Maddeyi Oluşturan Bağlar

Moleküllerin ve buna bağlı olarak da maddenin oluşması için atomların aralarındaki çeşitli bağlar oluşturmaları gerekir. Bu işlemler yeryüzündeki madde çeşitliliğinin kilit noktasını oluşturur. Bu konu hakkında bilgi sahibi olan ve düşünen her insan Allah ' ın benzeri olmayan azametine şahit olacak ve Rabbimizin şanını yüceltecektir. 

 

Birçok madde aynı atomları içermesine rağmen farklı görünür ve farklı özellikler taşır. Bunun da nedeni atomların molekülleri oluşturmak için aralarında kurdukları farklı kimyasal bağlardır.

 

Maddeye giden ilk basamak olan atomlardan sonra ikinci basamak moleküllerdir. Moleküller, maddenin kimyasal özelliklerini belirten en küçük birimlerdir. Bu küçük yapılar iki veya daha çok atomdan, bazıları da binlerce atom grubundan oluşur. Atomları, molekül içinde elektromanyetik çekim kuvvetine dayalı kimyasal bağlar bir arada tutarlar. Bu bağlar atomların sahip oldukları elektrik yüklerini esas alarak kurulurlar. Atomların elektrik yükleri de daha önce belirttiğimiz gibi son yörüngelerinde taşıdıkları elektronlar tarafından belirlenir. Moleküllerin çeşitli biçimlerde bir araya gelmeleriyle de çevremizde gördüğümüz madde çeşitliliği ortaya çıkar. Bu noktada da maddenin çeşitliliğinin ana merkezinde yer alan kimyasal bağların önemi anlaşılır.

 

Kimyasal Bağlar 

 

Kimyasal bağlar, atomların dış yörüngelerindeki elektronların hareketleriyle oluşur. Her atom en dışta yer alan yörüngesini, alabileceği en fazla elektron sayısına tamamlama gayreti içindedir. Atomlar son yörüngelerinde bulundurabilecekleri maksimum elektron sayısına ulaşmaya çalışırken ya en dış yörüngelerindeki elektronları maksimuma tamamlamak için başka atomlardan elektron alırlar, ya da eğer en dış yörüngelerinde az sayıda elektron varsa, bunları bir başka atoma vererek önceden tamamlanmış olan bir alt yörüngeyi en dış yörüngeleri haline getirirler. Atomların son yörüngesini maksimuma tamamladıktan sonra oluşan hallerine ise 'kararlılık hali' denir. Atomların kendi aralarındaki bu elektron alıp verme eğilimi, birbirleri arasında yaptıkları kimyasal bağların temel itici gücünü oluşturur. 

 

Bu itici güç, yani atomların son yörüngelerindeki elektron sayılarını maksimuma tamamlama amaçları, bir atomun diğer atomlarla 3 çeşit bağ kurabilmesini sağlar. Bunlar iyonik bağ, kovalent bağ ve metalik bağdır. 

 

Moleküller arasında ise genel olarak "zayıf bağlar" başlığı altında toplanan özel bağlar görev yapar. Bu bağların özellikleri nedir ve nasıl kurulurlar, kısaca ele alalım. 

 

İyonik Bağlar 

 

Bu bağ ile birleşen atomlar son yörüngelerindeki elektron sayısını maksimuma, örneğin 8 ' e tamamlamak için birbirleriyle elektron alışverişinde bulunurlar. Son yörüngelerinde 4'e kadar elektronu bulunan atomlar bu elektronları birleşecekleri yani bağ kuracakları atoma verirler. Son yörüngelerinde 4'ten fazla elektron bulunduran atomlar ise birleşecekleri yani bağ kuracakları atomlardan elektron alırlar. Bu tip bağ ile oluşan moleküller kübik yapıya sahip olurlar. Yakından tanıdığımız sofra tuzu molekülleri bu bağ ile oluşmuş maddelerden biridir. Peki, atomların neden böyle bir eğilimi vardır? Bu eğilim olmasa ne olurdu? 

 

Bugüne kadar atomların bir araya gelmek için aralarında kurdukları bağlar çok genel biçimde tarif edilebilmiştir. Ama atomların neden böyle bir prensiple davrandıkları anlaşılamamıştır. Yoksa atomlar son yörüngelerindeki elektronların sayısının 8 olması gerektiğini kendileri mi tespit etmiştir? Tabii ki hayır. Bu öyle bir sayıdır ki, maddenin ve dolayısıyla evrenin meydana gelmesi için ilk basamak olan atomların birleşmelerindeki kilit noktadır. Eğer atomların bu prensipten kaynaklanan eğilimleri olmasaydı moleküller ve buna bağlı olarak da madde oluşamazdı. 

 

Oysa atomlar ilk yaratıldıkları andan itibaren sahip oldukları bu eğilim sayesinde moleküllerin ve maddenin kusursuz bir biçimde meydana gelmesi için hizmet ederler. 

 

Kovalent Bağlar 

 

Atomların arasındaki bağları inceleyen bilim adamları ilginç bir durumla karşılaştılar. Bazı atomlar bağ kurmak için elektron alışverişinde bulunurken, bazıları da son yörüngelerindeki elektronları ortak kullanmaktaydılar. Daha sonra yapılan çalışmalarda canlılık için vazgeçilmez önem taşıyan birçok molekülün bu bağlar sayesinde var olabildiğini ortaya koymuştur. 

 

Kovalent bağın daha iyi anlaşılabilmesi için kolay bir örnek verelim: Daha önce elektron yörüngelerinden bahsederken de belirttiğimiz gibi atomların ilk yörüngelerinde en fazla 2 elektron taşınabilir. Hidrojen atomu tek bir elektrona sahiptir ve elektron sayısını 2 ' ye çıkarıp kararlı bir atom olma eğilimindedir. Bu yüzden hidrojen atomu ikinci bir hidrojen atomuyla kovalent bağ yapar. Yani, 2 hidrojen atomu da birbirlerinin tek elektronlarını 2. elektron olarak kullanır. Böylece H2 molekülü oluşur. 

 

Metalik Bağlar 

 

Eğer çok sayıda atom, birbirlerinin elektronlarını ortaklaşa kullanarak birleşiyorlarsa, bu kez "metalik bağ" söz konusudur. Günlük hayatta çevremizde gördüğümüz ya da kullandığımız pek çok araç ve gerecin ana maddesini oluşturan demir, bakır, çinko, alüminyum gibi metaller, kendilerini oluşturan atomların birbirleri aralarında metalik bağlar yapmaları sonucunda, elle tutulur, gözle görülür, kullanılabilir bir yapı kazanmışlardır. 

 

Atomların yörüngelerindeki elektronların neden böyle bir eğilimi olduğu sorusunu ise bilim adamları cevaplayamamaktadır. Fakat canlı organizmalar ancak nedenini bilmediğimiz bu eğilim sayesinde var olabilirler. 

 

Acaba tüm bu bağlarla kaç farklı bileşik oluşabilmektedir? 

 

Laboratuarlarda her gün yeni bileşikler oluşturulmaktadır. Şu an için yaklaşık 2 milyon bileşikten bahsetmek mümkündür. En basit kimyasal bileşik, hidrojen molekülü kadar ufak olabildiği gibi, milyonlarca atomdan oluşan bileşikler de vardır. 

 

Bir element acaba en fazla kaç değişik bileşik oluşturabilir? Bu sorunun cevabı oldukça ilginçtir. Çünkü bir tarafta hiçbir elementle birleşmeyen bazı elementler (soy gazlar) vardır. Diğer tarafta ise 1.700.000 bileşik oluşturabilen karbon atomu vardır. Toplam bileşik sayısının 2 milyon kadar olduğunu tekrar hatırlarsak, 109 elementin 108'i toplam 300.000 bileşik yapmaktadırlar. Ancak karbon olağanüstü bir şekilde tek başına tam 1.700.000 bileşik yapabilmektedir. 

 

Karbon atomunun bu olağanüstü özelliği yeryüzünün hiçbir şekilde taklit edilemeyecek sistemlerle donatılmış olduğunun delillerindendir. Yüce Rabbimiz yeryüzünü insanın emrine bir nimet olarak sunmuştur. Bize düşen de bu nimetin şükrünü yerine getirmektir.

Bakteriler Nasıl Yüzüyor?

Caulobacter Crescentus adlı bakterinin yüzme şeklini inceleyen bilim adamları, hangi önemli detaylarla karşılaştılar?

Bu bakterinin yüzmesine yardım eden Brown devinimi nedir?

Yüzme işlemi, bu bakterinin çoğalması için neden hayati önem taşır?

Bir havuzda yüzdüğünüzü hayal edin. Su içerisinde hareket edebilmek için yaptığınız işlem; ellerinizi ve kollarınızı hareket ettirmektir. Fakat, küçük organizmalarda, bu durum çok daha farklıdır. Örneğin, mikropların sürati ve yönü, etraflarını saran sıvıya bağlıdır. Bakterilerin yüzmesi ise; bizim tüm ağırlığımızı kaldıran su yerine bir havuz dolusu balın içinde yüzmemize benzetilebilir.

Caulobacter Crescentus isimli bir bakterinin yüzme şeklini inceleyen bilim adamları, bakterilerin yüzerken akıntıdan çok ciddi oranda etkilendiklerini keşfettiler. Bu tek hücreli bakterinin zıt yönlere hareket eden başı ve kuyruğu, ona yönünü belirlemede yardım etmektedir. Bir diğer etken de Brown devinimidir.

Brown Devinimi Nedir?

Caulobacter bakterisi, kamçılı bir tek hücreli organizmadır. Yüzdükçe, yuvarlak başı bir yöne hareket ederken kuyruğu da diğer yöne hareket eder. Bu da bir tork (yani kuvvet momenti) oluşturur. Ancak; Caulobacter’i hareket ettiren tek kuvvet bu değildir. Aynı zamanda Brown devinimden de faydalanır.

Brown devinimi, bir sıvı ya da bir gaz içinde katı asıltı (çözünemeyen madde parçacıklarının dibe çökmeden bir sıvı ortamda kalmış durumu) halinde bulunan, boyutları birkaç mikrometreden küçük parçacıkların yaptığı düzensiz devinime denir. Başka bir deyişle, bakteri bu devinim sayesinde yüzerken etrafında bulunan su molekülleri tarafından adeta langırt gibi itilir.

Hidrodinamik ilişkinin çift etkisi ve Brown devinimi, Caulobakter’in yüzerken oluşturduğu dairesel şekilleri açıklar. Başka bir deyişle, bakterilerin düz ve doğru bir yöne doğru hareket edemediklerini gösterir.

Yüzme İşleminin Bakterinin Çoğalması İçin Önemi

Yapılan araştırmalar, bakterinin yüzme davranışı ile ilgili bir başka ilginç durumu daha ortaya çıkarmıştır. Caulobacter’in yüzerken çizdiği daireler, bakterinin yüzey sınırlarına yaklaşmasıyla darlaşır. Yüzeye iyice yaklaştıktan sonra, sapının ve vantuzlarının yardımıyla yapıştırıcı bir özellik kullanarak katı maddelere sabit bir şekilde tutunur ve burada çoğalarak kendi kopyalarını oluşturur.

Burada, dikkat edilmesi gereken çok önemli bir husus vardır. Caulobacter’in yaşamını ve soyunu devam ettirebilmesi için; çoğalması gereklidir. Bu çoğalma işlemini de ancak katı bir maddeye (örneğin cam bir yüzeye) yapışıp tutunarak gerçekleştirebilir. Bunun içinse, yüzeye yaklaşması yani yüzmesi gerekir.

Caulobacter’in yüzebilmesi için ise; vücudunda sahip olduğu uzuvların hiçbiri tek başına yeterli değildir. İki tane fizik kuvvetinden destek alması şarttır. Bir bakterinin herhangi bir fizik kuvvetini bilmesi ve bu fizik kuvvetlerine hükmetmesi gibi bir durum elbette ki beklenemez. Üstelik bakteri, beyin gibi herhangi bir kontrol ya da karar alma organına da sahip değildir. Şüphesiz, Caulobacter’in yüzmesi canlının vücudundaki her uzvun bilgisine ve tüm fizik kuvvetlerine hakim olan Yüce Allah’ın ilhamıyladır. Bir ayette Rabbimiz’in her ilmin ve bilginin tek sahibi olduğu şöyle bildirilmiştir:

“Dediler ki: “Sen Yücesin, bize öğrettiğinden başka bizim hiçbir bilgimiz yok. Gerçekten Sen, herşeyi bilen, hüküm ve hikmet sahibi olansın.”” (Bakara Suresi, 32)

Dünya'nın En Kuvvetli Yapıştırıcısı: Caulobacter Crescentus

Nehirlerde, su kaynaklarında ve su kanallarında yaşayan Caulobacter crescentus isimli tatlı su bakterisi, bulunduğu yerde kalabilmek için doğadaki en kuvvetli yapıştırıcıyı kullanır.
Bakterinin tutunmak için salgıladığı yapışkan sıvı, en güçlü endüstriyel yapıştırıcılardan dahi üç kat güçlüdür.

Caulobacter crescentus isimli tatlı su bakterisi,Bilim adamları bu bakterilerden birini yapıştığı yerden ayırabilmek için 1 mikronewtonluk bir kuvvet uygulanması gerektiğini buldular. Bakterinin bu yapışma kuvveti, YTL büyüklüğündeki bir bozuk paranın üstüne üç ya da dört araba koyulduğunda elde edilen etkiye eşdeğerdir. Çok daha şaşırtıcı olan ise bu yapışkanın ıslak zeminlerde bile etkili olmasıdır.(1)

Indiana Bloomington Üniversitesi’nde bu bakteri üzerine araştırmalar yapan bakteriyolog Yves Brun, “bu yapıştırıcı kendiliğinden eriyebilen cerrahi yapıştırıcı olarak kullanılabilir.”(2) diyor.

Bilim adamları şimdi, Allah'ın doğada yarattığı bu mucizevi yapıştırıcıyı inceleyip ondan aldıkları ilhamla geliştirilecek yeni yapıştırıcıları nasıl kullanabileceklerini düşünüyorlar. Yves Brun de yapışkanın ameliyatlarda yaraları kapatmada ya da dişçilikte geniş bir kullanım alanı bulacağı görüşünde.

Bu bakteri kendisini kayalara ve cam pipetlerin iç yüzeylerine ince uzun sapından yapıştırıyor. Bakterinin sapında, üzeri zincir şeklindeki şeker molekülleri ile kaplı bir tutunma aleti var. Bakterinin kuvvetli bir şekilde yapışmasını bu şeker molekülleri sağlıyor. Caulobacter her türde zemine yapışmak için özel bir vantuzlu tutunma aleti ile yaratılmış.

Bilim adamları şimdi bu yapıştırıcıyı üretebilmek için çalışıyorlar. Bunu yaparken hiçbir yere değmemesine dikkat etmeleri gerekiyor, çünkü yapıştırıcı tazyikli sudan bile etkilenmediği için, yıkayarak temizlemek mümkün olmuyor.

Bakteride bulunan bu yapıştırıcıyı taklit etme girişimi, bugün evrim teorisini savunan bilim adamları için de çok büyük bir hezimet anlamına gelir. Çünkü, sözde evrim basamağının en gelişmiş canlısı olarak kabul ettikleri insanın, sözde en basit yapılı canlılardan biri olarak kabul ettikleri bakteriyi taklit etmeye çalışması; ondan ilham alması evrimciler açısından kabul edilemez bir durumdur. 

Birçok kabuklu deniz canlısı yaşamaları için ihtiyaç duydukları doğal yapıştırıcıyı üretecek biçimde yaratılmıştır. Bu yapıştırıcılar bazen resimdeki midyenin sadece altı noktadan kendisini asmasını sağlayacak kadar güçlü olabilmektedir. Ancak midyenin yapıştırıcısı bile tatlı su bakterisininkinin yanında oldukça zayıf kalmaktadır.

Evrim teorisini savunanlar, aslında bu canlıların basit bir yapılarının olmadığını çok iyi bilirler. Bu nedenle, söz konusu mükemmel canlıların özelliklerine değinirken, sahip oldukları mekanizmaları açıklamaya çalışırken sürekli olarak bir çıkmaz ve tereddüt içindedirler. Mikroskobik bir canlının varlığını açıklamaktan aciz olan evrim gibi bir teorinin karşılaşmaktan çekindiği en büyük gerçeklerden biri işte budur. 21. yüzyılın gelişen bilim ve teknolojisi evrim teorisi yalanını bir kez daha ortaya çıkarmıştır. Bu canlılarda karşılaştığımız her özellik, Allah'ın gözle görünmeyen bir canlıda nasıl kusursuz bir sanat meydana getirdiğini keşfedebilmek ve bunu takdir edebilmek için bir yol olacaktır.