Fransiyum Elementi Nedir? Genel Özellikleri Nelerdir?

Fransiyum elementi, bilinen en ilginç ve gizemli elementlerden biridir. 1939’da Fransa’da Marguerite Perey ortaya çıkarmıştır. Fransa’nın adını taşıyan kimyasal bir elementtir ve sembolü Fr’dir. Fransiyum elementine doğada serbest halde çok nadir az rastlanmaktadır, Astaninden sonra en az bulunan 2. element olarak bu gizemini korumaktadır. Rastlandıktan sonra da üzerinde bir çalışma ve gözlemleme yapılması çok zordur. Bunun sebebi ise Fransiyum elementi bulunduktan sonra 22 saniye içerisinde kendini yok edebilmektedir, bu da onu bilinen en ilginç ve gizemli elementlerden biri yapmaktadır. Doğada çok nadir bulunması, ve kararsız bir element yapısına sahip olması sebebiyle bilinen en pahalı elementlerden biridir. Dünya’da doğal ve serbest halde yalnızca 24.5 gram Fransiyum elementi bulunduğu öngörülmektedir. Az rastlanan bir element olması nedeniyle Fransiyum’un bilinen yaygın ve ticari bir kullanım şekline rastlanmamıştır. Fakat laboratuvar ortamlarında yapay biçimde Fransiyum elementi üretmek de mümkündür. Fransiyum elementi periyodik tablonun ilk grubundaki en ağır element denir. Bu sebeple yalnızca radyoaktif formlarda bulunmaktadır. Nadir bulunması ve zor incelenebilmesi sonucunda Fransiyum elementinin biyolojik ve ekolojik yönleriyle ilgili bilgi sayısı yok denecek kadar azdır.

Fransiyum Elementinin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Periyodik çizelgesinde grup 1A’sındadır. Fransiyum elementi adını Fransa’dan alan 2. elementtir. İlki ise Galyum elementidir. Kimyasal özellikleri alkali metallere benzemektedir. Kendisine en çok benzetilen alkali metal ise Sezyum elementidir. Fransiyum elementi radyoaktif bir elementtir. İlk 101 elementin içerisinde ki en kararsız element olarak bilinmektedir. Fransiyum elementinin atom numarası 87, atom ağırlığı 223 olan bir elementtir. Sert metal görünüme sahiptir. İçerisinde bulunduğu 1A grubu alkali metallere ait bir gruptur ve 7. periyotta yer almaktadır. Fransiyum elementinin erime noktası 27 derece ve kaynama noktası ise 677 derecedir. Fransiyum elementinin yoğunluğu ise 1,87gcm3 olarak bilinmektedir. Fakat Fransiyum elementi kararsız yapısı ve çok nadir rastlanan bir element olması sebebiyle erime ve kaynama noktalarında çelişkiler mevcuttur. Elektronegatiflik, bağ yapımı gerçekleşirken elektronların bağı oluşturacak olan atom tarafından çekilme gücüne denmektedir.  Fransiyum elementi elektronegatifliği en az element olarak bilinmekle beraber elektropozitifliği en yüksek elementtir. Elektropozitiflik ise bir elementin elektron verme eğilimidir. Alkali ve toprak alkali metaller elektropozitif olarak bilinmektedir.

Fransiyum elementinin yer kabuğunda normal bir zamanda yaklaşık 25-30 gram civarında varolduğu öngörülmektedir. Bilim insanları yer kabuğunda ki doğal Fransiyum elementi miktarının yaklaşık 1 bardak kadar olduğunu iddia etmektedir. Aynı zamanda Fransiyum elementine ait kristal yapısının ise hacim merkezli kübik bir yapı olduğunu gözlemlemişlerdir. Fransiyum elementinin fiziksel ve kimyasal özellikleri arasında yer alan bir diğer niteliği; elde edilen tüm tuzlar suda çözünme özelliğine sahiptir. Doğada çok az miktarda Fransiyum elementi bulunmasına rağmen 2016 yılından bu yana incelenebilir miktarda Fransiyum sentezlenememiştir. Fransiyum elementi sahip olduğu kararsız yapısı sebebiyle yarıçapı incelenemeyen elementlerden bir tanesidir. Hala günümüzde hangi ülkelerde Fransiyum elementi bulunduğu asla bilinmemekle beraber yalnızca Uranyum ve Toryum taneciklerinin bulunabildiği bölgelerde aktif şekilde olabileceği öngörülmektedir. Fransiyum elementi laboratuvar ortamında üretilirken parçacık hızlandırıcılar rol oynamaktadır. Parçacık hızlandırıcılara ise atom atomizeri ismi verilmektedir. Bu hızlandırıcılar küçük parçacıkları saniyede 300 bin kilometre ışık hızına ulaştırmayı hedef alırlar. Bu parçacıklar kalay, altın veya bakır gibi hedef atom taneciklerine çarptırılmaktadır. Ardından bu hedef atom parçaları yeni elementlere, yeni bileşenlere dönüşmektedir. Fransiyum da bu prensip esas alınarak üretilmiş bir elementtir.

Fransiyum Elementinin Keşfi ve Tarihçesi

Fransiyum elementinin keşfi doğal sentezlenmeden keşfedilen bilinen son elementtir. 1870’li senelerde atomik çalışmalar yürüten bazı kimyagerler Sezyum elementinin ötesinde 87 numarada bir alkali metal olacağını savunmuşlardır. Ve sonrasında bu elemente eka-sezyum olarak geçici bir isimlendirme yapmışlardır. Araştırmalar ile bu elementi saptamayı ve izole edebilmeyi denemişlerdir. Hatta gerçek manada bir keşif yapılmadan önce yaklaşık 4 defa elementin bulunduğunu iddia eden yanlış fikirler ortaya atılmıştır. Bu hatalı keşiflerin ilkini gerçekleştiren Rus kimyager D.K. Dobroserdov’dur. 1925 senesinde Potasyum’un içerisinde radyoaktivite gözlemlemesi sonucu hatalı bir hipotez ortaya atmıştır. Hatalı gelişimlerde onu İngiliz kimyagerler Gerald Druce ve Frederick Loring takip etmiştir. Mangan(2)Sülfat fotoğraflarında x ışınına ait analizlerini yaptılar ve eka-sezyuma ait bulgular gördüklerini iddia ederek bu elemente alkalinium adını vermeyi teklif ettiler. Ardından 1930 senesinde Fred Allison, bir optik makinesi yardımıyla lepidolit ve polüsit mineralleri üzerinde çalışırken 87 numaralı elementi keşfettiğini iddia etmiştir. Hatta elemente kendi eyaleti Virginia’ya ithafen Virginium adını vermeyi önermiştir. 1936 senesinde son hatalı iddiayı ise Rumen kimyager Horia Hulubei ve Fransız Yvette Cauchois ortaya atmıştır.

Fransiyum Elementinin Keşif Çalışmaları Nasıl Yapılmıştır?

Fransiyum, 1939 yılında ise Fransa’nın başkenti Paris’te bulunan Curie Radyum Enstitüsü’nde çalışmalar yapan kimyager Marguerite Perey tarafından keşfedildi. Perey, Aktinyum-227 izotopunu saflaştırdığı sırada radyoaktif bazı bozulmalara rastladı. Ve bu bozulmaların arasında Fransiyum elementi keşfedilmiştir. Perey, , Fransiyum elementinin keşif çalışmaları sırasında bulduğu sonuçları ispat edebilmek için defalarca aynı deneyi tekrarlamıştır. Bu deneyleri tekrarlarken üstünde çalıştığı ve henüz bilmediği bu elementin Toryum, Talyum, Kurşun, Bizmut ve Radyum olabilme ihtimalleri üzerinde durmuştur. Fakat deneyleri tekrarladığı sürece bu ihtimallerin hepsini elemiştir. Marguerite Perey bu denemeler sonucunda bulduğu yeni elementin alkali metal niteliklerini sağladığını ve bunun bir alkali metal olduğunu saptamıştır. Perey aslen bu elemente “actinium-k” adını verdi. Daha sonra, 1946’da elementin en pozitif yüklü katyon olduğuna inandığı için “katyon” adını kullanmayı düşündü. En sonunda bu elemente ise memleketi Fransa’yı temsilen Fransiyum ismini vermiştir. İsim aynı yıl yetkili personel tarafından kabul edildi.  İlk seçilen simgesi olan “Fa” yıllar sonra “Fr” olarak değişiklik göstermiştir. Marguerite Perey, Fransiyum elementini bulmasının tam 16 sene ardından Fransız Bilimler Akademisi’ne seçilen üyelerin içerisinde ki ilk kadın kimyager olmuştur.

Fransiyum Elementinin Kullanım Alanları Nelerdir?

Fransiyum elementi doğada nadir bulunan ve kararsız bir yapıya sahip olması sebebiyle endüstri ve ticaret alanlarında maalesef kullanılmamaktadır. Bu sebeple yalnızca biyolojik, ekolojik ve kimyasal atomik araştırmalarda kullanılmaktadır. Spektroskopi, maddeden soğrulan ve salınan parçaların ışık veya ses yardımıyla gözlemlenmesine verilen bir disiplindir. Fransiyum elementinin kullanım alanları arasında en yaygın çalışmalardan biri de Spektroskopi deneylerinde kullanılmaktadır. Fransiyum elementi radyoaktivite seviyesi sebebiyle toksik bir element olarak bilinir. Bu sebeple Fransiyum elementinin kimyasal, biyolojik veya ekolojik herhangi bir rolü bulunmamaktadır. İnsan sağlığına etkileri araştırmak istenmiştir, kansere tedavi olabileceği uzmanlar tarafından öngörülmüştür. Bununla birlikte, bu etkileri inceleyebilecek doğal Frangı unsurları elde etmek bile mümkün değildir.