Seaborgiyum, “eka-tungsten” olarak da bilinir. Geçiş metalleri arasında sınıflandırılan radyoaktif bir elementtir. Doğada bulunmayan seaborgiyum, sentetik olarak elde edilebilen, süper ağır yani transaktinit elementlerden biridir. Laboratuvarlardaki kimyasal araştırmalar dışında herhangi bir pratik ticari uygulaması veya kullanımı bulunmuyor. Keşfi ve isimlendirilmesi konusunda Amerikalı ve Rus bilim dünyasında uzun süren tartışmalar yaşandı. Bilim dünyasını adeta birbirine düşüren elementlerden biri olan seaborgiyumun keşif iddiasını ve isimlendirme hakkını Amerikalı ekip kazandı. Amerikalı bilim adamı Glenn Seaborg’un adı hayattayken bu elemente verildi. Hayattayken ismi bir elementte kullanılan diğer bilim adamı Einstein’dir. Diğer detaylar makalemizde…
(Glenn Seaborg, hayattayken adı bir elemente verilen Einstein'den sonra ikinci bilim adamıdır.)
Tarihçesi
Seaborgiyum, eski Sovyetler Birliği (Rusya) ve Amerikalı bilim adamları tarafından bağımsız olarak 1974 yılında keşfedilmiştir.
Rusya’nın Dubna kasabasındaki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü’nde (JINR) görevli Georgi Flerov ve Yuri Oganessian başkanlığındaki bir grup bilim adamı, seaborgiyum ile ilgili ilk keşif raporunu Haziran 1974 tarihinde yayınladı. Ardından Kaliforniya Üniversitesi bünyesindeki Lawrence Radyasyon Laboratuvarı’nda (LBNL), (Günümüzdeki adı Lawrence Berkeley Laboratuvarı’dır) görevli Albert Ghiorso başkanlığındaki bilim adamı ekibi de Eylül 1974 tarihinde bir keşif raporu yayınladı. Rus ekip, 1993 yılında iki izotop daha sentezleyerek rapor olarak sundular.
İki ülke bilim adamlarının farklı prosedürler uygulayarak uyguladıkları deneylerin sonuçları üzerinde anlaşmazlık ve tartışma yaşandı. Her iki ülkenin bilim adamları, keşif ve isimlendirme hakları üzerine uzun süre mücadele etti. Rus bilim adamları, Kurşun-207 ve Kurşun-208 izotoplarını Krom-54 iyonlarıyla siklotron adı verilen hızlandırıcıda bombardımana tutarak seaborgiyumu başarılı bir şekilde sentezledi. Rus ekip, bu sentezde 106 numaralı elementin 0,007 saniye yarılanma ömrü olan Sg-259 izotopunu üretti. Amerikalı bilim adamları ise, Kaliforniyum-249 izotopunun bulunduğu ağır bir radyoaktif hedefi Oksijen-18 iyonlarıyla bombardımana tutarak seaborgiyum sentezini gerçekleştirdi. Süper ağır doğrusal iyon hızlandırıcı kullanan Amerikalı ekip, bu sentezde yarılanma ömrü 0,9 saniye olan Sg-263 izotopu ve 4 serbest nötron elde etti.
Seaborgiyumun keşif hakkı ve isimlendirilmesi ile ilgili tartışmalar üzerine Uluslararası Temel ve Uygulamaları Kimya Birliği Konseyi (IUPAC) devreye girdi. 1993 yılında IUPAC, Dubna ekibinin seaborgiyumu daha önce sentezlemesine rağmen “daha inandırıcı olduğu” gerekçesi ile Ghiorso ekibinin keşfini onayladı. IUPAC, sentezlenen elemente geçici olarak “unnilhexium” adını ve “Unh” sembolünü verdi. Daha sonra “ruherfordium” olarak adlandırılmasını önerdi. Ayrıca, seaborgiyum üzerindeki tartışmalar, IUPAC’ın, “yaşayan bir kişiye atfen herhangi bir elementin adlandırılamayacağı” yönünde karar almasına yol açtı. Bu karar, birçok bilim adamını öfkelendirdi. Çünkü özellikle ünlü fizikçi Einstein hayattayken onuruna “Aynştaynyum” elementi adlandırılmıştı. Daha sonra bu karardan vazgeçildi. 1997 yılında “seaborgium” adı, 106. elementin adı olarak resmen tanındı.
“Seaborgiyum” kelimesi, Amerikalı Nobel ödüllü nükleer kimyacı Glenn Theodore Seaborg anısına hala hayattayken türetilen bir sözcüktür. 1912-1999 yılları arasında yaşayan Glenn T. Seaborg, sentetik elementlerin keşfedilmesine öncülük etmiştir. Uranyumdan daha ağır elementler (transuranyum) üzerinde yaptığı çalışmalarla biliniyor. Yakın zamanda sentezlenen birçok uranyum ötesi elementin keşfinde Seaborg’un imzası var. Bu çalışmaları sebebiyle 1951 yılında kimya dalında Nobel ödülüne layık görüldü. Nobel ödülünü, transuranyum elementlerin kimyası üzerindeki keşif çalışmalarına katılan bilim adamı Edwin McMillan ile paylaştı. Seagorg, 86 yaşında hayata gözlerini yumdu.
Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
Seaborgiyumun kimyasal sembolü “Sg”dir. Atom numarası 106, atom ağırlığı 271’dir. Periyodik tablonun 5-B grubunda, geçiş metalleri arasında yer alan radyoaktif bir elementtir. Geçiş metallerinin 6-D serisinin dördüncü üyesidir. Periyodik tabloda krom, molibden ve tungstenin altında 6. grubun en ağır üyesidir. Altılı grubun en ağır elementi olduğu düşünülmektedir. Görünüşünün oda sıcaklığında gümüşî beyaz veya metalik gri renginde olabileceği tahmin ediliyor. Madde hali oda sıcaklığında katı olarak öngörülmektedir. Enerji seviyesi başına elektronları tahmini olarak “2, 8, 18, 32, 32, 12, 2” şeklindedir. Atomlarının çekirdekleri 106 proton içerir. Seaborgiyumun +6 oksidasyon durumu sergileyeceği varsayılıyor.
Seaborgiyumun birçok özelliği bilinmiyor. Kimyasal özellikleri bakımından tungsten ile benzerlik gösterir. Bu sebeple “eka-tungsten” olarak da adlandırılmıştır. Kimyasal özellikleri hakkında teorik bilgilerin çoğu molibden ve tungsten ile ilişkisi sebebiyle öngörülmüştür. Örneğin, kristal yapısı doğrulanamamakla birlikte türdeşi tungsten gibi hacim merkezli kübik olarak varsayılıyor. Yoğunluğu ise 35 grcm3 olarak tahmin ediliyor. Belirlenen özellikleri de tahmini olarak öngörülmüştür. Değerleri net olarak belirlenemeyen kimyasal ve fiziksel özelliklerinden bazıları şunlardır; yoğunluğu, erime noktası, kaynama noktası, ergime ve buharlaşma ısıları, kristal yapısı, yükseltgenme seviyeleri, elektronegatifliği, atom yarıçapı, kovalent yarıçapı, elektrik direnci, iletkenliği, ses hızı, sertlik değerleri…
İzotopları
Seaborgiyum, doğada bulunmaz, laboratuar ortamında sentetik olarak elde edilebilir. Diğer süper ağır elementler gibi füzyon reaksiyonlarına neden olan parçacık hızlandırıcılarda daha hafif elementlerin bombardımanı ile üretilir. Seaborgiyum izotoplarının çoğu bu şekilde doğrudan sentezlenebilirken, bazı atomları daha ağır elementlerin bozunma ürünleri olarak gözlemlenebilir. Yani uranyum ötesi elementlerin parçacık hızlandırıcı cihazlarda reaksiyonu ile olarak da sentezlenebilir. Laboratuvar ortamında iki atomun kaynaştırılması veya daha ağır elementlerin çürümesi şeklinde radyoizotopları sentezlenmiştir.
Seaborgiyumun doğal ve kararlı izotopu yoktur. Bilinen 16 izotopu bulunur. Atom kütle numaraları belirlenen 12 izotopu vardır. Bu izotopların hepsi son derece kararsızdır. En kararlı ve en uzun ömrü gözlemlenen izotopu Sg-271’in yarılanma ömrü 2,4 dakikadır. Diğer izotoplarının birçoğunun yarılanma ömürleri 3 milisaniye veya daha azdır. Sg-261, Sg-263 ve Sg-265 izotoplarının meta stabil durumları bilinmektedir. Bunların hepsi alfa çürümesi veya kendiliğinden fisyon yoluyla bozunur. Atom kütle ağırlıkları 258 ile 273 arasında değişen bazı izotopları ve yarılanma ömürleri şöyledir; Sg-258 (2,9 milisaniye), Sg-260 (3,6 milisaniye), Sg-263 (1 saniye), Sg-264 (37 milisaniye), Sg-266 (21 saniye).
Seaborgiyumun ağır izotoplarının yarılanma ömürlerinin artma eğilimi vardır. Böylece bilinen en ağır izotopları Sg-267, Sg-269 ve Sg-271 aynı zamanda dakikalarla ifade edilen en uzun ömre sahip izotoplarıdır. Bazı diğer izotoplarının daha uzun yarılanma ömrüne sahip olduğu tahmin edilmektedir. En uzun ömrü olduğu tahmin edilen Sg-272’nin yarılanma ömrünün 1 saat olduğu varsayılıyor. Sg-258 ve Sg-261 arasındaki izotoplar proton bakımından zengindir ve doğrudan soğuk füzyonla üretilir. Diğer tüm ağır izotopları daha ağır elementlerin izotoplarının tekrarlanan alfa bozunması ürünüdür.
Bunları Biliyor Musunuz?
- Seaborgiyum, bugüne kadar görülebilir ve gözlemlenebilir miktarda sentezlenememiştir. Bu sebeple erime ve kaynama noktaları başta olmak üzere birçok özelliği bilinmiyor.
- Seaborgiyumun bugüne kadar sadece birkaç atomu elde edilebildi. Çıplak gözle görülemeyen bu atomlar, elementin neye benzediği hakkında fikir verebilecek büyüklükte değil.
- Elementler arasında hassiyum, meitneryum ve bohriyumdan sonra en yoğun element olduğu tahmin ediliyor.
- Yakın tarihte İsviçre’deki Paul Scherrer Enstitüsü’nde (PSI), farklı seaborgiyum izotopları sentezlenmiştir.
- Aralarında seaborgiyumun da bulunduğu atom numarası 104’den 108’e kadar olan elementlerin keşif ve isim tartışmaları 1960’lı yıllarda başladı ve IUPAC tarafından 1997 yılında çözülebildi.
- Seaborgiyumun insanlar, hayvanlar ve bitkiler için bilinen herhangi bir biyolojik rolü bulunmuyor. Radyoaktivitesi sebebiyle toksik ve kanserojen olabileceği değerlendiriliyor. Ayrıca çevre için de tehlikeli olabileceği tahmin ediliyor.
- Periyodik element tablosunda yer alan elementlerden sadece iki tanesinin ismi yaşayan bilim adamlarının isimlerinden esinlenilerek verilmiştir. Bunlardan biri ünlü fizikçi Einstein anısına isimlendirilen 99 atom numaralı element aynştaynyum, diğeri de Glenn Seaborg anısına isimlendirilen 106 numaralı element seaborgiyumdur.
- Glenn Seaborg, elemente kendi adının verilmesi üzerine, “Bana verilen en büyük onur budur. Bence Nobel ödülünü kazanmaktan daha iyi.” yorumunu yapmıştır.