Güncel Bilim

Oganesson (Og) periyodik tablodaki en ağır elementtir, ancak ilk sentezinin yapıldığı 2002 yılından beri özelliklerinin bulunması zor olmuştur. Şimdi ise bilgisayar simülasyonu bazı boşlukları doldurdu ve elementin daha da garip özellikleri ortaya çıktı.

Atom düzeyinde, oganesson elementi daha hafif olanlara nazaran ciddi ölçüde farklı davranıyor – bu süper-ağır elementlerin nasıl çalıştığına ilişkin temel düşünceleri bununla elde edebiliriz.

Uluslar arası bilim insanlarının oluşturduğu simülasyonlara göre oganesson’un elektronları, protonları ve nötronları, bu elementin de yer aldığı asal gazlar grubundaki kurallara uymuyor. Bu da dolayısı ile periyodik tablonun bu bölümünü nasıl anladığımıza ilişkin büyük bir etki yapıyor.

Ksenon (üst), radon (orta) ve oganesson (alt) atomlarının elektronik yapıları. (P. Jerabek et al ve APS/Alan Stonebraker)

Michigan Devlet Üniversitesi’nden Witek Nazarewicz bu çalışmayı yapan araştırmacılardan biri, ve “bu süper ağır elementler çekirdek kütlesi ve yükünün sınırını temsil ediyor” diyor. “Bunlar, ucu bucağı bilinmeyen nükleer bölgenin uzak köşelerinde yer alıyor”.

“Süper-ağır sistemlerle ilgili sorular nükleer ve atom fiziği ile kimyasal araştırmanın en önünde yer alıyor”.

Oganesson’un bulunduğu asal gaz ailesinin hafif elementlerinde, atomun Bohr modeline göre elektronlar çekirdek etrafında belli yörüngeler veya konumlar alıyor ve merkez etrafında kabuk benzeri gruplar oluşturuyor. Fermion yerleşim fonksiyonları gibi hesaplamalar bu elektron kabuklarının nerede olduğunu bulmak için yapılıyor, ancak oganesson atomunun oluşturduğu büyük elektrostatik kuvvetlerle birlikte özel relativite kuralları devreye girmiş oluyor.

Araştırmacılar bunu hatırlarında tutarak oganesson’da elektronların nerede olduğunu hesaplamak için elektron yerleştirme fonksiyonları olarak bilinen fermion yerleştirme fonksiyonlarının adapte edilmiş bir halini kullandılar. Buldukları da şu idi, elektron kabukları birbirlerinden neredeyse ayrılamaz bir haldeydi ve çekirdek etrafında bir elektron gazı oluşmuştu.

Başka bir deyişle, en esas seviyede ksenon veya neon gibi bir asal gazdaki gibi hiç değildi.

Çalışmanın paydaşlarından biri olan, Yeni Zelanda’daki Massey Üniversitesi’nde çalışan Peter Schwerdtfeger: “Kâğıt üzerinde bu ailenin diğer üyelerindeki gibi bazı nadir gaz yapısını bulacağımızı düşünüyorduk”.

“Hesaplarımıza göre, oganesson kabuk yapısını az ya da çok kaybediyor ve bir elektron bulutu meydana geliyor”.

Özel gaz bulutu yapısı süper-ağır çekirdeğin içindeki nötronlar için de geçerli, araştırmacıların hesaplarına göre protonlar ise bir tür kabuk benzeri yapıyı korumuş gibi görünüyorlar.

Burada bahsettiğimiz şey derin bir kuantum fiziğinden başka bir şey değil, ancak bunun anlamı şu, oganesson elementi gruptaki diğer elementlerden oldukça farklı. Elektronlarının oluşturduğu bulutsu yapı bu elementin diğer grupdaşlarına göre çok daha reaktif olacağı anlamına geliyor.

Bir başka sonuç da oganesson atomlarının oda sıcaklığında bir katı olacağını ve bir gazda olduğu gibi birbirleriyle çarpışmayacağını söylüyor.

Bunların bilgisayar simülasyonları olduğunu aklınızdan çıkarmayın, her ne kadar bunlar çok karışık hesaplamalar olsa da oganesson’a ait çalışmalar değil. Elementin üretilmesi çok zor ve normal yollarla incelenemeyecek kadar çabuk bozunuyor.

Elimizde 118 numaralı elementin yapısı ve özellikleri hakkında bazı tahminler olduğuna göre, bilim adamları deney yapabilir ve bu hipotezleri test edebilir. Bu da araştırmanın sonraki safhası oluyor.

Yakın zamanda, bu görüşler bir milisaniyeden daha fazla kararlı olabilen bir oganesson atomu üretilebilmesine yardımcı olabilir .

Schwerdtfeger, “Şu anda elimizdeki araçlarla oganesson’un davranışlarını tahmin etmenin tek yolu hesaplama yapmak ve epeyce ilginç bulgular elde etmiş durumdayız” diyor.

Çalışma Physical Review Letters dergisinde yayınlandı.

 

Kaynak: http://www.bilim.org/dunyanin-en-agir-atomu-olculdu-ve-beklenenden-daha-garip-seyler-bulundu/