Röntgenyum Nedir, Özellikleri Nelerdir?

Röntgenyum, röntgen ışınlarını keşfeden fizikçiden adını alan yapay bir elementtir. Altınla türdeş olduğu tahmin ediliyor. Birçok özelliği bilinmiyor.

Röntgenyum, doğada bulunmayan yapay bir elementtir. 1994 yılında Almanya Darmstadt’ta keşfedilmiştir. Adını, “röntgenin babası” olarak bilinen ve x ışınlarının mucidi ünlü Alman fizikçi Wilhelm C. Röntgen’in isminden alır. Röntgen, aynı zamanda eşinin elini kullanarak ilk röntgen filmini çeken fizikçidir. Periyodik tablonun 111’nci elementidir. Bugüne kadar az miktarda atomu üretilebildi. Özellikleri tam olarak bilinmiyor. Oda sıcaklığında yoğun, metalik katı olacağı öngörülüyor. Oldukça radyoaktif ve son derece kararsız bir elementtir. Röntgenyum hakkında; tarihçesi, isimlendirilme hikâyesi, belirlenen fiziksel ve kimyasal özellikleri ve atomik verileri gibi birçok bilgiyi makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihçesi

Röntgenyum, ilk olarak 8 Aralık 1994 yılında Almanya’nın Hessen eyaletine bağlı Darmstadt kentinde bulunan Ağır İyon Araştırmaları Merkezi’nde (Gesellschaft für Schwerionenforschung - GSI) keşfedilmiştir. 111 numaralı elementin sentezi deneylerini Sigurd Hofmann başkanlığındaki bilim adamları ekibi gerçekleştirmiştir. Ekipte, aralarında Peter Armbruster ve Gottfried Münzenberg isimlerinin de bulunduğu 13 bilim adamı yer aldı.

Röntgenyumun sentezlenmesi çalışmaları sırasında Bizmut-209 hedefi Nikel-64 atomlarıyla bombardımana tutuldu. Ağır iyon hızlandırıcı cihazda gerçekleşen bu reaksiyonda Röntgenyum-272 izotopunun tek bir atomu sentezlendi. Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) ve Uluslararası Temel ve Uygulamaları Fizik Birliği (IUPAP) bünyesinde 2001 yılında kurulan Ortak Çalışma Grubu (JWP), öğenin ilk sentezi ile ilgili kanıtların yeterli olmadığına karar verdi. Bu nedenle Alman ekip, 2002 yılında deneyi tekrarladı. Bu deneyde 111 numaralı elementin 3 atomu tespit edildi. JWP, 2003 yılında Alman ekibin yeni kanıtlarını kabul etti ve 111 numaralı elementin keşfi doğrulandı.

“Röntgenyum” kelimesi, Alman fizikçi Wilhelm Conrad Röntgen anısına türetilen bir sözcüktür. Uluslararası adı “roentgenium” şeklindedir. Bununla birlikte Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) tarafından 1979 yılında geçici olarak “Unununium” ismi ve “Uuu” sembolü verildi. Kalıcı ismi belirleninceye kadar bu isim kullanıldı. Elementi keşfeden GSI ekibine yeni bir isim önermesine izin verildi. Alman ekip, ilk röntgen ışınlarını keşfeden Alman bilim adamı ve fizikçi Wilhelm Conrad Röntgen onuruna “roentgenium” ismini önerdi. IUPAC, GSI ekibinin önerdiği ismi, elementin ilk sentezinden yaklaşık 10 yıl sonra 1 Kasım 2004 tarihinde kabul etti. Bu arada, Mendeleyev tarafından periyodik tablo üzerinde tasarlanan terminolojiye göre keşfedilmeden önceki adı “eka-altın” olarak belirlendi.

(Wilhelm Röntgen'in 1895 yılında çektiği eşinin elinin röntgen filmi, ilk röntgen filmi olarak bilim literatürüne girmiştir.)

Wilhelm Conrad Röntgen Kimdir?

Ünlü fizikçi Wilhelm C. Röntgen, 27 Mart 1845 tarihinde Almanya’nın Remscheid kentine bağlı Lennep ilçesinde dünyaya geldi. Soyadından da anlaşılacağı gibi x ışınlarını bulan ve ilk röntgen filmini çeken fizikçidir. Vakumda elektrik deşarjı deneyi sırasında x ışınlarını fark etmiştir. Bu ışınların üzerine karısının elini getirdiğinde fotoğraf paletine eşinin parmağındaki yüzüğün ve parmak kemiklerinin düştüğünü fark etti. 1895 yılında gerçekleşen bu işlem, ilk röntgen filmi olarak bilinir. Bu ışınlara “x-rays” adını verdi. Bu buluşu ile günümüzde birçok şekilde hala kullanılan röntgen uygulamalarının önünü açtı. Tıpta radyoloji alanında çığır açan bu buluşu sebebiyle 1901 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü. Röntgen, aynı zamanda fizik dalında ilk Nobel ödülü alan fizikçidir. Röntgen, 10 Şubat 1923 tarihinde bağırsak kanseri sebebiyle Almanya’nın Münih kentinde hayata gözlerini yumdu.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri 

Röntgenyumun kimyasal sembolü “Rg”dir. Atom numarası 111, atom ağırlığı 282’dir. Yoğunluğu tahmini olarak 28,7 grcm3’tür. Enerji seviyesi başına elektronları “2, 8, 18, 32, 32, 17, 2” şeklindedir. Oksidasyon durumları +5, +3, +1 ve -1 olarak tahmin ediliyor. +3 oksidasyon durumunda kararlı olması bekleniyor. Tahmini olarak atom yarıçapı 114 pm, kovalent yarıçapı 121 pm’dir. 111 protonu, 170 nötronu bulunur.

 Periyodik tabloda 11. Grup, 7. Periyot, D-Blok elementleri arasında, geçiş metalleri element serisinde yer alır. Geçiş metallerinin 6-D serisinin dokuzuncu üyesidir. Süper ağır yani transaktinit elementlerden biridir. Oda sıcaklığında ve normal basınç altında katı olacağı öngörülüyor. Nemli havada korozyon ve oksidasyona karşı dirençli altın, gümüş, platin, rutenyum, rodyum, paladyum, osmiyum ve iridyum gibi asal metallere benzer özellikte olması bekleniyor. Dış elektronlarının zemin durumu ve uyarılmış hali arasındaki fark göz önüne alındığında gümüş renginde olması öngörülüyor. Yeterli miktarda üretilebilseydi muhtemelen yumuşak bir metal olacağı görüşü ön plana çıkıyor. Kristal yapısının ise vücut merkezli kübik bir yapıda olabileceği tahmin ediliyor.

Süper ağır diğer elementler gibi röntgenyumun birçok özelliği tahmini olarak belirlenmiştir. Hafif homologları altın, gümüş ve bakır ile benzer özellikte olması bekleniyor. Bazı özellikleri ile homologlarından ayrılabileceği öngörülüyor. Değerleri henüz tam olarak doğrulanamayan bazı özellikleri şunlardır; erime noktası, kaynama noktası, sıvı haldeki yoğunluğu, ergime ısısı, buharlaşma ısısı, kristal yapısı, elektronegatifliği, elektrik direnci, iletkenliği, ısı genleşmesi, ses hızı, sertlik değerleri…

İzotopları 

Röntgenyum doğada bulunmaz, sentetik olarak sentezlenebilir. Doğal ve kararlı izotopu yoktur. Laboratuvar ortamında bizmut hedefinin nikel atomları ile kaynaştırılması sonucu oluşan reaksiyonun bir ürünüdür. Daha ağır elementlerin bozunum ürünü olarak da elde edilebilir. Röntgenyumun yarılanma ömürleri bilinen, atom kütle numaraları 272 ila 282 arasında değişen 8 radyoaktif izotopu bulunuyor. En kararlı izotopu 26 saniyelik yarılanma ömrüne sahip olan Rg-281 izotopudur. İzotoplar ve yarılanma ömürleri şöyledir; Rg-272 (3,8 milisaniye), Rg-273 (5 milisaniye), Rg-274 (6,4 milisaniye), Rg- 278 (4,2 milisaniye), Rg-279 (0,17 saniye), Rg-280 (3,6 saniye), Rg-281 (26 saniye), Rg-282 (2,1 dakika).

Bilinen bütün izotopları alfa bozunması veya spotan fisyona uğrar. Rg-280 izotopu, Meitneriyum-276 izotopuna kadar bozunur. Doğrulanmamış Rg-286 izotopunun yarılanma ömrünün 11 dakika olacağı tahmin ediliyor. En ağır ve stabil olarak bilinen izotopu 2,1 yarılanma ömrü olan Rg-282’dir. Yarılanma ömürleri ve atom kütleleri bilinen Rg-272 ve Rg-274 izotopları, teyit edilmemiş metastabil durumlara sahiptir. Keşfedilmemiş Rg-287 izotopunun en kararlı izotop olduğu; beta bozunması ile bozunacağı tahmin ediliyor. Bununla birlikte herhangi bir röntgenyum izotopunun beta bozunması ile bozunduğu gözlenmemiştir. Rg-277 izotopunun 1 saniye, Rg-283 izotopunun da 10 dakika yarılanma ömrü olacağı tahmin ediliyor. Keşfedilmeden önce Rg-278, Rg-281 ve Rg-282 izotoplarının sırasıyla 1 saniye, 1 dakika ve 4 dakika yarılanma ömürlerinin olduğu öngörülmüştü; ancak sırasıyla 4,2 milisaniye, 17 saniye ve 2,1 dakika yarılanma ömürleri olduğu tespit edildi.

(Alman bilim adamı Sigurd Hofmann, röntgenyumun isimlendirme töreninde keşfettikleri elementin simgesi ile poz vermişti.)

Bunları Biliyor Musunuz?

• Röntgenyumun, 22,51 gr cm3 değeri ile bilinen en yoğun doğal element olan osmiyumdan daha yoğun olacağı tahmin ediliyor.
  
• Periyodik masada röntgenyumun üzerinde bulunan ve türdeşi olduğu tahmin edilen doğal altının bir örneğinde 2006 yılında yapılan incelemede Rg-261 ve Rg-265 izotoplarının bulunduğu iddia edildi.
  
• 1986 yılında Sovyetler Birliği (Rusya) Dubna’daki Ortak Nükleer Araştırmalar Enstitüsü’nde (JINR) bir grup bilim adamı 111 numaralı elementi sentezlemek için bizmut hedefini nikel ile bombardımana tuttu; ancak sentezi başaramadı.
  
• Röntgenyum, günümüze kadar gözlemlenebilecek veya incelenebilecek miktarda sentezlenememiştir. Bu sebeple laboratuvar deneyleri dışında herhangi bir uygulaması ve kullanımı bulunmuyor.
  
• İnsanlar, hayvanlar ve bitkiler için bilinen bir biyolojik rolü bulunmayan röntgenyumun radyoaktifliği sebebiyle toksik veya kanserojen olabileceği öngörülüyor. Aşırı radyoaktivitesi sebebiyle insan sağlığı için risk taşır. Çevre için de tehdit içerdiği tahmin ediliyor.