Germanyum ve teknetyum… Bu seferki bölümde bu iki elementi beraber konu almamızın sebebi, bir önceki bölümde de söylediğimiz gibi bu elementleri önce Mendeleyev’in periyodik tablosuyla ön görmesi ve sonrasında yapılan çalışmalarla keşfedilmeleri. Peki, bu bölümde ele alacağımız iki element ne zaman keşfedildi? Mendeleyev bu elementlerin teorik hallerine ne isim vermişti? Elementlerimizin keşfi sırasında ne gibi olaylar yaşandı? Elementlerin Hikâyesi 22. Bölüm başlıyor…
(intro)
1869 yılıydı… Dimitri Mendeleyev periyodik tabloya dair yayınladığı çalışmasının ilk baskısında silisyum ile kalay elementleri arasında bir element olması gerektiğini fark ederek burada bir boşluk bıraktı, ekasilikon olarak bahsettiği bu elementin kütle numarasını 70 olarak kestirdi. 2 yıl sonra yayınladığı yeni baskıda ise kütle numarasını 72 olarak düzeltti. 1885 yılının ortalarına gelindiğindeyse, Saksonya’nın Freiberg kenti yakınlarındaki bir madende yeni bir mineral keşfedildi ve yüksek gümüş içeriği nedeniyle argyrodite olarak adlandırıldı. Alman kimyager Clemens Winkler, gümüş, sülfür ve yeni bir elementin birleşimi olduğu kanıtlanan bu yeni minerali analiz etti. Winkler 1886’da yeni elementi izole etmeyi başardı ve antimona benzer olduğunu buldu. Başlangıçta yeni elementin eka-antimon yani her ne kadar Mendeleyev bir kütle numarası tahmininde bulunmamış olsa da günümüzde bildiğimiz adıyla bizmut elementi olduğunu düşündü, ancak kısa süre sonra bunun yerine eka-silikonu bulduğuna ikna oldu. Winkler yeni elementle ilgili sonuçlarını yayınlamadan önce, elementine neptünyum adını vermeye karar verdi, çünkü Neptün gezegeninin 1846’daki son keşfinden önce Mendeleyev’in öngörülerinde olduğu gibi Neptün için de benzer şekilde öngörüler yapılarak gerçek keşiften önce matematiksel tahminlerde bulunulmuştu. Winkler bu benzerlik üzerinden eka-silikonu isimlendirmeyi planlıyordu. Ancak neptünyum adı zaten başka bir element için kullanılmıştı. Hayır bu neptünyum Uzayın Elementleri bölümünde anlattığımız neptünyum değil, o 1940 yılında keşfedilmişti. Peki burada söz konusu olan neptünyum hangisi? Ona da bir sonraki bölümümüz olan Tantalos’un Çocukları’nda değineceğiz. Kısacası Winkler yeni elemente neptünyum ismini koyamayınca bunun yerine memleketinin onuruna, Latince Almanya anlamına gelen Germania kelimesinden türeterek germanyum adını verdi. Böylece bir Mendeleyev elementi daha gerçekten keşfedilerek yeni adıyla periyodik tablodaki yerini almış oldu.
Son Mendeleyev elementimiz ise teknetyum veya Mendeleyev’in verdiği isimle eka-manganez elementi. Mendeleyev’in kütle numarasını 100 olarak tahmin ettiği bu element tüm Mendeleyev elementleri arasında en geç keşfedileniydi. Herkes kütlesi daha az olduğu için diğer keşfedilememiş elementlere kıyasla daha kolay bulunabileceğini düşünüyordu. Ancak bilmedikleri bir şey vardı: Teknetyum 4. periyottaki elementler arasında tüm izotopları radyoaktif olan tek elementti, doğada bulunmuyordu. Mendeleyev’in çalışmasını yayınlamasının ardından 29 yıl geçmiş, 1898’de uranyum üzerinden radyoaktivite keşfedilmişti. Yine bundan 27 yıl sonra yani 1925’te Alman kimyagerler Walter Noddack, Otto Berg ve Ida Tacke 75 ve 43 atom numaralı elementleri keşfettiklerini bildirmiş ve 43 numaralı elemente masuryum adını vermişlerdir ki burada Mendeleyev’in eka-manganezi atom numarası 43 olan yani masuryum adı verilen element. Walter Noddack’ın ailesinin kökeni olan Prusya’nın doğusundaki Masuria bölgesine atfen elemente bu ismi vermişlerdi. Ancak bu isim bilim camiasında önemli bir kızgınlığa neden oldu, çünkü I. Dünya Savaşı sırasında Alman ordusunun Masuria bölgesinde Rus ordusuna karşı kazandığı bir dizi zafere atıfta bulunduğu şeklinde yorumlandı; Naziler iktidardayken Noddack’lar akademik pozisyonlarında kaldıklarından, 43. elementi keşfetme iddialarına karşı şüphe ve düşmanlık devam etti. Grup kolumbiti bir elektron demetiyle bombaladı ve X-ışını emisyon spektrogramlarını inceleyerek 43. elementin mevcut olduğu sonucuna vardı. Üretilen X-ışınlarının dalga boyu, 1913 yılında Henry Moseley tarafından türetilen bir formülle atom numarasıyla ilişkilidir ve element 43’ün ürettiği X ışını dalga boyu bu formüle uyuyordu. Ekip, element 43 tarafından üretilen bir dalga boyunda zayıf bir X-ışını sinyali tespit ettiğini iddia etti. Daha sonraki deneyciler bu keşfi tekrarlayamadılar ve bu bir hata olarak kabul edildi. Yine de 1933’te elementlerin keşfiyle ilgili bir dizi makalede element 43 için masuryum ismi kullanıldı. Paul Kuroda ise çalıştıkları cevherlerde bulunabilecek teknetyum miktarı üzerine yaptığı çalışma ile Noddack’ın iddiasını çürütmüştür. Eldeki deney verilerine göre öyle bir cevherdeki teknetyum miktarı çok az olmalıdır ve Noddack’ın bu küçük miktarı tespit edebilecek hassaslıkta cihazı olmadığı için bu keşif doğru olmamalıdır. Element 43’ün gerçek keşfi ise nihayet 1937 yılında Sicilya’daki Palermo Üniversitesi’nde Carlo Perrier ve Emilio Segrè tarafından yapılan bir deneyle doğrulandı. 1936 yılının ortalarında Segrè, önce New York’taki Columbia Üniversitesi’ni, ardından da Kaliforniya’daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nı ziyaret etti. Siklotronun mucidi Ernest Lawrence’ı, radyoaktif hale gelmiş bazı atılmış siklotron parçalarını kullanmasına izin vermesi için ikna etti. Lawrence ona siklotronun saptırıcısının bir parçası olan bir molibden folyosu postaladı. Segrè, molibden aktivitesinin gerçekten de atom numarası 43 olan bir elementten kaynaklandığını kanıtlamaya çalışması için meslektaşı Perrier’i görevlendirdi. 1937’de teknetyum-95 ve teknetyum-97 izotoplarını izole etmeyi başardılar. Palermo Üniversitesi yetkilileri, keşiflerine Palermo’nun Latince adı olan Panormus’tan esinlenerek “panormium” adını vermelerini istedi. 1947’de ise 43 numaralı elemente, yapay olarak üretilen ilk element olduğu için “yapay” anlamına gelen Yunanca technetos (τεχνητός) kelimesinden türetilerek teknetyum adı verildi.
İşte bu; Mendeleyev’in elementlerinden son ikisi germanyum ve teknetyumun hikayesidir. Böylece 22. Bölümün de sonuna gelmiş olduk. Bir sonraki bölümde görüşmek üzere!
Kaynakça:
Subhash Kak, “Mendeleev and the Periodic Table of Elements”, Sandhan, 2004
Masanori Kaji, “D. I. Mendeleev’s concept of chemical elements and The Principles of Chemistry”, Bulletin for the History of Chemistry, 2002
D. Mendeleev, “The natural system of elements and its application to the indication of the properties of undiscovered elements”, Journal of the Russian Chemical Society, 1871
Mary Elvira Weeks, “The discovery of the elements. XIII. Some elements predicted by Mendeleeff”, Journal of Chemical Education, 1932
Clemens Winkler, “Mittheilungen über des Germanium. Zweite Abhandlung”, J. Prak. Chemie, 1887
O. Brunck, “Obituary: Clemens Winkler”, Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 1886
F. A. A. Jonge & EK Pauwels, “Technetium, the missing element”, European Journal of Nuclear Medicine, 1996
Eric Scerri, A tale of seven elements, Oxford University Press, 2013
J. Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, 2001
J. T. Armstrong, “Technetium”, Chemical & Engineering News, 2003
K. A. Nies, “Ida Tacke and the warfare behind the discovery of fission”, 2001
M. E. Weeks, “The discovery of the elements. XX. Recently discovered elements”, Journal of Chemical Education, 1933
Fathi Habashi, “The History of Element 43—Technetium”, Journal of Chemical Education, 2006
D. L. Heiserman, “Element 43: Technetium”, Exploring Chemical Elements and their Compounds, TAB Books, 1992
Emilio Segrè, A Mind Always in Motion: The Autobiography of Emilio Segrè, University of California Press, 1993
C. Perrier & E. Segrè, “Technetium: The Element of Atomic Number 43”, Nature, 1947
0 Yorum