Altın Sarısının Sırrı

İçerik Yazarı: Miray Adıgüzel

Editör: Dalya Simay Erbay

Tasarım: Sudenaz Şencan

Altının canlı sarı tonu tarih boyunca insanları büyülemiş ve zamanla değer kazanmıştır. Altının ayırt edici  sarı rengi, onu diğer metallerden ayırır ve dikkat çekme ve değer tutma yeteneğine katkıda bulunur.

Altının neden diğer birçok metal gibi gri değil de sarı bir renk tonuna sahip olduğunu hiç düşündünüz  mü? 

Altının sarı rengi, onu diğer metallerden ayıran görelilik etkilerine atfedilir. Altın, atom numarası 79 ve  79 nötron olan, kimyasal sembolü "Au" ile temsil edilen bir elementtir. Çekirdek, yüksek miktarda  nötron ve proton nedeniyle ağır ve yoğundur. Bohr atom modeli, elektronların çekirdeğin etrafında  döndüğünü söylüyordu. Elektronlar çekirdeğe doğru çekilmeyi önlemek için belirli bir kinetik enerji  seviyesini korurlar. Altın çekirdeğinin etrafında dönen elektronlar 1,6 x 10^8 m/s hızla hareket eder. Bu  hız ışık hızının neredeyse yarısı kadardır. Bu bölümde Einstein'ın görelilik teorisinin etkisi görülmektedir.  Özel görelilik teorisine göre (E=mc^2), bir parçacığın hızı ışık hızına yaklaştığında kütlesi artmaya başlar.  Sonuç olarak, altının elektron kütlesi kabaca Yüzde 20 artacak. Daha büyük kütle, elektronların  çekirdeğin etrafındaki yörünge yarıçapını azaltır. Bu rotaya alternatif olarak "Bohr yarıçapı" adı verilir.  Kütle büyüdükçe yarıçap azalır. Bohr yarıçapındaki azalma ve elektron kütlesindeki artış, altının insanlar  tarafından algılanan sarı rengine katkıda bulunan başlıca faktörlerdir. 

Altının kuantum sayılarını kullanarak bu senaryoyu iyice analiz edelim. Altın, elektron konfigürasyonuna  göre belirlenen farklı formlara sahip s, p, d, f yörüngelerine sahiptir. "S" yörüngesi küresel şekliyle ayırt  edilir. Küresel şekilleri nedeniyle elektronlar çoğunlukla s yörüngesindeki pozitif yüklü çekirdeğe çekilir.  Sonuç olarak, altının en dış yörüngesi olan 6s neredeyse %17 oranında azalır. Bu, önceki yörünge (6s)  ile ikinciden sonuncuya (5d) arasındaki mesafeyi kısaltır. Altın, elektron denizi aracılığıyla ışık enerjisini  emer. Sonuç olarak, altın atomları, düşük enerjili 5d yörüngesinden yüksek enerjili 6s yörüngesine geçiş  için gerekli enerjiyi emer. 5d ve 6s yörüngelerinin yakınlığı nedeniyle elektronlar, tipik senaryolara  kıyasla geçişler sırasında daha az miktarda enerji emer. Atomlar tarafından emilen enerji, görünür  spektrumun mavi-mor aralığına düşer. Metal, ikinci dalgada görünür spektrumdaki diğer tüm renkleri  yansıtır. Ancak mavi-mordan yoksundur. İnsan gözüne ulaşan görünür ışık dalga boyları kırmızı-yeşil  bölge içerisinde yer alır. Bu renkler birleşerek altının altın tonunu oluşturur.