Henry Moseley

Henry Moseley (23 Kasım, 1887 - 10 Ağustos 1915), İngiliz fizikçi. Atom numarasını ve Moseley kanunları'nı keşfederek günümüzde kullanılan modern periyodik tablonun oluşumuna katkı sağlamıştır.

Henry Moseley
Doğum	Henry Gwyn Jeffreys Moseley 23 Kasım 1887 Weymouth, Dorset, İngiltere
Ölüm	10 Ağustos 1915 (27 yaşında) Gelibolu, Osmanlı İmparatorluğu
Milliyet	İngiltere
Vatandaşlık	Birleşik Krallık
Ödüller	Matteucci Medal (1919)
Kariyeri
Dalı	Fizik, kimya
Etkilendikleri	Ernest Rutherford

Modern periyodik cetvelin temelini oluşturan atom numarasını keşfeden Moseley, elementlerin özelliğinin ağırlıklarıyla bir ilişkisinin olmadığını, atom numarası ile ilişkili olduğunu kanıtlamıştır. Bu sonuca, bazı elementlerin yaydığı X-ışını spektrumunu inceleyerek atom numarası ve spektrum frekansı arasında bir bağlantı kurarak vardı. Moseley kanunu, Bohr teorisinin çoğaltması için tasarlanan hidrojen atomu spektrumunun dışında, Niels Bohr teorisinin lehine olan ilk deneysel kanıt olarak sunuldu; atomik fiziği, nükleer fiziği ve kuantum fiziği geliştirildi.

Bu teori sayesinde Ernest Rutherford'un ve Antonius van den Broek'in atomunun çekirdeğinde periyodik tablodaki (atomik) sayısına eşit olan bir dizi pozitif nükleer yük içermesini öneren modelini öne çıkardı.[1][2] Bu model günümüzde de kabul edilmektedir. I. Dünya Savaşı'nın başlaması sonrası Moseley, Oxford'daki araştırmalarını bıraktı ve Kraliyet Mühendisi olarak İngiliz Ordusu’na katıldı. 1915'te Gelibolu Savaşı'nda görevlendirildi. Moseley, cephede telekomünikasyondan sorumluydu. 10 Ağustos 1915'te bir Türk keskin nişancısı tarafından kafasından vurularak öldürüldü. Hayatta olması hâlinde 1916 Nobel Fizik Ödülü'nü kazanabileceğine kesin gözüyle bakılıyordu.[3][4]

Bilimsel çalışmaları

Moseley 1913 yılında, kristallerin içerisinde kırınım yöntemiyle bulunan çeşitli kimyasal elementlerin (çoğunlukla metaller) X-ışını spektrumunu gözlemlemiş ve ölçmüştür. Bu, fizikteki X-ışını spektroskopisi yönteminin, X-ışını dalga boylarını belirlemek için Bragg'in kırınım yasasını kullanarak öncü bir kullanımıydı. Moseley, üretilen X ışınlarının dalga boyları ile X ışını tüplerinde hedef olarak kullanılan metallerin atom sayıları arasında sistematik bir matematiksel ilişki keşfetti. Bu keşif zamanla Moseley kanunlarını oluşturdu. Moseley'in keşifinden önce, bir elementin atom numarası (ya da element sayısı), atomun kütlesine dayanılarak yarı rastgele bir sıra numarası olarak düşünülmüş, ancak kimyagerlerin bu tadilatı arzu edilen bulduğu yerde bir şekilde değiştirmiştir. Rus Kimyacı Dmitri Ivanovich Mendeleyev, elementlerin periyodik tablosunu icat ederek birkaç element çiftinin sırasını bu tablosunda daha uygun yerlere yerleştirmek için değiştirdi. Örneğin; metal, kobalt ve nikeli bilinen kimyasal ve fiziksel özelliklerine dayanarak, hemen hemen aynı atom kütlelerine sahip olmalarına rağmen, sırasıyla 27 ve 28 numaralı atom numaralarına sabitledi. Aslında kobalt atom kütleleri, atom kütlesine göre periyodik tabloya kör bir şekilde yerleştirilmiş olsalardı, geriye doğru sıraya koyulduğunda nikelden biraz daha büyük olduğu görülecekti. Moseley'in X-ışını spektroskopisindeki deneyleri, doğrudan fiziklerinden kobalt ve nikelin farklı atom sayılarına (27 ve 28) sahip olduklarını ve Moseley'in atom sayılarının objektif ölçümleri ile Periyodik Tabloya doğru yerleştirildiklerini gösterdi. Bu nedenle Moseley'in keşfi, atomik elementlerin sayısının sadece kimyaya ve kimyagerlerin sezgisine dayalı olarak rastgele sayılar olmadığını, aksine, X-ışını spektrumlarının fiziğinden sağlam bir deneysel temele sahip olduklarını göstermiştir. Ek olarak, Moseley atom numarası sekansında 43, 61, 72 ve 75 numaralı sayılarda boşluklar olduğunu gösterdi. Bu boşluklar, sırasıyla, radyoaktif sentetik elementlerin teknetium ve promethi'nin ve aynı zamanda sonuncuların yerleri olarak bilinmektedir. Doğada oldukça nadir olarak oluşan kararlı elementler hafniyum (1923'te) ve renyum (1925'te) keşfedildi. Moseley hayattayken bu dört unsur hakkında varlığı da dahil olmak üzere hiçbir şey bilinmiyordu. Çok tecrübeli bir kimyagerin sezgisine dayanan Dmitri Mendeleev, periyodik tablodaki daha sonra teknesyum tarafından doldurulan bulunan eksik bir elementin varlığını öngördü ve Bohuslav Brauner, bu tablodaki başka bir eksik elementin varlığını öngördü. Daha sonra promethium tarafından doldurulduğu bulundu. Henry Moseley'in deneyleri bu tahminleri, eksik olan atom numaralarının tam olarak ne olduğunu göstererek, 43 ve 61'i doğruladı. Moseley ayrıca, keşfedilmemiş iki elementin, atom numaraları 72 ve 75 olanların varlığını öngördü ve orada çok güçlü kanıtlar verdi. Periyodik Tabloda alüminyum elementler (atom sayısı 13) ve altın (atom sayısı 79) arasında başka bir boşluk yoktu. Daha keşfedilmemiş ("eksik") elementlerin olasılığı hakkındaki bu son soru, özellikle nadir bulunan dünyadaki lantanid serisinin geniş ailesinin varlığı göz önüne alındığında, dünyadaki kimyacılar arasında sürekli bir sorun olmuştur. Moseley ayrıca daha önce şüphelenilmeyen bir lantanid olan 61 elementinin varlığını da öngörmüştü.

Birkaç yıl sonra, bu element 61 yapay olarak nükleer reaktörlerde yaratıldı ve promethium olarak adlandırıldı.[5]

Atomun Anlaşılmasına Katkı

Moseley ve yasalarından önce, atom numaraları yarı rastgele bir sıra numarası olarak düşünülüyordu, atom ağırlığı ile belirsizce artıyor, ancak kesin olarak tanımlamıyordu. Moseley'in keşfi, atom numaralarının keyfi bir şekilde atanmadığını, aksine kesin bir fiziksel temele sahip olduklarını gösterdi. Moseley, art arda gelen her bir elementin, kendisinden öncekinden tam bir ünite daha büyük bir nükleer yüke sahip olduğunu iddia etti. Moseley, atomik sayılar fikrini, elementleri Periyodik Tablo'yu kesin yapan kesin bir artan atom sayıları dizisine sıralamaya yardımcı olmak için geçici bir sayısal etiket olarak önceki durumundan yeniden tanımladı.(Bu daha sonra atomik çalışmalarda Aufbau prensibinin temeli olacaktı.) Bohr’un belirttiği gibi, Moseley’in kanunu, atomun negatif yüklü elektronlarla çevrili pozitif yüklü bir çekirdeği olan, atomun Ernest Rutherford ve Antonius van den Broek’in (1911’deki yeni) anlayışını destekleyen, oldukça eksiksiz bir deneysel veri seti sağlamıştır. sayının, elemanların merkezi atom çekirdeğindeki fiziksel yüklerin pozitif yüklerin (daha sonra keşfedilen ve protonlar) olduğu kesin olarak anlaşılmıştır. Moseley, araştırma belgesindeki iki bilim adamından bahsetti, ancak olay yerinde oldukça yeni olan Bohr'dan bahsetmedi. Rydberg'in ve Bohr'un formüllerinin basit bir şekilde değiştirilmesinin, Moseley'in ampirik olarak türetilmiş yasasına, atom numaralarını belirlemek için teorik gerekçe sağladığı bulunmuştur.

Kaynakça

1. Rutherford, E. (1911). "The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom". Philosophical Magazine. 6th series. 21 (125): 669-688.
2. Broek, A. van den (1913). "Die Radioelemente, das periodische System und die Konstitution der Atome" [Radio-elements, the periodic system, and the constitution of atoms]. Physikalische Zeitschrift (Almanca). 14: 32-41.
3. Rutherford, Ernest. "Moseley, Henry Gwyn Jeffreys". Oxford Ulusal Biyografi Sözlüğü (çevrimiçi bas.). Oxford University Press. doi:10.1093/ref:odnb/35125. Birleşik Krallık Halk Kütüphanesi abonelik veya üyeliği gereklidir
4. Asimov, Isaac (1982). "1121. MOSELEY, Henry Gwyn-Jeffreys". Asimov's Biographical Encyclopedia of Science and Technology (PDF) (2nd revised bas.). New York etc.: Doubleday. ss. 713-714.
5. "This Month in Physics History". American Physical Society. 2012.