Kuantum Mekaniinin Tarihesi Kuantum Kimyas Dersi Balkesir niversitesi
Kuantum Mekaniğinin Tarihçesi Kuantum Kimyası Dersi Balıkesir Üniversitesi
Kuantum mekaniğinin doğuşu • Cisimlerin hareketleri 17. yüzyıl sonlarında Isaac Newton un ortaya attığı klasik mekanik kanunları ile açıklanır. • Fakat 20. yüzyılın başlarında bu kanunların elektron ve çekirdek gibi taneciklerin hareketlerini açıklamaya yetmediği belirlenmiştir. Örneğin: • Siyah cisim ışıması, fotoelektrik olay, ısı sığaları, atomik ve moleküler spektrumlar…. . Bunlar KUANTUM mekaniği prensiplerine göre açıklanmaya başlamıştır. • Aslında Kuantum mekaniği ışığın tanecikli yapıda olduğunun gösterildiği çalışmalardan sonra doğmuştur.
1905: • Albert Einstein Fotoelektrik olayını enerjinin kuantlaşmasıyla açıklayan bir makale yayınladı. "On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light“; 1922: 1925: • Heisenberg belirsizlik ilkesini ileri sürdü • Stern. Gerlach Deneyi (Uzay kuantlaşma • Wolfgang Pauli teorisini 4. kuantum doğruladı) sayısını (spin sayısını) geliştirdi. 1940: Pauli Spin. Statistik Teoremini sundu. 1926: Dalga mekaniği ve Schrödinger eşitliği üzerine bir paper yayınlandı Bugün kuantum kimya 1924: 1900: 1913: • Max Planck • Neils Bohr siyah cisim atomun yapısını ışımasını açıkladı. kuantum teorisine göre yeniledi. • Louis De Broglie doktora tezini yayınladı, elektron dalgaları teorisini sundu. 1933: • Otto Stern protonların magnetik momentlerini ölçtü • Schrodinger fizik nobel ödülünü kazandı
Max Planck(1858 -1947) • Klasik mekaniğin açıklayamadığı siyah cisim ışımasını açıklayarak kuantum fikrinin doğmasına neden oldu. • İlk fikirlerini 19 Ekim 1900 da bir toplantıda sundu. • Temel olarak iddası: Enerji her zaman kuant denilen belirli paketçiklerle yayılır ve absorbe edilir. • Enerjinin elektromanyetik radyasyon olarak absorbe edilebildiği/ yayıldığı en küçük enerji miktarına kuantum adını verdi. • Bu fikir ona 1918 de nobel fizik ödülünü kazandırdı.
Albert Einstein(1879 -1955) • 1905 te peşe 4 makale yayınladı(mucize yıl) • Fotoelektrik olayının kanunlarını açıklayabildiği için 1921 de nobel fizik ödülünü kazandı. • Görelilik kuramını formüle etti ve bu kuantum mekaniği ile istatistik mekaniğine önemli katkılarda bulundu. • E = mc 2 formülü ile madde ve enerji arasında bir ilişki kurdu. • Belirsizlik ilkesine her zaman karşı oldu, “Tanrı zar atmaz, bu durum bizim ölçmedeki yetersizliğimizdir” dedi.
Otto Stern(1888 -1969) • Walter Gerlach ile birlikte meşhur Ster-Gerlach deneyini gerçekleştirdi, Gümüş demetini düzgün olmayan bir manyetik alandan geçirince atomlar yanlızca 2 banda ayrıldılar. • Moleküler ışık metodunu geliştirdi. Atomun ve molekülün dalga yapısını gösterdi. • Atomik magnetik momentleri ölçtü. Protonların magnetik momentlerini düzeltti • 1943 te nobel fizik ödülü.
Neils Bohr (1885 -1962) • 1913 te kuantum fiziğinden esinlendiği fikirleri kullanarak bugün bile doğruluğu devam eden atom modelini ileri sürdü. • Çekirdeğin etrafındaki dairesel orbitallerde elektronların hareket ettiğini söyleyen ilk bilim adamıdır. • Bir elektron yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine indiğinde bir foton yayınlanır. Fikrini ortaya koydu. • 1922 de nobel fizik ödülünü aldı.
Prens Louis-Victor de Broglie • Nobel fizik ödülünü, 1925 yılında sunduğu doktora tezinden dolayı 1929 da aldı • Broglie ; ”Bütün maddeler dalga gibi benzer yapılardır, her hareket eden objeye bir dalga eşlik eder” iddasında bulundu. • Fizikte dalga mekaniği denen ve ışık ile madde fiziğini birleştiren yeni bir alan yarattı.
Werner Heisenberg(1901 -1975) • 1927 yılında kendi adıyla anılan Heisenberg ilkesini ortaya attı. 1932 te nobel ödülünü kazandı. Çalışması kuantum mekaniğinin oluşturulması ve hidrojen allotroplarının keşfi üzerineydi. • Matriks mekaniğini keşfetti. • Bohr ile birlikte Kuantum mekaniğinin Kopenhang yorumunu ortaya attı.
Wolfgang Ernst Pauli(1900 -1958) • 1945 yılında fizikte Nobel Ödülü aldı. • “Bir atomda aynı kuantum haline sahip birden fazla elektron olamaz”, Spin-statik teoremini sundu. • Heisenberg in desteğiyle gözlenen hidrojen atomu spektrumunu türetti. • Nötrino kavramını ilk kez kullandı.
Erwin Schrödinger • İlk makalesi 20. yüzyılın en önemli başarılarından biri olarak kabul edilir, hem fizikçiler hem de kimyacılar için kuantum mekaniğinde bir devrim yaratmıştır. • 1933 te Nobel Ödülü • Schrödingerin Kedisi Düşünce Deneyi 1935.
Erwin Schrödinger(1887 -1961) • 1926’da Zürih Üniversitesinde 4 makale yayınlandı. – Dalga Mekaniği ve Shrondingerin Eşitliği – Kuantum Harmonik Ossillasyonun çözümü, 2 atomlu moleküller ve yeniden türetilmiş eşitliği – Yaklaşımların Heisenberg le karşılaştırılması. – Eşitliğin zamanla nasıl çalıştığının gösterimi.
Schrödingerin Kedisi • • Gazın bozunması kediyi öldürür. Gazın bozunma olasılığı %50 Kedinin ölme olasılığı %50 Kutu açılmadan önceki durumla ilgili bilgimiz yok.
Kuantum kimyası nerelerde kullanılır? • Gazların entropi ve ısı kapasitelerinin hesaplanmasında • Moleküllerin spektrumlarının açıklanmasında • Bağ açısı ve bağ uzunluğu gibi özelliklerin teorik hesaplanmasında • Organik moleküllerin dayanıklıklarının saptanması, ara ürünlerin özelliklerinin bulunması, reaksiyon mekanizmasının belirlenmesinde, NMR spektrumlarının yorumlanmasında ÖNEMLİ NOT: Kuantum kimyası kimyanın bütün anabilim dallarına uygulanabildiği için son derece önemlidir.
- Slides: 14