Skip to content Skip to navigation

Evrenin Yapı Taşlarını Sınıflandırmak

Doç. Dr. Timur Şahin
15/05/2019 - 17:11

Bir periyodik tabloda elementler yapısal özelliklerine göre kategorilere ayrılarak sınıflandırılır. Fakat periyodik tablonun nasıl okunacağı yani periyodik tablodan neler öğrenebileceğimiz bazı önemli fizik kurallarına bağlıdır. Şüphesiz ki aralarındaki benzerlikler nedeniyle aynı satır ve sütunlara yerleştirilen elementlerden oluşmuş böyle bir tabloyu geliştirilme fikri birdenbire ortaya çıkmadı. Gelin, yaşadığımız evreni ve günümüz teknolojisini şekillendiren elementlerin ve özelliklerinin keşfedilme serüvenine birlikte göz atalım.

Üniversite öğrencilerine vereceği kimya derslerinde faydalı olacağı düşüncesi ile bir kitap yazma kararı alan Dimitri Mendeleyev’in bu serüvende önemli rolü var. Mendeleyev’in 19. yüzyılın son çeyreğinde bitirdiği kitabının birinci cildinde o zamana kadar bilinen 63 elementin 8’inin özelliklerine ait bilgiler yer alıyordu. Geriye kalan 55 element ise kendilerine kitabın ikinci cildinde yer bulabildi. Kitapta her bir element için sayfalar dolusu bilgi bulunduğundan Mendeleyev’in derlediği bu bilgileri bir kural dâhilinde yeniden düzenlemesi gerekti.

 

Peki, Evrenin Yapı Taşları İçin Uygulanabilecek Basit ve Anlaşılır Bir Sınıflandırma Geliştirilebilir mi?

Mendeleyev başlangıçta elementleri atom ağırlıkları ve kimyasal özelliklerine göre sınıflandırmıştı. 17 Şubat 1869’da (Jülyen takvimine göre) 63 elementi içeren bir tabloyu, yayınladığı bilimsel makale sayesinde bilim dünyasına sundu. Tüm zamanların en önemli bilimsel katkıları arasında yer alan bu gelişmenin 150. yılı olması nedeniyle 2019 yılı Birleşmiş Milletler tarafından Uluslararası Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosu Yılı olarak ilan edildi.

Rus kimyacı Dimitri Mendeleyev laboratuvarında çalışıyor.

Kimyacı John Dalton da Mendeleyev’den önce elementleri sınıflandırmak için bir tablo oluşturmak amacıyla çalışmalar gerçekleştirmişti. Mendeleyev’in tablosunu kendisinden önce gerçekleştirilmiş çalışmalardan ayıran en önemli özelliği, oluşturulan tabloda bilinen tüm elementlere yer verilmiş olması.

1860’lı yıllarda elementlerin birçoğunun atom ağırlıkları bilinmiyordu. Aslında o yıllarda atomun yapısı henüz tam olarak anlaşılamamıştı. Atomun yapı taşları olan proton, nötron ve elektron henüz keşfedilmemişti. Örneğin elektron 1897’de Joseph John Thomson tarafından keşfedildi.

Mendeleyev atom ağırlıkları bilinmeyen elementler için tahminî bir atom ağırlığı belirledi. Ayrıca o dönemde henüz keşfedilmemiş elementlerin periyodik tablodaki yerlerini ve özelliklerini de tahmin etti.

Günümüzde ise periyodik tablodaki elementler artan atom numaralarına (atom çekirdeğindeki proton sayısı) göre sıralanır. Atom çekirdeği etrafında belirli enerji seviyelerindeki yörüngelerde bulunan elektronların hareketleri üzerine temellendirilmiş bu yeni sıralamanın temelleri, kuantum kuramının da mimarları arasında yer alan Niels Bohr tarafından atıldı.

 

Değişim İçin Hazır mısınız?

Periyodik tablonun 18. grubunda yer alan soygazlar tepkimeye girme konusunda isteksiz olmalarıyla bilinir. Ancak bugün soygazları oluşturan elementlerden bazılarının nadiren başka bir element ile tepkimeye girebildiğini biliyoruz. İlginçlikler bununla da sınırlı değil. Periyodik tablonun 12. gurubunda yer alan çinko (Zn) ve kadmiyum (Cd) oda sıcaklığında katı iken aynı gurupta yer alan cıva (Hg) oda sıcaklığında sıvı halde bulunur. Ayrıca periyodik tablonun altında yer alan f bloğunu oluşturan elementlerin (lantinitler ve aktinitler) nasıl yerleştirilmesi gerektiğiyle ilgili farklı görüşler var. Bu nedenlerle günümüzde elementlerin nasıl daha iyi bir biçimde sınıflandırılabileceği tartışma konusu. Bazı bilim insanları periyodik tablo için değişimin gerekli olduğunu düşünüyor.

Önerilerden biri elementlerin atom numaralarına göre kesintisiz bir şekilde dizilimini mümkün kılan, 32 kolondan oluşan bir periyodik tablo. Böylece f bloğu elementleri periyodik tablonun altında ayrı bir bölümde değil tablonun içinde yer alabiliyor.

Los Angeles’taki Kaliforniya Üniversitesi’nden Eric Scerri’nin önerdiği, 32 kolondan oluşan periyodik tablo

En son keşfedilen elementler atom numaralarına göre periyodik tabloya yerleştirildi. Ancak örneğin atom numarası 117 olan ve 17. grupta yer alan tennessinin (Ts) halojenlerle, atom numarası 118 olan ve 18. grupta yer alan oganessonun (Og) soygazlarla benzer özellikler gösterip göstermediği henüz bilinmiyor. Ayrıca bundan sonra keşfedilecek elementlerin periyodik tabloya nasıl yerleştirileceği de başka bir soru.

 

Kaynaklar:

  • Fontani, M., Costa, M., Orna, M. V., The Lost Elements: The Periodic Table’s Shadow Side, Oxford University Press, 2015.
  • D. I. Mendeleev and His Contributions to the World Science Conference, 2009.
  • Scerri, E. R., The Periodic Table: its Story and its Significance, Oxford University Press, 2006.
  • Brock, W. H., The Fontana History of Chemistry, Fontana Press, 1993.

 

Yazar Hakkında:
Doç. Dr. Timur Şahin
Akdeniz Üniversitesi Uzay Bilimleri ve Teknolojileri Bölümü

İlgili İçerikler

Kimya

ABD’deki Rutgers Üniversitesinden ve Oregon Eyalet Üniversitesinden araştırmacılar, üzerine baskı yapılan kâğıtların geri dönüştürülmeye ihtiyaç olmaksızın tekrar kullanılması için kâğıt üzerindeki baskının çıkarılmasını sağlayan bir yöntem geliştirdi.

Kimya

Plastikler günlük yaşamımızın bir parçası. Kolay şekillendirilebilmeleri, maliyetlerinin düşük olması, ısı ve elektrik yalıtımı sağlamaları gibi özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanıyorlar. Peki, plastiksiz bir dünya mümkün mü? Biyoplastikler, plastiklerin neden olduğu sorunlara çözüm olabilir mi?

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde çeşitli kimyasal maddeler kullanarak ve elektrik devresi kurarak yazı yazarken kimyanın alt dallarından biri olan elektrokimyayı daha yakından tanıyoruz.

Kimya

Arşimet prensibine göre su ve hava gibi herhangi bir akışkana bırakılan bir katı cisme akışkan tarafından cismin ağırlığının karşı yönünde yani yukarı doğru bir kuvvet uygulanır. Suya bırakılan katı cisimlere uygulanan bu kuvvete suyun kaldırma kuvveti denir. 

Kimya

Araştırmacılar maddenin yeni bir halini keşfetti. Deneysel ve kuramsal çalışmalar potasyum metalinin yüksek basınç ve sıcaklık altında hem katı hem de sıvılara benzer özelliklere sahip olduğunu gösteriyor. 

Kimya

İnsan vücudu sürekli ısı yayar. Uzak geçmişte bu ısıyı düzenlemenin tek yolu daha kalın ya da daha ince kıyafetler giymekti. Geçtiğimiz yüzyılda kumaşlar üzerine yapılan bilimsel çalışmalarsa bu durumu değiştirdi. Günümüzde uzun mesafe koşucularının vücutlarını serin tutan ya da dağcıların vücutlarını sıcak tutan kumaşlar var.

Kimya

Parlak ve canlı renkli kalemler veya boyalar kullanmayı birçoğumuz severiz. Peki, bu boya renklerinin nasıl oluştuğunu hiç merak ettiniz mi? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kâğıt kromatografisi yöntemini kullanarak keçeli kalemin içindeki mürekkebi ayrıştırıp inceleyeceğiz. 

Kimya

Câbir bin Hayyan, deney ve teoriye dayalı kimyanın ortaya çıkmasının öncüsü kabul ediliyor.  Prof. Dr. Fuat Sezgin, İslam Uygarlığında Mimari, Geometri, Fizik, Kimya kitabında Câbir bin Hayyan’a özel bir başlık ayırmış.

Kimya

Bugün 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü. Bugüne özel olarak sizler için 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Doç. Dr. İmren Hatay Patır ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Kimya

Dimitri Mendeleyev periyodik tablonun ilk versiyonunu 150 yıl önce, 1 Mart 1869’da (miladi takvime göre) ortaya koymuştu. Bilinen 63 elementten oluşan periyodik tablonun bu taslak hali yıllar içinde birçok bilim insanının katkısıyla gelişti.