En Ağır Element Olan Kopernikyum Nedir?

Kopernikyum, yapay ve radyoaktif bir elementtir. Kararlı olmayan radyoaktif izotopları bulunur. Keşfedilmesi ve isimlendirilerek periyodik tabloya alınması 14 yıllık bir süreçte gerçekleşti. 1996 yılında keşfedildi, 2010 yılında periyodik tabloya alındı. İsmini 16. yüzyılda yaşayan gökbilimci Kopernik’ten alıyor. Alman bilim adamları tarafından keşfedilen kopernikyum, en ağır element olarak biliniyor. Birçok özelliği varsayımı olarak belirlenen ve cıva ile benzeri özellikler taşıdığı varsayılan kopernikyumla ilgili derlediğimiz makalemize göz atabilirsiniz.

Kopernikyum’un Tarihçesi

Kopernikyum, birinci olarak 9 Şubat 1996 tarihinde Alman bilim adamları Prof. Dr. Sigurd Hofmann başkanlığındaki, aralarında Victor Ninov ve F.P. Hessbuger üzere bilim adamlarının da olduğu bir takım tarafından kurşun ve çinkonun füzyonu ile sentezlenmiştir.

Almanya’nın Hessen eyaletine bağlı Darmstadt kentinde bulunan Ağır İyon Araştırma Laboratuvarı’nda (Gesellschaft fur Schwerionenforschung – GSI) görevli Alman grup, 100 metre uzunluğundaki hızlandırıcıda Kurşun-208 gayesini Çinko-70 atomlarıyla bombardımana tuttu. Diğer bir sözle, çinko atomu, ağır bir iyon hızlandırıcıda yüksek güçlerle hızlandırılmış bir kurşun gayesine yönlendirildi. İki hafta boyunca saniyede yaklaşık 30 bin kilometre süratte gerçekleştirilen füzyonda tek bir Kopernikyum-277 atomu sentezlendi. Elde edilen izotop, 0,24 milisaniye sonra alfa parçacılarının (helyum çekirdeği) Darmstadtiyum-273 emisyonuyla çürüdü.

“Kopernikyum” sözü, gökbilimci ve matematikçi Nicolaus Copernicus onuruna türetilen bir sözcüktür. GSI takımı, kozmosun merkezinin Dünya olduğu görüşünü çürüten gökbilimci anısına “dünya görüşümüzü değiştiren insan” olarak niteledikleri Copernicus’un ismini yeni element için uygun gördü. Keşif grubu, Temmuz 2009 tarihinde “copernicium” ismini önerdi. Memleketler arası Temel ve Uygulamaları Kimya Birliği (IUPAC) tarafından 19 Şubat 2010 tarihinde keşif takımının önerdiği isim kabul edilerek, periyodik tabloya dahil edildi. Yeni elementin sembolü birinci olarak “Cp” olarak önerildi. Ancak bu sembolün bilim dünyasında “öz ısı sembolü” üzere diğer kullanımları olduğu için “Cn” sembolü kabul edildi. “Cp” sembolü ayrıyeten 1949 yılından evvel “cassiopeium” olarak isimlendirilen “lütesyum” elementinin de sembolüydü. Kopernikyum için isimlendirilmeden evvel IUPAC tarafından belirlenen “ununbium” ismi ve “Uub” sembolü kullanılmıştır. Keşfedilmeden evvel periyodik tablodaki terminolojide “eka-cıva” olarak anılmıştır.

Nicolaus Copernicus Kimdir?

16. yüzyılda yaşayan Polonyalı (Eski Prusya İmparatorluğu) bilim adamı ve gökbilimci Nicolaus Copernicus (Kopernik), tıpkı vakitte Katolik piskopos danışmanıydı. Amatör olarak astronomi ve harita bilimi ile ilgileniyordu. Boş vakitlerinde da matematikle meşgul oluyordu. Kopernik, gezegenlerin Güneş etrafında döndüğünü keşfederek Güneş sisteminin tanımını yapmış, Dünya’nın, kozmosun merkezi olduğu tezini çürütmüştür. Bu keşfi sebebiyle yeni bir element için ismi kullanılmıştır. Kopernik’in 537. doğum günü olan 19 Şubat 2010 tarihinde “kopernikyum” ismi bütün dünyaya açıklanmıştır.

1473-1543 yılları ortasında yaşayan Kopernik’in birtakım bilimsel teorileri şunlar; “Gökyüzünde bulunan kürelerin yahut dairelerin tek bir merkezi yoktur”, “Dünya’nın merkezi, kozmosun merkezi değildir, yalnızca yerçekiminin ve ayın merkezidir”, “Güneş, kozmosun merkezidir”, “Yıldızlar hareketsizdir, görünen hareketleri Dünya’nın dönüşünden kaynaklanır”.

Kopernikyum’un Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Kopernikyumun kimyasal sembolü “Cn”dir. Atom numarası 112, atom tartısı 285’tir. Öngörülen yoğunluğu 23,7 grcm3’tür. 112 proton, 166 nötron içerir. Atomik yarıçapı, 100 pm, kovalent yarıçapı 122 pm olarak varsayım ediliyor. Güç düzeyi başına elektronları “2, 8, 18, 32, 32, 18, 2” halindedir. Oksidasyon durumları “4, 2, 0” olarak varsayılıyor. Muhtemelen +4 oksidasyon durumu sergilemesi bekleniyor. Periyodik tabloda 12. Grup, 7. Dönem, D-Blokta yer alır. Geçiş metalleri element serisinin bir üyesidir. Üstün ağır yani transaktinit elementlerinden biridir. Görünüşü tam olarak bilinmiyor; ancak metalik, gümüşî beyaz yahut gri renkte olması bekleniyor. Oda sıcaklığında katı, çok ağır bir element olması varsayılıyor. Çok sıcak ve basınçta son derece uçucu bir gaz olacağı kestirim ediliyor. Birtakım değerlendirmelere nazaran de cıva üzere sıvı olacağı öngörülüyor.

Kopernikyumun birçok özelliği bilinmiyor. Kimyasal özelliklerinin çinko, cıva ve kadmiyum üzere elementlerle benzerlik taşıması bekleniyor. Cıva ile daha yakın özellikler içerdiği; radon ile de benzerlikleri bulunabileceği öngörülüyor. Kopernikyumun pahaları tam olarak öğrenilemeyen özellikleri şunlardır; yoğunluğu, sıvı yoğunluğu, erime noktası, kaynama noktası, ergime ve buharlaşma ısıları, kristal yapısı, elektronegatifliği, yükseltgenme düzeyleri, iyonlaşma gücü, elektrik direnci, iletkenliği, ses suratı, sertlik değerleri…

Kopernikyum İzotopları

Kopernikyum, tabiatta bulunmaz. Laboratuvar ortamında kuşun ve çinko atomlarının füzyonu ile elde edilebilir. Yarılanma ömürleri bilinen ve atom kütle numaraları 277 ila 285 ortasında değişen 7 farklı izotopu bulunuyor. Bu izotoplarının hepsi son derece karasız ve radyoaktiftir. 29 saniye yarılanma ömrü olan Cn-285 izotopu birebir vakitte en kararlı izotopudur. Bu izotop, alfa çürümesi ile Darmstadtiyum-281 izotopuna dönüşür. Öteki izotopları ve yarılanma ömürleri şöyledir; Cn-280 (0,5 milisaniye), Cn-282 (0,8 milisaniye), Cn-283 (4 saniye), Cn-281 ve Cn-284 (97 milisaniye). Doğrulanmamış Cn-286 izotopunun yarılanma ömrü 8,45 saniyedir. Keşfedilmemiş Cn-291 ve Cn-293 ağır izotoplarının 10 yıldan daha fazla yarılanma ömürleri olabileceği kestirim ediliyor.

İzotoplarının birden fazla alfa çürümesi ile bozunur yahut spontan fisyona uğrar. Kopernikyum, daha hafif elementlerin aksine saniyenin binde biri kadar bir vakit diliminde alfa parçaları yayarak evvel Darmstadtiyum-273 izotopu haline gelir, daha sonra Hassiyum-269 izotopuna dönüşür.

Kopernikyum Hakkında Bunları Biliyor Musunuz?

• Kopernikyum, hidrojenden 277 kat daha fazla ağırdır. Bu sebeple bugüne kadar keşfedilmiş elementler ortasında en ağır element olması öngörülüyor.
• 112 numaralı kopernikyumun sentezi sırasında 30 proton içeren çinko atomu ile 82 proton içeren kurşun gayesi bombardımana tutuldu. Çinkonun 40, kurşunun 126 nötronu bulunur. Yani bu halde yeni elementin çekirdeği toplam 112 proton, 166 nötron içerir. Bunların toplamı da 278 nükleon yahut atom kütlesini verir. Ancak birçok kimyasal reaksiyonda olduğu üzere bu nükleer füzyon reaksiyonu ekzotermiktir ve yeni oluşturulan çekirdek sıcaktır. Bu nedenle 1 nötronun emisyonuyla soğur ve sentezlenen çekirdeğin atomik kütle numarası 277’dir. Kopernikyumun birinci sentezlenen izotopu bu sebeple Cn-277’dir.
• Kopernikyumu keşfeden grubun başındaki bilim adamı Hofmann, IUPAC kuralları müsaade verseydi elemente “hofmanyum” ismini vermek isteyip istemeyeceği tarafındaki bir soruya, “Hayır, sanırım ‘kopernikyum’ çok daha hoş bir isim oldu.” yanıtını verdi.
• Hofmann ve grubu, nükleer kimyanın astrofizik üzere öteki bilim dalları için kıymetini vurgulamak için Kopernik’in ismini seçti.
• Japonya’da bir grup bilim adamı 2004 yılında kopernikyumun iki atomunu elde ederek Alman grubun çalışmasını doğruladı. Bunun üzerine IUPAC, kopernikyum ile ilgili deneylere katılan 4 ülkeden 21 bilim adamından e-posta yazışmaları ile isim önerisi aldı. Birtakım kimya bloglarında düzenlenen anketlerle de bilim adamları ve öğrencilerden isim teklifleri alındı. Dört hafta süren bu süreçte Nicolaus Copernicus’un ismi seçildi.
• IUPAC’ın, kopernikyumun sembolünü, daha evvel önerilen ve lütesyumun eski sembolü olduğu için vazgeçilen “Cp” olarak değiştirilebileceği belirtiliyor.
• Gökbilimci Kopernik’in Güneş ve Dünya sistemi ile ilgili teorileri Katolik çevrelerde rahatsızlığa yol açtı. Bu sebeple Roma Katolik Kilisesi tarafından çalışmaları yasaklandı.
• Kopernikyum, kısa müddette bozunduğu için şimdi gözlemlenebilir ölçüde sentezlenemedi. Bu sebeple laboratuvar uygulamaları dışında rastgele bir uygulaması ve kullanımı bulunmuyor.
• Kopernikyumun beşerler, hayvanlar ve bitkiler üzerinde bilinen bir biyolojik rolü bulunmuyor. Radyoaktivitesi sebebiyle toksik olabileceği bedellendiriliyor. Bu bakımdan çevre için de tehdit oluşturabileceği öngörülüyor.