoğunlukları farklı olan uc ya da daha fazla esnek akışkandan oluştuğunu one surunce,aynı orular yeniden ele alınabilirdi
En yoğun gaz ustte ve en seyrek gaz altta olmak uzere nicin ayrı duzeyler oluşmuyordu? Bir Newtoncu olan Dalton, Principia ’yı actı ve orada Newton ’ın ‘atmosfer,birbirini iten kucuk parcacıklar ya da atomlardan oluşur ’ dediğini gordu Dalton buna ‘bir atom kendi turunden olan atomu itmez, başka tur atomları iter ’ varsayımını ekledi Zafer kazanmış tavrıyla sonuca varıyordu: “ Bu, gazların spesifik cekimleri ne olursa olsun bir gazın diğerinin icine işlemesi icindir
Dalton, atom kuramına asıl ozgun katkısını henuz yapmamıştı Bunlar yine belirli bir bilimsel sorundan oturu ortaya cıkıyordu Geleneksel atomcular ,atomun bicimi ve boyutları uzerinde yoğunlaşmaya eğilimliydiler Ne var ki bunun,şu soruyu sorarken Dalton ’a pek yardımı dokunmayacaktı: “Nicin su diğer gazlar gibi kutlesini kabul etmiyordu? “ Nicin su,orneğin azot oksiti,nitrojen ya da hidrojenden daha fazla miktarlarda icine alıyordu? Dalton ’a gore bunun nedeni tepkimenin, ‘ceşitli gazların temel parcacıklarının sayısına ve ağırlığına bağlı olmasıydı ’,en hafif olan en az soğurulabilendi Bu, Dalton ’I atım ağırlıklarıyla ilgilenmeye yoneltmeye yetmişti Dalton, onceki birkac varsayıma dayanarak,oksijen ve hidrojen elementlerinin gorece ağırlık oranlarının 7:1 olduğu sonucuna vardı ve bu temele dayanarak kimyasal bileşimin temel yasaları uzerinde calışmaya başladı
Buna karşın atomculuk, kimyacılar arasında bile dikkate değer bir direnişle karşılaştı Bircok bilgin,kimyager ve filozof,algılanamaz ve bolunemez parcacıkların varlığını kabul edemiyorduWilliam Whewell, Philolosophy of the Inductive Science ( 1840) calışmasında bunun bilimin, kimyasal deneyimin sonucu değil, metafiziğin sonucu olduğunu iddia ediyordu:
“ Ama eğer atomik kuram one surulecekse ki buna gore kimyasal elemetler bolunemeyen parcacıklardan oluşmaktadır,şunu belirtmeden gecemeyiz ki, kimyasal araştırma bunu kanıtlamamıştır ve hatta hicbir doyurucu kanıt ortaya koyamamıştır
Benzer bicimde buyuk kimyacı FA Kekule 1867 ’de şoyle direnebiliyordu: “Atomların varolup olmadığı sorusu kimyasal bakış acısıyla hicbir onem taşımamaktadır;bu tartışma metafiziğe ait bir tartışmadır
Kimyagerlerin atomculuğa olan bu acık kayıtsızlıklarının bir nedeni de kimyasal tepkimeleri acıklamanın,kimyasal denklemlerin dili gibi başka yollarının da olmasıydı Donemin ders kitaplarında orneğin denklem tabloları şoyle sunuluyordu: Kimyasal denklemler yalnızca birbirine bağlanan maddelerin goreli niceliklerini temsil eder Ya da bir bilim sozluğunde acıklandığına gore şoyleydi: “ Nesnelerin,bileşimindeki yerleri değiştirildiği zaman eşit olabildikleri soylenmektedir
Orneğin: Deneyler sonucunda… Ceşitli metallerin değişik ama belirli ağırlıklarının birbirinin yerine gecebildikleri anlaşılmıştır Cıva ağırlığından 100 olcu,317 bakır, 325 cinko ve 1 olcu hidrojen 355 olcu klorla yaptıkları bileşimde birbirlerinin yerine gecme durumundadırlar
Boylece Dalton ve diğer atomcular ikili bir bileşik olan suyu,bir hidrojen atomu ve ondan yedi kat daha ağır bir oksjen atomunun oluşturduğunu duşunurken,diğerleri oksijen ağırlığında yedi birimin bir birim hidrojenle birleşerek birim su oluştuğunu duşunuyorlardı Belki de kolaylık olsu diye oksijen ve hidrojen atomlarından soz edilebilirdi ama ısrar edildiğinde bunun yalnızca kimyasal deneylerden soz etmenin daha kolay bir yolu olduğunu soylerlerdi
Sabit ve katlı oranlar yasasını incelemeden once, Atomla ilgili bilimsel calışmaların tarihi seyri hakkında kısa bilgi sunmak daha aydınlatıcı olacaktır
19 yy ’a gelindiğinde fizikcilerin ilgi alanı hala kuvvet, itim ve cekimdi Yani fizikcilerin atoma pek gereksinimi yoktu Ya kimyacılar? Kimyasal tepkimeleri anlamaya calışan kimyacılar atom daha cok ilgi duyuyordu Gercekten 19 yy ’da atom kuramının canlanmasını sağlayanlar kimyacılardı
Şoyle soralım: Dalton, 19 yy başında,1803 ’te, “atomun varlığını ileri surerken kanıt olarak neleri gostermiştir? Bunu kavrayabilmek icin kimyanın temel birleşme yasalarını anımsamalıyız Cunku John Dalton (17661844) “atomun varlığının kanıtları olarak bu yasaları gostermiştir Bunlar kutlenin korunumu,sabit oranlar ve katlı oranlar yasası adıyla bilinir
19 yuzyıl, aslında atomla acıldı John Dalton, 18038 arasında atomun varlığının kanıtlarını acıkladı ve bilimsel anlamdaki ilk atom kuramını geliştirdi Dalton, kimyasal tepkimelerdeki kutlenin korunumu (Lavoisier ve Lomonosov), bileşiklerin oluşmasında sabit kutle oranının varlığı (Joseph Proust), katlı oran yasası(John Dalton) gibi denel sonucları başarıyla yorumladı ve bu sonucların (yasaların) ancak atomun varlığıyla kavranabileceğini gosterdi
Joseph Proust ise 1799 ’da yaptığı bir yayında kimyanın diğer buyuk bir yasasını acıkladı Buna kimyacılar, sabit kutle oranları yasası der Bu yasa şoyle der: Belirli bir bileşiği oluşturan elementler, daima belirli ve sabit olan bir kutle oranında birleşir Orneğin su oluşurken diyelim 30 gram hidrojen ile 70 gram oksijen ya da başka bir oran değil;ama daima kutlece yuzde 1119 hidrojen ve yuzde 8881 oksijenden oluşur
1803 ’te John Dalton, katlı oranlar yasası denen yasayı buldu Bu yasa sabit oranlar yasasının atomik oran duşuncesine daha kesin bir destek veriyordu Cunku iki element arasında iki ve daha cok bileşik oluşuyorsa,elementlerden birinin kutlesi sabit tutulduğunda onunla birleşen ikinci elementin kutleleri arasında basit tam sayılı bir oran vardı Buradaki kutle terimleri atomları anlatıyordu “Basit, tam sayılar atomların oranıydı İşte Dalton ’un vardığı sonuclar:
Her element atom adı verilen cok kucuk ve bolunemeyen taneciklerden oluşmuştur Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşamazlar ve bolunemezler “Atomu parcalayacak adam yoktur diye de ekleyivermişti Kimyacıların da hata yaptıkları bir gercektir!
Bir elementin butun atomlarının kutlesi (ağırlığı) ve diğer ozellikleri aynıdır Fakat bir elementin atomları diğer butun elementlerin atomlarından farklıdır
Kimyasal bir bileşik iki ya da daha cok sayıda elementin basit sayısal bir oranda birleşmesiyle oluşur Orneğin bir atom A ve bir atom B, AB ya da bir atom A ile iki atom B yani AB2
18yy kimyacılarının en buyuk başarılarından biri, atmosferin homojen bir ortam olmadığını, oksijen ,azot (nitrojen), su buharı ve belki de başka şeylerin oluşumundan oluştuğunu keşfetmeleriydi Ama atmosferin değişmez bir bileşim olduğu anlaşılınca,butunluğu ve kalıcılığına ilişkin sorular anlamsızlaşıyordu Bununla birlikteDalton, atmosferin yoğunlukları farklı olan uc ya da daha fazla esnek akışkandan oluştuğunu one surunce,aynı orular yeniden ele alınabilirdi
En yoğun gaz ustte ve en seyrek gaz altta olmak uzere nicin ayrı duzeyler oluşmuyordu? Bir Newtoncu olan Dalton, Principia ’yı actı ve orada Newton ’ın ‘atmosfer,birbirini iten kucuk parcacıklar ya da atomlardan oluşur ’ dediğini gordu Dalton buna ‘bir atom kendi turunden olan atomu itmez, başka tur atomları iter ’ varsayımını ekledi Zafer kazanmış tavrıyla sonuca varıyordu: “ Bu, gazların spesifik cekimleri ne olursa olsun bir gazın diğerinin icine işlemesi icindir
Dalton, atom kuramına asıl ozgun katkısını henuz yapmamıştı Bunlar yine belirli bir bilimsel sorundan oturu ortaya cıkıyordu Geleneksel atomcular ,atomun bicimi ve boyutları uzerinde yoğunlaşmaya eğilimliydiler Ne var ki bunun,şu soruyu sorarken Dalton ’a pek yardımı dokunmayacaktı: “Nicin su diğer gazlar gibi kutlesini kabul etmiyordu? “ Nicin su,orneğin azot oksiti,nitrojen ya da hidrojenden daha fazla miktarlarda icine alıyordu? Dalton ’a gore bunun nedeni tepkimenin, ‘ceşitli gazların temel parcacıklarının sayısına ve ağırlığına bağlı olmasıydı ’,en hafif olan en az soğurulabilendi Bu, Dalton ’I atım ağırlıklarıyla ilgilenmeye yoneltmeye yetmişti Dalton, onceki birkac varsayıma dayanarak,oksijen ve hidrojen elementlerinin gorece ağırlık oranlarının 7:1 olduğu sonucuna vardı ve bu temele dayanarak kimyasal bileşimin temel yasaları uzerinde calışmaya başladı
Buna karşın atomculuk, kimyacılar arasında bile dikkate değer bir direnişle karşılaştı Bircok bilgin,kimyager ve filozof,algılanamaz ve bolunemez parcacıkların varlığını kabul edemiyorduWilliam Whewell, Philolosophy of the Inductive Science ( 1840) calışmasında bunun bilimin, kimyasal deneyimin sonucu değil, metafiziğin sonucu olduğunu iddia ediyordu:
“ Ama eğer atomik kuram one surulecekse ki buna gore kimyasal elemetler bolunemeyen parcacıklardan oluşmaktadır,şunu belirtmeden gecemeyiz ki, kimyasal araştırma bunu kanıtlamamıştır ve hatta hicbir doyurucu kanıt ortaya koyamamıştır
Benzer bicimde buyuk kimyacı FA Kekule 1867 ’de şoyle direnebiliyordu: “Atomların varolup olmadığı sorusu kimyasal bakış acısıyla hicbir onem taşımamaktadır;bu tartışma metafiziğe ait bir tartışmadır
Kimyagerlerin atomculuğa olan bu acık kayıtsızlıklarının bir nedeni de kimyasal tepkimeleri acıklamanın,kimyasal denklemlerin dili gibi başka yollarının da olmasıydı Donemin ders kitaplarında orneğin denklem tabloları şoyle sunuluyordu: Kimyasal denklemler yalnızca birbirine bağlanan maddelerin goreli niceliklerini temsil eder Ya da bir bilim sozluğunde acıklandığına gore şoyleydi: “ Nesnelerin,bileşimindeki yerleri değiştirildiği zaman eşit olabildikleri soylenmektedir
Orneğin: Deneyler sonucunda… Ceşitli metallerin değişik ama belirli ağırlıklarının birbirinin yerine gecebildikleri anlaşılmıştır Cıva ağırlığından 100 olcu,317 bakır, 325 cinko ve 1 olcu hidrojen 355 olcu klorla yaptıkları bileşimde birbirlerinin yerine gecme durumundadırlar
Boylece Dalton ve diğer atomcular ikili bir bileşik olan suyu,bir hidrojen atomu ve ondan yedi kat daha ağır bir oksjen atomunun oluşturduğunu duşunurken,diğerleri oksijen ağırlığında yedi birimin bir birim hidrojenle birleşerek birim su oluştuğunu duşunuyorlardı Belki de kolaylık olsu diye oksijen ve hidrojen atomlarından soz edilebilirdi ama ısrar edildiğinde bunun yalnızca kimyasal deneylerden soz etmenin daha kolay bir yolu olduğunu soylerlerdi
