Livermoryum: Rus ve Amerikan Üretimi Element

Livermoryum, Rusya’da üretilen, Amerika’daki Livermore adlı bilim laboratuvarından adını alan bir elementtir. Sentetiktir ve en ağır kalkojendir.

Livermoryum, oldukça radyoaktif, yapay bir elementtir. Doğada bulunmaz. Laboratuvar araştırmaları dışında herhangi bir kullanımı, uygulaması ve faydası bulunmuyor. Henüz gözle görülür veya incelenebilir miktarda elde edilemedi. Oksijen grubu elementlerle benzer olduğu öngörülüyor. Kalkojen grubundaki polonyum ile türdeş olarak özelliklerinin benzediği değerlendiriliyor. Süper ağır bir element olarak nükleer füzyon ürünüdür. Daha ağır elementlerin bozunma ürünü olarak da elde edilebilir. Rus ve Amerikalı bilim adamlarının “olağanüstü işbirliği” ile Rusya Dubna’da üretilen livermoryum, adını Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Laboratuvarı’ndan alıyor. Bu laboratuar da adını Livermore kentinden, Livermore kenti de zengin çiftçi ve tüccar Robert Livermore’dan… Yani dolaylı olarak bir tüccar, bir kent ve bir laboratuarı temsil eden bir elementtir. İlk keşif çalışması Livermore’da yapılmış; ancak sunulan veriler “uydurulduğu” gerekçesi ile reddedilmiş. Daha sonra aynı laboratuarın adını alması da ilginç bir tesadüf olsa gerek. Detaylar makalemizde…

(23 Haziran 2013 tarihinde Amerika'da düzenlenen keşif töreninde projeye katılan bilim adamları toplu poz verdi.)

Tarihçesi

Livermoryum, 2000 yılında Amerikalı ve Rus bilim adamlarının ortak çalışması ile keşfedildi. Amerika’nın Kaliforniya eyaletine bağlı Livermore kentindeki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan (LLNL) bir grup Amerikalı bilim adamı ile Rusya’nın Dubna kentindeki Ortak Nükleer Araştırmalar Enstitüsü’nde (JINR) görevli Rus bilim adamlarının ortak çalışması ile sentezlendi.

Ekipler, Rus bilim adamı Yuri Oganessian ve Amerikalı bilim adamı Ken Moody başkanlığında oluşturuldu. 19 Temmuz 2000 tarihinde Dubna’daki JINR tesislerinde çalışmalara başlayan ekip, siklotron adlı parçacık hızlandırıcıda yaptıkları deneyde, Küriyum-248 atomlarını Kalsiyum-48 iyonlarıyla bombardımana tuttu. Bu işlemde tek bir Livermoryum-292 atomu ve 4 serbest nötron üretildi. Sentezlenen Lv-292 izotopu, 46,9 milisaniye içinde alfa çürümesi ile Flerovyum-288 izotopuna bozundu. Bir yıl süren başka bir deneyde Lv-292 izotopunun iki atomu daha elde edildi.

Livermoryumun keşfi, 6 Aralık 2000 tarihinde Rus ve Amerikalı bilim adamları tarafından ortaklaşa ilan edildi. Uluslararası Temel ve Uygulamaları Kimya Birliği (IUPAC) tarafından Aralık 2011 tarihinde 116 numaralı elementin keşfi onaylandı; 23 Mayıs 2012 tarihinde ise “livermoryum” ismi kabul edildi.

“Livermoryum” kelimesi, keşfedildiği Amerika Birleşik Devletleri’nin Kaliforniya eyaletinde bulunan Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’na atfen türetilen bir sözcüktür. Dubna ekibi, yeni elemente “moskovyum” adını vermek istedi. Livermore ekibi ise, “livermorium” adını önerdi. Amerikalı bilim adamlarının önerisinin kabul edilmesinin sebebi olarak, LLNL’deki bilim adamlarının nükleer bilimin pek çok alanında katkılarının bulunması gösterildi. Ağır elementlerin fisyon özelliklerinin araştırılması, gama ışınlarının incelenmesi, çekirdekteki izomerlerin ve izomerik seviyelerin incelenmesi ve ağır elementlerin kimyasal özelliklerinin incelenmesi gibi alanlardaki bireysel katkılarının yanında LLNL bilim adamlarının Rus bilim adamları ile yürüttükleri “olağanüstü işbirliği” de IUPAC’ın gerekçeleri arasında yer aldı. IUPAC tarafından açıklanan bu gerekçelerle “livermoryum” ismi seçilerek “Amerikalı bilim adamlarının onurlandırılmak istendiği” açıklandı. İsmi onaylanıncaya kadar “ununhexium” ismi ve “Uuh” sembolü ile biliniyordu. Keşfedilmeden önce periyodik tablodaki terminoloji gereği daha hafif homologu polonyum ile benzerliği sebebiyle IUPAC tarafından “eka-polonyum” ismi verilmiştir. 

(Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'na asılan keşif plakası...)

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Livermoryumun kimyasal sembolü “Lv”dir. Atom numarası 116, atom ağırlığı 293’dir. Yoğunluğu 12,9 grcm3 olarak tahmin edildi. Tahmini olarak erime noktası 364-507 derece, kaynama noktası 762-862 derececedir. Atomik yarıçapı 183 pm, kovalent yarıçapı 162-166 pm olarak varsayılıyor. Livermoryum kabuklarının her birindeki elektron sayısı “2, 8, 18, 32, 32, 18, 6” şeklindedir. Oksidasyon durumları “-2, +2, +4” olarak tahmin edilirken, +2 oksidasyon durumunda kararlı olacağı öngörülüyor. 116 protonu, 117 nötronu bulunur. Görünüşü tam olarak bilinmiyor, soluk gümüş veya grimsi beyaz bir renkte olması öngörülmektedir. Oda sıcaklığında katı bir zayıf metal olacağı varsayılıyor.

Livermoryum, periyodik tablonun 16. Grup, 7. Periyot, P-Blok konumunda yer alır. Zayıf metaller element serisinde, süper ağır yani transaktinit elementlerden biridir. Başka bir ifadeyle; metaloid (yarı metal) ve geçiş metalleri arasında “geçiş sonrası metal” yani zayıf metaldir. Bazı değerlendirmelere göre metaloiddir. Çünkü 16. gruptaki konumu ile livermoryumun “yarı metal” olarak sınıflandırılması ve metaloid polonyuma benzer özelliklere sahip olması beklenir. Bu sebeple daha hafif homologu olarak polonyum gösteriliyor. Periyodik tabloda oksijen grubu (kalkojen) elementleri arasında yer alır. En ağır kalkojen üyesidir. Kalkojen grubundaki diğer elementler; oksijen, kükürt, selenyum, tellür ve polonyumdur.

Livermoryumun birçok özelliği bilinmiyor. Bilinen özellikleri de tahmini olarak belirlenmiştir. Periyodik tabloda hemen üstünde yer alan daha hafif homologu polonyuma benzer karakteristik özellikler taşıdığı tahmin ediliyor. Deneysel verilerin doğrulanabilmesi için henüz yeterli miktarda livermoryum sentezlenememiştir. Değerleri henüz doğrulanamayan veya deneysel verileri elde edilemeyen bazı özellikleri şunlardır; yoğunluğu, erime noktası, kaynama noktası, ergime ısısı, buharlaşma ısısı, ısı kapasitesi, kristal yapısı, yükseltgenme seviyeleri, elektronegatifliği, iyonlaşma enerjisi, atom yarıçapı, kovalent yarıçapı, elektrik direnci, iletkenliği, ses hızı, sertlik değerleri…

İzotopları

Livermoryum, doğada bulunmaz. Yalnızca laboratuvar ortamında yapay olarak sentezlenebilir. Livermoryum izotopları diğer sentetik elementler gibi çok kısa ömürlüdür. Küriyum-248 atomlarının Kalsiyum-48 iyonlarıyla bombardımanı sonucu sentezlenebilir. Bu reaksiyonda Lv-292 izotopu üretilir. Lv-293 izotopunun yarılanma ömrü 53 milisaniyedir ve alfa çürümesi yoluyla Flerovyum-289 izotopuna bozunur. İzotoplarının tamamı alfa çürümesi ile bozunur.

Şu ana kadar sentezlenen en kararlı izotopu olan Lv-293 izotopunun yarılanma ömrü yaklaşık 60 milisaniyedir. Atom kütle numaraları 290, 291, 292 ve 293 olan ve yarılanma ömürleri bilinen 4 izotopu vardır. Bunlar şunlardır; Lv-290 (15 milisaniye), Lv-291 (6,3 milisaniye), Lv-292 (18 milisaniye), Lv-293 (60 milisaniye). Henüz teyit edilemeyen beşinci izotop Lv-294’ün ise yarılanma ömrünün 54 milisaniye olması bekleniyor.

Bunları Biliyor Musunuz?

• Livermoryuma adını veren Kaliforniya eyaletinin Livermore şehri, periyodik tabloda ismi kullanılan 6 kentten biridir. Livermore kenti, adını Meksika doğumlu İngiliz vatandaşı çiftçi ve toprak sahibi olan Robert Thomas Livermore’dan alır. Robert Livermore, adını taşıyan şehirde hiç yaşamamıştır. Ticaret için geldiği Kaliforniya’da çeşitli ticari işlerin ardından aldığı topraklar önemli bir şarapçılık bölgesiydi ve bu bölgeye “Livermore Vadisi” denilirdi. Daha sonra adı bir bilim laboratuarına ve dolaylı olarak bir elemente verildi.
  
• Lawrence Livermore Laboratuvarı ve Rusya’nın Dubna kentindeki nükleer laboratuardan bilim adamlarının ortak çalışması ile livermoryum da dahil olmak üzere 113 ila 118 kütle numaralı 6 element keşfedilmiştir.
  
• 116 numaralı elementi sentezleme çalışmaları ilk olarak 1977 yılında Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda (yeni adı Livermore) yapıldı. Bilim adamı Ken Hulet ve ekibi tarafından yapılan deneyler başarılı olamadı. Daha sonra aynı laboratuarda 1999 yılında yapılan çalışmalarda 116 numaralı element keşfedilmiş; ancak kanıtların “Bulgar yazar Victor Ninov tarafından uydurulan veriler olduğu” gerekçesi ile keşif iddiası reddedilmiş.
  
• 2017 yılı itibariyle livermoryumun yalnız 35 atomu sentezlenebildi.
  
• 2000 yılında livermoryum sentezi için çalışmalara başlayan Rus bilim adamları, günler süren deney boyunca Küriyum-248 atomu ile Kalsiyum-48 atomunu reaksiyona soktu. Bu süre içinde 23 kentilyondan (2.3 x 10 19) fazla kalsiyum iyonu kullanıldı.
  
• Livermoryumun keşfedilmeden önce periyodik tabloda yer alan adı “ununhexium”, Yunanca “bir, bir, altı”, yani yan yana getirildiğinde “116” sayısının karşılığıdır.
  
• Livermoryumun insanlar, hayvanlar ve bitkiler üzerine bilinen bir biyolojik rolü bulunmuyor. Radyoaktifliği sebebiyle toksik olabileceği değerlendiriliyor. Ayrıca çevre için de tehdit içerdiği öngörülüyor.