Henry Moseley
Henry Moseley olağanüstü deneyimli bir deneysel fizikçiydi. 1913’de her elementin kimliğinin kendisine ait olan proton sayısıyla benzersiz bir şekilde kanıtlandığını kendi kendine kuran ekipman kullandı. Onun keşfi, kendisine güvenilen dört yeni kimyasal element varlığını tahmin etmesini sağladı; bunların hepsini buldu.Henry Gwyn Jeffreys Moseley, 23 Kasım 1887’de İngiltere’nin Weymouth kasabasında dünyaya geldi. Ailesinin her iki tarafı da eğitimli ailelerden. Aynı zamanda Henry olarak adlandırılan babası, anatomi ve fizyoloji profesörüdür. Annesi Amabel, kariyerini biyolog olmak için değiştiren bir avukatın kızıydı.
Henry Moseley özel okullarda eğitim gördü. İlkokulu Summer Fields School’du. Orada muhtemelen İngiltere’nin en prestijli lise olan Eton College için bir burs kazandı.
Eton’a geldikten bir süre sonra, okulun fizik derslerinin çok kolay olduğuna karar verdi, bu yüzden konu üzerine bağımsız olarak çalıştı. 18 yaşında, Eton’un fizik ve kimya ödüllerini kazandı. Zaten yüksek bir eğitimci, 1906’da Oxford Üniversitesi Trinity College’da fizik eğitimine kabul edildi. Orada kendisini hayal kırıklığına uğrattı. Nihai sınavlarına girerken çok üzülüyordu. Fizikte ikinci sınıf onur derecesi var, umduğu ilk şey değildi, bekledi.
Henry Moseley’nin Bilimsel Keşifleri : Atom Pili
Rutherford’un grubunda çalışan Moseley’in radyoaktif kimyasal elementlerle çalışması kaçınılmazdı.
Sahaya aşina olduktan sonra, diğerlerinin düşündüğü deneylerin ötesine geçti ve kendine özgü biçimlenmesini sağladı.
1912’de beta parçacıklarını (yüksek enerjili elektronları) radyoaktif kaynağına çekmek için yüksek pozitif voltajlar kullanmaya çalıştı. (Bu yine de eğlenceli bir şey gibi geliyor, ancak Moseley Albert Einstein’ın görelilik teorisinin tahminlerinden birine ışık tutmak için sonuçları kullanmayı umuyordu: bu hız artışı ile kütle artar.)
Beta parçacıklarının negatif yükünü taşmasıyla giderek pozitifleşecek şekilde radyoaktif kaynaklarını izole ederek beta parçacıklarını geri çekmeye çalıştı.
Radyum bir milyon voltluk bir elektrik potansiyeline ulaşabilirse, en enerjik beta parçacıkları bile yaydığı gibi kaynağa geri çekilecektir. Maalesef, radyasyonu izole etmek için gerekli yüksek mükemmellik elde edilemedi, bu nedenle bir milyon volta ulaşılamadı.
Ancak, Moseley, bir radyoaktif kaynaktan gerilimler (yaklaşık 150.000 volt) üreterek, dünyanın ilk atomik bataryasını – beta hücresi – yarattı. Ona radyum pil deniyordu.
Bugün, atomik piller, kalp pilleri ve uzay aracında olduğu gibi uzun pil ömrünün önemli olduğu durumlarda kullanılmaktadır.
Sonunda Açıklanan Periyodik Tablo
1913’te Moseley 26’ıncı doğum gününü kutladı. Dimitri Mendeleyev’in periyodik masası daha yaşlı; 44 yıldır vardı. Yeni kimyasal elementler keşfedilmeye devam edildi.
Mendeleyev’in zamanından bu yana, atomların ağırlığına ve kimyasal özelliklerine göre periyodik tablodaki elementler düzenlenmiştir.
Ancak, tabloda temel bir kusur vardı: Bir elementin atom ağırlığı tarafından öngörülen pozisyon her zaman kimyasal özellikleri ile öngörülen pozisyona uymuyordu. Bu gibi durumlarda elementler atomik ağırlıklarından ziyade özelliklerine göre periyodik tabloda konumlandırılmışlardı.
Elementlerin atom ağırlığından daha temel bir özelliğe sahip olması mümkün mü?
Antonius Van den Broek’in İfadesi;
Antonius Van den Broek, 1911 yılında, atom numarasının – şu anda periyodik tablodaki bir elementin pozisyonu olduğu – atomun çekirdeğindeki yük miktarı ile aynı olabileceği hipotezini yayınlamıştı. Bununla birlikte, bu hipotezi ispatlayan deneysel bir kanıt yoktu.
Elementlerde Elektronları Atma
Moseley, -William ve Lawrence Bragg’dan öğrendi- yüksek enerjili elektronlar metaller gibi katılara çarptığında katılar X-ışınları yayarlar.
Moseley, atomlar içinde neler olup bittiği hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu X-ışınlarını inceleyebilir miyim diye merak ediyordu; Van den Broek’in hipotezini özellikle aklında tutuyordu.
1913 yılında Oxford’a geri döndü. Rutherford ona daha iyi şartlarda Manchester’da yeni bir burs teklif etmişti, ancak Moseley kariyeri için en iyi yolun birkaç farklı laboratuvarda deneyim kazanması olacağına karar verdi. Oxford’da hiçbir dostluk yoktu, ancak Moseley birinin geleceğine inanıyordu. Laboratuar alanı verildi, ancak çalışmalarını kendi kendine fonlamak zorundaydı.
Çok kısa bir süre içerisinde, farklı kimyasal elementlerde yüksek enerjili elektronları çekmek için oluşan deney cihazını kişisel olarak bir araya getirdi ve elde edilen X-ışınlarının dalga boyunu ve frekanslarını ölçtü.
Her bir elementin eşsiz bir frekansta X-ışınları yayınladığını keşfetti. Ayrıca elementlerin atom numaralarına karşı X-ışın frekansının karekökünü çizerek düz bir çizgi elde edebileceğini de bulmuştu.
Moseley, eserinin Van den Broek’in hipotezini doğruladığını fark etti.
Periyodik tabloda bir elementten diğerine baktığınızda, atom çekirdeğindeki pozitif yük tam olarak bir ünite arttıysa, verisi en mantıklıydı. Başka bir deyişle, bir elementin atom numarasının kaç tane protona sahip olduğu ile aynı olduğunu keşfetti.
Kimyasal Elemanlar = Proton Sayıları
Bu çok önemliydi; bu Moseley’in öğeler arasındaki temel farkın elindeki protonların sayısı olduğunu keşfettiği anlamına geliyordu. Bir elementin proton sayısı ile tanımlandığını fark etti. Bir elementin bir protonu varsa hidrojen olmalıdır; Iki proton helyum, üç proton da lityum vb. olmalıdır.
Periyodik tablo hakkındaki açıklamaları yetmediği için Moseley, herhangi bir numunede hangi öğelerin bulunduğunu bulmak için yeni bir tahribatsız yöntem keşfetti: Numuneyi yüksek enerjili elektronlarla bombaladınız ve ortaya çıkan frekanslara bakınız X-ışınları. Bu X-ışınları, numunede bulunan herhangi bir element için parmak izi kadar iyidir.
Bugün bu bizim için açık gözükse de, 1913’te büyük bir keşifti.
Moseley, elementleri atomik ağırlıklarından çok proton sayılarına göre periyodik masada düzenlediğinde, bilim adamlarını onlarca yıldır rahatsız eden periyodik tablodaki kusurlar kayboldu.
Dört Yeni Kimyasal Element
Dahası, tıpkı Mendeleyev’in 44 yıl önce yaptığı gibi, Moseley yeni periyodik masasında boşluklar gördü. 43, 61, 72 ve 75 protonlu dört yeni elementin varlığını öngördü. Bu unsurlar daha sonra diğer bilim adamları tarafından keşfedildi; Şimdi onlara teknetiyum, prometiyum, hafniyum ve renyum diyoruz.
O zamanlar, bu çalışma, neredeyse kabus haline gelmiş bulan nadir toprak kimyagerleri için özellikle hoş bir teknikti. Nadir toprak metalleri öyle benzer davranıyor ki, bu elementleri içeren bir numuneyi analiz etmek yıllarca çalışma alabilir. Yalnız Moseley şimdi birkaç dakika içinde yapabilir.
X-ışını spektroskopisi şimdi tüm dünyadaki laboratuvarlarda kullanılmaktadır. Aynı zamanda Mars gibi başka dünyaları incelemek için de kullanılır.
Son olarak,
1914 yılında Rutherford ve Bragg Moseley’i Oxford Üniversitesi’nin boş kalmaya başlamış bir fizik bölümüne atanmasını önerdi. Ancak Moseley’nin başka fikirleri vardı.
Dünya Savaşı 1914’te başladığında İngiliz Ordusu Kraliyet Mühendislerinde gönüllü olarak yerini aldı. Ailesi, bilimsel araştırmalarına devam etmesi için onunla birlikte yalvardı ve ordu onu kabul etmedi. Moseley orduya girmek için çok uğraşmak zorunda kaldı.
İkinci Korgeneral Henry Moseley, 10 Ağustos 1915’te Çanakkale’de 27 yaşındayken öldürüldü. Mezarı, Gelibolu Yarımadasında bulunuyor.
Moseley’in ölümünün bir sonucu olarak ve Ernest Rutherford’un çok lobi yaptıktan sonra İngiliz Hükümeti, ön safta rol alan diğer bilim adamlarına yasak koydu.
1916’da fizikte veya kimyada Nobel Ödülü verilmez. Henry Moseley’nin hayatta kalması halinde, bu ödüllerden birini alacağı konusunda güçlü bir bilimsel görüş birliği var.
