Günlük hayatımızda karşılaştığımız tüm maddeler, katı, sıvı veya gaz şeklinde belirgin bir hacim kaplıyor.
Bu maddelerin hacim kaplama özellikleri, atomların ve moleküllerin etkileşimlerinden nasıl etkileniyor?
Atomların çoğu boşluktan oluşmasına rağmen madde nasıl hacim kaplıyor sorusu, atomların iç yapısı ve birbirleriyle olan etkileşimleriyle açıklanabilir.
Bu soruyu açıklamak için de bazı temel noktalar var. Atomlar, çekirdek ve çevresindeki elektron bulutundan oluşuyor. Çekirdek, protonlar ve nötronlardan oluşuyor ve atomun kütlesinin büyük kısmını içeriyor, ancak hacmi oldukça küçük.
Elektronlar ise çekirdeğin etrafında belirli enerji seviyelerinde hareket ederler. Elektron bulutu, atomun büyük bir kısmını kaplar ama çoğunlukla boşluklardan oluşur.
Elektronlar negatif yüklü ve birbirlerini iterler.
Bu itme kuvveti, atomların birbirine yaklaşmasını zorlaştırıyor. Atomlar arasında belirli bir mesafe de korunmuş oluyor. Elektronlar, belirli enerji seviyelerinde ve orbitallerde bulunuyor. Bu orbitaller, elektronların bulunma olasılığı yüksek olduğu bölgeleri tanımlar ve atomların hacmini belirler.
Yani, bir atomun hacmi, elektronların bu belirli bölgelerde bulunma olasılığına göre şekillenir.
Atomlar, kovalent, iyonik ve metalik bağlar gibi çeşitli bağ türleri aracılığıyla moleküller ve katı yapılar oluştururlar.
Bu bağlar, atomları belirli bir düzen içinde tutarak maddelerin belirli bir hacim kaplamasını sağlar. Mesela bir su molekülü, hidrojen ve oksijen atomları arasında kurulan bağlarla belirli bir hacim kaplıyor.
Atomlar ve moleküller arasındaki elektromanyetik kuvvetler, maddenin hacim kaplamasında önemli bir rol oynuyor. Elektron bulutları arasındaki itme kuvveti, atomların belirli bir hacimde kalmasına neden olur.
Atomların mikro düzeydeki yapısı ve etkileşimleri, makroskobik düzeyde maddelerin yoğunluk, hacim ve şekil gibi özelliklerini belirler.
Bir katı madde, atomların düzenli bir kristal yapıda sıralanmasıyla belirli bir şekil ve hacim kazanıyor. Sıvılar, atomların veya moleküllerin birbirine daha yakın fakat akışkan bir düzende bulunmasıyla belirli bir hacim kaplıyor. Gazlar ise atomların ve moleküllerin daha geniş bir alana yayılmasıyla hacim kaplıyor.
Yani, atomların çoğu boşluklardan oluşsa da elektronların belirli bölgelerde bulunma olasılığı, moleküller arası bağlar ve elektromanyetik kuvvetler, maddenin belirli bir hacim kaplamasını sağlıyor. Bu etkileşimler de atomların ve moleküllerin makroskobik düzeyde anlamlı bir hacim oluşturmasına neden olmuş oluyor.
Kaynaklar: The Conversation, Physicsİlginizi çekebilecek diğer içeriklerimiz: