Bir Asal Gaz Olan Helyum, Elektron Alışverişi Olmaksızın Bileşik Oluşturabiliyor!
Helyum ile İlgili Yeni Keşfedilenler, Kimyasal Maddeleri Daha Yakından Tanımamızı Sağlayacak!
Bu yazının başlığını okuduktan sonra birçoğunuzdan itirazlar yükselmiştir. Çünkü periyodik cetvel (tablo) konusunu işlediğimiz ortaokul ya da lise yıllarından beri aklımızda asal gazların bileşik oluşturamayacağı kalmıştır. Kimi zaman öğretmenlerimiz "bazı araştırmacıların helyumun en azından teorik olarak bağ kurabileceğini düşündüğünü" söylemişse de, bunun tam olarak ne anlama geldiğini pek azımız biliriz. Yapılan bir çalışma, tepkimeye girmeye en isteksiz atom olarak bilinen helyuma bakış açımızı değiştireceğe benziyor.
Asal Gaz Nedir?
Öncelikle asal gazlara soy gazlar da denilmektedir. Asal gazlar periyodik cetvelin en son grubu olan 8A grubunda yer alırlar (İng. 0 grubu ya da 18. grup olarak geçer). Doğada altı tane asal gaz olup, grubun birinci üyesi helyumdur. Asal gazlar elektron dağılımlarındaki son enerji seviyeleri dolu olduğundan elektron alışverişlerine karşı isteksizdirler, bu yüzden de bağ yapmazlar. Elektoronegatiflikleri çok az olup, kaynama noktaları çok düşüktür. Normal sıcaklık ve basınç koşulları altında gaz halinde bulunurlar, renksiz ve kokusuzdurlar.
Periyodik cetvelde hidrojenden (H) sonra gelen ve atom numarası 2 olan helyum (He), oda sıcaklığı ve basıncında tepkime aktivitesi son derece az olan bir gazdır. Sıcaklık ne kadar düşürülürse düşürülsün, katılaşamadığı bilinen tek sıvı helyumdur. Helyum o kadar hafif bir gazdır ki, atmosferden kaçıp uzaya sızabilir.
Helyum Bileşik Oluşturabiliyor!
2017 yılında bilim insanları, sodyum ve helyum atomlarından oluşan ve kristale benzeyen bileşikleri keşfetmişlerdi; ancak nasıl oluştuklarına dair açıklama getirememişlerdi. 2018 yılında başka bir araştırmacı ekip bir açıklama yaptı: Helyum, herhangi bir kimyasal bağ yapmadan, yani herhangi bir elektron alışverişinde bulunmadan diğer atomlarla birleşmeyi başarıyor!
Helyum bunu yaparken, itici yükler arasında bir tampon görevi görerek, pozitif yüklü atomları birbirinden ayırıyor. Rusya'daki Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nde kimyager olan ve helyum bileşiklerini keşfeden grubun lideri Artem Oganov şöyle diyor:
Bir açıklama önerdiler ve ben de beğendim. Bu modelin öngörü gücü son derece yüksek ve şu ana kadar sahip olduğumuz tüm gözlemleri de açıklıyor.
Daha önce bilim insanları helyumun diğer atomlarla birleşmesinin pek olası olmadığını düşünüyorlardı. Bunun nedeni; 2 tane protana yani 2 tane elektrona sahip olan helyum atomunun, tek enerji seviyesini dolduran bu elektronlardan vazgeçmek istememesidir. Atomlar son enerji seviyelerinin tamamen dolu olmasını isterler çünkü bu durum kararlılıklarını sağlar.
5 Mart 2018’de, Nature Communications'da yayınlanan makaleyi yazan ekibin lideri olan kimyager Maosheng Miao şunları söylüyor:
Sodyum ve helyumu bir araya getirip Dünya'nın merkezindeki gibi basınçlarla sıkıştırırsanız, sodyum helyumla reaksiyona girebilir ve kararlı bileşikler oluşturabilir.
Yeterince yüksek basınçta, sodyum atomundaki elektronlar sıkıştıralabilir ve pozitif yüklü iyonlara dönüşürler. Daha sonra iyonlar birbirlerini itmeye başlar.
Miao ve meslektaşları, helyum atomlarının sodyum iyonları arasında gelip oturduğu takdirde pozitif yükler arasındaki mesafenin artacağını ve itici enerjinin azalarak maddeyi stabilize edeceğini düşündüler. Araştırmaya dahil olmayan Cornell Üniversitesi kimyagerlerinden Roald Hoffmann bunun için “Çok akıllıca bir iş!” diyor.
Hipotezlerine dayanarak, Miao’nun ekibi her bir atomu yöneten kuantum mekanik yasaları kullanarak kapsamlı bilgisayar hesaplamaları yaptılar ve gerçekten de bu tür bileşiklerin oluşabileceğini buldular. S.U.N.Y. Buffalo Üniversitesi'nden kimyager ve ekibin bir üyesi olan Eva Zurek şöyle diyor:
Bu fikrin hesaplamalarda da doğru çıkması heyecan verici. Böylece, daha önce incelenmemiş yeni bileşikleri de tahmin edebiliriz.
Bilim insanları, helyumun magnezyum florür ve kalsiyum florür kombinasyonlarını içeren yeni bileşikleri oluşturmayı umuyorlar. Daha önce bilim insanları helyumun diğer elementlerle bağ kurmasının bir yolu olmadığını, muhtemelen Dünya'nın mantosundaki kayaların içinde hapsolamayacağını düşünüyorlardı. Oganov şöyle diyor:
Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.
Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.
Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.
Aktifliğinin en az olduğunu düşündüğümüz helyum bile aslında düşündüğümüz kadar inert (Ç.N. kimyasal olarak aktif olmayan maddeleri nitelemek için kullanılan terim) değil. Aslında kararlı bileşikler oluşturabilir ve Dünya'nın mantosunda tutunabilir.
Sonuç
Gelecekte kimyagerler, bu tür olağan dışı moleküllerin hangi koşullarda oluşabileceğini tahmin etmek için daha genel kurallar bulmak istiyorlar. Çünkü yüksek basınç altında, normal kimya yasalarının çoğu geçerli değildir. Sodyum-helyum kombinasyonunu keşfeden ekipte yer alan, Almanya'daki RWTH Aachen Üniversitesi'nden Richard Dronskowski şöyle diyor:
Bu, garip bir kimyasal bağ. Bir süre düşünürseniz eğer her şey son derece makul görünüyor; ancak başlangıçta bunu beklemiyorsunuz. Büyüleyici!
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 12
- 9
- 7
- 5
- 5
- 4
- 3
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- Türev İçerik Kaynağı: Scientific American | Arşiv Bağlantısı
- A. M. Helmenstine. Noble Gases Properties, Uses And Sources. (30 Mayıs 2019). Alındığı Tarih: 16 Ocak 2020. Alındığı Yer: Thought Co. | Arşiv Bağlantısı
- Wikipedia. Soy Gaz. (16 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 16 Ocak 2020. Alındığı Yer: Wikipedia | Arşiv Bağlantısı
- A. M. Helmenstine. Noble Gases List. (14 Eylül 2019). Alındığı Tarih: 16 Ocak 2020. Alındığı Yer: Thought Co. | Arşiv Bağlantısı
- Z. Liu. (2018). Reactivity Of He With Ionic Compounds Under High Pressure. Nature Communications. | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 10/10/2024 02:22:00 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/8205
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.