Bilim

Cabir İbn Hayyan « Bilim Adamları

Yapmış olduğu kuramsal ve deneysel araştırmalarla kimyanın gelişimini büyük ölçüde etkilemiş olan Câbir ibn Hayyân'ın hayatı hakkında pek fazla bir bilgiye sahip değiliz. Diğer Müslüman bilginler ve kimyacılar gibi, Câbir de, Aristoteles'i izleyerek maddeyi dört unsur (toprak, su, hava ve ateş) kuramıyla açıklamaya çalışmış ve bu unsurların nitelikleri (kuru-yaş ve soğuk-sıcak) farklı olduğu için bunların birleşmesinden oluşan maddelerin de farklı özelliklere sahip olduğunu belirtmiştir. Hellenistik dönem simyagerlerinden de etkilenmiş olan Câbir ibn Hayyân, Yeryüzü'ndeki bütün maddeleri 3 ana grupta toplamıştır:

Alkol gibi uçucu olan gazlar.
Altın, gümüş, bakır ve kurşun gibi metaller.
Bazı boya maddeleri gibi, uçucu ve metalik olmayan ara maddeler.
Cabir ibn Hayyan'a göre, bütün maddeler doğada saf olarak bulunmaz ama damıtma işlemiyle onları saflaştırmak olanaklıdır; ayrıca sadece cansızları oluşturan maddeler değil, canlıları oluşturan maddeler de damıtılabilir. Söylediğine bakılırsa, suyu 700 defa damıtmış ve sonuçta bu unsurdaki yaşlık niteliğini yok ederek, sadece soğuk niteliğini içeren saf elementi elde etmeyi başarmıştır. Organik kökenli maddeleri damıtmak suretiyle, Câbir'in çeşitli boyaları, yağları ve tuzları elde ettiği bilinmektedir.

Câbir ibn Hayyân metallerin oluşumunu, daha önce de söz konusu edilen kükürt-cıva kuramıyla açıklamak istemiştir. Bilindiği gibi, kükürt-cıva kuramının kökeninde, Yunan Dünyası'nda özellikle Pythagorasçılar tarafından savunulmuş olan ikilem görüşü bulunmaktadır; bu görüşe göre, her şey, kadın-erkek ve iyi-kötü gibi ikilemler çerçevesinde oluşur ve anlaşılır. Bu görüş daha sonraları, 16. yüzyılda Paracelsus (1493-1541) ve onu destekleyenler tarafından yeniden ele alınacak ve bu temel üzerinde, yeni bir ikilem olan Asit-Baz Kuramı biçimlendirilecektir.

Metallerin oluşumunu açıklamak maksadıyla ortaya atılmış olan kükürt-cıva kuramına göre, altın, gümüş ve bakır gibi metallerin birbirlerinden farklı olmalarında, bunların temelini teşkil eden kükürdün farklılığı kadar, oluşmaları sırasındaki ısı farkları ve Güneş ışığı da önemli bir rol oynar. Yeni bir metal meydana getirmek üzere birleşen kükürt ve cıva daha önceki özelliklerini terkederek yeni bir birim oluştururlar.

Câbir'in bildiği metaller altın, gümüş, bakır, demir, kurşun ve kalaydan ibarettir. Kimya alanına önemli katkılarda bulunmuş olmakla birlikte, Câbir de tipik bir simyager gibi el-iksir elde etmek üzere birçok deney yapmış ve çeşitli el-iksir formülleri geliştirmiştir. Câbir ibn Hayyân'ın yapmış olduğu araştırmalar sonucunda, kimya bilimine yapmış olduğu katkıları üç madde altında toparlamak olanaklıdır:

Element görüşünün oluşmasına yardımcı olmuştur.

Deneylerinde, ölçü ve tartı işlemleri üzerinde hassasiyetle durduğu için, nicelik anlayışının güçlenmesini sağlamıştır.

Çalışmaları sırasında geliştirmiş olduğu yeni aletlerle kimya teknolojisinin ilerlemesine aracı olmuştur.

Yıldızların Yaşlanması « Evren ve Dünya

İlkel yıldız yavaş bir biçimde büzülerek ısınmaya başlar. Merkez bölgelerdeki sıcaklık bir milyon Kelvin'in üzerine çıktığında nükleer reaksiyonlar başlar ve bir yıldız oluş muş olur. Bu aşamada merkeze doğru etki yapan kütle çekim kuvveti, merkezdeki basınçtan doğan ve dışarıya doğru etki yapan kuvvet tarafından dengelendiğinden, yıldız hidrostatik dengededir. Sıcaklık ve basınç öylesine yüksektir ki, hidrojen atomları tümüyle iyonlaşarak serbest proton ve elektronlara dönüşmüştür.

Nükleer füzyon yoluyla enerji üretebilmek için protonlar arasındaki karşılıklı itme kuvvetinin yenilmesi gerekir Nükleer reaksiyonlar yıldıza dengeli ve kalıcı bir ısı kaynağı sağlar. Yıldız hidrojen yakıt deposunu tükettiğinde merkezi yeniden büzülür ve sıcaklık da ha yüksek değerlere ulaşır. Bu yüksek sıcaklıklarda helyum çekirdekleri (her birinin elektrik yükü hidrojen çekirdeğinin elektrik yükünün iki katıdır) arasındaki itme kuvveti yenilerek helyum füzyonu başlar. Ne yazık ki iki helyum atomunun füzyonu 2He4 -> Be8 sonucunda çok çabuk bozunan, dengesiz bir berilyum izotopu ortaya çıkar (Berilyumun dengeli izotopu Be9 biçiminde gösterilir).

Füzyon yoluyla helyumun nasıl daha ağır elementlere dönüşebileceği, iki teorisyen tarafından bulundu. Önce, 1953 yılında Bedevin Salpeter He4 ile Be8 elementlerinin ortak bir özelliği bulunduğuna (çekirdekler uyarıldığında benzer enerji seviyelerine sahip olurlar) bu nedenle de iki helyum çekirdeğinin füzyon sonucu kaynaşarak Be8 çekirdeği oluşturma olasılığının çok yüksek olduğuna dikkat çekti. Sonuçta, her ne kadar berilyum kendi kendine bozunsa da aynı hızda üretilebileceği ortaya çık. Ama berilyumun daha ağır olan karbon elementine dönüşmesi için bu yeterli değildi.

Bununla birlikte hemen hemen aynı yıl Fred Hoyle, berilyumla karbonun en yaygın izotopu olan C12'nin de çekirdekleri uyarıldığında en azından bir ortak enerji seviyesine sahip olmaları gerektiğini ileri sürdü. Bu ortak enerji seviyesi berilyumun bir helyum çekirdeği daha yakalayarak bir başka reaksiyona daha girme olasılığını arttırıyordu ( bu reaksiyona üçlü alfa süreci adı veriliyor). Bu reaksiyon sonucunda üç helyum çekirdeği kaynaşarak bir karbon çekirdeği oluştururlar. Bu durumda berilyum bir ara evre olarak reaksiyon dışı kalır.

Yakalama olasılığındaki bu artışlar, bir beyzbol oyuncusuna beyzbol eldiveni vererek onun topu yakalama olasılığını arttırmaya benzer. Hoyle'un öngörüsünden yalnızca bir yıl sonra Cj2'nin uyarılmış enerji seviyesinin varlığı bir deneyle doğrulandı. Yıldızlardaki karbon üretimi yaşamın sırrıdır: vücutlarımızda bulunan karbon, milyarlarca yıl önce, şu anda çoktan ölmüş bulunan kırmızı dev yıldızların içinde üçlü alfa süreciyle oluşmuştur.

Çekirdekte helyum yanmaya başlayınca yıldızın ışıma gücü çarpıcı bir biçimde artar. Yıldızın dış katmanları balon gibi şişer ve yıldız bir kırmızı deve dönüşür. Örneğin, Güneş'imiz yaklaşık beş milyar yıl sonra bir kırmızı dev haline gelmeye mahkûmdur. Dünyamız da bu durumda Güneş'in yakıcı atmosferinin içinde kalacaktır. Helyum yaklaşık 100 milyon derecede yanarak karbona dönüşür ve büyük kütleli yıldızların iç geç evrim aşamalarında daha da ağır elementler oluşur. Aslında tüm ağır elementler yıldızların içinde çekirdek sentezi yoluyla ortaya çıkar.

Nikel « Maden ve Elementler

Demirin bazı niteliklerini taşıyan beyaz, parlak maden.

Nikel dövülebilen ve ısıtıldığı za­man kırılmadan uzayabilen bir ma­den olmakla birlikte kullanılan ma­denlerin de en sertidir. Yer'in yüzeyinde pek bol değildir; göktaşlarında saf halde bulunur. Çı­kartıldığı maden ocaklarında başka madenlerle karışık haldedir. Yeni Kaledonya garnierit'inde magnez­yumla karışık olarak ortalama yüz­de 6 nikel vardır; Kanada pirotin'leri ise demir ve bakırla karışık ola­rak yüzde 3 nikelden meydana gel­miştir.

Nikel, maden cevherinin zenginleştirilip kavrulmasından sonra, elek­trik fırınında ergitilmesiyle elde edi­lir: buna ham nikel denir. Son arıt­ma için genellikle elektroliz denilen kimyasal yönteme başvurulur.

alaşımların kralı

1751'de İsveç'te keşfedilen nikel, ta İlkçağ'dan beri başka madenlerle ala­şım halinde kullanılıyordu (Çin'de, sonra Avrupa'da). XIX. yy.da birçok ülke, «bakır ve nikel» alaşımından para basıyordu. Ama saf madenin kul­lanılmasına ancak XIX. yüzyılın so­nunda, Kaledonya maden ocaklarının işletilmesiyle başlandı.

Dünya nikel üretiminin yaklaşık olarak yarısı Kanada'da üretilir; bu bakımdan Kanada'yı Sovyetler Birli­ği, Yeni Kaledonya, Küba ve Ameri­ka Birleşik Devletleri izler. Türkiye'­de bulunan nikel yatakları işletmeye elverişli zenginlikte değildir.

Saf nikel özellikle sağlamlığı nede­niyle kullanılır. Kimyasal etkenler­den (pas) etkilenmez, hava değişim­lerinden bozulmaz. Bu özelliği yüzün­den nikel, birçok alaşım türünün ya­pımında aranan bir elemandır. Bu alaşımlardan bazılarında yüksek oranda nikel bulunur (ferronikel, Nikrom): bunlar az genleşir, yüksek ısı­lara dayanır ve deniz suyundan et­kilenmez. Bazı alaşımlar da çelik esa­sına dayandırılır. Nikel-kromlu çelik­ler, hiç oksitlenmediklerinden, sanayide pek çok yerde kullanılır.

nikelaj

Birçok sanayi dalında bir nikel tuzunun elektrolitik ayrışmasıyla madenî parçalar nikelle kaplanır. Nikel kaplama yöntemi 1841'de Ruolz tarafından icat edilmişti. Nikelaj özellikle otomobillerin çelik parçalarının süslenmesinde ve ev âletlerinin yapımında kullanılır. Aşındırıcı ortamlara girecek bütün eşya için, kromajdan önce de genellikle nikelaj işlemine başvurulur.