Bağıl Atom Kütlesi

Bağıl Atom Kütlesi - Bağıl Atom Kütlesi Hakkında - Atom Kütlesi

Çekirdek fiziği veya atom fiziği ile ilgili bu madde bir taslaktır. İçeriğini geliştirerek Vikipedi'ye katkıda bulunabilirsiniz.
Bağıl atom kütlesi, bir elementin, atom kütle birimi (atomic mass units amu) cinsinden ortalama kütlesini belirtir. Bu rakam, sıklıkla elementin izotoplarının da ortalama kütlesini belirttiği için, ondalıklı bir sayıdır. Bir elementin bağıl atom kütlesinden atom numarasının (proton sayısının) çıkarılmasıyla, o elementin nötron sayısı bulunabilir.

Atomlar çok küçük tanecikler olduğundan tek bir atomu tartmak, kütlesini bu yolla bulmak mümkün değildir. Bu nedenle ilim adamları atom kütlelerini karşılaştırmayı ve uygun yöntemlerle kütlelerini bulmayı başarmışlardır. Bu işi yaparken bir atomu başlangıç olarak seçmişler. Diğer atomları bu kontrol atomu ile kıyaslayarak, bütün atomlar arasında değişik oransal büyüklükler bulmuşlar.

İlk önce kontrol atomu olarak, H atomunu seçmişler. Hidrojen atomunun kütlesi 1 birim kabul edilmiş ve diğer atomlar bununla kıyaslanmış. Bu durumda kütle olarak

1 C atomu @ 12 tane H atomu
1 O atomu @ 16 tane H atomu
1 Mg atomu @ 24 tane H atomu

gibi eşitlikler bulunmuştur.

Yeni elementler bulundukça bu oranlarda sapmalar görülmüş. Bilim adamları bu durumu düzeltmek için kontrol atomunu değiştirmişler ve H yerine O = 16 kullanılmış ve en son olarak da 12C izotopu kullanmışlar.
Karbon 12 (12C) izotopunun 1 atomunun kütlesi 12,000 kabul edilmiş. Diğer elementlerin kütleleri 12C izotopuna bağlı olarak belirlenmiş ve bu kütlelere Bağıl atom kütleleri denir.

Atomların bağıl ağırlıkları için neden karbon 12 esas kabul edilmiştir?
Aslında sorunun cevabına geçmeden önce hemen hepimizin yaptığı bir hatadan söz etmek istiyorum. Gerçekte atom “ağırlığı” demek doğru değil. Atom “kütlesi” dememiz gerekiyor. Bazılarımız (bazen ben de dahil) bunun kütle olması gerektiğini bildiği halde alışkanlıktan ağırlık diyoruz; bazılarımız ise böyle bir ayrımdan haberdar değiliz. Bildiğiniz gibi ağırlık kütlenin yer çekimi kuvveti tarafından çekilmesi olayıdır. Dolayısıyla aynı madde değişik yerlerde değişik ağırlıklarda ölçülebilir ama kütle değişmez sabittir. O zaman atom ağırlığı değil de atom kütlesi demeye özen göstermemizde fayda var.
Bu soruyu sorarken “bağıl ağırlık” terimini kullanmışsınız. Bu yüzden atomların kütlelerinin göreceli olarak ölçüldüğünü biliyorsunuz demektir. Göreceli olarak (yani başka atomların kütleleriyle kıyaslanarak) ölçülmesinin sebebi de tahmin edeceğiniz gibi, bu kadar küçük kütleye sahip bir maddeyi ölçebilecek kadar hassas bir ölçü biriminin bulunmaması. Zaten dikkat ederseniz atomların kütlelerinin bu yüzden birimi yoktur. Yada birim olarak amu (atomic mass unit) yani atomik kütle birimi kullanılabilir. Bu bağıl kütle kısmını daha fazla açıklamadan geçiyorum. 1961 yılına kadar atom kütlelerini ölçmek için baz alınan atom oksijen-16 ya da hidrojen idi. Avogadro Yasası’na göre “eşit sıcaklık ve basınç altında, belirli bir hacimde bulunan gazların molekül sayıları eşit olur” prensibinden hareket edilmişti. Diğer atomlarla en çok tepkimeye giren atomlardan biri olan “oksijen atomu” atom kütleleri ölçümü için baz alınmıştı. Böylece oksijeni diğer atomlarla kıyaslamak ve dolyısıyla atomik kütlelerini tespit etmek kolay olacaktı. Hidrojen atomunun seçilme sebebi ise, onun en düşük kütleye sahip olmasından ötürü kütlesinin 1 alınıp diğer atomların kütlesini buna göre kıyaslamak düşüncesiydi. Geçmişte bir dönem kimyacılar ve fizikçiler bu iki atomu da referans alarak atomik kütle ölçümleri yapıyorlardı ve bu bazen karışıklıklara yol açabiliyordu. 1961 yılında karbon-12 atomu, atomik kütle birimi olarak baz alındı. Bu iyi bir seçimdi çünkü 6 proton ve 6 nötron içeren çekirdeği ile karbon-12 oksijen ile hidrojen arasında ortalarda yer alıyordu.