Son Haberler

Fransiyum Nedir? (Keşfi, Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 8, 2022
Fransiyum Nedir? (Keşfi, Özellikleri, Kullanımı)

Fransiyum, adı Fransa’ya atfedilen, en son keşfedilen bir elementtir. Birçok özelliği henüz öğrenilmiyor. Öğrenilen tek şey eksantrik bir element olduğu…

Fransiyum Nedir? Keşfi, Özellikleri, Kullanımı

Fransiyum, dünyanın en ender bulunan elementleri arasında ikinci sıradadır. Öyle ki, tüm yerkabuğunda bir kadehi dolduracak kadar fransiyum içeriği olduğu öngörülüyor. Bu kadar az bulunan bir element de haliyle ticari anlamda bir işe yaramıyor. Bu nedenle atom süratlendiricilerde laboratuar ortamında suni fransiyum üretilebiliyor. Birleşimlenmeden keşfedilen son element olması da dikkat çeken ayrı bir nokta… En kararsız, elektropozitifliği en yüksek, erime ve kaynama noktası bütün bilinmez, fiziksel ve kimyasal özelliklerinin tamamı henüz tanımlanamayan, radyoaktif olması dışında sağlık için verimleri ve hasarları net olarak tespit edilemeyen ve Fransa’ya atfedilen ikinci element olan fransiyumla alakalı öğrenecek çok şey var!

Tarihçesi

Fransiyumun varlığı, 1870’li senelerde ortaya atılmıştır. Kanıtlanıp adlandırılması ise 1946 senesine kadar süren bir süreçte gerçekleşmiştir. Kimyagerler sezyumun ötesinde 87 atom numaralı bir alkali metal daha olması gerektiğini öngörüyordu. Bu maddeye geçici olarak “ekasezyum” ismi verildi. Birçok kimyager ve analist bu gizem elementi izole etmeyi sınadı; ancak muvaffak olamadı. Bu süreçte en az dört kez yeni bir element keşfedildiği doğrultusunda iddialar ortaya atıldı. Rus kimyager D. K. Dobroserdov, “ekasezyumu” keşfettiğini iddia eden şehirk kimyager oldu. 1925 senesindeki keşif iddiası üzerine bu yeni elemente “russium” ismini verdi. Ancak elementin özelliklerini ortaya koyamadığı için keşif iddiası ortada kaldı. 1930, 1936 ve 1937 senelerinde de, bazı kimyagerler keşif iddialarında bulundu. Hatta bu keşiflerde de “virginium” ve “moldavium” gibi adlar önerildi. Ancak bu iddialar da muhtelif gerekçelerle çürütüldü.

1939 senesinde Fransa’nın başkenti Paris’teki Curie Radyum Enstitüsü kimyagerlerinden Marguerite Catherine Perey tarafından Aktinyum-227 izotopunun saflaştırılması sırasında radyoaktif bozunma mahsulleri arasında fransiyum keşfedildi. Perey, keşfini kabidelemek için kezlerce deney yaptı ve bilinmez elementin toryum, radyum, kurşun, talyum veya bizmut olma olasılıklarını ortadan kaldırdı. Perey, bulduğu yeni mahsulün alkali metal özelliği gösterdiğini kanıtladı. Perey, keşfinden 16 sene sonra Fransız Bilimler Akademisi aboneliğine seçilen şehirk kadın kimyager oldu.

Perey, keşfettiği yeni elementi şehirk olarak “aktinyum-k” olarak adlandırdı. Hakikatinde bu “Fransiyum-223” izotopuydu. Ardından 1946 senesinde en elektropozitif katyon olduğuna inandığı bu element için “catium” adını önerdi. Kedi adını çağrıştırdığı için Perey’in danışmanları bu ada karşı çıktı. Ardından Perey, ülkesi Fransa’ya atfen “fransiyum” ismini önerdi. “Fransiyum” kelimesi, yetkili makamlar tarafından aynı sene içini patentlendi. Şehirk sembolü “Fa” olarak seçildi; ancak daha sonra “Fr” olarak değiştirildi.


Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Fransiyum, kimyasal simgeyi “Fr”, atom numarası 87, atom ağırlığı 223, katı ve metalik görünümlü alkali bir metaldir. Erine noktası 27 derece, kaynama noktası 677 derecedir. Yoğunluğu 1,87 gcm3’cins. Ancak fransiyumun erime ve kaynama noktaları konusunda bazı çelişkiler var. Her ne kadar birçok kaynakta erime ve kaynama noktaları verilse de; çok ender, seyrek, kararsız ve radyoaktif bir element olduğu için bu noktaların net olarak öğrenilemeyeceği belirtiliyor.

Periyodik element tablosunun 1-A grubunda yer alır. Kimyasal özellikleri bakımından alkali metallerle eşlik gösterir. Alkali metaller arasında en çok sezyumla eşlikler taşır. Radyoaktif bir elementtir. Elementler arasında elektropozitifliği en yüksek elementtir. Elektronegatifliği ise en az elementtir. Eşdeğer ağırlığı en yüksek metaldir. Şehirk 101 element arasında en karasız elementtir. Kristal yapısının hacim merkezli kübik olduğu varsayım edilmektedir.

Bileşikleri, sezyum bileşikleri ile izomorf olarak çökerler. Hemen hemen tam fransiyum tuzları suda çözünür. İyodat, pikrat, tartarat, platinklorür ve silikotungsten gibi birçok sezyum tuzu ile birlikte çökeltilebilir. Ayrıca, taşıyıcı rastgele bir alkali metal olmadan tungosilik asit ve perklorik asit ile birlikte farklı bir ayrıştırma metodu ile çökeltilebilir. Birleşimlenebilir, tuzaklanabilir ve soğutulabilir. Kolay atomik yapısı görecedir.

Tabiattaki tam uranyum filizleri, az miktarda fransiyum kapsar. Toryum filizlerinde de bulunabilmektedir. Bu filizlerde bulunma miktarı eser oranlardadır. Astatinden sonra tabiatta en az bulunan elementtir. Tabiatta yalnızca radyoaktif izotoplar halinde bulunur. Fransiyumun en kararlı izotopu, yarılanma ömrü 21,8 dakika olan Fr-223’cins. Bunun anlamı şu; bir radyoaktif elementin yarılanma ömrü, elementin bir kısmının ufalanması için geçen zamandır. Başka Bir Deyişle 100 gram Fr-223, 21,8 dakika sonra parçalanarak 50 gramı kalır. Ardından 21,8 dakika daha geçince 25 gram kalır ve süreç bu şekilde devam eder.

Fr-223, Aktinyum-227 izotopunun alfa ışıması yaparak bozunması neticeyi oluşur. Bu nedenle bu izotopa bir yarıyıl “Aktiyum-K” ismi verilmiştir. Öteki natürel izotopu Fr-221’in ise yarılanma ömrü 4,8 dakikadır. Bunun dışında toryumun yüksek enerjili alfa tanecikleriyle bombardımanı neticeyi kısa ömürlü suni izotopları elde edilmiştir. Fr-223 dışında sentetik olarak elde edilebilen 33 adet son derece kararsız izotopu daha vardır. Bu izotopların atom kütle numaraları 119-232 arasında değişir. Fransiyum, beta parçacıkları yayarak bozunur. Astatin, radyum ve radona bozunan, radyoaktivitesi son derece yüksek bir elementtir. Uranyumun bölünme mahsulleri içinde de küçük miktarlarda fransiyum içeriği bulunabilmektedir. Bir adet değerlikli elektrona sahiptir.

Fransiyum, laboratuar ortamında parçacık süratlendiricilerde üretilebilmektedir. Bir parçacık süratlendiriciye “atom atomizeri” ismi verilir. Bu süratlendiriciler, protonlar gibi küçük parçacıkları saniyede 300 bin kilometrelik ışık süratine eriştirir. Parçacıklar, altın, bakır veya kalay gibi hedef atomlarla çarpıştırılır. Hedef atom parçacıkları, yeni elementler ve partiküllere dönüşür. Fransiyum da bu usulle üretilebilmektedir.

Fransiyumla alakalı fiziksel ve kimyasal özelliklerin bir hayliyi açıklanabilmiş değil. Misalin; atomik yarıçapı, elektron işlevi, iyonlaşmaları, valans elektron potansiyeli, buğulaşma ısısı, optik yansıması, gaz yoğunluğu, yerkabuğunda ve okyanustaki mevcudiyeti gibi maddeler henüz tespit edilemedi. Fransiyumun tespit edilemeyen özellikleriyle alakalı araştırmalar devam ediyor.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Fransiyum, ender bulunuşu ve izotoplarının kararsızlığı nedeniyle sanayide ticari anlamda kullanılmıyor. Ticari açıdan ehemmiyetli bir bileşiği de bulunmuyor. Öğrenilen bir verimi de öngörülemiyor. Fransiyum, yalnızca biyolojik ve atomik araştırmalarda kullanılmaktadır. Kanser araştırmalarında kullanılabileceği öngörülmüştür. Ancak pratik görülmediği için uygulamaları geliştirilememiştir. Gelişmiş spektroskopi deneylerinde de kullanılabilmektedir. Bu deneylerle enerji seviyeleri hakkında özel bilgiler ve atomaltı parçacıklar arasındaki eşleşme statiğinin elde edilmesi sağlanmıştır. Ayrıca lazerle tuzaklanan fransiyum iyonları üzerindeki çalışmalarda atomik enerji seviyeleri arasındaki geçişler hakkında kuantum kuramının öngörüsüne eş kesin bilgiler elde edilmiştir.

Fransiyumun biyolojik ve ekolojik rastgele bir rolü bulunmuyor. Radyoaktivitesi nedeniyle yalnızca toksik bir element olduğu öğreniliyor. Ancak insan sıhhati üzerindeki etkilerine ilişkin araştırma yapabilecek miktarda natürel fransiyum elde edilemedi.


Bunları Öğreniyor Musunuz?

Tabiatta birleşimlenmeden keşfedilen son element fransiyumdur.
Fransiyumun yerkabuğunda rastgele bir zamanda 25-30 gram etrafında olduğu iddia ediliyor. Bu miktar yaklaşık 1 ons kadardır. Bazı kaynaklarda bu miktar 300-500 gram olarak veriliyor.
Bilim adamları natürel fransiyumun yerkabuğunda 1 bardak kadar olduğunu varsayım ediyor.
Tabiatta çok az bulunduğundan 2016 seneyi itibariyle henüz tartılabilir miktarlarda birleşimlenememiştir. Saf halde gramlarla ölçülebilecek miktarlarda bulunur.
Fransiyumun izotoplarının yarılanma ömürleri çok kısa olduğu için kimyasal özellikleri ultra mikro konsantrasyonlarda araştırılabilmiştir. Birçok özelliği henüz belirlenememiştir.
Yalnızca laboratuvar ortamında elde edilebilir. Ya da laboratuar dışında son derece az bulunur.
Çok kararsız bir element olduğu için atom yarıçapı incelenememiştir.
Galyumdan sonra adı Fransa’ya atfedilen ikinci element fransiyumdur.
Fransiyumun hangi ülkelerde bulunduğu net olarak öğrenilmiyor. Yalnızca uranyum ve toryum filizlerinin bulunduğu ülkelerde bulunabileceği değerlendiriliyor.