Niyobyum ve tantal… Bu seferki bölümde bu iki elementi beraber konu almamızın sebebi, bu iki elementin ve bazı yanlış anlaşılmaların ismini Yunan mitolojisindeki Tantalos ve onun çocuklarından almış olması. Peki, bu bölümde ele alacağımız iki element ne zaman keşfedildi? Elementlerimizin alaşımları neden farklı element iddiaları ortaya atılmasına sebep oldu? Elementlerimizin keşfi sırasında ne gibi olaylar yaşandı? Elementlerin Hikâyesi 23. Bölüm başlıyor…
(intro)
1734 yılıydı… John Winthrop F.R.S. Amerika Birleşik Devletleri, Connecticut’tan bir mineral örneğini İngiltere’ye göndermişti. İngiliz kimyager Charles Hatchett, 1801 yılında bu mineralin içinde yeni bir element bulduğunu duyurdu. Mineral oraya Amerika’dan gönderildiği için minerali kolumbit, yeni bulduğu elementi ise kolumbiyum olarak tanımladı. 1802 yılında ise İsveçli kimyager Anders Ekeberg, İsveç ve Finlandiya’dan alınan iki mineral örneğinde yeni bir element daha keşfetmişti. Ekeberg bulduğu bu elemente mitolojik bir karakter olan Tantalos’tan türeterek Tantal adını verdi. Tantalos mitolojide şöyle geçmekteydi: Hikayeye göre Tantalos, öldükten sonra diz boyu suda durmaya mahkum edilmiş ve başının üzerinde her ikisi de sonsuza dek onu tantalize eden mükemmel meyveler yetişmiştir. Tantalizing kelimesi bugün İngilizcede hâlâ boşuna umutlandırmak, baştan çıkarmak anlamında kullanılıyor. Tantalos öyle bir pozisyondaydı ki suyu içmek için eğildiğinde, su ulaşabileceği seviyenin altına akıyor, meyveye uzandığında ise dallar kavrayışının dışına çıkıyordu. Anders Ekeberg ise yeni elementini duyurduğu makalesinde şöyle yazmıştır: “Bu metale tantal diyorum… Kısmen asit içine daldırıldığında herhangi bir şeyi emip doyma yeteneğinin olmamasına atfen.”
1809 yılında ise İngiliz kimyager William Hyde Wollaston kolumbiyum ve tantal oksitlerini karşılaştırmaya başladı. İki oksidin ölçülen yoğunlukları 5,918 g/cm3 ve 7,935 g/cm3 gibi farklı olmasına rağmen, aynı oldukları sonucuna vardı ve kolumbiyum oksidin aslında tantal oksidin bir safsızlığı olduğunu duyurdu. Friedrich Wöhler bu sonuçları doğruladıktan sonra, kolumbiyum ve tantalın aynı element olduğu düşünüldü. Bu sonuca 1846’da Alman kimyager Heinrich Rose itiraz etti ve tantalit örneğinde iki ek element daha olduğunu ileri sürerek bunlara Tantalus’un çocuklarının isimlerini verdi: Niobe’den gelen niyobyum ve Pelops’tan gelen pelopyum. Sözde pelopyum elementi daha sonra tantal ve niyobyum karışımı olarak tanımlandı ve niyobyumun 1801 yılında Hatchett tarafından keşfedilen kolumbiyum ile aynı olduğu bulundu.
Niyobyum ve tantalın benzer reaktiflikleri saf bileşiklerin elde edilmesini oldukça zorlaştırıyordu. Dolayısıyla niyobyum ve tantalın keşfi sırasında ortaya çıkan tek yanlış değerlendirme pelopyum değildi. Kimyager R. Hermann tarafından 1847’de samarskit mineralinde tantal ve niyobyuma benzeyen sözde yeni bir element bulunmuştu. Hermann bu elemente ilmenyum adını verse de daha sonra ilmenyumun tantal ve niyobyum elementlerinin bir karışımı olduğu ortaya çıktı. 1860 yılında ise mineralog ve şair Wolfgang Franz von Kobell, Finlandiya’daki Kimito köyü yakınlarındaki bir taş ocağından elde edilen tantalit ve Almanya’daki Bodenmais köyünden elde edilen kolumbit üzerine yaptığı çalışmanın sonuçları yayınladı. Söylediğine göre içinde yeni bir element bulmuştu. Bulduğu elementin tantal, niyobyum, pelopyum ve ilmenyumdan farklı olduğu sonucuna vardı. Bu elemente diyanyum adını verse de daha sonra bunun da tantal ve niyobyum karışımı olduğu ortaya çıktı. 1847’deki asılsız ilmenyum iddiasından sonra R. Hermann 1877’de yine bir iddiayla çıkageldi. Periyodik tabloda tantalın altında yer alan yani bugünkü bildiğimiz haliyle 105 atom numaralı 1967’de keşfedilen radyoaktif bir element olan dubniyumun olduğu yerde olması gereken ve Yunan okyanuslar ve denizler tanrısına atfen neptünyum adını verdiği yeni bir element keşfettiğine dair iddialarını yayınladı. Ancak bunun da niyobyum ve tantalın alaşımı olduğu ortaya çıktı. Anlaşılan o ki niyobyum ve tantala benzeyen bir başka element yoktu, sadece bu ikisi vardı. Ancak bu bölümde konu alacağımız tek çekişme bu değildi.
1801 yılında Charles Hatchett bulduğu elemente kolumbiyum adını vermişti. Daha sonra 1846’da Heinrich Rose tantalın aslında niyobyum ve pelopyum olmak üzere iki elementin karışımı olduğunu iddia etmiş ancak pelopyum diye bir element var olmadığı, niyobyumunsa kolumbiyumla aynı şey olduğu ortaya çıkmıştı. Artık aynı element için kolumbiyum ve niyobyum olmak üzere iki farklı isim vardı. Kolumbiyum ABD’nin ismini taşıyan bir adlandırma olduğundan yıllar boyu element için Amerika’da kolumbiyum ismi kullanıldı. Avrupalılar ise aynı elementten niyobyum diye bahsediyorlardı. Bu ikililik 100 yıldan fazla sürdü. Artık bu duruma bir son vermek için 1949 yılında Amsterdam’da düzenlenen 15. Kimya Birliği Konferansı’nda 41 numaralı element için niyobyum adı seçildi. Bir yıl sonra bu ad, kronolojik olarak kolumbiyum adının önceliğine rağmen, 100 yıllık bir tartışmanın ardından Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) tarafından resmen kabul edildi. Bu bir tür uzlaşmaydı aslında; IUPAC, Kuzey Amerika kullanımına saygı göstererek wolfram yerine tungsteni ve Avrupa kullanımına saygı göstererek kolumbiyum yerine niyobyumu kabul etti. Birçok ABD kimya derneği ve hükümet kuruluşu genellikle resmi IUPAC adını kullanırken, bazı metalurji uzmanları ve metal dernekleri hala orijinal Amerikan adı olan kolumbiyum adını kullanmaya devam etmektedir. American Chemical Society tarafından yayınlanan ve başlığında kolumbiyum bulunan son makale ise uzlaşmadan 4 yıl sonrasına yani 1953 yılına aittir.
İşte bu; isimleri Yunan mitolojik karakteri Tantalos’tan gelen iki element niyobyum ve tantalın hikayesidir. Böylece 23. Bölümün de sonuna gelmiş olduk. Bir sonraki bölümde görüşmek üzere!
Kaynakça:
Kòrösy, “Reaction of Tantalum, Columbium and Vanadium with Iodine”, Journal of the American Chemical Society, 1939
Charles Hatchett, “Outline of the Properties and Habitudes of the Metallic Substance, lately discovered by Charles Hatchett, Esq. and by him denominated Columbium”, Journal of Natural Philosophy, Chemistry, and the Arts, 1802
Ikenberry & J. L. Martin & W. J. Boyer, “Photometric Determination of Columbium, Tungsten, and Tantalum in Stainless Steels”, Analytical Chemistry, 1953
Geoff Rayner-Canham & Zheng Zheng, “Naming elements after scientists: an account of a controversy”, Foundations of Chemistry, 2008
W. Clarke, “Columbium Versus Niobium”, Science, 1914
Charles Hatchett, “An analysis of a mineral substance from North America, containing a metal hitherto unknown”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1802
James Percival, “Middletown Silver and Lead Mines”, Journal of Silver and Lead Mining Operations, 1853
William P. Griffith & Peter J. T. Morris, “Charles Hatchett FRS (1765–1847), Chemist and Discoverer of Niobium”, Notes and Records of the Royal Society of London, 2003
William Hyde Wollaston, “On the Identity of Columbium and Tantalum”, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1809
Heinrich Rose, “Ueber die Zusammensetzung der Tantalite und ein im Tantalite von Baiern enthaltenes neues Metall”, Annalen der Physik, 1844
Heinrich Rose, “Ueber die Säure im Columbit von Nordamérika”, Annalen der Physik, 1847
V. Kobell, “Ueber eine eigenthümliche Säure, Diansäure, in der Gruppe der Tantal- und Niob- verbindungen”, Journal für Praktische Chemie, 1860
Blomstrand Marignac & H. Deville & L. Troost & R. Hermann, “Tantalsäure, Niobsäure, (Ilmensäure) und Titansäure”, Fresenius’ Journal of Analytical Chemistry, 1866
Anders Ekeberg, “Of the Properties of the Earth Yttria, compared with those of Glucine; of Fossils, in which the first of these Earths in contained; and of the Discovery of a metallic Nature (Tantalium)”, Journal of Natural Philosophy, Chemistry, and the Arts, 1802
Hermann, “Fortgesetzte Untersuchungen über die Verbindungen von Ilmenium und Niobium, sowie über die Zusammensetzung der Niobmineralien”, Journal für Praktische Chemie, 1871
Norman N. Greenwood & Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann, 1997