John Dalton (1766 -1844)

İnsanoğlu maddenin temel parçacık fikrine çok
eskiden ulaşmıştı. Antik Yunan düşünürleri için toprak, hava, su ve
ateş tüm diğer maddeleri oluşturan asal nesnelerdi. Aristoteles bunlara
"yetkin göksel nesne" dediği bir beşincisini eklemişti. Atom kavramım
ilk kez ortaya atan Democritus ise bir parçacığın belli bir küçüklükle
sınırlı kaldığı, daha fazla bölünmeye elvermediği savındaydı. Ona göre,
tüm maddeleri oluşturan atomlar tek türden nesnelerdi. Maddelerin
görünürdeki farklılığı atomların sadece değişik düzenlenmelerinden
ileri gelmekteydi.

Ondokuzuncu yüzyıla gelinceye dek bu
düşüncede belli bir ilerleme gözlenmez. İlk kez John Dalton modern atom
teorisine yol açan bir atılım içine girer. Atom, molekül, element ve
bileşiklere ilişkin kimya alanında günümüze değin süren başlıca
gelişmelerin bu atılımdan kaynaklandığı söylenebilir.

Atom kavramına bilimsel kimlik kazandıran Dalton kimdi?

John
Dalton, İngiltere'de geçimini el dokumacılığıyla sağlayan yoksul bir
köylünün çocuğu olarak dünyaya gelir. Küçük yaşında dinin yanı sıra
matematik, fen ve gramer derslerine de programında yer veren bir
tarikat okulunda öğrenimine başlar. Özellikle matematikte sergilediği
üstün yetenek ona yerel çevrede ün kazandırır.

Oniki yaşına
geldiğinde, kendi okulunu açmak için yetkililerden izin alır. Aralıksız
onbeş yıl sürdürdüğü öğretmenliği döneminde genç adam yüzlerce köy
çocuğunu eğitmekle kalmaz, matematik ve bilime olan merak ve tutkusu
doğrultusunda kendini de yetiştirir. Onun ömür boyu süren bir yan
tutkusu da hava değişimleri üzerindeki gözlemleriydi. Çeşitli
yörelerden topladığı hava örneklerini konu alan çözümlemeleri, havanın
hep aynı kompozisyonda olduğunu gösteriyordu.

Dalton'un
anlamadığı bir nokta vardı: Gazlar neden tekdüze bir karışım
sergiliyordu? Karışımda, örneğin, karbondioksit gibi ağır bir gazın
dibe çökmesi niçin gerçekleşmiyordu? Sonra, gazların karışımı yalnızca
esinti veya termal akımlara mı bağlıydı, yoksa başka etkenler de var
mıydı?

Dalton iyi bir deneyci değildi ama, sorusuna yanıt
arayışında laboratuvara girmekten kaçınamazdı. Deneyi basitti: Ağır
gazla dolu bir şişeyi masa üzerine yerleştirir, üstüne ağızları
birleşecek şekilde hafif gazla dolu bir şişeyi baş aşağı kor.
Beklenenin tersine, ağır gaz alt şişede, hafif gaz üst şişede kalmaz;
iki gaz çok geçmeden tam bir karışım içine girer.

Dalton bu
olguyu, sonradan "basınçların tikel teorisi" diye bilinen bir önermeyle
açıklar. Buna göre, bir gazın parçacıkları başka bir gazın
parçacıklarına değil, kendi türünden parçacıklara geri itici davranır.
Bu açıklama, Dalton'u geçerliği bugün de kabul edilen bir varsayıma
götürür: Her gaz kütlesi, biribirine uzak aralıklarda devinen
parçacıklardan oluşmuştur.

Bu çalışmalarıyla bilim çevrelerinde
adı duyulmaya başlayan Dalton, 1793'te Manchester Üniversitesi'ne
öğretim görevlisi olarak çağrılır. Üniversitede matematik ve fen
dersleri veren genç bilim adamı, meteorolojik gözlemlerini yayınlaması
üzerine, Manchester Yazım ve Bilim Akademisi'ne üye seçilir.

Elli
yıl süren üyelik döneminde Dalton, Akademiye yüzden fazla bildiri
sunar, bilimsel konferanslarda aktif rol alır. Katıldığı son
toplantılardan birinde övgü yağmuruna tutulduğunda, "Beni yaptıklarımda
başarılı buluyorsanız, beğeninizi büyük ölçüde her zaman dikkat ve
özenle sürdürdüğüm çabaya borçluyum," diyerek gençlere bir mesaj
ulaştırmak ister (yaklaşık yüzyıl sonra Thomas Edison da kendi
başarısını benzer sözcüklerle dile getirmişti: "Deha' dediğimiz şeyin
yüzde birini esine, yüzde doksan dokuzunu alın terine borçluyuz").

Dalton'u
maddenin atom teorisine yönelten gereksinme atmosfer olaylarına ilişkin
açıklama arayışından doğmuştu. Daha önce İrlandalı bilim adamı Robert
Boyle de hava kompozisyonu ve hava basıncı üzerinde yoğun
araştırmalarda bulunmuştu. Havanın bir kaç değişik gazdan oluştuğu
buluşu Boyle'a aittir.

Aradan geçen zaman içinde Cavendish,
Lavoisier, Priestley gibi seçkin bilim adamları da havanın
kompozisyonunda oksijen, nitrojen, karbondioksit ve su buharının yer
aldığını saptamışlardı. Ama bunlardan hiçbirinin atom teorisinin
sağladığı açıklamaya yöneldiğini görmüyoruz.

Dalton bir bakıma
kimyayı ve kimyasal çözümlemeyi tanımlayan ilk kişidir. Ona göre,
kimyanın başlıca işlevi maddesel parçacıkları biribirinden ayırmak ya
da biribiriyle birleştirmektir. Onun sözünü ettiği bu parçacıklar
maddenin, o zaman bölünmez, parçalanmaz sayılan en ufak öğeleri, yani
atomlardı.

Bilindiği üzere, kimya sanayiinde bir bileşiğin
istenen miktarda üretimi için her bileşen maddeden ne kadar gerekli
olduğunu belirlemek önemlidir. Dalton'a gelinceye dek bu belirleme "el
yordamı" dediğimiz sınama-yanılma yöntemine dayanıyordu.

Dalton
bu işlemin daha güvenilir bir yöntemle yapılmasını sağlamak için bir
atomik ağırlıklar tablosu hazırlar. Deneylerinde, bileşen maddelerin
ağırlıkları arasında küçük tam sayılarla belirlenebilen basit
ilişkilerin olduğunu görmüştü. Gerçi belli bir bileşim için aynı
bileşenlerin daima aynı oranda işleme girdiği, öteden beri biliniyordu.

Dalton
bir adım daha ileri giderek, aynı iki madde birden fazla şekilde
birleştirildiğinde, ortaya çıkan değişik sonuçların da biribirleriyle
basit sayılarla ifade edilebilen ilişkiler içinde olduğunu gösterir.
Örneğin, bataklık gazında bulunan hidrojen, etilen gazında bulunan
hidrojenden iki kat daha fazladır. Başka bir örnek: Dört kurşun
oksit'te bulunan oksijen miktarı l, 2, 3, 4 gibi basit orantılar
içindedir.

Bu basit tam sayılar, Dalton'u maddesel nesnelerin
"atom" denen sayılabilir ama bölünmez birimlerden oluştuğu düşüncesine
götürmüştü. Her elementin değişik bir atomu olduğu, kimyasal
bileşimlerin değişik atomların katılımıyla gerçekleştiği, bu katılımda
atomların herhangi bir değişikliğe uğramadığı gibi noktaları içeren
Dalton'un atom teorisi modern kimyanın temel taşı sayılsa yeridir.

Dalton
bu kadarla kalmaz, kimi değişik atomların göreceli ağırlıklarım da
belirler. En hafif madde olarak bilinen hidrojenin atomik ağırlığını
"l" diye belirler. Ardından, suyun ayrıştırılmasıyla ortaya çıkan her
parça hidrojene karşılık sekiz parça oksijen olacağını söyleyerek,
oksijen atomlarının hidrojen atomlarından sekiz kat daha ağır olduğunu
ileri sürer. Bu yanlıştı kuşkusuz.

Dalton suyun değil, HO
olduğunu sanıyordu (Biz şimdi oksijenin atomik ağırlığının
hidrojeninkinin sekiz değil 16 katı olduğunu biliyoruz.) Ama bu
yanlışlık onun düşünce düzeyindeki büyük atılımın önemini azaltmaz
elbette. Unutulmamalıdır ki, atomların nasıl bir araya gelip şimdi
"molekül" dediğimiz bileşik atomlar oluşturduğunu gösteren kimyasal
simgeler dizgesinde de ilk adımı ona borçluyuz.

Dalton kimi
kişilik özellikleriyle de sıra dışı bir kişiydi. Yaşam boyu bekar
kalmasına karşın, karşı cinse ilgisiz değildi. 1809'da Londra'yı
ziyaretinde kardeşine yazdığı mektuptan şu satırları okuyoruz: "Bond
Street defilelerini kaçırmıyorum. Beni sergilenen giysilerden çok
güzellerin yüzleri çekiyor. Bazıları öylesine dar giysilerle çıkıyorlar
ki, vücut çizgileri tüm incelikleriyle ortaya dökülüyor. Bazıları da
geniş şal veya pelerinleriyle adeta uçuşarak yürüyorlar. Nasıl oluyor
bilmiyorum ama güzel kadın ne giyerse giysin fark etmiyor: Giyim kuşam
başka, güzellik başka!"

Büyük kent yaşamının ilginçliği onun
için gelip geçiciydi. Mektubunda büyüleyici bulduğu Londra'dan şöyle
söz eder: "Gerçekten görkemli bir yer, ama ben bu görkemi bir kez
seyretmekle yetineceğim. Kendini düşün yaşamına vermiş biri için
yaşanılacak belki de en son yer burası. Görülmeye değer, ama işte o
kadar!"

Renk körlüğü tıp dilinde "daltonizm" diye geçer. Dalton
renk körüydü, zamanının bir bölümünü bu hastalığı incelemekle
geçirmişti. Bir ödül töreninde kralın önüne çıkacaktı. Renkli diz bağı,
tokalı ayakkabı, elinde kılıç protokol gereğiydi. Oysa bağlı olduğu
Quaker tarikatı buna izin vermiyordu. Dalton, çözümü bir süre önce
Oxford Üniversitesi'nce kendisine giydirilen onur cübbesine bürünmekte
buldu. Cübbenin yakasının kırmızı olması başka bir sorun olabilirdi;
ancak, Dalton için yaka kırmızı değil yeşildi.

Dalton'un
çalışmalarıyla kimyanın matematiksel bir nitelik kazandığı, bir bakıma
fizikle birleştiği söylenebilir. Maddenin elektriksel olduğu
düşüncesini de ona borçluyuz. Çağımızda atom enerjisine ilişkin
buluşların kökeninde Dalton'un payı büyüktür. Dalton, kendi gününde
olduğu gibi günümüzde de süren etkisiyle bilim dünyasında saygın
konumunu korumaktadır.