Aynştaynyumun Kimyasal Özelliklerine Dair İlk Ölçümler

Periyodik tablodaki son keşfedilen elementlerin yarı ömürleri hayli kısadır yani kararsızdırlar. Çok miktarda üretilmeleri zordur ve aşırı derecede radyoaktiftirler. Dolayısıyla özelliklerinin incelenmesi zordur. Periyodik tablonun en alt satırındaki aktinitler grubunda yer alan aynştaynyum da bu elementlerden biri. 

Aynştaynyum, 1952 yılında gerçekleştirilen ilk hidrojen bombası testinden sonra ortaya çıkan radyoaktif atıklar incelenirken keşfedilmişti. Atom numarası 99 olan aynştaynyum (Es) kararsız bir element. Örneğin ilk keşfedilen aynştaynyum izotopu olan Es-253’ün yarı ömrü yaklaşık 20 gün. Çok miktarda üretilememesi, son derece radyoaktif olması ve kısa sürede bozunması nedeniyle aynştaynyumun özellikleri hakkında çok az şey biliyoruz.

ABD’deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarından bilim insanları, sonuçları şubat ayında Nature dergisinde yayımlanan araştırmada aynştaynyumun diğer atom ve moleküllerle nasıl bağ kurduğunu gösteren bazı özelliklerini ölçmeyi başardı.

Marilyn Sargent/Berkeley Lab

Deneyler sırasında aynştaynyumun kolayca bozunması sorununun üstesinden gelebilmek için aynştaynyumun en kararlı izotoplarından biri olan Es-254 kullanıldı. Es-254’ün yarı ömrü 275,7 gün. 

Araştırmacılar, aynştaynyumun metal olmayan bir molekül grubuyla oluşturduğu bileşiği inceledi ve yapısal özelliklerini belirlemeye çalıştı.

Aynştaynyumun f orbitallerinde 11 elektron var. Ancak kimyasal bağ kurarken değerlik elektronlarının kaç tanesini verdiği bilinmiyordu. Lüminesans spektroskopisi yöntemi kullanılarak yapılan ölçümlerde aynştaynyumun üç elektronunu vererek kimyasal bağ oluşturduğu anlaşıldı. X-ışını absorpsiyon spektroskopisi yöntemi kullanılarak yapılan deneylerde ise aynştaynyumun incelenen bileşikte oksijen, karbon ve azot ile yaptığı bağların uzunluğu ölçüldü. Deneyler sadece 200 nanogram (gramın milyarda biri) Es-254 ile gerçekleştirildi.

ABD Enerji Bakanlığı

Elde edilen bilgiler, periyodik tablonun aktinitler grubundaki diğer elementlerin özelliklerinin tahmin edilmesine yardımcı olabilir. Ayrıca aynştaynyum hakkında daha fazla bilgi edinildikçe aynştaynyumun yeni elementlerin keşfedilmesinde uygun bir hedef olup olmadığı belirlenebilir.

Periyodik tablonun son elementi olan oganesson, kaliforniyum atomlarının kalsiyum atomlarıyla bombardıman edilmesi ile elde edilmişti.

Periyodik tablodaki elementlerle ilgili ayrıntılı bilgileri Bilim Genç Periyodik Tablo Uygulaması’nda bulabilirsiniz.

Kaynaklar:

• Carter, K. P. ve ark., “Structural and spectroscopic characterization of an einsteinium complex”, Nature, Cilt 590, s. 85–88, 2021.
• https://newscenter.lbl.gov/2021/02/03/discoveries-at-the-edge-of-the-periodic-table-first-ever-measurements-of-einsteinium/