Bir Kadın Fizikçiden Adını Alan Meitneriyum Nedir?

Meitneriyum, süper ağır elementlerden biridir. Bir kadın nükleer fizikçiden adını alan ikinci elementtir. Bilinen özellikleri tahminden ibaret…

Meitneriyum; sentetik, radyoaktif, transaktinit geçiş metallerinden biridir. “Transfermium Savaşları” adı verilen ve bilim dünyasındaki keşif ve isimlendirme mücadelesini içeren tartışmalara konu olan süper ağır elementler arasında olmasına rağmen keşif ve isimlendirme konusunda önemli bir tartışma yaşanmamıştır. Bu konuda “tartışmasız keşif hakkı verilen ve isimlendirilen” az sayıdaki elementlerden biridir. Özelliklerinin birçoğu tahmin edilen meitneriyumun, hassiyumdan sonra en yoğun ikinci element olduğu tahmin ediliyor. Kimyasal özellikleri bakımından asal metallere benzemesi bekleniyor. Ağır izotopları, hafif izotoplarından daha kararlı olan meitneriyumun izotopların yarılanma ömürleri 1,7 milisaniyeden 6 dakikaya kadar değişiyor. Bir kadın fizikçinin adıyla isimlendirilen ikinci elementtir. Meitneriyumla ilgili merak edilen önemli başlıkları makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihçesi 

Meitneriyum, ilk kez 29 Ağustos 1982 tarihinde Almanya’nın Hessen eyaletine bağlı Darmstadt bölgesinde yer alan Ağır İyon Araştırmaları Enstitüsü’nde (Gesellschaft für Schwerionenforschung – GSI) görevli bilim adamları ekibi tarafından sentezlendi. Alman ekibin sentezi, 3 yıl sonra Sovyetler Birliği (Rusya) Dubna’daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü (JINR) tarafından doğrulandı.

Bilim adamları Peter Armbruster ve Gottfried Münzenberg başkanlığındaki Alman ekip, hızlandırılmış Bizmut-209 hedefini Demir-58 çekirdeği ile bombardımana tutarak Meitneriyum-266 izotopunun tek bir atomunu sentezlemeyi başardı. Sentezlenen atom, 3,8 milisaniye içinde yok oldu. Meitneriyum sentezi, nükleer füzyon teknikleri ile farklı ağır elementlerin oluşturulmasının mümkün olduğunu gösterdi. Başka bir ifadeyle; yeni ve ağır atom çekirdekleri sentezlemek için ilk başarılı füzyon olarak kayıtlara geçti.

“Meitneriyum” kelimesi, Avusturyalı matematikçi ve nükleer fizikçi Lise Meitner onuruna soyadından esinlenilerek türetilen bir sözcüktür. Meitneriyumun isminin belirlenmesi aşamasında önemli bir anlaşmazlık yaşanmadı. Çünkü 109 numaralı element için önerilen başka bir isim yoktu. Meitneriyumun adlandırılması, 104 ila 109 numaralı elementlerin isimlendirilme tartışmalarında ele alındı; ancak “meitneriyum” tek öneriydi. 1994 yılına kadar herhangi bir adlandırılma yapılmadı. Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), elementin adını geçici olarak “unnilennium”, sembolünü de “Une” olarak belirledi. IUPAC, 1994 yılında Lise Meitner onuruna “meitneriyum” ismini tavsiye etti. Bu isim dışında herhangi bir isim önerisi gelmedi. 1997 yılında IUPAC, “meitneriyum” ismini onayladı. Keşfedilmeden önce hafif homologu iridyumla benzerliği olabileceği düşünüldüğü için “eka-iridyum” olarak adlandırılmıştır.

(Lise Meitner)

Lise Meitner Kimdir?

1878-1968 yılları arasında yaşayan Lise Meitner, nükleer fizik ve radyoaktivite üzerinde yaptığı çalışmalarla biliniyor. Uranyumdan daha hafif diğer elementlerin üretilmesi için kullanılan nükleer fisyonun teorik yorumunu da yapan Meitner, 1943 yılında Amerika Birleşik Devletleri’nin başlattığı ve nükleer bomba çalışmalarını içeren Manhattan Projesi’ne davet edildi. Meitner, bilimsel katkılarını askeri projelerde uygulayamayacağını belirterek daveti geri çevirdi. 1944 yılında Nobel Kimya Ödülü Komitesi büyük bir yanlışa imza atarak, Meitner’in de rol aldığı fisyonun keşfi çalışmalarından ötürü Otto Hahn’a ödül verdi. Otto Hahn, ödülü alırken bu yanlışlıktan ve Meitner’in fisyonun keşfi ile ilgili katkılarından hiç bahsetmedi. Meitner, Hahn’ın sessizliğinden çok etkilendi ve bir daha Hahn ile ortak çalışma yapmadı. Meitner ve Hahn, aynı zamanda protaktinyum elementinin keşifçileridir. 1949 yılında İsveç vatandaşlığına geçen Meitner’in Avusturya’nın Viyana kentinde başlayan hayatı İngiltere’nin Cambridge kentinde 1968 yılında sona erdi.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Meitneriyumun kimyasal sembolü “Mt”dir. Atom numarası 109, atom ağırlığı 278’dir. Yoğunluğu 37,4 grcm3 olarak tahmin ediliyor. Periyodik tabloda 9. Grup, D-Blok, 7. Dönem elementlerindendir. Geçiş metalleri element serisinde yer alan radyoaktif bir elementtir. Çıplak gözle görülemeyen, süper ağır yani transaktinit ve radyoaktiftir. Görünüşü bilinmiyor; ancak gözlemlenebilecek kadar fazla miktarda sentezlenebilseydi soluk gümüşî beyaz veya metalik gri olabileceği tahmin ediliyor. Oda sıcaklığında, normal basınç altında katı bir metal olacağı öngörülüyor. Enerji seviyesi başına elektronları “2, 8, 18, 32, 32, 15, 2” şeklindedir. Oksidasyon durumları “9, 8, 6, 4, 3, 1” olarak varsayılıyor. Sulu solüsyonda en kararlı oksidasyon durumu +3 olarak öngörülüyor. Paramanyetik olduğu varsayılan meitneriyumun manyetik alan içerisinde manyetizasyon davranışlarını koruyabileceği tahmin ediliyor. Kristal yapısının da yüzey merkezli kübik olması bekleniyor. Tahmini olarak atomik yarıçapı 122, kovalent yarıçapı 129’dur. Çekirdeğinde 157 nötron, 109 proton bulunur.

Meitneriyumun birçok özelliği bilinmiyor. Bilinen özelikleri de grubundaki veya bölgesindeki diğer elementlerin özelliklerinden tahmin edilmiştir. Hafif homolog elementi iridyuma benzer özelliklere sahip olması bekleniyor. İyonizasyon potansiyeli, atomik ve iyonik yarıçaplarının iridyum ile benzer olduğu tahmin ediliyor. Kobalt ve rodyum ile benzer özellikler taşıması; diğer aktinitler gibi bir geçiş metali karakterinde olması; platin grubu metallerle de özelliklerini paylaşması bekleniyor. Değerleri tam olarak belirlenemeyen bazı özellikleri şunlardır; yoğunluğu, erime noktası, kaynama noktası, ergime ısısı, buharlaşma ısısı, ısı kapasitesi, kristal yapısı, yükseltgenme seviyesi, elektronegatifliği, iyonlaşma enerjisi, atom yarıçapı, kovalent yarıçapı, elektrik direnci, ısı iletkenliği, ses hızı, sertlik değerleri…

İzotopları 

Meitneriyum doğada bulunmaz, laboratuar ortamında yapay olarak elde edilebilir. İzotopları çok kararsız ve radyoaktiftir. Bilinen 15 radyoaktif izotopu bulunan meitneriyumun 8 izotopunun yarılanma ömrü biliniyor. Bu 8 izotopun atom kütle numaraları 266 ila 279 arasında değişiyor. Bu izotopların tamamı milisaniye veya saniyelerle ifade edilen sürelerde yarılanma ömrüne sahip. Doğrulanmamış Mt-282 izotopunun yarılanma ömrünün 67 saniye olduğu tahmin edilmesine rağmen en kararlı izotopu olarak bilinen Mt-278’in yarılanma ömrü 7,6 saniyedir. Mt-278, Bohriyum-278 izotopunun alfa bozunması yoluyla bozunur. Mt-266’nın yarılama ömrü 1,7 milisaniye, Mt-276’nın 0,72 saniye, Mt-274’ün 0,44 saniyedir. Geriye kalan dört izotopunun yarılanma ömürleri 1 ila 20 milisaniye arasında değişiyor.

İzotopları çoğunlukla alfa bozunumu ile bozunur. Bazıları spontan fisyon yoluyla parçalanarak daha hafif elementler oluşturabilir. Meitneriyum izotopları, iki atom çekirdeğinin kaynaştırılması veya daha ağır elementlerin bozunmasıyla elde edilebiliyor. Mt-268 ve Mt-270 izotopları doğrulanmamış metastabil durumlara sahiptir. Mt-281 izotopu henüz keşfedilmemiştir ve beta bozunmasına karşı kararlı olduğu öngörülmektedir. Bilinen 8 meitneriyum izotopunun beta bozunmasına uğradığı gözlenmemiştir. Mt-265, Mt-272, Mt-273 ve Mt-279 gibi bazı bilinmeyen izotoplarının sentezlenen izotoplarından daha uzun yarılanma ömrüne sahip olacakları tahmin ediliyor. Mt-274 ve Mt-277 izotopları keşfedilmeden önce sırasıyla 20 saniye ve 1 dakika yarılanma ömürlerine sahip olacakları tahmin edildi; ancak daha sonra 0,44 ve 5 milisaniye yarılanma ömürleri olduğu belirlendi.

Bunları Biliyor Musunuz?

• Meitneriyumun, 41 gr cm3 değeri ile en yoğun element olduğu varsayılan hassiyumdan sonra 37,4 grcm3 tahmini yoğunluk değeri ile ikinci en yoğun element olduğu öngörülüyor.
  
• Meitneriyumun keşfi çalışmalarına katılan Alman ekip, bohriyum ve hassiyum elementlerini de keşfetmiştir.
  
• Meitneriyumun sentezlenmesi sırasında Bizmut-209 hedefi, Demir-58 çekirdekleri ile 10 gün boyunca yüksek enerjili lineer bir hızlandırıcıda bombardımana tutulmuştur.
  
• Meitneriyum-266 izotopunun sentezlenen ilk atomu, hidrojenden 266 kat fazla atomik kütleye sahiptir.
  
• Meitneriyum, gözlemlenebilecek veya gözle görülür miktarda elde edilemediği için laboratuar araştırmaları dışında herhangi bir kullanımı veya uygulaması bulunmuyor.
  
• En kararlı izotopunun yarılanma ömrü yaklaşık 8 saniyedir. Bu sebeple pratik uygulamalar veya derinlemesine araştırmalar için incelenememektedir.
  
• İnsanlar, hayvanlar ve bitkiler için bilinen bir biyolojik rolü bulunmayan meitneriyumun radyoaktif olması sebebiyle toksik veya kanserojen olabileceği tahmin ediliyor. Çevre için de tehlikeli olabileceği öngörülüyor.
  
• Ünlü kadın fizikçi Marie Curie ve eşi Pierre Curie onuruna ”curium” elementinin adının verilmesinden sonra adı bir elemente verilen ikinci kadın fizikçi Lise Meitner’dir.