Bir asır önce hafniyumun keşfi periyodik tablonun geçerliliğini teyit etti ancak bu, küresel kargaşanın yaşandığı bir dönemde kanıtları savunan bilim insanları sayesinde oldu.
Hafniyum özellikle dikkat çekici bir element değildir. Patlayıcı sodyum, parıldayan cıva veya kokuşmuş sülfür değildir. Grimsi bir metaldir ve genellikle nükleer enerji santrallerinin ve nükleer denizaltıların kontrol çubuklarında nötron emici olarak ve bilgisayar çiplerinde yalıtkan olarak kullanılır. Ancak hafniyumun bir asır önce bu hafta Nature dergisinde rapor edilen keşfi orantısız bir öneme sahipti. Element, Kopenhag’da çalışan iki bilim insanı tarafından tanımlanmıştır: Hollandalı fizikçi Dirk Coster ve Macar kimyager Georg von Hevesy. Bu buluş sadece periyodik tablonun mirasını değil aynı zamanda kimyanın geleceğini de güvence altına aldı. Hafniyum ayrıca kanıta dayalı keşifleri baltalamaya kararlı olanlara karşı zor kazanılmış bir zaferi temsil etmeye başladı.
Mendeleyev’in ve bağımsız olarak çalışan Alman kimyager Julius Lothar Meyer’in katkıları, elementler için bir düzen ve onları düzgün gruplar halinde sınıflandırmak için kriterler sağladı. Dikkat çekici bir şekilde hem Mendeleyev’in hem de Lothar Meyer’in şemaları, elektron ve protonların keşfinden birkaç on yıl önce elementlerin atom altı yapısına dayanıyordu.
Mendeleyev periyodik tablonun kaba şeklini tasarladığında, bilinen 63 elementle işe başladı. Tablonun çalışmasını sağlamak için, henüz keşfedilmemiş elementlerin yerleştirilebileceği boşluklar bırakmak zorunda kaldı. Bu elementler kısa sürede ortaya çıkmaya başladı. Örneğin, tahmin edilen ’68.element’ yani galyum, birkaç yıl sonra, 1875’te tanımlandı. 1914 yılına gelindiğinde geriye sadece yedi boşluk kalmıştı.
1913’te İngiliz fizikçi Henry Moseley, elementlerin atom numaralarına veya proton sayılarına göre düzenlenebileceğini gösterdiğinde bir dönüm noktası yaşandı. Moseley’in çalışması hem daha doğru bir ‘boşluk haritası’ hem de aday elementleri X-ışınlarına maruz bırakarak üretilen spektrumlardan elementleri tanımlamak için bir yöntem sağladı.
Ancak 72. element olan hafniyumun keşfi (ve isimlendirilmesi) hiç de kolay olmamıştır. Fransız kimyager Georges Urbain ilk olarak 1911 yılında 72 numaralı elementin periyodik tablonun nadir toprak elementleri arasında yer aldığını öne sürmüş ve ona seltiyum adını vermiştir. Ancak yaklaşık on yıl sonra, elektronların çekirdeğin yörüngesinde döndüğü bir atom modeli geliştirmek için kuantum teorisini kullanan Danimarkalı fizikçi Niels Bohr, 72. elementin geçiş metalleri arasında ve zirkonyuma (40. element) daha yakın olacağını öngördü. Bu nihayet, her ikisi de Bohr’un Kopenhag’daki laboratuvarında çalışan Coster ve von Hevesy tarafından zirkonyum minerallerinde element aranarak doğrulandı. İkili, keşiflerine Kopenhag’ın Latince adından esinlenerek hafniyum adını verdi. X-ışını spektrumlarını Aralık 1922’de elde ettiler ve bunu Ocak 1923’te yayınladıkları makale izledi.
Ancak bu tartışmanın sonu olmaktan çok uzaktı çünkü Urbain, seltiyum adını verdiği maddenin 72.element kriterlerine uymadığı konusunda uyarı almış olmasına rağmen inatla pes etmeyi reddetti.1914 yılında Moseley ve Urbain, seltiyumun 72.element olduğunu gösteremeyen yayınlanmamış bir X-ışını çalışmasında işbirliği yapmışlardı. Urbain bu durumu, X-ışını yönteminin yeterince hassas olmadığını söyleyerek açıkladı – Yeni Zelanda doğumlu fizikçi Ernest Rutherford’un Nature‘da yazdığı gibi bir değerlendirme. Urbain ayrıca Kopenhag ekibinin kendi çalışmalarından kendilerine pay çıkarmaya çalıştığını öne sürdü. Coster ve von Hevesy ise verdikleri yanıtta tartışmayı kişiselleştirmeyi reddederek kendi sonuçlarına dayanarak tartıştılar.
Hollanda, Almanya ve İskandinavya’dan bilim insanları Kopenhag ekibinin yanında yer alırken, Fransa ve Birleşik Krallık’tan (Birinci Dünya Savaşı’nın ardından Alman bilimine yönelik boykotu destekleyen) bilim insanları karşı pozisyon aldı. Hafniyum, Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği tarafından ancak 1930 yılında, boykotun resmen sona ermesinden birkaç yıl sonra kabul edildi. Fransa’da seltiyum, 1940’ların başına kadar nadir toprak elementleri arasında 72 numaralı elementin yerini almaya devam etti. Hafniyumun keşfinden yüz yıl sonra, bir element hakkındaki yığınla veriye bir fare tıklamasıyla erişilebildiği bir zamanda bile periyodik tablo hem sağlam hem de güncelliğini korumaktadır. Tablo, bir bakışta, bir elementin kimyasal bir reaksiyonda nasıl davranabileceğine dair bir referans ve bir gruptaki diğer elementlerle benzerliğine dair ipuçları sunar.
2015’te dört süper ağır sentetik elementin eklenmesiyle birlikte şu ana kadar 118 doğrulanmış element bulunmaktadır. Ancak yeni elementlerin üretilemeyeceği ve periyodik tablonun sınırlarına ulaşacağı bir zaman mutlaka gelecektir. Bunun ne zaman gerçekleşeceği ya da son elementin ne kadar büyük olacağı konusunda henüz bir fikir birliği yok, ancak kimyagerler atom numarasının 170’i aşabileceğini söylüyor.
O zaman geldiğinde, periyodik tablo, bilim insanlarına kimyasal uzayın enginliği boyunca rehberlik eden bir harita olarak kalmaya devam edecektir – şimdiye kadar oluşmuş olan tüm moleküller ve ister Dünya’da ister Evren’in başka bir yerinde olsun, henüz keşfedilmemiş olanlar. Dünyanın en büyük çatışmalarından birinin ardından 100 yıl önce keşfedilen sıradan bir geçiş metalinin periyodik tabloyu bugünkü haline getirmesi, uluslararası bilimsel işbirliğinin kalıcı değerlerine ve araştırmacıların kararlılığına bir övgüdür. [1]How the periodic table survived a war to secure chemistry’s future
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | How the periodic table survived a war to secure chemistry’s future |
|---|
