Dubniyum, geçiş elementleri arasında yer alan sentetik, radyoaktif elementlerden biridir. Süper ağır veya transaktinit elementlerdendir. Yalnızca laboratuar ortamında elde edilebilir, tamamen sentetiktir, yani doğada bulunmaz. Çok kısa ömürlü olduğundan ancak özel koşullarda ve kısa süre içinde kararlı kalabilmektedir. Diğer süper ağır elementler gibi oldukça radyoaktif, aşırı derecede kararsızdır. Mevcut özellikleri tahminden ibarettir. Laboratuvar ortamında kimyasal deney ve araştırmalar dışında herhangi bir ticari kullanımı veya uygulaması bulunmuyor. Diğer transaktinit elementler gibi üzerindeki araştırmalar devam etmektedir. Rus ve Amerikalı bilim adamları arasında yıllarca süren keşif ve isimlendirme tartışmalarının odağında yer alan elementlerden biridir. Her ne kadar keşif ve isim hakkı Ruslara verilse de bazı bilim adamları buna karşı çıkarak Amerikalıların önerdiği ismi kullanıyor. Birçok ünlü fizikçi ve kimyagerin dubniyumla ilgili söyledikleri tek şey, “Hakkında fazla bir şey bilmiyoruz.” şeklinde... Gelecekte bilimsel anlamda hangi sürprizlerle karşımıza çıkacağını da kimse bilmiyor!
Tarihçesi
Dubniyum, 1967 - 1970 yılında eski Sovyetler Birliği’nde (Rusya) Moskova’nın kuzeyinde yer alan Dubna kasabasındaki Ortak Nükleer Araştırmalar Merkezi’nde (JINR) sentezlenmiştir. Aynı yıl Amerika Kaliforniya Üniversitesi’ndeki Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda da sentezlenmiştir. Elementlerin araştırılması için kurulan bu iki araştırma enstitüsünde bombardıman teknolojileri kullanılarak bağımsız olarak ilk kez 1967 - 1970 yılları arasında sentezlenmiş olsa da 1997 yılına kadar resmi olarak adlandırılmamıştır.
Georgi Flerov başkanlığındaki Rus ekip, 105 numaralı elementin sentezi ile ilgili çalışmalara 1967 yılında başladı. Rus ekip, Neon-22 iyonlarıyla Amerikyum-243 hedefini bombardımana tutarak 105 atom numaralı elementin Db-260 ve Db-261 izotoplarını sentezlemeyi başardı. Sentezledikleri izotopları daha kesin olarak tanımlayabilmek için bir yıl sonra termokromatografi yöntemi kullanarak sentezi tekrarladı. Db-260 sentezi, Nisan 1970 tarihinde doğrulandı.
1969 - 1970 yılları arasında Albert Ghiorso başkanlığındaki Amerikalı ekip ise, 105 numaralı elementin sentezi ile ilgili sürdürdükleri çalışmalarda Rus ekibin prosedürlerinden farklı yöntemler denedi. Azot-15 iyonlarıyla Kalironiyum-249 hedefini bombardımana tutan Ghiorso ekibi, 105 numaralı elementin yarılanma ömrü 1,6 saniye olan Db-260 izotopunu sentezlemeyi başardı.
“Dubniyum” kelimesi, ilk sentezlediği yer olan Dubna kasabasına atfen türetilmiştir. Ancak tahmin edilebileceği gibi elementin ismi ile ilgili Amerikalı ve Rus bilim adamları arasında anlaşmazlık ve tartışma yaşandı. JINR ekibi, Danimarkalı nükleer fizikçi Nobel ödüllü Niels Bohr’un onuruna “nielsbohrium” ismini ve “Ns” sembolünü önerdi. Berkeley ekibi ise, Alman kimyager Nobel ödüllü Otto Hahn onuruna “hahnium” ismini ve “Ha” sembolünü önerdi. Her iki grup da kendi önerdiği isimde ısrar etti. Amerikalı ve Batı Avrupalı bilim adamları uzun süre “hahnium” ismini kullanırken, Sovyetler Birliği ve Doğu Bloğu ülkeleri de “nielsbohrium” ismini kullanmayı tercih etti.
Tartışmaların ve isim kargaşanın büyümesi üzerine Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) devreye girdi. Amerikalı ve Rus ekiplerin kanıtları elementin bulunduğu grupla ilgili özellikleri doğruladığı için hem JINR hem de Berkeley ekipleri dubniyum keşfinde 1993 yılında pay sahibi olarak tanındı. IUPAC, 1994 yılında isim sorununu çözmek için bazı adımlar attı. Başlangıçta elementin ismini geçici olarak “uunilpentium”, sembolünü de “Unp” olarak belirledi. Daha sonra Fransız fizikçi Frederic Joliot Curie onuruna “joliotium” ismini ve “Jl” sembolünü önerdi.
IUPAC’ın önerileri Amerikalı ve Rus bilim adamlarını daha çok tepkisine yol açtı. Amerikalı ekip, Rus ekibin raporunun abartılı olduğunu; 105 numaralı elementin sentezini ancak 1 yıl sonra açıklayabildiklerini öne sürdü. Uzun süren tartışmalar sonucunda 1997 yılında İsviçre’nin Cenevre kentinde düzenlenen 39. IUPAC Genel Kurulu’nda ilk kesin keşif raporunu sunan Dubna ekibi keşifçi olarak tayin edildi ve keşfedildiği kasabaya atfen “dubnium” ismini uygun görüldü. Amerikalı bilim adamları istemeyerek de olsa kararı onaylamak zorunda kaldı. IUPAC’ın kararını kabullenemeyen Amerikalı ve Avrupalı bazı bilim adamları hala “hafnium” ismini kullanıyor.
Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
Dubniyumun kimyasal sembolü “Db”dir. Atom numarası 105, atom ağırlığı 268’dir. Periyodik tablonun 5-D grubunda, geçiş metalleri arasında yer alır. Sentetik ve radyoaktif bir elementtir. Görünümü ve madde hali bilinmiyor. Hiç görülmemiş ve gözlenmemiş olsa da oda sıcaklığında katı halde, gümüşî beyaz veya soluk gri renkte, metal formunda olduğu tahmin ediliyor. Enerji seviyesi başına düşen elektronları “2, 8, 18, 32, 32, 11, 2” şeklindedir. Atomlarının her bir çekirdeğinde 105 proton bulunur. Nötron sayısı 157’dir. Atomik yarıçapı 139 olarak tahmin edilmektedir. Oksidasyon durumları +5, +4, +3 olarak öngörülmektedir.
İzotoplarının çok kısa yarılanma ömrü sebebiyle birçok özelliği tespit edilememiştir. Özellikleri bakımından niyobyum ve tantala benzediği öngörülse de kimyasal özellikleri tam olarak doğrulanamamıştır. Dubniyumun değerleri belirlenemeyen bazı özellikleri şunlardır; yoğunluğu, erime noktası, kaynama noktası, ergime ısısı, buharlaşma ısısı, kristal yapısı, elektronegatifliği, iyonlaşma enerjisi, kovalent yarıçapı, iletkenliği, elektrik direnci, sertliği…
İzotopları
Dubniyum, doğada bulunmaz. Sadece laboratuar ortamında elde edilebilir. Yarılanma ömürleri bilinen, atom kütle numaraları 255 ila 270 arasında değişen 16 izotopu bulunuyor. İzotoplarının hiçbiri kararlı değildir. En kararlı izotopu Db-268’in yarılanma ömrü 32 saatten fazladır. Db-268, aynı zamanda spontan fisyon yoluyla bozunur. Bazı izotopları ve yarılanma ömürleri şöyledir; Db-255 (1,6 saniye), Db-256 (1,9 saniye), Db-258 (4,2 saniye), Db-262 (35 saniye), Db-267 (73 dakika), Db-270 (23 saat).
2016 yılına kadar her deneyde sadece Db-268’in az sayıda atomu üretilebildi. Bugüne kadar en kararlı izotop Db-268’in sadece 23 atomu elde edilebildi. İkinci en kararlı izotop Db-270’in ise sadece 3 atomu elde edilebilmiştir. Bu iki izotop, dubniyumun bugüne kadar elde edilebilen en ağır izotoplarıdır ve her ikisi de daha ağır Moskovyum-288 ve Tennessine-294 çekirdeklerinin bozunması sonucu üretilebilmiştir.
(Dubna'daki nükleer araştırma merkezinde element araştırmalarında kullanılan ayırıcı bir cihaz.)
Bunları Biliyor Musunuz?
- Gözle görünür dubniyum izolasyonu bugüne kadar sağlanamamıştır.
- En yeni dubniyum izotopu keşfi olan Dubnium-270, 2009 yılında izole edilmiştir.
- Rus ve Amerikalı bilim adamları tarafından 1960’lı yıllardan 1990’lı yıllara kadar eş zamanlı olarak keşfedilen yeni elementlerin keşif ve isim hakları ile ilgili 37 yıl süren tartışma yaşandı. Tartışmalı bu elementler arasında dubniyum da bulunuyor. Bu tartışmalar, Amerika ve Rusya arasındaki Soğuk Savaş’ın devamı olarak nitelendiriliyor ve “transfermium savaşları” olarak adlandırılıyor.
- Amerika ve Rusya arasındaki element savaşı, bilim dünyasında net olarak görülebiliyor. Örneğin, Amerika kökenli kaynaklar dubniyumun keşfini Ghiorso ekibine layık görürken, keşif tarihini de 1970 olarak veriyor. Rus kökenli kaynaklar da Flerov ekibinin keşfini tanıyor ve keşif tarihi olarak 1967 yılını veriyor.
- Dubniyum gibi sentetik elementlerin atom ağırlıkları geçici olarak kabul edilmektedir. Çünkü doğal elementlerin atom ağırlıkları, izotoplarının doğal bolluklarının ortalaması alınarak hesaplanır. Periyodik tabloda da en uzun ömürlü atomların ağırlıkları listelenmektedir. Sentetik elementlerin gelecekte daha uzun ömürlü izotopları üretilebileceği için atom ağırlıkları sentezlenen izotoplar üzerinden belirlenmektedir. Bu sebeple farklı kaynaklarda farklı atom ağırlıkları verilebilmektedir.
- 2012 yılında Dubna’da yapılan bir hesaplamaya göre, dubniyumun sentezlenmiş veya henüz sentezlenememiş izotoplarının yarılanma ömürlerinin 1 günü aşamayacağı öngörülüyor.
- Dubniyumun insanlar, hayvanlar ve bitkiler üzerinde bilinen herhangi bir biyolojik rolü bulunmuyor. Radyoaktivitesi sebebiyle toksik ve kanserojen olabileceği, çevreye zarar verebileceği değerlendiriliyor.