Periyodik Cetvelin Tarihçesi, Gelişimi ve Henry Moseley’nin Katkıları

13

Periyodik cetveli (sistemi) kim bulmuştur? Periyodik cetvelin, bulunuşu, gelişmesi, katkıda bulunan bilim adamları, Henry Moseley’in katkıları hakkında bilgi.

periyodik-cetvel

Advertisement

Periyodik Cetvelin Tarihçesi;

Periyodik sistemle ilgili ilk çalışmalar Alman bilim adamı Döbereiner tarafından yapıldı. Döbereiner bazı elementlerin üçlü gruplar halinde düzenlenebileceğini ve bu üçlü gruptaki elementlerin kimyasal özelliklerinin benzer olduğunu fark etti. Bunlara üçlü adını verdi.

Daha sonra 1850 li yıllarda Newlands isimli kimyacı elementleri sekizli gruplar halinde dizdi ve bunlara oktav adını verdi.

Dmitri Mendeleev

Dmitri Mendeleev

Günümüzde kullanılmakta olan periyodik tablonun temelleri ise 1800 lü yılların sonunda Rus kimyacı Dimitri Mendeleyev tarafından atılmıştır. Mendeleyev o zamana kadar bilinen tüm elementlerin özelliklerini ayrı ayrı kartlara yazdı.

Daha sonra bu kartlardaki elementleri kütle numaraları soldan sağa doğru artacak şekilde sıralamaya başladı. Bu işlemi yaparken daha önce yerleştirdiği bir elemente benzer kimyasal özelliklere sahip ikinci bir elemente geldiğinde bunu birincinin altına yerleştirdi. Böylece aynı sütunda olan yani birbiri altında olan elementlerin benzer özellikte olmasını sağladı.

Advertisement

Mendeleyev her sekiz veya onsekiz elementte bir özelliklerin tekrarlandığını buldu. Bu tekrarlarda bir atlama olduğunda büyük olasılıkla keşfedilmemiş bir element olduğunu düşünerek yerini boş bırakmıştır. Hatta tekrarlayan özelliklerden faydalanarak boş bıraktığı yere gelecek elementin özelliklerini bile tahmin etmiştir.

periyodik tablo

Mendeleyev periyodik cetveli hazırlarken elementleri kütle numaralarına göre dizmiştir. Halbuki elementlerin kimyasal özelliklerini belirleyen asıl unsur atom numaralarıdır. Bunu fark eden İngiliz bilim adamı Henry Moseley, Mendeleyev‘in hazırlamış olduğu periyodik tabloyu atom numaralarına göre düzenleyip günümüzde kullandığımız periyodik tabloyu elde etti.

Sonunda Açıklanan Periyodik Tablo

1913 yılında Moseley 26. doğum gününü kutladı. Dmitri Mendeleev’in periyodik tablosu daha eskiydi; 44 yıldır etraftaydı. Yeni kimyasal elementler hala keşfediliyor ve buna ekleniyordu. Mendeleyev’in zamanından beri periyodik tablodaki elementler atom ağırlıklarına ve kimyasal özelliklerine göre sıralanmıştır.

Ancak tabloda temel bir kusur vardı: Bir elementin atom ağırlığının öngördüğü konum, kimyasal özelliklerinin öngördüğü konumla her zaman eşleşmedi. Bu durumlarda elementler periyodik tabloda atom ağırlıklarından ziyade özelliklerine göre konumlandırılmıştır.

Antonius van den Broek’in Hipotezi

1911’de Antonius van den Broek, o sırada basitçe bir elementin periyodik tablodaki konumu olan atom numarasının aslında atomun çekirdeğindeki yük miktarına eşit olabileceği hipotezini yayınlamıştı. Ancak, bu hipotezi kanıtlayacak hiçbir deneysel kanıt yoktu.

Advertisement
Henry Moseley

Henry Moseley
Kaynak: commons.wikimedia.org

Elementlere Elektron Atmak

Moseley, William ve Lawrence Bragg’dan, yüksek enerjili elektronlar metaller gibi katılara çarptığında katıların X-ışınları yaydığını öğrenmişti.

Bu, atomların içinde neler olup bittiği hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu X-ışınlarını inceleyip çalışamayacağını merak eden Moseley’in ilgisini çekti; aklında özellikle van den Broek’in hipotezi vardı.

1913’te Oxford’a geri döndü. Rutherford ona Manchester’da daha iyi şartlarla yeni bir burs teklif etmişti, ancak Moseley kariyeri için en iyi yolun birkaç farklı laboratuvarda deneyim kazanmak olduğuna karar verdi. Oxford’da açık bir burs yoktu, ama Moseley birinin yaklaşacağına inanıyordu. Kendisine laboratuvar alanı verildi, ancak çalışmalarını kendi finanse etmesi gerekiyordu.

Çok kısa bir süre içinde, farklı kimyasal elementlerde yüksek enerjili elektronları çekmek ve elde edilen X-ışınlarının dalga boyunu ve frekanslarını ölçmek için kişisel olarak deneysel cihazları bir araya getirdi.

Her elementin benzersiz bir frekansta X-ışınları yaydığını keşfetti. Ayrıca elementlerin atom numaralarına karşı X-ışını frekansının karekökünü çizerek düz bir çizgi grafiği elde edebileceğini buldu.

Şaşırtıcı bir şekilde Moseley, çalışmasının van den Broek’in hipotezini doğruladığını fark etti. Periyodik tablodaki bir elementten diğerine bakarken atom çekirdeğindeki pozitif yük tam olarak bir birim artarsa, onun verileri çok anlamlıydı. Başka bir deyişle, bir elementin atom numarasının sahip olduğu proton sayısıyla aynı olduğunu keşfetti.

Kimyasal Elementler = Proton Sayıları

Bu son derece önemliydi. Bu, Moseley’nin elementler arasındaki temel farkın sahip oldukları proton sayısı olduğunu keşfettiği anlamına geliyordu. Bir elementin proton sayısıyla tanımlandığını fark etti. Bir elementin bir protonu varsa, hidrojen olmalıdır; iki proton helyum olmalı, üç proton lityum olmalı, vb. Bu bize bugün açık görünse de, 1913’te büyük bir keşifti.

Moseley, periyodik tablodaki elementleri atom ağırlıklarından ziyade proton sayılarına göre düzenlediğinde, periyodik tablodaki bilim adamlarını on yıllardır rahatsız eden kusurlar ortadan kayboldu.

Dört Yeni Kimyasal Element

Ayrıca Mendeleev’in 44 yıl önce yaptığı gibi Moseley de yeni periyodik tablosunda boşluklar gördü. 43, 61, 72 ve 75 protonlu dört yeni elementin varlığını öngördü. Bu elementler daha sonra diğer bilim adamları tarafından keşfedildi; şimdi onlara teknesyum, prometyum, hafniyum ve renyum diyoruz.

Elementleri Tanımlamanın Yeni Yöntemi

Moseley, periyodik tabloyla ilgili açıklaması yeterli değilmiş gibi, herhangi bir numunede hangi elementlerin bulunduğunu bulmak için yeni, tahribatsız bir yöntem de keşfetmişti: numuneyi yüksek enerjili elektronlarla bombalıyorsunuz ve ortaya çıkan frekanslara bakıyorsunuz. Bu X-ışınları, numunede bulunan herhangi bir element için parmak izi kadar iyidir.

Advertisement

O zamanlar bu, çalışmalarını neredeyse kabusa çeviren nadir toprak kimyagerleri için özellikle hoş bir teknikti. Nadir toprak metalleri o kadar benzer davranır ki, bu elementleri içeren bir numuneyi analiz etmek yıllar alabilir. Moseley şimdi bunu dakikalar içinde yapabilirdi!


13 yorum

Leave A Reply