Bohriyum, hassiyum, meitneriyum ve darmstadtiyum… Bu seferki bölümde bu dört elementi beraber konu almamızın sebebi, bir önceki bölümde de söylediğimiz gibi elementlerimizin askeri endişelerin ötesinde bilimsel ekiplerin yarışlarıyla keşfedilmiş olmaları. Peki, bu bölümde ele alacağımız dört element ne zaman keşfedildi? Her biri nasıl adlandırıldı ve nasıl sentezlendi? Elementlerimizin keşfi sırasında ne gibi olaylar yaşandı? Elementlerin Hikâyesi 33. Bölüm başlıyor…
(intro)
1976 yılıydı… Yuri Oganessian liderliğindeki Sovyet ekibi, bizmut-209 ve kurşun-208 hedeflerini sırasıyla krom-54 ve manganez-55 çekirdekleriyle bombardıman etmişti. Yapılan ölçümlerde biri 1-2 milisaniye diğeri ise yaklaşık 5 saniye yarı ömür veren iki farklı aktivite tespit edildi. İki aktivitenin oranının deney boyunca sabit kalması sebebiyle ilk aktivitenin 107 atom numaralı elementin 261 kütle numaralı izotopundan ikincinin ise ilkinin bozunmasından meydana gelen dubniyum-257’den geldiğini düşündüler. Sonrasında ise dubniyum izotopu 258 olarak düzeltildi zira dubniyum-257’nin yarı ömrü 5 saniye değil 1 saniyeydi. Ancak bu da üretilen Element 107 izotopunun 262 kütle numaralı izotop olduğu anlamına geliyordu. 1981 yılında ise Peter Armbruster ve Gottfried Münzenberg liderliğindeki GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırma Merkezi’nden Darmstadt’daki Alman ekip bizmut-209’u hızlandırılmış krom-54 çekirdekleriyle bombardıman ederek 5 tane Element 107’nin 262 kütle numaralı izotopundan ürettiler. Deneylerde yapılan ölçümler Sovyet ekibinden daha tutarlı çıktı. IUPAC 1992 raporunda Darmstadt’taki Alman grubunun keşfini tutarlı keşif olarak tanıdı. Aynı sene Darmstadt ekibi elemente Danimarkalı Fizikçi Niels Bohr’un onuruna nielsbohriyum adının verilmesini önerdi. Aynı ismi Dubna ekibi element 105 için önerdiğinden büyük bir isim tartışması yaşanmadı ancak telaffuz kolaylığı açısından isim bohriyum olarak tanındı. Böylece bir element daha periyodik tabloya eklenmiş oldu.
Bu bölüme konu aldığımız bir diğer elementimiz ise hassiyum. Hassiyumun ilk sentez girişimi 1978’de Yuri Oganessian liderliğindeki Dubna ekibi tarafından gerçekleştirildi. Radyum-226 ve kalsiyum-48’in füzyonu ile element 108’in 270 kütle numaralı izotopunun üretilmesi amaçlandı. Dubna’da başka bir ekip de aynı yıl içerisinde kurşun-208 ve demir-58 füzyonu ile aynı şeyi denedi. Her iki deneyde de verileri yorumlarken hassiyum-270’in üretildiğinden emin olamadıklarından makalelerinde bir keşif iddiasında bulunamadılar. 1983’te farklı çekirdeklerle deneyler tekrarlandı ama sonuç aynıydı. 1984’te yapılan deneyde ise Dubna ekibi bu sefer gerçekten de element 108’in 264 kütle numaralı izotopunu ürettiklerini raporladılar. Ancak aynı yıl Darmstadt ekibi de bir deney gerçekleştirdi ve verileri yorumlamada daha başarılı olarak üç adet element 108’in 265 kütle numaralı izotopunu ürettiklerini duyurdular. Bundan iki yıl sonra da bir adet element 108’in 264 kütle numaralı izotopunu üretmeyi başardılar. IUPAC Transferiyum Çalışma Grubu Dubna ekibinin 1984’teki deneyde element 108’i üretmiş olabileceğini inkar etmemekle birlikte veri yorumlama ve araştırma amacının keşfe daha uygun ve daha kesin olması sebebiyle Darmstadt ekibini elementin kaşifi olarak kabul etti. Darmstadt ekibi 7 Eylül 1992’de düzenledikleri törende elemente Darmstadt’ın bulunduğu eyalet olan Hassia’dan esinlenerek hassiyum ismini önerdiler. 1994 yılında, IUPAC İnorganik Kimya Adlandırma Komisyonu, 108 numaralı elementin Alman fizikçi Otto Hahn’a ithafen hahniyum olarak adlandırılmasını önerdi. Böylece nükleer fisyonu keşfeden yani atomu gerçek manada ilk parçalayan kişiler olan Lisa Meitner ve Otto Hahn’ın adları periyodik tabloda da yan yana olacaktı. Ancak bu isim zaten 105 numaralı element için önerilmişti, dolayısıyla Darmstadt ekibi hassiyumda ısrarcı oldular. Element 105’e dubniyum isminin verilmesiyle birlikte Otto Hahn’ın adı hiçbir zaman periyodik tabloya giremedi ve en sonunda element 108’e hassiyum adı atandı. Böylece bir element daha periyodik tabloya girmiş oldu.
Ekiplerin yarışlarıyla keşfedilen bir diğer elementimiz ise meitneriyum idi. Meitneriyum ilk olarak 1982’de Peter Armbruster ve Gottfried Münzenberg liderliğindeki Darmstadt ekibi tarafından bizmut-209 hedefinin hızlandırılmış demir-58 çekirdeğiyle füzyonu sayesinde meitneriyum-266 izotopu olarak üretildi. Dubna ekibi ise bu element için yarışa dahil olmayarak üç yıl sonra keşfi doğruladığını duyurdu. Meitneriyumun isimlendirilmesi, 104 ila 109 arasındaki elementlerin isimleriyle ilgili element isimlendirme tartışmasında tartışıldı, ancak meitneriyum bu element için tek öneriydi ve bu nedenle hiçbir zaman tartışma konusu olmadı. Küriyum Pierre ve Marie Currie’nin ikisinin birden anısına adlandırıldığından dolayı meitneriyum ismi, mitolojik olmayan bir kadının ismini taşıyan tek element ismi olarak periyodik tablo tarihine geçti. Böylece bir element daha periyodik tablodaki yerini almış oldu.
Bu bölüme konu aldığımız son elementimiz ise darmstadtiyum. Darmstadtiyumun sentezine yönelik ilk denemeler 1986’da Dubna ekibi tarafından başlatıldı ancak bu girişim başarısızlıkla sonuçlandı. 1990’da ise Darmstadt ekibi tarafından bir girişimde bulunuldu ve bu da başarısızlıkla sonuçlandı. Ancak 1994 yılında yapılan denemeler keşif iddiası ortaya atacak kadar sağlam veriler ortaya koydu. Darmstadt ekibi kurşun-208 hedefine nikel-62 çekirdeklerini çarptırarak element 110’un 269 kütle numaralı izotopunu, Dubna ekibi ise plütonyum-244 hedefine kükürt-34 çekirdeklerini çarptırarak element 110’un 273 kütle numaralı izotopunu ürettiklerini duyurdular. 1995 yılında ise Berkeley’den bir ekip bizmut-209 hedefine kobalt-59 çekirdekleri çarptırmaları sonucu ürettiklerini iddia ettikleri element 110’un 267 kütle numaralı izotopuyla yarışa dahil oldu. Her ekip elemente kendi ismini önerdi. Berkeley ekibi element 105’teki tartışmayı bitirmesi için hahniyum isminin bu elemente verilmesini savundu, Dubna ekibi radyoaktivite keşfi sayesinde Currie’lerle birlikte nobel alan Fransız fizikçi Henri Becquerel’ın anısına becquereliyum adını önerdi, Darmstadt ekibi ise önce deneyin yapıldığı Wixhausen isimli Darmstadt banliyösünden hareketle wixhausiyum ismini, sonra şakayla karışık Alman polisinin numarası olan 110’un elementin atom numarası olmasından hareketle polisyum ismini, en son da şehrin ismi olan Darmstadt’dan hareketle darmstadtiyum ismini önerdi. Keşfin belirlenmesi için yapılan görüşmelerde Berkeley ve Dubna ekibinin izotopları üretmiş olsalar bile kesin sonuca ulaşacak verileri elde edemedikleri anlaşıldı. IUPAC 2001 yılındaki raporunda elementin Darmstadt ekibi tarafından keşfedildiğini kabul etti ve darmstadtiyum ismini onayladı.
İşte bu; bilimsel rekabetin ürünü olan dört element bohriyum, hassiyum, meitneriyum ve darmstadtiyumun hikayesidir. Böylece 33. Bölümün de sonuna gelmiş olduk. Bir sonraki bölümde görüşmek üzere!
Kaynakça:
Yu. Ts. Organessian & A. G. Demin & N. A. Danilov & G. N. Flerov & M. P. Ivanov & A. S. Iljinov & N. N. Kolesnikov & B. N. Markov & V. M. Plotko & S. P. Tretyakova, “On spontaneous fission of neutron-deficient isotopes of elements”, Nuclear Physics, 1976
R. C. Barber & N. N. Greenwood & A. Z. Hrynkiewicz & Y. P. Jeannin & M. Lefort & M. Sakai & I. Ulehla & A. P. Wapstra & D. H. Wilkinson, “Discovery of the transfermium elements, Part II: Introduction to discovery profiles, Part III: Discovery profiles of the transfermium elements”, Pure and Applied Chemistry, 1993
G. Münzenberg & S. Hofmann & F. P. Heßberger & W. Reisdorf & K. H. Schmidt & J. H. R. Schneider & P. Armbruster & C. C. Sahm & B. Thuma, “Identification of element 107 by α correlation chains”, Zeitschrift für Physik, 1981
A. Ghiorso & G. T. Seaborg & Yu. Ts. Organessian & I. Zvara & P. Armbruster & F. P. Hessberger & S. Hofmann & M. Leino & G. Munzenberg & W. Reisdorf & K.-H. Schmidt, “Responses on ‘Discovery of the transfermium elements’ by Lawrence Berkeley Laboratory, California; Joint Institute for Nuclear Research, Dubna; and Gesellschaft fur Schwerionenforschung, Darmstadt followed by reply to responses by the Transfermium Working Group”, Pure and Applied Chemistry, 1993
Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry, “Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997)”, Pure and Applied Chemistry, 1997
G. Münzenberg & P. Armbruster & H. Folger & P. F. Heßberger & S. Hofmann & J. Keller & K. Poppensieker & W. Reisdorf & K. -H. Schmidt, “The identification of element 108”, Zeitschrift für Physik, 1984
S. Hofmann, “The discovery of elements 107 to 112”, EPJ Web Conf., 2016
J. Emsley, Nature’s Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements, Oxford University Press, 2011
S. A. Cotton, “After the actinides, then what?”, Chemical Society Reviews, 1996
J. K. Bera, “Names of the Heavier Elements”, Resonance, 1999
O. R. Frisch, “Distinguished Nuclear Pioneer—1973. Lise Meitner”, Journal of Nuclear Medicine, 1973
R. A. Kyle & M. A. Shampo, “Lise Meitner”, JAMA: The Journal of the American Medical Association, 1981
Emilie Wiesner & Frank A. Settle, “Politics, Chemistry, and the Discovery of Nuclear Fission”, Journal of Chemical Education, 2001
S. Hofmann & V. Ninov & F. P. Heßberger & P. Armbruster & H. Folger & G. Münzenberg & H. J. Schött & A. G. Popeko & A. V. Yeremin & A. N. Andreyev & S. Saro & R. Janik & M. Leino, “Production and decay of 269110″, Zeitschrift für Physik, 1995
S. Hofmann, “New elements – approaching”, Reports on Progress in Physics, 1998
P. J. Karol & H. Nakahara & B. W. Petley & E. Vogt, “On the discovery of the elements 110–112 (IUPAC Technical Report)”, Pure and Applied Chemistry, 2001
Albert Ghiorso & Darleane C. Hoffman & Glenn T. Seaborg, “Transuranium People, The: The Inside Story”, World Scientific, 2000
J. Corish & G. M. Rosenblatt, “Name and symbol of the element with atomic number 110”, Pure and Applied Chemistry, 2003
W. P. Griffith, “The Periodic Table and the Platinum Group Metals”, Platinum Metals Review, 2008
Sigurd Hofmann, “On Beyond Uranium: Journey to the End of the Periodic Table”, Taylor & Francis, 2003
0 Yorum