Skip to content Skip to navigation

Evrenin Yapı Taşlarını Sınıflandırmak

Doç. Dr. Timur Şahin
15/05/2019 - 17:11

Bir periyodik tabloda elementler yapısal özelliklerine göre kategorilere ayrılarak sınıflandırılır. Fakat periyodik tablonun nasıl okunacağı yani periyodik tablodan neler öğrenebileceğimiz bazı önemli fizik kurallarına bağlıdır. Şüphesiz ki aralarındaki benzerlikler nedeniyle aynı satır ve sütunlara yerleştirilen elementlerden oluşmuş böyle bir tabloyu geliştirilme fikri birdenbire ortaya çıkmadı. Gelin, yaşadığımız evreni ve günümüz teknolojisini şekillendiren elementlerin ve özelliklerinin keşfedilme serüvenine birlikte göz atalım.

Üniversite öğrencilerine vereceği kimya derslerinde faydalı olacağı düşüncesi ile bir kitap yazma kararı alan Dimitri Mendeleyev’in bu serüvende önemli rolü var. Mendeleyev’in 19. yüzyılın son çeyreğinde bitirdiği kitabının birinci cildinde o zamana kadar bilinen 63 elementin 8’inin özelliklerine ait bilgiler yer alıyordu. Geriye kalan 55 element ise kendilerine kitabın ikinci cildinde yer bulabildi. Kitapta her bir element için sayfalar dolusu bilgi bulunduğundan Mendeleyev’in derlediği bu bilgileri bir kural dâhilinde yeniden düzenlemesi gerekti.

 

Peki, Evrenin Yapı Taşları İçin Uygulanabilecek Basit ve Anlaşılır Bir Sınıflandırma Geliştirilebilir mi?

Mendeleyev başlangıçta elementleri atom ağırlıkları ve kimyasal özelliklerine göre sınıflandırmıştı. 17 Şubat 1869’da (Jülyen takvimine göre) 63 elementi içeren bir tabloyu, yayınladığı bilimsel makale sayesinde bilim dünyasına sundu. Tüm zamanların en önemli bilimsel katkıları arasında yer alan bu gelişmenin 150. yılı olması nedeniyle 2019 yılı Birleşmiş Milletler tarafından Uluslararası Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu Yılı olarak ilan edildi.

Rus kimyacı Dimitri Mendeleyev laboratuvarında çalışıyor.

Kimyacı John Dalton da Mendeleyev’den önce elementleri sınıflandırmak için bir tablo oluşturmak amacıyla çalışmalar gerçekleştirmişti. Mendeleyev’in tablosunu kendisinden önce gerçekleştirilmiş çalışmalardan ayıran en önemli özelliği, oluşturulan tabloda bilinen tüm elementlere yer verilmiş olması.

1860’lı yıllarda elementlerin birçoğunun atom ağırlıkları bilinmiyordu. Aslında o yıllarda atomun yapısı henüz tam olarak anlaşılamamıştı. Atomun yapı taşları olan proton, nötron ve elektron henüz keşfedilmemişti. Örneğin elektron 1897’de Joseph John Thomson tarafından keşfedildi.

Mendeleyev atom ağırlıkları bilinmeyen elementler için tahminî bir atom ağırlığı belirledi. Ayrıca o dönemde henüz keşfedilmemiş elementlerin periyodik tablodaki yerlerini ve özelliklerini de tahmin etti.

Günümüzde ise periyodik tablodaki elementler artan atom numaralarına (atom çekirdeğindeki proton sayısı) göre sıralanır. Atom çekirdeği etrafında belirli enerji seviyelerindeki yörüngelerde bulunan elektronların hareketleri üzerine temellendirilmiş bu yeni sıralamanın temelleri, kuantum kuramının da mimarları arasında yer alan Niels Bohr tarafından atıldı.

 

Değişim İçin Hazır mısınız?

Periyodik tablonun 18. grubunda yer alan soygazlar tepkimeye girme konusunda isteksiz olmalarıyla bilinir. Ancak bugün soygazları oluşturan elementlerden bazılarının nadiren başka bir element ile tepkimeye girebildiğini biliyoruz. İlginçlikler bununla da sınırlı değil. Periyodik tablonun 12. gurubunda yer alan çinko (Zn) ve kadmiyum (Cd) oda sıcaklığında katı iken aynı gurupta yer alan cıva (Hg) oda sıcaklığında sıvı halde bulunur. Ayrıca periyodik tablonun altında yer alan f bloğunu oluşturan elementlerin (lantinitler ve aktinitler) nasıl yerleştirilmesi gerektiğiyle ilgili farklı görüşler var. Bu nedenlerle günümüzde elementlerin nasıl daha iyi bir biçimde sınıflandırılabileceği tartışma konusu. Bazı bilim insanları periyodik tablo için değişimin gerekli olduğunu düşünüyor.

Önerilerden biri elementlerin atom numaralarına göre kesintisiz bir şekilde dizilimini mümkün kılan, 32 kolondan oluşan bir periyodik tablo. Böylece f bloğu elementleri periyodik tablonun altında ayrı bir bölümde değil tablonun içinde yer alabiliyor.

Los Angeles’taki Kaliforniya Üniversitesi’nden Eric Scerri’nin önerdiği, 32 kolondan oluşan periyodik tablo

En son keşfedilen elementler atom numaralarına göre periyodik tabloya yerleştirildi. Ancak örneğin atom numarası 117 olan ve 17. grupta yer alan tennessinin (Ts) halojenlerle, atom numarası 118 olan ve 18. grupta yer alan oganessonun (Og) soygazlarla benzer özellikler gösterip göstermediği henüz bilinmiyor. Ayrıca bundan sonra keşfedilecek elementlerin periyodik tabloya nasıl yerleştirileceği de başka bir soru.

 

Kaynaklar:

  • Fontani, M., Costa, M., Orna, M. V., The Lost Elements: The Periodic Table’s Shadow Side, Oxford University Press, 2015.
  • D. I. Mendeleev and His Contributions to the World Science Conference, 2009.
  • Scerri, E. R., The Periodic Table: its Story and its Significance, Oxford University Press, 2006.
  • Brock, W. H., The Fontana History of Chemistry, Fontana Press, 1993.

 

Yazar Hakkında:
Doç. Dr. Timur Şahin
Akdeniz Üniversitesi Uzay Bilimleri ve Teknolojileri Bölümü

İlgili İçerikler

Kimya

2019 yılı Prof. Dr. Fuat Sezgin Yılı olarak ilan edildi. Bilim Genç olarak 2019 yılı boyunca Prof. Dr. Fuat Sezgin’in İslam bilim ve teknoloji tarihine katkılarını farklı yazılarla ele alacağız. Prof. Dr. Fuat Sezgin anısına hazırladığımız diğer yazılara ulaşmak için tıklayın.

Kimya

İdeal gazların hareketlerini ve birbirleriyle etkileşmelerini bilardo ya da pinpon toplarınınkine benzetebiliriz. Bu etkinliğimizde de pipon toplarını kullanarak maddenin gaz hâlinin bir benzetimini yapacağız.

Kimya

Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından üniversite ve lise öğrencilerine konuşma yapmak üzere Türkiye’ye gelen Nobel ödüllü Prof. Dr. Agre başarı hikâyesini Bilim Genç’e anlattı.

Kimya

Herhangi bir maddenin bir molü atomlarının ya da moleküllerinin belirli bir sayısıdır. Bu değer Avogadro sayısıyla ifade edilir. Avogadro sayısının ismi İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro’dan gelir.

Kimya

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde (MIT) çalışan Kehang Cui ve Brian L. Wardle, bilinen en kara malzemeyi üretti. Malzeme, üzerine düşen ışığın %99,995’inden fazlasını soğuruyor.

Kimya

Kimyacılar, yapılarında meydana gelen değişimleri öğrenmek için genellikle maddeleri ısıtır. Katı hâldeki maddelerin bazıları ısıtıldıklarında erir bazıları sıvı hâle geçmeden doğrudan buharlaşır yani süblimleşir. Sıvılar ise genellikle gaz hâle geçer. Soğutulduklarında eski hâllerine dönerler.

Kimya

Nobel Kimya Ödülü’nün 2019 yılındaki sahipleri, Austin’deki Texas Üniversitesinden John B. Goodenough, New York Eyalet Üniversitesinden M. Stanley Whittingham ve Meijo Üniversitesinden Akira Yoshino oldu. Araştırmacıların lityum iyon pillerin geliştirilmesine yaptıkları önemli katkılar sebebiyle ödüle layık görüldükleri açıklandı.

Kimya

Georgia Teknoloji Enstitüsünden Paul Kohl ve arkadaşları güneş ışığına maruz kaldığında kendiliğinden yok olan bir tür plastik malzeme geliştirdi.

Kimya

Laboratuvar ortamında üretilen bir malzeme tıpkı gerçek bir doku gibi metabolik reaksiyonları gerçekleştirebilir, aynı zamanda vücutla uyumlu olabilir mi? Bilim kurgu filmlerinde karşılaşabileceğimiz bu durum biyolojik nanomalzemeler sayesinde mümkün olabilir.

Kimya

Yeryüzünün pek çok bölgesinde insanlar temiz suya erişmekte güçlük geçiyor. Üstelik küresel iklim değişikliği ve insan etkinlikleri sebebiyle gelecekte durumun daha da kötüleşme ihtimali var. Bu soruna çare bulmak için çalışmalar yapan Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesinden Prof. Dr. Omar Yaghi ve arkadaşları, atmosferden su buharı toplayarak içme suyu üreten bir cihaz geliştirdi.