Süper Ağır Elementle Karbon Atomu İlk Kez Bağlandı

Öncelikle parçacık hızlandırıcıda yapay olarak pek çok element üretilebiliyor. Maksimum üretim hızıyla bir günde en çok birkaç atomlu bileşiklerden çok az da ağır bileşiklerde üretilebiliyor. İkinci olarak radyoaktif işlemlerden sonra hızlı bir yarılanma oluyor . 10 saniye içinde ilk durumuna dönen elementler deneyin karmaşıklığını arttırıyor. Bu gibi çalışmalarda çekirdekte çok fazla pozitif yüklü atomun olması atom çekirdeğindeki elektronları, ışık hızının % 80’ine çıkarıyor. 

Einstein’ın rölativite teorisine göre elektronlar bulunduklarında daha ağır hale gelirler. Sonuçta daha hafif elementlere denk gelen elektronlar daha yavaş hareket eder. Bu gibi etkiler homolog elementlerde daha iyi görülür. Homolog elementler elektronik kabuğunda benzer yapılara sahiptirler ve aynı grupta yer alırlar. Süper ağır elementler düşük sıcaklıklarda gaz halindedirler. Gaz fazında hızlı hareket eden bu elementler için hızlı bir proses gerekir. Bugüne kadar seaborgiumla iki klorlu ve iki oksijenli atomlar çalışılarak yüksek volatilitede stabil bir bileşik elde edildi. Fakat bu gibi bileşiklerde çoğu kovalent kimyasal bağlarda yer alan en dıştaki atomlar rölativistik etkiyi maskeleyebilir. Bu nedenle farklı bağlanma özeliklerine sahip bileşikler yıllardır çalışılıyor. 

Johannes Gutenberg Üniversitesi Mainz Nükleer Kimya Enstitüsü, Berne Üniversitesi ve  GSI Helmholtz Merkezi’nde bulunan süper ağır element kimyager grupları yeni bir yaklaşım geliştirerek kısa ömürlü bileşiklerde çalışabilecek teknik geliştirdi. TRIGA Mainz araştırma reaktöründe yapılan başlangıç testlerinde molibden gibi kısa ömürlü atomların istinai olarak iyi çalışabildiği gösterilmişti. GSI ekibinden Dr. Alexander Yakushev bunu şöyle açıklıyor: ”Bu gibi deneylerde, yoğun hızlandırıcı ışınları, stabil kimyasal bileşikleri bile yok ediyor. Bu problemin üstesinden gelmek için öncelikle tungsten (molibdenin komşusu) göndererek manyetik ayırıcıda bunu ışından ayırıyoruz. Ayırıcının arkasında gerçekleşen kimyasal deneylerde,  yeni bileşik sınıfları çalışmak için oldukça ideal ortam yaratılıyor.”  

1990’larda beri yapılan teorik çalışmalarda stabiliteden olmasından dolayı hekza karbonil bileşikleri odaklandı. Seaborgiuma 6 karbon monoksit bileşiği metal-karbon bağlarıyla bağlanarak,organometalik bileşik tipleri oluşturuldu.  Böylece kimyagerlerin uzun yıllardı düşlediği süper ağır bileşikler gerçek oldu. Japonya Wako’da Süper Ağır Element Grubu, füzyon prosesiile neon ışının küryum hedefe yönlendirerek,  seaborgium üretimi gerçekleştirdi. Sonra seaborgium Gaz-doldurulmuş recoil(tekrar sarımlı) iyon ayırıcıda(GARIS) ayırdı . GARIS ayırıcısıyla seaborgium sinyallerini yakalamak ve üretim hızını ve yarılanmasını değerlendirmek mümkün. GARIS sayesinde yeni nesil kimyasal araştırmalar seaborgium eldesi mümkün. 2013’te İsviçre, Japon, ABD ve Çin’de seaborgium heksakarbonil gibi bir bileşik sentezlenmeye çalışılsa da , Alman kimyagerlerin kurulumuyla Japon GARIS ayırıcısında 18 seaborgium atomu elde edildi. Hekzakarbonil grupların gazsı özellikleriyle molibden, tungsten  gibi 6A grubuna  işaret eden  aromların karakteristiklerine ve seaborgium hekzakarbonil tanımına ilişkin kanıt bulundu. Bu ölçümlerde teorik hesaplamalara ilişkin rölativite etkileri de  ölçüldü. Periyodik tablodaki son elementlere ilişkin kimyasal özelliklerin nasıl değişebileceğine dair Einstein’ın ilkeleri sonunda açığa çıkacak. Bilim adamlarının mükemmel iş birliği ve sıkı çalışmasıyla elde edilen sonuç görülüyor.

Kaynak: