Modern Atom Kanunu Bohr’un atom modeli tek elektronlu hidrojen atomunun yapısını açıklayabilirken daha fazla elektron bulunduran atomların yapısını açıklamakta yetersiz kalmıştır. Bu durumda E. Schrödinger (E. Şürödingır), W. Heisenberg (W.Hayzınbörg), W. Pouli (W. Poli), M. Dirac (M.Dirak) ve L. Borglie (L. Brogli) gibi pek çok bilim adamı araştırmalarını Bohr’un atom modelini ve kuantum kuramını geliştirmek üzere yoğunlaşmışlardır. Bu çalışmalar sonucunda bugün için geçerli nükleer atom ya da atomun kuantum modeli de denilen modern atom kuramına ulaşılmıştır. Bu kuramda, elektron gibi çok küçük taneciklerin davranışlarını incelemek için yapılan ölçümlerde bazı belirsizliklerin, birtakım kısıtlamaların olduğu öncelikle kabul edilmiştir. Bu daha önce kullanılan temel fizik yasalarına ters düşen bir durumdur. Bir nesneyi gözlemleyebilmek için ışık kullanmak şarttır. Işığın madde ile etkileştiği ise uzun süredir bilinen bir gerçektir. Buna göre elektronun yerini ve hızını tespit etmek istediğimizde ışık kullanmamız gerekir. Uygun ışığı kullanarak elektronun yerini belirlediğimizde ışık ile etkileşmiş olan elektronun hızı, etkileşimden önceki halinden farklı olacaktır. Bu durumda elektronun yerinin ve hızının aynı anda tam olarak tespiti mümkün olmaz. Bu durum belirsizlik ilkesi olarak ifade edilir. Heisenberg tarafından ileri sürülen ve bu ilkeye göre bir elektronun yerini belirlediğimizde hızını, hızını belirlediğimizde ise yerini tam olarak belirleyemeyiz. Bir taneciğin yerinin tespiti için yapılan ölçümlerdeki hız değişikliği taneciğin kütlesi ile ters orantılıdır. Yani taneciğin kütlesi küçüldükçe hız değişikliği artmaktadır. Bu açıklamalar Bohr’un elektronlar çekirdek etrafında dairesel yörüngelerde, belli yerlerde ve belli hızlarda hareket eder şeklindeki açıklamalarına ters düşmektedir. Atomlarda Elektron Dağılımı 1926’da Werner Heisenberg (Vörnır Hayzınbörg)’ün açıkladığı belirsizlik ilkesinin dışında 1924’te Louis de Broglie (Lui Dö Brogli) de elektronların tanecik özelliği dışında dalga özelliği gösterebileceğini ileri sürdü. 1927’de Erwin Schrödinger (Örvin Şürödingır) elektronun dalga özelliğini kullanarak elektronun çekirdek etrafındaki konumunu matematiksel bağıntılarla ifade etti. Bu bağıntılara göre elde edilen dalga fonksiyonuna Orbital adı verildi. Bütün bu açıklamalardan sonra elektronu tanecik olarak ele aldığımızda orbital, atomun içinde elektronların bulunma olasılıklarının yüksek olduğu bölgeyi ifade eder. Elektronu dalga olarak düşündüğümüzde ise orbital, yük yoğunluğunun yüksek olduğu bölgeyi belirtir. Bu durumda elektron ister tanecik, isterse dalga olarak düşünülsün orbital, yeri kesin olarak bilinemeyecek olan elektronun hangi sınırlar içinde bulunabileceğini gösteren bir olasılık dağılımıdır. Bilinen dört orbital türü vardır. Bunlar; s, p, d ve f harfleri ile simgelenir. Bundan sonraki bölümde bu orbitalleri ve özelliklerini inceleyeceğiz. 1. Elektronların Bulunduğu Enerji Bölgeleri Bohr’un da açıkladığı gibi çekirdek etrafında elektronların yer aldığı enerji bölgeleri yani enerji düzeylerinin varlığı kabul edilir. Bunlar çekirdekten itibaren sıfır olmamak kaydıyla 1, 2, 3, 4, .... gibi sayılarla ifade edilir. Orbitaller de bu enerji bölgelerinde yer alır. Her orbitalin uzaydaki yönelimleri farklıdır. Biz bu orbitallerden s ve p orbitallerinin uzaydaki yönelimlerini kısaca açıklayacağız. Öncelikle anlaşılması en basit olan 1s orbitalini ile alalım. Şekil 3.8 a’da 1s orbitali bir düzlemde gösterilmiştir. Bu şekilde, elektronun bulunma olasılığının her biri bir nokta ile belirtilmiştir. Ayrıca çekirdek, şeklin ortasında yer almaktadır. Şekle göre elektronun bulunma olasılığının çekirdekte en yüksek görünmesi sizi yanıltmasın. Bu durumun nedeni, çekirdeğe yaklaşıldıkça hacmin küçülmesidir. Yoksa çekirdekte elektron bulunmaz. Ancak çekirdeğe yakın bölgelerde elektron bulunma olasılığı yüksektir. Şekil 3.8 b’de ise küresel 1s orbitalinın olasılık dağılımın kesiti görülüyor.