ASTON Francis William

ASTON Francis William

1877 – 1944 İngiliz Kimyacı ve Fizikçi

IV

Aston, 1893 yılında fen ders­leri ve matematikte sınıf birincisi olarak liseyi bitirdikten sonra, yük­sek eğitim görmek üzere Birming­ham Üniversitesi’ne gitti. 1919 yı­lında Cambridge’e geçerek J.J.

Thomson‘un gözetiminde çalışmalarına başladı. Uçak mühendisi olarak ka­tıldığı Birinci Dünya Savaşı nedeniyle çalışmalarına ara verdiyse de tam za­manında dönerek, Thomson’un “Manyetik Alanlarda Artık Yüklü İyonla­rın Saptırılması,” deneylerine yardım etti. Bu deneyler, yüzyıl önceki Dal- ton varsayımının aksine, bir elementin atomlarının her zaman aynı ağırlık­ta olmayabileceği izlenimini veriyordu. Aston kesin bir karara varmak için, Thomson’un kullandığı gereçleri geliştirmek gereğini duyarak 1910 yılında, bellikütleli bütün iyonların fotoğraf kağıdı üzerinde ince bir çizgi oluştura­cak biçimde yoğunlaştırılmasını sağlıyordu. Neon ile yaptığı çalışmalarda iki çizgi oluştuğunu gösteren Astlon, bunlardan birini 20, diğerini de 22 birim kütle karşılığı alıyordu. İki çizginin koyuluklarını karşılaştıran Aston,

20   birim kütlelikteki iyon sayısının 22 birim kütleliktekinin 10 katı olduğu­nu hesaplıyordu. İyonların tümü göz önünde bulundurulunca ortalama bi­rim kütle 20.2 oluyordu ki, bu gerçekten Neonun atom ağırlığıydı. Bu çalışmalardan esinlenen sonraki araştırıcılar, 21 kütleli üçüncü bir grubun varlığını da ortaya koydular.

Yeşilimsi sarı renkli ve zararlı bir gaz olan Klor ile çalışmalarını sürdü­ren Aston, 35 ve 37 birim kütleli ve oranlan (3:1) olan iki cins atom bulu­yor ve ortalamalarını alarak 35.5 klor atom ağırlığını hesaplıyor- du.[(3×35)/4].l920 yılına kadar aldığı sonuçları biraraya getirdiğinde, bü­tün elemantlerin atomlarının kütlesi, kütlesi “bir” alınan hidrojen atom ağırlığının tam katlarına yakın olduğunu görüyordu.

Bir elementin atom ağırlığının tam kat olmasının nedeni, kütleleri farlı atomların karışımı olmasındandı. Böylece, Prout’un “bütün element­lerin atom ağırlıkları en hafif atom ağırlıklı hidrojen atomu kütlesinin tam katlarıdır. O halde, hem element değişik sayıdaki hidrojen atomlarından oluşmaktadır,” savının geçersizliğini bir kez daha ve daha ince bir kesinlik­le göstermiş oluyordu.

Bir elementte bulunan farklı kütledeki atomlar, spektroskopta farklı çizgiler halinde belirlendiği için, Aston Kütle Spektrografı denilen gereç en kararlı elementlerin izotop karışımları olduğunu gösteriyordu. Bunlar yal­nız kimyasal özellikleri yönünden farklıydılar. Bu sonuç Soody’nin izotop kavramını tamamen destekliyordu. Soddy’nin araştırmaları yalnız radyoak­tif elementler için geçerliydi. Fakat Aston gerecini kullanarak 287 kararlı izotoptan 212’sini buluyordu.

BİL ae

1925 yılında daha da geliştirilen Kütle Spektografı ile Aston, izotopla- nn kütle numaralarını aslında tam sayıdan bazen küçük, bazen büyük ğunu gösteriyordu. Daha sonraları Harkins’in “paketleme kesiri” ya “bağlama enerjisi” dediği bu küçük kütle farklılıkları, çekirdek öğel birarada tutan enerji üretiminden ileri geliyordu. Bir cins atoma dönü ğünde, eğer değişen atomların sayısı yeterliyse, bağlama enerjisindeki lılık kendini çok güçlü bir biçimde gösteriyordu. Böyle bir değişim.so^– oluşan inanılmaz enerji, yirmi yıl sonra Dempster’in bulunduğu atom ‘ topunda gözleniyor ve böylece atom bombası gerçek oluyordu.

Yazan v« Resimleyen Erdoğan SAKMAN

Kütle Spekrografı ve sağladığı bilgilerin önemi nedeniyle Aston, I Nobel Kimya Ödülü’nü alıyordu. Rutherford’un iyimserliğine katıl Aston; gelecekte atom erejisinin sömürüleceğim görüyor ve Nobel Od konuşmasında böyle bir olasılığın tehlikelerinden söz ediyordu.

Ne yazık ki, bu sezgisi ancak birkaç bilim adamı ile birkaç kurgu bil^: yazan arasında kalıyordu, Fakat, ölümünden birkaç ay önce, ilk atom bo basının Japon kentlerine atıldığını üzüntüyle öğrenerek sezgisinin doğ landığını görüyordu.

ön o •

121) = ^

Bütün Seon Atomlar*

Diğer

Elementler              I

Aton Ağırlıkları] 

SODDY,

Frederick 1877-1966 İngfllz Kimyacı

Işınsal, radyoaktif, maddele­rin kimyacısına katkıları; yapı ve esasları üzerindeki çalışmaları ile tanınır.

Tüccar olan babasının maddi ve manevi desteğim görerek yetişen

21    yaşında sınıfının kimya birincisi olarak Oxford Üniversitesi’nj- Bir yıl sonra uygun bir çalışma ortamı olarak gördüğü Kanada’nı Üniversitesi’ne gitti ve orada geçici bir süre için bulunan Rutherford!

İki bilim adamı, Rutherford’un geliştirdiği atom modelini
ışınsal ayrışmayı açıklamak üzere ortak çalışmalar yaptılar. Bolvvood gibi onlar da “her ışınsal (radyoaktif) element, uranyum veya toriyum ile başla­yan çözümlemeye uğrar ve atomun daha küçük parçalarını yayarak başka elemente dönüşür”, kabul ediyorlardı. Sonra bu element de çözülüyor ve en son kurşun oluşuyordu. Bu ardı ardına oluşan çözülmelerden bugün bilinen üç kademedir. Dördüncü, doğa’da raslanmamakla birlikte Soddy’- nin çalışmalarından bir kuşak sonra laboratuvariarda yapay yolla oluşturulmuştur.

Soddy, 25 yaşında İngiltere’ye döndü ve bu kez Ramsay ile birlikte araştırmalara başladı. Bu çalışmalarıyla ışınsal değişmenin başka bir yönünü aydınyatan Soddy, uranyumun çözülmesi sırasında heylyum oluştuğunu spek- troskopik blarak gösterdi. Işınsal çözülme sürecinde 40-50 elementin söz konusu olduğu ışınsallık özelliklerindeki farklılıklara dayanarak, saptıyor­du. Fakat, çevrimsel çizelgenin sonunda bunların yerleştirilebileceği ancak 10-12 yer bulunduğunu öne sürüyordu. Hiçbir kimyacı son derece yararlı Mendeleev çizelgesini atmayı düşünemediğinden, bu ara elementlerin sıkış- tınlabileceği bir yer bulunması gerekiyordu.

Bu duruma çözüm yine Soddy tarafından bulundu. Işınsal çözülme sı­rasında oluşan çok sayıdaki elementin diğerleriyle birlikte aynı yere konu­labileceğini söyleyen Soddy, bu elementlere “aynı yer” anlamında “izotop” adını veriyordu. Soddy ayrıca, çözülen elementin alfa ışını yayması halinde iki eksik sıra sayılı bir elementin oluşacağını ifade ediyordu.

Daha sonraki yıllarda, izotoplann aynı elementin farklı durumları ol­duğu daha iyi anlaşılıyordu. İzotoplar çekirdek kütleleri bakımından fark­lıydı ve bu nedenle ışınsallık özellikleri de değişikti; çünkü ışınsallık çekir­değe bağlı bir özellikti. Diğer yönden, bir elementin bütün izotopları, atom­larının dış bölgelerinde aynı sayıda elektron taşıyorlardı; yani aynı kimya­sal özellikleri gösteriyorlardı.

Yeniden ışınsal çözülme üzerinde duran Soddy, Boltvvood’un tahmin ettiğini kesin bir biçimde ispatlayarak, son ürünün kurşun olduğunu göste­riyordu. Yapılan araştırmalarda, uranyum veya toryum içeren kayalardaki kurşun ile ışınsal olmayan kayalardaki kurşunun aynı atom ağırlığında ol­madıkları görülüyordu. T.W. Richards’ın yaptiğı bu çalışmalar, farklı ör­neklerin kimyasal yönden benzer; fakat izotoplarının değişik kütlesi olduk­larını doğruluyordu.

Birkaç yıl sonra J.J. Thomson ve özellikle Aston, ışınsal olmayan ve ışınsal çözülmeyle türememiş bir çok elementin de izotopları olduğunu gös­teriyordu. İzotopları buluşu nedeniyle Soddy, 1921 yılı Nobel Kimya Ödü­lü’nü alıyordu.