John Dalton

19.yüzyıla gelindiğinde fizikçilerin ilgi alanı hala kuvvet, itim ve
çekimdi. Yani fizikçilerin atoma pek gereksinimi yoktu. Ya kimyacılar?
Kimyasal tepkimeleri anlamaya çalışan kimyacılar atom daha çok ilgi
duyuyordu. Gerçekten 19.yüzyılda atom kuramının canlanmasını
sağlayanlar kimyacılardı.
Şöyle soralım: Dalton, 19.yüzyıl başlarında, 1803’te, “atomun
varlığı”nı ileri sürerken kanıt olarak neleri göstermiştir? Bunu
kavrayabilmek için kimyanın temel birleşme yasalarını anımsamalıyız.
Çünkü John Dalton (1766-1844) “atomun varlığının kanıtları” olarak bu
yasaları göstermiştir. Bunlar kütlenin korunumu,sabit oranlar ve katlı
oranlar yasası adıyla bilinir.
19.yüzyıl, aslında atomla açıldı. John Dalton, 1803-8 arasında atomun
varlığının kanıtlarını açıkladı ve bilimsel anlamdaki ilk atom kuramını
geliştirdi. Dalton, kimyasal tepkimelerdeki kütlenin korunumu
(Lavoisier ve Lomonosov) bileşiklerin oluşmasında sabit kütle oranının
varlığı (Joseph Proust), katlı oran yasası (John Dalton) gibi deneysel
sonuçları başarıyla yorumladı ve bu sonuçların (yasaların) ancak atomun
varlığıyla kavranabileceğini gösterdi.
Joseph Proust ise 1799’da yaptığı bir yayında kimyanın diğer büyük bir
yasasını açıkladı. Buna kimyacılar, sabit kütle oranları yasası der. Bu
yasa şöyle der: Belirli bir bileşiği oluşturan elementler, daima
belirli ve sabit olan bir kütle oranında birleşir. Örneğin su oluşurken
diyelim 30 gram hidrojen ile 70 gram oksijen ya da başka bir oran
değil;ama daima kütlece yüzde 11.19 hidrojen ve yüzde 88.81 oksijenden
oluşur.
1803’te John Dalton, katlı oranlar yasası denen yasayı buldu. Bu yasa
sabit oranlar yasasının atomik oran düşüncesine daha kesin bir destek
veriyordu. Çünkü iki element arasında iki ve daha çok bileşik
oluşuyorsa,elementlerden birinin kütlesi sabit tutulduğunda onunla
birleşen ikinci elementin kütleleri arasında basit tam sayılı bir oran
vardı. Buradaki kütle terimleri atomları anlatıyordu. “Basit, tam
sayılar” atomların oranıydı. İşte Dalton’un vardığı sonuçlar:
1. Her element atom adı verilen çok küçük ve bölünemeyen taneciklerden
oluşmuştur. Atomlar kimyasal tepkimelerde oluşamazlar ve bölünemezler.
“Atomu parçalayacak adam yoktur” diye de ekleyivermişti. Kimyacıların
da hata yaptıkları bir gerçektir!
2. Bir elementin bütün atomlarının kütlesi (ağırlığı) ve diğer
özellikleri aynıdır. Fakat bir elementin atomları diğer bütün
elementlerin atomlarından farklıdır.
3. Kimyasal bir bileşik iki ya da daha çok sayıda elementin basit
sayısal bir oranda birleşmesiyle oluşur. Örneğin bir atom A ve bir atom
B, AB ya da bir atom A ile iki atom B yani AB2.






18.yy kimyacılarının en büyük 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,bütünlüğü ve kalıcılığına
ilişkin sorular anlamsızlaşıyordu. Bununla birlikte, Dalton, atmosferin
yoğunlukları farklı olan üç ya da daha fazla esnek akışkandan
oluştuğunu öne sürünce,aynı sorular yeniden ele alınabilirdi. En yoğun
gaz üstte ve en seyrek gaz altta olmak üzere niçin ayrı düzeyler
oluşmuyordu? Bir Newtoncu olan Dalton, Principia’yı açtı ve orada
Newton’ın ‘atmosfer,birbirini iten küçük parçacıklar ya da atomlardan
oluşur’ dediğini gördü. Dalton buna ‘bir atom kendi türünden olan atomu
itmez, başka tür atomları iter’ varsayımını ekledi. Zafer kazanmış
tavrıyla sonuca varıyordu: “ Bu, gazların spesifik çekimleri ne olursa
olsun bir gazın diğerinin içine işlemesi içindir.”
Dalton, atom kuramına asıl özgün katkısını henüz yapmamıştı. Bunlar
yine belirli bir bilimsel sorundan ötürü ortaya çıkıyordu. Geleneksel
atomcular ,atomun biçimi ve boyutları üzerinde yoğunlaşmaya
eğilimliydiler. Ne var ki bunun,şu soruyu sorarken Dalton’a pek yardımı
dokunmayacaktı: “Niçin su diğer gazlar gibi kütlesini kabul etmiyordu?
“ Niçin su,örneğin azot oksiti, nitrojen ya da hidrojenden daha fazla
miktarlarda içine alıyordu? Dalton’a göre bunun nedeni tepkimenin,
‘çeşitli gazların temel parçacıklarının sayısına ve ağırlığına bağlı
olmasıydı’,en hafif olan en az soğurulabilendi. Bu, Dalton’u atım
ağırlıklarıyla ilgilenmeye yöneltmeye yetmişti. Dalton, önceki birkaç
varsayıma dayanarak,oksijen ve hidrojen elementlerinin görece ağırlık
oranlarının 7:1 olduğu sonucuna vardı ve bu temele dayanarak kimyasal
bileşimin temel yasaları üzerinde çalışmaya başladı.
Buna karşın atomculuk, kimyacılar arasında bile dikkate değer bir
direnişle karşılaştı. Birçok bilgin,kimyager ve filozof,algılanamaz ve
bölünemez parçacıkların varlığını kabul edemiyordu.William Whewell,
Philolosophy of the Inductive Science ( 1840) çalışmasında bunun
bilimin, kimyasal deneyimin sonucu değil, metafiziğin sonucu olduğunu
iddia ediyordu:
“Ama eğer atomik kuram öne sürülecekse.. ki buna göre kimyasal
elementler bölünemeyen parçacıklardan oluşmaktadır,şunu belirtmeden
geçemeyiz ki, kimyasal araştırma bunu kanıtlamamıştır ve hatta hiçbir
doyurucu kanıt ortaya koyamamıştır.”
Benzer biçimde büyük kimyacı F.A.Kekule 1867’de şöyle direnebiliyordu:
“Atomların varolup olmadığı sorusu kimyasal bakış açısıyla hiçbir önem
taşımamaktadır;bu tartışma metafiziğe ait bir tartışmadır.”
Kimyagerlerin atomculuğa olan bu açık kayıtsızlıklarının bir nedeni de
kimyasal tepkimeleri açıklamanın,kimyasal denklemlerin dili gibi başka
yollarının da olmasıydı. Dönemin ders kitaplarında örneğin denklem
tabloları şöyle sunuluyordu:” Kimyasal denklemler yalnızca birbirine
bağlanan maddelerin göreli niceliklerini temsil eder.” Ya da bir bilim
sözlüğünde açıklandığına göre şöyleydi: “Nesnelerin, bileşimindeki
yerleri değiştirildiği zaman eşit olabildikleri söylenmektedir.”
Örneğin: “Deneyler sonucunda… Çeşitli metallerin değişik ama belirli
ağırlıklarının birbirinin yerine geçebildikleri anlaşılmıştır. Cıva
ağırlığından 100 ölçü,31.7 bakır, 32.5 çinko ve 1 ölçü hidrojen 35.5
ölçü klorla yaptıkları bileşimde birbirlerinin yerine geçme
durumundadırlar.”
Böylece Dalton ve diğer atomcular ikili bir bileşik olan suyu,bir
hidrojen atomu ve ondan yedi kat daha ağır bir oksijen atomunun
oluşturduğunu düşünürken,diğerleri oksijen ağırlığında yedi birimin bir
birim hidrojenle birleşerek birim su oluştuğunu düşünüyorlardı. Belki
de kolaylık olsu diye oksijen ve hidrojen atomlarından söz edilebilirdi
ama ısrar edildiğinde bunun yalnızca kimyasal deneylerden söz etmenin
daha kolay bir yolu olduğunu söylerlerdi.