Son Keşfedilen Elementlerden Moskovyum Nedir? (Özellikleri, İzotopları)

Moskovyum, adını Moskova’dan alan bir elementtir. Rus ve Amerikalı bilim adamlarının ortak çalışması ile keşfedilmiştir. Yapay elementlerden biridir.

Moskovyum, yarılanma ömrü saniyeden çok daha kısa olan ve çok hızlı bir şekilde bozunan radyoaktif bir elementtir. Süper ağır ve oldukça radyoaktiftir. Doğada bulunmaz, yapay olarak elde edilebilir. Laboratuvar araştırmaları dışında herhangi bir kullanımı, faydası ve uygulaması bulunmuyor. Son olarak keşfedilen süper ağır 4 elementten biridir. Adından da anlaşılacağı gibi Rusya’nın başkenti Moskova’ya atfen isimlendirilmiştir. Rus ve Amerikalı bilim adamlarının ortak çalışmasının ürünü olan moskovyum, 27 gün süren bir deneyde sentezlenebildi. Moskovyumla ilgili birçok bilgiye makalemizden ulaşabilirsiniz.

(Fotoğraftaki silüet; Rus bilim adamı fizikçi Prof. Dr. Yuri Oganessian...)

Tarihçesi

Moskovyum, Rus ve Amerikalı bilim adamlarının ortak çalışması ile keşfedilmiştir. Rusya Dubna’daki Ortak Nükleer Araştırmalar Enstitüsü’nden (JINR) bir grup bilim adamı ile Amerika Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’na (LLNL) bağlı Glenn Seaborg Enstitüsü’nden bir grup bilim adamının birlikte yaptığı çalışmalarda 115 numaralı element sentezlendi. Ekibin başında Rus bilim adamı fizikçi Prof. Dr. Yuri Oganessian ve Amerikalı bilim adamı Ken Moody yer aldı.

Rus ve Amerikalı bilim adamları JINR’de yaptıkları deneyi 14 Temmuz – 10 Ağustos 2003 tarihleri arasında gerçekleştirdi. “U400 siklotron parçacık hızlandırıcı” adı verilen cihazda yapılan ve 23 gün süren deneyde, 115 numaralı elementin atomik çürüme modelleri ve çürüme zincirleri teyit edildi. Bozunma zincirlerinde alfa çürümesi yoluyla moskovyum atomu sentezlendi. Amerikyum-243 izotopunun Kalsiyum-48 çekirdeği ile bombardımanı sonucu oluşan füzyon reaksiyonu vasıtasıyla 115 numaralı elementin 4 atomu üretildi. Reaksiyonda Dubniyum-268 bozunma zincirini takiben moskovyum ve nihonyum atomları sentezlendi. Bu atomlar şunlardır; Mc-288 (3 nötron), Nihonyum-284 ve Mc-287 (4 nötron), Nihonyum-283’e dönüşen (4 nötron). Ekip, elde edilen atomları, ardışık beş alfa bozunmasıyla oluşan üç benzer çürüme zincirinde 30 saniyeden daha az sürede gözlemledi. Bu çürüme şeması moskovyum ve nihonyum elementleri için özel olarak tanımlandı ve bilim adamlarının ilgisini çekti. İlginç bir şekilde dördüncü çürüme zincirinin, önceki üç çürüme zincirinden farklı bozunmalarla oluştuğu gözlemlendi. Uzun bozunma zincirlerinin bu sıklıkla gerçekleşmediğini bilen bilim adamları, bu durumu dikkat çekici buldu.

JINR ve Livermore ekipleri, elde edilen verileri doğruladı. Kanıtlar, 1 Şubat 2004 tarihinde yayınlandı. Uluslararası Temel ve Uygulamaları Kimya Birliği (IUPAC) ve Uluslararası Temel ve Uygulamaları Fizik Birliği (IUPAP) bünyesinde oluşturulan Ortak Çalışma Grubu (JWP), 30 Aralık 2015 tarihinde son olarak keşfedilen 4 yeni elementten biri olarak kanıtları kabul etti ve 28 Kasım 2016 tarihinde moskovyum resmen periyodik masaya eklendi.

“Moskovyum” kelimesi, JINR ekibinin, elementin keşfindeki katkıları sebebiyle Rusya’nın başkenti Moskova’dan esinlenilerek türetilmiştir. Haziran 2016’da keşifçi bilim adamları tarafından “moscovium” ismi ve “Mc” sembolü önerildi. 28 Kasım 2016 tarihinde önerilen isim ve simge IUPAC tarafından onaylandı. Moskovyuma keşfedilmeden önce periyodik tablodaki terminoloji gereği IUPAC tarafından geçici olarak “ununpentium” ismi ve “Uup” sembolü verilmiştir. Keşfedilmeden önce periyodik tablodaki terminoloji gereği daha hafif homologu bizmuta benzerliği sebebiyle “eka-bizmut” olarak isimlendirildi.

(Moskovyumun sentezi için kullanılan siklotron adlı hızlandırıcıda yapılan deneyin temsili fotoğrafı...)

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Moskovyumun kimyasal sembolü “Mv”dir. Atom numarası 115, atom ağırlığı 290’dır. Yoğunluğunun 13,5 grcm3 olacağı tahmin ediliyor. Erime noktası 400 derece, kaynama noktası 1100 derece olarak öngörülüyor. Atom yarıçapı 187 pm, kovalent yarıçapı 156-158 pm olarak varsayılıyor. Enerji seviyesi başına elektronları “2, 8, 18, 32, 32, 18, 5” şeklindedir. Oksidasyon durumları “1, 3” olarak öngörülüyor. Süper ağır yani transaktinit elementlerden biridir. Periyodik tablonun 15. Grup, P-Blok, 7. Periyodunda yer alan bir metaldir. Periyodik tablodaki konumu dikkate alındığında oda sıcaklığında metalik bir katı olacağı öngörülüyor.

Özellikleri hakkında kanıtlanmış çok fazla deneysel veri bulunmuyor. Özellikleri kanıtlanıncaya kadar moskovyumun; bizmut, azot, fosfor, arsenik ve antimon gibi azot grubu (pnictogen) elementlerin ağır bir homologu gibi davranacağı öngörülüyor. En türdeş elementin, hemen üzerinde bulunan bizmut olacağı varsayılıyor. Azot grubu elementlerin karakteristik özellikleri göz önüne alındığında çift ve üçlü kovalent bağlar oluşturma eğilimleri sayesinde kararlı bileşikler oluşturabilme yeteneği sergileyebileceği tahmin ediliyor. Ayrıca, +1 veya +3 yüklü iyonlar oluşturan yoğun ve katı bir metal olması bekleniyor.

İzotopları

Moskovyum izotopları doğada bulunmaz. Sentetiktir ve tüm izotoplarının son derece radyoaktif olması beklenir. Laboratuvar ortamında yapay olarak elde edilebilir. Amerikyum ve kalsiyumun füzyon reaksiyonları sonucu sentezlenebilir. Amerikyumdan ince bir tabakanın üzerine kalsiyum iyonlarının gönderilmesi sonucu atom çekirdeklerinin çarpıştırılması işlemiyle sentezlenen moskovyum, çok kısa ömürlü bir dizi izotopa sahiptir. Alfa bozunması yoluyla nihonyum izotoplarına dönüşür. Bir bozunum düzeni ise Kopernikyum-291 izotopunu üretir. Henüz keşfedilmemiş Cn-291 izotopunun 10 yıldan fazla, bir iddiaya göre de 1200 yıl yarılanma ömrü olacağı tahmin ediliyor. En kararlı izotopu Mc-290, 0,8 saniyelik yarılanma ömrüne sahiptir. Başka bir ifadeyle; moskovyum atomlarının yarısı 0,8 saniyede farklı bir atoma bölünür.

Moskovyumun yarılanma ömürleri bilinen 287 ila 290 atom kütleli 4 izotopu bulunur. İzotoplarının hiçbiri kararlı değildir. Bugüne kadar sentezlenen en kararlı izotopu, 0,8 saniye yarılanma ömrüne sahip Mc-290’dır. Henüz keşfedilmemiş Mc-291 izotopunun birkaç saniyelik yarılanma ömrü olacağı öngörülüyor. İzotopları ve yarılanma ömürleri şöyledir; Mc-287 (32 milisaniye), Mc-288 (87 milisaniye), Mc-289 (220 milisaniye), Mc-90 (0,8 saniye).

Bunları Biliyor Musunuz?

• Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), yeni elementlerin keşfi ile ilgili onay veren yetkili bir kurumdur. IUPAC kurallarına göre yeni keşfedilen elementlerin şu kriterlere göre isimlendirilmesi gerekiyor; mitolojik bir olay veya karakter, astronomik bir nesne, bir mineral veya benzer bir madde, bir yer veya coğrafik bir bölge, elementin bir özelliği, bir bilim insanı… Bu kriterlere göre Rusya’da keşfedilen 115 numaralı element, başkent Moskova’dan esinlenilerek isimlendirilmiştir.
  
• 113, 115, 117 ve 118 numaralı son keşfedilen elementlerin isimleri keşifçi bilim adamları tarafından önerildi. Önerilen isimler IUPAC tarafından kabul edildi. Yaklaşık 6 aylık bir kamuoyu araştırmasının ardından 28 Kasım 2016 tarihinde önerilen isimlerle periyodik tabloya 4 yeni element eklendi.
  
• Moskovyumun da için de bulunduğu son olarak keşfedilen 4 element, periyodik tablodaki yerleri belli olduğu halde tabiatta bulunmadığı için yakın zamana kadar keşfedilemedi. Çünkü çok hızlı bir şekilde bozunurlar ve saniyenin çok küçük bir biriminde gözlemlenebilecek teknoloji yoktu. Ayrıca yapay sentez için atomları çok yüksek hızlara ulaştırabilecek hızlandırıcılar geliştirilmemişti. Yani 20 yıl önce bu elementin sentezlenmesi imkânsızdı.
  
• Dört yeni elementin keşfi ile birlikte bilim dünyası yayınlarında ve okul kitaplarında geçici isimlerle yer alan elementler yeni adları ile yer aldı veya yer alacak.
  
• Moskovyumun keşfedilmeden önceki adı “ununpentium” kelimesi, Latince ve Yunanca “bir, bir, beş”, yani yan yana gelince “115” rakamının karşılığıdır. IUPAC, keşfedilmemiş elementleri, periyodik tablodaki atom numaralarını baz alarak bu şekilde isimlendirmiştir.
  
• 115 numaralı elementin sentezi sırasında moskovyumun ilk atomlarının hemen bozunması sonucu 113 numaralı nihonyum elementi keşfedildi.
  
• 2017 yılı itibariyle 100 adet moskovyum atomu üretilebildi.
  
• Moskovyum, insanlar, hayvanlar ve bitkiler üzerinde hiçbir biyolojik fonksiyona sahip değildir. Radyoaktifliği sebebiyle toksik olması bekleniyor.
  
• Moskovyumun biyokimyasal reaksiyonlarda diğer metallerin yerini alabileceği değerlendiriliyor.