Hidrojen, nitrojen ve oksijen… Hayatımızın her anında etkileşimde olduğumuz 3 element. Tabii ilk bölümde bu üç elementi beraber konu almamızın sebebi bu değil. Bu 3 elementin bir diğer ortak noktası sonlarının “-jen” ekiyle bitmesi. Peki, “-jen” eki ne anlama geliyor? Bu 3 elemente neden bu isimler verilmiş? Elementlerin Hikâyesi 1. Bölüm başlıyor…
(intro)
Hidrojen, evrenin en basit yapılı en eski elementi. Yalnızca tek bir protondan oluşan çekirdeğiyle Hidrojen, tüm evrende en fazla miktarda bulunan element. Basit yapılı bir element olsa da en karmaşık bilimsel kuramların çözülmesini sağlamış bir element Hidrojen, zira Schrödinger denkleminin analitik olarak çözülebildiği tek nötral molekül. Bu yüzden de kuantum mekaniğinin geliştirilmesinde faydaları göz ardı edilemeyecek kadar fazla. Temiz enerji dendiğinde de akla ilk gelen elementlerden kendisi. Evrende çok yaygın bir element olsa da Dünya üzerinde elementel Hidrojen o kadar da yaygın değil. Dünya’da yalnızca %0,14 oranında bulunması da doğal olarak keşfinin simya değil kimya döneminde yapılmasına sebep olmuş.
Hidrojen gazını yapay olarak ilk defa T. Von Hohenheim 1500’lü yıllarda güçlü asitlerle metalleri karıştırarak elde eder. Yaptığı kimyasal reaksiyon sonucu elde ettiği bu yanıcı gazın yeni bir element olduğununsa farkına varamaz. 1671 yılına gelindiğindeyse Hidrojen, Robert Boyle tarafından demir çubuk ve seyreltik asit çözeltilerinin reaksiyonu sonucu üretilerek yeniden keşfedilir. 1766 yılında Henry Cavendish metal asit reaksiyonuyla elde edilen, havada yanan, yandığı zaman su açığa çıkaran hidrojenin ayrı bir element olduğunun farkına varır. 1783’te Antoine Lavoisier, Laplace ile Cavendish’in bulduklarını tekrarlarken, yandığı zaman su üreten bu gaza hidrojen adını verir. Hidrojen ismiyse Yunanca “su” anlamına gelen “ʰydōr” ve “doğuran” anlamına gelen “genēs” kelimelerinin birleşimiyle türetilmiştir. Yani aslında “-jen” eki yapan, oluşturan anlamlarına gelir. Eski kaynaklara baktığımızdaysa Osmanlı zamanlarında yazılmış kitaplarda hidrojen kelimesi yerine müvellidülma ifadesinin kullanıldığını görebiliriz. Müvellidülma da aynı türetmenin Arapçayla yapılmış halidir yani su doğuran anlamına gelir.
Peki, ya nitrojenin ismi nereden geliyor? Yahut azot mu demeliydik? Neden bu elementin iki ayrı ismi olduğu konusuna durmadan önce gelin onu biraz daha yakından tanıyalım.
Azot, havayı oluşturan gazlardan yüzde olarak en fazla olanıdır. Havanın yaklaşık %78’ini oluşturan bu gazı hepiniz sıvı haliyle yapılan deneylerden izlemişsinizdir. Üzerine sıvı azot dökülen maddeleri izlemek pek bir eğlencelidir. İçinde aslında bir avuç cips olan ancak sanki dopdolu gibi gözüken cips paketlerini şişkin gösteren şey de aslında hava değil azot gazıdır.
Genel kabule göre azotu 1772’de, onu zehirli hava veya sabit hava olarak adlandıran Daniel Rutherford keşfeder. Havayı oluşturan maddelerden birinin yanma olayında yer almadığı, Rutherford tarafından bilinmektedir. Azot, yaklaşık aynı tarihlerde Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, ve Joseph Priestley tarafından da araştırılmaktadır. Antoine Lavoisier de azotu, Yunanca “cansız” anlamına gelen azotos kelimesinden türeterek azote olarak adlandırır. Azot için bir diğer isimlendirmeyi de 1790 yılında Fransız kimyager Jean Antoine Chaptal yapar. Bu gaza nitrojen adını veren Chaptal da Lavoiser’ın hidrojeni türetmesine benzer bir yöntemle elemente ismini verir. Yunanca güherçile yani potasyum nitrat anlamına gelen “nitron” kelimesi ile “doğuran” anlamına gelen “genēs” kelimelerinin birleşimiyle türetmiştir.
Oksijenin isimlendirilmesi de nitrojenden çok da farklı değildir aslında. Yaşamın en önemli elementlerinden biri olan oksijenin keşfi de diğer iki element kadar geç olmuştur. Her şeyden önce oksijen, yanma olayının temelinde yatan elementtir. Oksijenle muhatap olmadığımız tek bir an bile yoktur. Böylesine yaygın bir elementin bu kadar geç keşfedilmesine sebep olan şeyinse filojiston kuramı olduğunu söylemek çok da yanlış olmayacaktır sanki. İlk kez Johann Joachim Becher tarafından 1667 yılında ortaya atılan filojiston kuramı, yanma olayını açıklamayı amaçlamaktaydı. Filojiston kuramına göre filojistik maddeler ısı yardımıyla yanıyor ve bu sırada dışarıya filojiston adındaki ateş elementini yayıyordu. Kapalı bir kapta yanan ateşin bir süre sonra sönmesinin sebebini şöyle açıklamaktaydı: Filojistik madde yanarken etrafa filojistik hava salıyordu. Ancak kabın içindeki hava, salınan bu filojistik gazı tamamıyla soğuramıyordu. Soğurabildiği sürece ateş yanmaya devam ediyor, hava doygunluğa ulaştığındaysa ateş sönüyordu. Yani aslında bugün yanacak oksijenin bitmesi olarak açıkladığımız bu olguyu filojiston teorisi daha çok karbondioksit miktarının havanın doygunluk eşiğini geçmesiyle bağdaştırmaktaydı. Filojiston o gün gözlemlenebilen çoğu deneyin sonucunu açıklamayı başarmış ve bu yüzden de 100 yıldan daha uzun bir süre doğru olarak kabul edilmişti. Ancak yanlış olan neredeyse her iddianın gerçekle çeliştiği gibi onun da gerçekle çeliştiği bir yer vardı. Eğer bir şey yandığı için filojiston salıyorsa kütlesinin bir kısmını kaybetmeliydi. Evet, odunun yanmasına baktığımızda kütlesini kaybettiğini görebiliyorduk. Ama magnezyum yandığında tam aksi bir sonuç veriyordu. Çünkü oksijen odundaki organik bileşiklerle tepkimeye girerek yandığında karbondioksit gazı oluşuyor ve bu gaz da kalan külden uzaklaşınca sanki odun kütlesini kaybetmiş, yani filojiston salmış gibi oluyordu. Fakat magnezyumun yanmasında tepkime böyle işlemiyordu. Magnezyum, oksijen atomlarıyla tepkimeye girerek magnezyum oksit oluşturmaktaydı ve oluşan bu magnezyum oksit katı olduğundan tepkime ürününün içinde kalıyordu. Durum böyle olunca beklenmeyen bir sonuç elde ediliyor, kalıntının kütlesi artıyordu. İşte bu açık, aslında oksijenin keşfini sağlayacaktı.
1772 yılında İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele, potasyum nitrat, cıva oksit ve diğer birçok maddeyi ısıtarak oksijeni keşfeder. İngiliz kimyager Joseph Priestley, 1774 yılında cıva oksidin termal ayrışmasıyla oksijeni element olarak keşfeder ve çalışmasını Sheele’nün yayınlamasından önce yayınladığı için oksijenin kâşifi unvanı Sheele’ye değil Priestley’e verilir. Antoine Lavoisier ise oksijeni filojistonu çürütmek için kullanır. 1775 ve 1780 yılları arasında Fransız kimyager Antoine Laurent Lavoisier, o zamana kadar kabul edilen filojiston teorisini bir kenara bırakarak, oksijenin solunumdaki ve yanmadaki rolünü yorumlar. Ve şimdi de sıra gelmiştir bu elemente bir isim koymaya. Lavoisier 1777 yılında bu elemente aynı hidrojene koyduğu kalıpla bir isim koyar. Oksijenin birçok farklı maddeyle etkileşime girerek asit oluşturma eğilimini fark eden Lavoisier, elementin bu özelliğinden ilham alarak ona Oksijen ismini verir. Yunanca keskin ve asit anlamlarına gelen “oksis” kelimesiyle “doğuran” anlamına gelen “genēs” kelimelerinin birleştirilmesiyle türetilmiş oksijen, aynı yöntemle Arapçadan türetilmiş ve Osmanlı zamanında müvellidülhumuza olarak kullanılmıştır.
İşte bu; hidrojen, nitrojen ve oksijenin hikâyesidir. Böylece ilk bölümün sonuna gelmiş olduk. Bir sonraki bölümde görüşmek üzere!
0 Yorum