Son Haberler

Süper Ağır Elementlerden Flerovyum Nedir? (Özellikleri, İzotopları)

-
Eylül 4, 2022
Süper Ağır Elementlerden Flerovyum Nedir? (Özellikleri, İzotopları)

Flerovyum, yakın tarihe kadar özelliklerinin bir hayliyi tespit edilemeyen süper ağır elementlerden biridir. Öğrenilen özellikleri de varsayım edilmiştir.

Süper Ağır Elementlerden Flerovyum Nedir? Özellikleri, İzotopları

Flerovyum, süper ağır ve transaktinit grubu suni elementlerden biridir. Son derece radyoaktiftir. Bir metal olarak sınıflandırılır; ancak oda sıcaklığında gaz olabileceği de değerlendirilmektedir. Bu element hakkında çok az şey öğreniliyor. Öğrenilen özellikleri de varsayımdan ibaret. Bu nedenle rastgele bir kullanımı bulunmuyor. Bugüne kadar çok az flerovyum atomu üretilebildiğinden şu anda temel bilimsel araştırmaların dışında uygulaması bulunmuyor. Flerovyumun neye benzediği de öğrenilmiyor. Sırlı elementlerden biri olan flerovyumla alakalı “tespit edilenleri” yazımızda bulabilirsiniz.

Rus takımın keşfettiği elemente flerovyum adı, Rus nükleer fizikçi Giorgi Flyorov’un hatırasına verilmiştir.

Tarihçesi

Flerovyumla alakalı ilk ehemmiyetli araştırma Aralık 1998 tarihinde Rusya Dubna’daki Ortak Nükleer Araştırma Merkezi’nde JINR yapıldı. Yuri Oganessian ve Vladimir Utyonkov başkanlığında Rus araştırma takımı, süratlendirilmiş Kalsiyum-48 iyonlarıyla Plütonyum-244 maksadını bombardımana tutarak Fl-292’nin fisyon özelliklerini gözlemledikleri birkaç deney hakikatleştirdi. Bu operasyonda 30,4 saniye yarılanma ömrü olan alfa emisyonuyla çürüyen tek bir flerovyum atomu tespit edildi. Bu gözlem, Flerovyum-289 izotopuna atandı ve Ocak 1999 tarihinde araştırma neticeleri yayınlandı. Aynı deney daha sonra yinelendi. Ancak bozunma özelliklerine sahip bir izotop bulunamadı.

Mart 1999’da aynı takım, değişik flerovyum izotoplarını birleşimlemek için tekerrür çalışmalara başladı. Bu sefer Plütonyum-244 yerine Plütonyum-242 izotopunu kullandılar. Bu çalışma neticeyi iki flerovyum atomu daha üretildi. Fl-287 olarak belirlenen bu atomların alfa emisyonu ile bozunduğu ve yarılanma ömürlerinin 5,5 saniye olduğu tanımlandı. Bu izotopun kararlı meta izomer Fl-287m olabileceği öngörüldü. Rus takımın 1998 senesinden beri yaptığı çalışmaların neticesinde Haziran 1999 tarihinde iki atom daha üretildi. Bu çalışma da Fl-288 izotopu olarak atandı. Aralık 2002 tarihindeki çalışmalar ise Haziran 1999 tarihinde birleşimlenen bu izotopun Fl-289 olduğunu ortaya koydu.

Bu arada, Kaliforniya’daki Lawrence Berkeley Milli Laboratuvarı’ndan bir takım da Rus takıma flerovyum çalışmalarında destek verdi. Ocak 2009’da Berkeley takımı, Fl-286 ve Fl-287 izotoplarının bulgularını doğruladı. Temmuz 2009’da ise Alman bir takım Fl-288 ve Fl-289 flerovyum izotoplarını teyit etti. 2011 senesinde Beynelmilel Temel ve Uygulamaları Kimya Birliği IUPAC, Dubna takımının 1997-2007 seneleri arasındaki neticelerini değerlendirdi. İlk bilgileri beceriksiz bulan IUPAC, 2004-2007 seneleri arasındaki çalışmaları doğrulayarak flerovyumun bulgusunu onayladı.

Öte yandan, Lawrence Berkeley Milli Laboratuvarı bilim adamlarından Gleen T. Seaborg, Aralık 1997 tarihinde süper ağır elementleri birleşimlemek için çalışmalara katılan bir addı. En büyük hayali bu elementlerden birini görmekti. Meslektaşı Albert Ghiorso, 1999 senesinde hasta yatağındaki Seaborg’a flerovyumun birleşimlendiğinden bahsetti. Ancak Seaborg, meslektaşını anımsayamamıştı. Seaborg, 25 Şubat 1999 tarihinde hayalini asıllaştıramadan yaşama gözlerini yumdu.

“Flerovyum” sözcüğü, Rus nükleer fizikçi Giorgi Flyorov’un hatırasına soyadından esinlenilerek türetilen bir kelimedir. Flerovyum, keşfedilmeden evvel periyodik tabloda “ek-lead” olarak öğreniliyordu. İlk keşfedildiğinde geçici olarak “ununquadium” ismi verildi. Sembolü de “Uuq” olarak tanımlandı. Beynelmilel Temel ve Uygulamaları Kimya Birliği IUPAC tarafından 30 Mayıs 2012 tarihinde “flerovyum” olarak değiştirildi. Flyrov’un ismi, flerovyumun keşfedildiği laboratuvara da verildi.

Giorgi Nikolayeviç Flyorov, Sovyet yarıyılının ehemmiyetli bir nükleer fizikçisi. 1913-1990 seneleri arasında yaşayan Flyorov, bir hava güçleri teğmeni olarak görev yaparken Stalin’e mektup yazmıştı. Mektubunda; Amerika Birleşik Devletleri, İngiltere ve Almanya’nın nükleer fisyon alanındaki göze çarpan sessizliğini dikkat toplamıştı. Florov mektubunda ayrıca, gecikmeden atom bombası yapma çağrısında bulunmuş, bunun üzerine Sovyet atom bombası projesi başlatılmıştı.

Flyorov’un Stalin’e yazdığı mektup sonrası Sovyet atom bombası projesi başlatıldı.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Flerovyumun kimyasal simgeyi “Fl”dir. Atom numarası 114, atom ağırlığı 289, atom yarıçapı 160 pm, yoğunluğu 22 gcm3’cins. Erime noktası 70 derece, kaynama noktası 150 derecedir Flerovyumla alakalı bu bedeller varsayım ediliyor. Periyodik tablonun 4-A grubunda, cılız metaller serisinde yer alır. Atom kütle numarası 113’deri büyük olan “transaktinit” ve “süper ağır” elementler arasında yer alır. Karbon grubunun öğrenilen en ağır elementidir. Flerovyumun +2 oksidasyon gidişatında mermiden daha kararlı, +4 oksidasyon gidişatında oldukça karasız olacağı öngörülüyor. Tüm flerovyum dihalojenürlerin kararlı olması bekleniyor. 114 elektron, 114 proton ve 175 nötronu bulunuyor.

Flerovyum, periyodik tabloda karbon, silikon, germanyum, kalay ve merminin altındaki 14. Grup elementlerinden biridir. Süper ağır elementler arasında en güçlü element olduğu öngörülüyor. Zira elektronları hafif atomlardan daha süratli, ışık süratiyle karşılaştırılabilen süratlerde hareket ediyor. Flerovyumun kapalı kabuk elektron yapılandırmayı, metal flerovyumdaki metalik bağlanmanın evvelki ve sonraki elementlerden daha cılız olmasına neden olur. Bu nedenle flerovyumun erime ve kaynama noktaları, cılız metalik bağlanma meyli nedeniyle düşük olarak öngörülmüştür. Ayrıca kaynama noktası -60 derecede olan bir gaz olduğu değerlendiriliyor. Bazı kaynaklara göre de oda sıcaklığında gümüşî beyaz, soluk gri renginde bir katı olacağı belirtiliyor. Yoğunluğu ise, katı halde atom ağırlığı yüksek olduğu için 14 ila 22 bedellerinde olacağı öngörüldü.

İzotopları

Flerovyum, tabiatta bulunmuyor. Nükleer reaktörlerdeki tepkimelerle gözlemlenebiliyor. Flerovyumun radyoizotopu bulunmuyor. Periyodik tablodaki konumu, kararlı ve bir nükleer yapılandırmanın yarılanma ömrünün oranla uzun olması gerektiğini gösteren bir yerdedir.

Flerovyumun tüm suni elementler gibi kararlı izotopu bulunmuyor. Yarılanma ömürleri tespit edilen 5 izotopu, 1 adet de meta izomeri bulunuyor. Bunlar; Fl-285 5 saniye, Fl-286 0,16 milisaniye, Fl-287 0,51 saniye, Fl-288 2,8 saniye, Fl-289 0,97 saniye, Fl-289m 2,6 saniye. Öğrenilen en kararlı flerovyum izotopu Fl-289’dur. Bu izotopun meta izomerinin yarılanma ömrü takribî 2,6 saniyedir. Fl-290 izotopunun ise, yarılanma ömrü 19 saniye veya daha uzun bir nükleer izomere sahip olduğu öngörülüyor; ancak bu bilgi henüz teyit edilemedi. Fl-298 ve daha ağır izotoplarının daha uzun yarılanma ömrüne sahip olduğu varsayım ediliyor.

Temsili laboratuvar deney tüpleri…

Flerovyumla Alakalı Araştırmalar

Kimyasal olarak incelenen en ağır elementlerden biri olan flervoyumla alakalı ilk araştırmalar 2007-2088 seneleri arasında yapıldı. Ön çalışmalarda grubundaki 14 element içinde beklenmedik biçimde uçucu olduğu; asal gazlara eş özelliklere sahip olduğu öngörüldü. Daha yakın tarihlerde yapılan araştırmalar ise, flerovyumun altın ile tepkininin kopernikyum ile eşlik gösterdiği tespit edildi. Bayağı şartlar, sıcaklık ve basınç altında gaz halinde olduğu, homologu olan mermiye eş özellikler taşıdığı, değişik 14 element içindeki en az reaktif metal olduğu biçiminde değerlendirmeler yapıldı. 2016 senesine kadar yapılan araştırmalarda flerovyumun metal veya gaz özellikleri taşıyıp taşımadığı mevzusunda net bir çalışma ortaya konulamadı.

Flerovyumun takribî 90 atomu gözlemlendi. 58 atomu dolaysız olarak birleşimlendi. Değişik atomlar ise daha ağır elementlerin radyoaktif bozunmasıyla ortaya çıktı. Birleşimlenen flerovyum atomlarının 284 ila 290 arasında kütle numarası olduğu gözlemlendi. Flerovyum izotoplarının alfa bölünme yarılanma ömürleriyle alakalı teorik olarak yapılan hipotezler, deneysel bilgileri destekliyor. Flerovyumla alakalı son araştırmalarda “grubundaki en az reaktif elementtir; ancak yeniden de bir metaldir” neticesine varıldı. Buna karşın flerovyumun metal veya soygaz olup olmadığı mevzusu netleşmiş değil.

Flerovyumla Alakalı Dikkat Toplayan Anekdotlar

Flerovyum, nükleer reaktörlerdeki tepkime neticeyi ortaya çıkıyor. Çok kısa bir an kararlı haline gözetebiliyor. Başka Bir Deyişle izotoplarının yarılanma ömrü analiz yapacak kadar uzun değil. Çok ivedi bozunduğu için ayrıntılı gözlemleme ve araştırılma imkânı bulunamıyor.
Flerovyumun erime ve kaynama noktaları, atom yarıçapı ve yoğunluğu varsayımı olarak belirlenmiştir.
Elektronegatifliği, elektron dizilimi, yükseltgenme basamağı, ergime ve buğulaşma ısıları, kristal yapısı, sertliği ve elektrik mukavemeti henüz tespit edilemedi.
Flerovyumun ilk izotoplarının birleşimlenmesi 30 sene sürdü.
Flerovyumla alakalı kimyasal araştırmalarda şimdiye kadar kesin neticeler elde edilemedi; ancak deneysel olarak incelenen en ağır elementtir.
2012 senesinden beri flerovyumla alakalı yapılan deneylerde kimyasal özelliklerinin, asal gaz ve eşi metallerden daha metalik olduğu tespit edildi. Bu nedenle flerovyum, bazı bilim adamları tarafından “uçucu metal” olarak nitelendiriliyor.
Flervoyumu ilk olarak birleşimleyen Rus takımı, tek bir flerovyum atomu üretmek için yapılan ve 40 gün süren deneylerde milyarlarca kalsiyum iyonu kullandı.
Flerovyumun ilk birleşimlenme çalışmalarında çürümeden evvel yalnızca 30,4 saniye süresince tek bir Fl-289 atomu gözlemlenebildi. Daha sonra yarılanma ömrü 2 saniye olan iki Fl-288 atomu birleşimlenebildi.