Keşfedilmesinden Neredeyse 80 Yıl Sonra, Nadir Toprak Elementi Prometyumun Özellikleri Açıklandı
Kimyası büyük ölçüde bilinmeyen tek nadir toprak elementi artık daha az gizemli. Prometyumun kendisi toplum için periyodik tablodaki komşuları kadar önemli olmayacak olsa da, hakkında ortaya çıkan bilgiler diğerlerine erişimimizi geliştirmeye yardımcı olabilir.
“Nadir toprak elementleri” olarak bilinen kategori, bu elementlerin birçoğu çok daha önemli hale geldikçe son zamanlarda bazı talihsiz karışıklıklar yarattı. Örneğin Neodimyum, bilinen en güçlü kalıcı mıknatısların yapılmasına yardımcı olur ve temiz enerji devrimi için değerli bir emtia haline getirir. Nadir toprak elementi olarak etiketlenmesi, ihtiyaçlarımızı karşılayacak kadar bulunmayabileceği fikrini desteklemiştir, ancak aslında Dünya’nın kabuğunda neredeyse bakır kadar yaygındır ve kurşundan çok daha fazladır.
Dünya’daki en nadir elementler arasında yer alan, hatta bir zamanlar biz onları yapana kadar var olmadığı düşünülen bazı transuranikleri bile geride bırakan prometyum öyle değil. Sonuç olarak, prometyum 1945 yılına kadar keşfedilmedi ve kimyası üzerine çok az araştırma yapıldı.
Şimdi, prometyumun ilk keşfedildiği Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) bunu değiştirmeye çalışıyor. Dr. Alex Ivanov yaptığı açıklamada, “Bütün fikir, yeni bilgiler edinmek için bu çok nadir elementi keşfetmekti” dedi. “Bu ulusal laboratuvarda ve çalıştığımız yerde keşfedildiğini fark ettiğimizde, ORNL mirasını sürdürmek için bu araştırmayı yapma zorunluluğu hissettik.” ORNL ekibi prometyumu bir çözelti içinde karakterize eden ilk ekiptir.
Ekip, plütonyum üretiminden kaynaklanan bir atık ürün olarak üretilen prometyum-147’yi saflaştırdı.
Adını aldığı efsanevi figüre uygun olarak, ekip prometyumlarını diglikolamid ligandları adı verilen organik moleküllerle bağladı ve prometyum ile komşuları arasındaki bağın uzunluğunu ölçmek için X-ışını spektroskopisi kullandı. Ekip daha sonra karşılaştırma için aynı şeyi diğer tüm lantanitlerin 3+ iyonlarıyla yaptı.
Bu şekilde, komşuları gibi prometyum atomunun da “lantanit büzülmesi” olarak bilinen ve elektronları çekirdeğe diğer atomların çoğundan daha sıkı bir şekilde paketleyen bir fenomen yaşadığını doğrulayabildiler. Cıvanın oda sıcaklığında sıvı halde bulunan tek element olmasının nedenlerinden biri de budur.
Diğer tüm lantanitler bu daralmayı yaşarken, prometyumun da bunu yapması sürpriz olmadı, ancak daralmanın boyutu her element için aynı değil. Ivanov, “Bu kimyasal bağın daralması bu atom serisi boyunca hızlanıyor, ancak prometyumdan sonra önemli ölçüde yavaşlıyor” dedi. Sonuç olarak, büzülmeyi ölçmeden prometyumun solundaki neodimyuma mı yoksa sağındaki samaryuma mı daha çok benzeyeceğini bilmiyorduk.
Ancak diğer lantanitlerden çok daha nadirdir, çünkü izotoplarından hiçbirinin yarı ömrü 17,7 yıldan uzun değildir. Dünya’nın çoğunu oluşturan atomlar bir süpernovada oluştuktan milyarlarca yıl sonra geriye hiçbir şey kalmamıştır. Dünya’da küçük doğal miktarlarda bulunmasının tek nedeni, neodimyum-146’nın kozmik ışınlar tarafından vurulması gibi nadir olaylardır. Diğer her lantanitin en az bir kararlı izotopu vardır.
Dr. Ilja Popovs, “Kararlı izotopları olmadığı için prometyum keşfedilen son lantanittir ve incelenmesi en zor olanıdır” dedi.
Diğer 14 lantanitin kimyası iyi anlaşılmıştır – aslında sinir bozucu derecede benzerdirler, bu da aynı cevherden çıkarıldıklarında onları ayırmayı zorlaştırır. ORNL ekibi çalışmalarının bu konuda yardımcı olacağını düşünüyor. Her bir element için daralmanın ayrıntılarını anlamak, artan talebi karşılamak için onları ayırmanın yollarını belirlemeyi kolaylaştıracaktır.
“Lantanitlerin kimyası üzerine prometyum içermeyen binlerce yayın var. Bu, tüm bilim için göze batan bir boşluktu” diyor Dr. Santa Jansone-Popova. “Bilim insanları özelliklerinin çoğunu varsaymak zorundalar. Şimdi bazılarını gerçekten ölçebiliyoruz.”
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Periyodik Tablonun Sınırları Zorlanıyor “Süper Ağır” Elementler Teoriye Meydan Okuyor