Son Haberler

İlk Transaktinit Element Rutherfordyum Nedir?

-
Eylül 12, 2022
İlk Transaktinit Element Rutherfordyum Nedir?

Rutherfordyum, bulgusundan adlandırılmasına kadar senelerce tartışılan bir elementtir. Süper ağır elementlerin ilkidir. Bilinen özellikleri tahminidir.

İlk Transaktinit Element Rutherfordyum Nedir?

Rutherfordyum, Rutherfordiyum veya Kurçatovyum, tabiatta bulunmayan, yalnızca laboratuar etrafında nükleer tepkin neticeyi elde edilebilen sentetik geçiş elementlerinden bkocamandır. Keşfedilen ilk süper ağır veya transaktinit elementtir. Amerikalılar Rutherfordyum, Ruslar Kurçatovyum olarak adlandırır. Bunun sebebi elementin iki ülkede eş zamanlı olarak keşfedilmesidir. Kısacası rutherfordyum, Amerikalı ve Rus bilim adamları tarafından paylaşılamamıştır. 1964 senesinde Rus ekibin keşif iddiasına karşın beynelmilel kimya otoriteleri tarafından 1969 senesinde Amerikalı ekibin yaptığı keşif tanınmıştır. Kısa zamanda bozunduğu için ticari bir uygulaması bulunmuyor, yalnızca bilimsel araştırmalarda kullanılabiliyor. Rutherfordyum ile alakalı günümüze kadar belirlenen özellikleri ve ehemmiyetli ayrıntıları yazımızda okuyabilirsiniz.

Tarihçesi

Rutherfordyum, Amerikalı Albert Ghiorso başkanlığındaki bir takım tarafından 1969 senesinde keşfedilmiştir. Ancak bulguyu ve adı mevzusunda Amerikalı ve Rus bilim adamları arasında uzun zaman kavga yaşanmıştır. İki ülke bilim adamları tarafından eş zamanlı olarak birleşimlenmiştir.

1964 senesinde Rusya Dubna’daki Ortak Nükleer Araştırma Merkezi’nde ve 1969 senesinde ABD Berkeley Kaliforniya Üniversitesi Lawrence Işınım Laboratuvarı’nda misyonlu bir grup bilim adamı tarafından yapılan araştırmalar neticeyi keşfedilen rutherfordyum, 1960’lı ve 1970’li senelerde bilim adamları arasında kavga mevzusu olan elementlerdendir. 1973 senesinde ABD’li bilim adamlarından oluşan ekibin bulguyu bağımsız olarak doğrulanmıştır. Rutherfordyum araştırmalarında bulunan Rus bilim adamlarının yaşanan münazaralar sırasında elde ettikleri bilgileri daha emin hale getirmek için değiştirdikleri belirlendi. Rus takım lideri Georgi Flerov da bunu inkâr etmedi. Amerikalı ekibin keşif iddiasının doğrulanmasında Rus ekibin bulgularında yaptığı farklılığın tesiri olmuştur.

Rus takım, Neon-22 iyonları ile Plütonyum-242 izotopunu bombardımana tutarak hakikatleşen tepkin neticeyi rutherfordyumu birleşimledi. Rus takım, yaptıkları deneylerde 0,3 saniye yarılanma ömrüne sahip 104 kütle numaralı Rutherfordyum-259 izotopunun üretildiğini iddia etti. Rus ekibin keşif iddiası tanınmadı. Bunun üzerine Dubna ekibi birleşimi yineledi. Keşfettikleri izotop üzerinde bazı deneyler reelleştirdiler. Bu çalışmada keşfettikleri izotopun yarılanma ömrünün 0,3 saniye değil, 0,15 saniye olduğunu tespit ettiler ve bulgularını değiştirerek 1966 senesinde rapor olarak sundular. Bu farklılık, Rus ekibin deneyleri ve keşif iddiası üzerinde kuşku doğurdu.

Albert Ghiorso başkanlığındaki Amerikalı ekibin keşif çalışması ise, Rus ekibin prosedürlerinden değişikti. Amerikan ekibin çalışması, Kaliforniyum-249 izotopunun Karbon-12 ve Karbon-13 iyonlarıyla bombardımana tutulmasını kapsıyordu. Rus ekibin elde ettiği izotopu birleşimleyemeseler de Amerikalı takım, bu tepkinle 104 kütleli elementin üç adet izotopunu başarılı bir biçimde birleşimlediklerini iddia etti. Amerikalı takım, Kaliforniyum-249 izotopunun Karbon-12 iyonu ile bombardımanı neticeyi 4 ila 5 saniye yarılanma ömrü olan Rutherfordyum-257 izotopunu; Karbon-13 iyonu ile bombardımanı neticeyi da 3 ila 4 saniye yarılanma ömrü olan Rutherfordyum-259 izotopunu birleşimledi. Aynı takım, daha sonraki çalışmalarında Küriyum-248 izotopunu Oksijen-18 ile bombardımana tutarak 261 kütle numaralı ve 70 saniyelik yarılanma ömrü olan izotopu birleşimlemeyi başardı. Amerikan birleşimi, 1973 senesinde bağımsız olarak teyit edildi.

Rus takım, Rutherfordyum-260 izotopunun yalnızca birkaç atomunu elde edebildi. Amerikalı takım ise, kütle numaraları 257 ve 259 olan izotopların binlerce atomunu elde etti. Berkeley ekibi, ayrıca, Rutherforyum-259’un alfa parçacıklarının enerjilerini ve nobelyum izotopuna bozunduğunu belirleyerek daha kapsamlı bir keşif raporu sundu.

Elementin bulguyu ile alakalı münazaralar adının belirlenmesinde de yaşandı. Amerikalıların “rutherfordyum” ismini verdikleri elemente Ruslar “kurçatovyum” ismini uygun gördü. Ad ve keşif kavgaları üzerine Beynelmilel Temel ve Uygulamaları Kimya Birliği Konseyi IUPAC devreye girdi. 1992 senesinde IUPAC, hem Berkeley hem de Dubna bilim adamlarının keşiflerinin paylaşılmasını kararlaştırdı. Bunun üzerine Amerikalı takım, keşiflerinin Ruslarla paylaşılmasına tepki göstererek, çok sert bir kınama yayınladı, Rusların 20 sene boyunca keşif iddialarını değiştirdiklerine vurgu yaptı. Tepkiler üzerine IUPAC, elementin isminin “rutherfordyum” olmasına karar verdi. Belirlenen ad bu sefer Rus ekibin tepkisini çekti. Uzun süren keşif ve ad kavgaları neticeyi 1997 senesinde “rutherfordyum” adı üzerinde mutabakata varıldı.

“Rutherfordyum” sözcüğü, nükleer fizikçi ve “çağdaş atom kuramının babası” olarak bilinen Yeni Zelandalı Ernest Rutherford gururuna türetilen bir sözcüktür. Rus bilim adamlarının keşif iddiası üzerine de Rus nükleer araştırmaların lideri olarak kabul edilen Igor Vasilevich Kurchatov gururuna “kurçatovyum” ismi verilmiştir. Sembolü de “Ku” olarak belirlenmiştir. Geçici ismi “unnilquadium”, geçici sembolü “Uuq” olarak biçimindeydi. İngilizcesi “rutherfordium” biçimindedir.

1871-1937 seneleri arasında yaşayan Ernest Rufherford, radyoaktif yarılanma ömrü kavramının bulguyu ile radyoaktif elementler üzerinde yaptığı çalışmalar sebebiyle 1908 senesinde kimya dalında Nobel Mükâfatı’ne layık görüldü. Atomun yapısı ile alakalı en ehemmiyetli çalışmalarını Nobel mükâfatını aldıktan sonra reelleştirdi. 1914 senesinde “baron” unvanı verilen Rutherford, “Nelson 1. Baron Rutherford” olarak da bilinir.

Rutherfordyum adı, Nobel Kimya Mükâfatı sahibi Ernest Rutherfordyum gururuna verilmiştir.

Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Rutherfordyumum kimyevi sembolü, “Rf”dir. Atom numarası 104, atom ağırlığı 267, yoğunluğu 23,2 grcm3’cins. Erime noktası 2100 derece, kaynama noktası 500 derecedir. Yoğunluğu, erime ve kaynama noktaları varsayımı olarak belirlenmiştir. Nötron rakamı 157’dir. +3 ve +4 oksidasyon vaziyetleri sergileyebilir. Suyun içinde +4 kıymetlikli iyon oluşturduğu gözlenmiştir. Kabuklarındaki elektron rakamları 2, 8, 18, 32, 32, 10 ve 2 biçimindedir.

Periyodik element tablosunun 4-B grubunda, geçiş elementleri arasında yer alır. Transaktinit, başka bir deyişle süper ağır elementlerin ilkidir. Periyodik tabloda D bloğundaki konumu sebebiyle metalik bir element olarak sınıflandırılır. Ancak görünümü bilinmemektedir. Oda sıcaklığında katı olduğu hipotez edilmektedir. Metalik formunun gümüş beyaz veya gri renginde olduğu öngörülüyor.

Rutherfordyumun fiziksel ve kimyevi özellikleri bütün olarak belirlenememiştir. Atom yarıçapı henüz bilinmese de 150 olduğu hipotez ediliyor. Elektronegatifliği de henüz bilinmiyor. Belirlenen özellikleri grubunda yer alan hafniyum, zirkonyum ve titanyum gibi elementlerin özelliklerinden hipotez edilmiştir. Bazı özellikleri özellikle hafniyum ve zirkonyum ile benzerlik göstermektedir. Rutherfordyumun tespit edilemeyen bazı özellikleri şunlardır; kristal yapısı, manyetikliği, iyonlaşma enerjisi, akışkan yoğunluğu, öz ısısı, buharlaşma ısısı, termal geçirgenliği, gerilme mukavemeti, mohs sertliği, kırılma indisi…

İzotopları

Rutherfordyum, tabiatta bulunmayan, laboratuvar etrafında elde edilebilen suni, radyoaktif bir elementtir. Natürel veya stabil izotopu bulunmuyor. Radyoaktif izotoplarının birleşimi iki atomun birleşmesinden veya öteki elementlerin çürümesinden oluşur. Şu ana kadar atom kütle numaraları 253 ila 268 arasında değişen 16 radyoaktif izotopu karakterize edilmiştir. Bu izotopların hiçbiri kararlı değildir. En kararlı izotopu Rf-263’şan yarılanma ömrü 15 dakikadır ve kendiliğinden fisyon yoluyla bozunur. Rf-267’nin yarılanma ömrü 1,3 saat, Rf-253’şan 48 mikrosaniye, Rf-261’in ise 78 saniyedir.

Bunları Biliyor Musunuz?

Rutherfordyum izotoplarının çok kısa yarılanma ömürleri bulunduğu için rastgele bir uygulaması ve kullanımı bulunmuyor. Yalnızca laboratuar etrafında üretilebildiğinden pratik ve ticari olarak kullanılamıyor.
Çok kısa zamanda bozunduğu için insanlar, hayvanlar ve bitkiler için rastgele bir biyolojik rolü, bereketi ve hasarı tespit edilememiştir. Ancak radyoaktivitesi sebebiyle toksik veya kanserojen olabileceği hipotez ediliyor.
Çevre ve ekolojik denge için riskli olarak görülmüyor.
Günümüze kadar gözlenebilir veya incelenebilir ölçüde rutherfordyum elde edilememiştir.
Rutherfordyumun çok kararlı, yüksek erime noktasına sahip bir oksit hali olduğuna inanılmaktadır.
Rutherfordyumun bulguyu sırasında yanşan münazaralar sırasında Rus takım, keşif iddialarının ayıplanması üzerine yaptıkları çalışmalar sırasında elementin gaz fazını izole etmiştir.
Rutherfordyumun gaz ve akışkan fazları üzerindeki deneyler ve araştırmalar devam etmektedir.