Elementlerin Oluşumu

9466

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda sizlere elementlerin oluşumu hakkında bilgiler vereceğiz. Hücre yapısının kütlece %65-90’ı sudan oluşuyor; iki hidrojen, bir oksijen. Karbon, organik yaşamın belkemiği. Oksijen soluyoruz, ağırlığımızın %65’i oksijen. Dünyada yılda 1 milyar ton demir cehveri üretilmekte. Altın çok pahalı bir metal, uranyum nükleer yakıt olarak kullanılıyor: Nasıl oluşmuş bu elementler? Nereden gelmişler?

Bu sorunun yanıtını aramak üzere yola çıkarken, önce elementlerin doğadaki bolluk oranlarına, en yakınımızdan başlayarak bir göz atmakta yarar var. Tarihsel süreç de böyleydi zaten. Bolluk oranını, sayısal oran veya kütle oranı olmak üzere, iki şekilde belirtmek mümkün. Bu ikisi, atomların kütle farkından dolayı aynı olmuyor. Örneğin, sudaki hidrojenin oksijene oranla bolluğu; sayısal olarak 2’ye 1 lehine iken, kütlesel olarak aleyhinedir. Aksi belirtilmedikçe, oranlar sayısal…

Yerkabuğunun üst kısmını oluşturan elementler arasında, hidrojen bol. Atom numarası arttıkça; önce azalma, sonra çoğalma var. Lityum, berilyum ve bor; oldukça nadir. En bol elementler, oksijen ve silikon.

Tevekkeli, kabuk çoğunlukla silikat kayaçlardan oluşmakta. Sonra karbon ve demir geliyor. Yılda 1 milyar ton demir cevheri bu sayede üretilmekte. ‘Nadir’ toprak elementleri, aslında nadir değil; krom, nikel, bakır gibi çokça üretilen sanayi metallerinden bile bol. En düşük oranlı tulyum ve lutesyum dahi, altından 200 misli daha fazla. Bolluk oranlarının grafiğinde, asal gazlar görülmüyor. Bunun nedeni, yörünge kabukları dolu olduğundan, kimyasal tepkimelere girmeye eğilimlerinin olmaması. Atmosferde olmaları lazım. Yerkabuğunda sadece, ağır radyoaktif elementlerin bozunmasıyla, eser miktarlarda oluşuyorlar.

Okyanus suları ve atmosferdeki oranlar, kabuğunkinden farklı. Oksijen, bu ikisinde de bol. Kimyasal tepkimelere girmeye çok meraklı olan bu elementin atmosferdeki varlığı, yaşam süreçlerinin bir sonucu; fotosentezle sürekli üretiliyor olması. Aksi halde, bir zamanlar olmadığı gibi, atmosferde bulunmazdı. Hidrojen, yeryüzünün aksine, atmosferde çok az. Bunun nedeni, elementlerin en hafifi olduğundan, dünyanın oluşumu sırasında hakim olan yüksek sıcaklıklarda, yerçekiminden kurtulacak hızlara ulaşıp boşluğa kaçabilmiş olması.

Bu oranlar canlı organizmaların kimyasal bileşimiyle kıyaslandığında, yaşamın elementler tablosundan kendine uygun olanları çekip kullandığı açık. Örneğin insan vücudunun kütlece %99’u sadece altı elementten; oksijen, karbon, hidrojen, nitrojen, kalsiyum ve fosfordan oluşuyor.

elementlerin oluşumu

Dünya elementlerin dağılımı açısından, genelin temsili değil. Ne de olsa kayaç bir gezegen. Jüpiter ve Satürn gibi gaz devlerinde durum farklı. Güneş’te ve diğer yıldızlarda da öyle. Nitekim, gök cisimlerinin ışıma tayflarına bakılıp yüzey sıcaklıkları, tayftaki soğurma çizgilerinden hareketle de kimyasal bileşimleri belirlenebilmekte. Gökadamız Samanyolu bu tekniklerle incelendiğinde, görülen manzara şöyle: Hidrojenin bolluk oranı, açık ara önde. Sonra helyum geliyor. Lityum, berilyum ve boronda, yine açık bir düşüş var.Dağılımın bundan sonraki genel özelliği, atom numarası arttıkça bolluk oranlarının azalması. Yalnız, proton sayısı çift olan elementler, tek sayılı bitişik komşularından daha bol. Diğer gökadalar da incelendiğinde, benzer dağılımlar elde ediliyor. Sonuç; evrenin kütlece %75’i hidrojen, %23 kadarı helyumdan oluşmakta. Gökbilimciler hidrojen ve helyumdan daha ağır olan elementleri ‘metal’ olarak nitelendirirler. Tüm metallerin, yani doğadaki, hidrojen ve helyum dışındaki 90 elementin toplam bolluğu %2’den az. Bu durum, evrendeki hammaddenin hidrojen ve helyum çekirdekleri olduğu na, diğer elementlerin bu çekirdeklerin kaynaşmasıyla oluştuğuna işaret ediyor. Hatta helyumun da hidrojenden… Bu nasıl olur?

İki hidrojeni, çekirdeklerini kaynaştırmak amacıyla birbirine yaklaştırmaya çalıştığımızda, elektronları birbirini iter. Bu engeli atomları ısıtıp iyonlaştırmak suretiyle aradan kaldırmak, görece kolay. Gereken sıcaklıklar 5-6 bin Kelvin düzeyinde ve dünyamızda bu sıcaklıklar, belki bir zamanlar vardı. Ancak, çıplak protonları dahi birbirine yaklaştırmak için, artı yükleri birbirini ittiğinden, üzerlerinde kuvvet uygulamamız gerekir. Adeta bir yayı sıkıştırmakta, enerji harcayarak üzerinde iş yapmaktayızdır. Harcadığımız enerji, ‘yay’ın potansiyel enerjisinde birikir. Çekirdekleri, güçlü kuvvet kalıntılarının etkin olabileceği kısa mesafelere, metrenin milyonda birinin milyarda birine kadar yaklaştırdığımızda (10-15 m), güçlü kuvvet kancasını atıp, yayı kilitler. Çekirdekler kaynaşmış olur. Hatta bu sırada, enerji de açığa çıkar ve toplam kütle azalır. Yani sanki kanca takılırken bir de ‘patlama’ gerçekleşmiştir. Bu enerji, başka çekirdekleri kaynaştırmakta kullanılabilir. Acaba yayı başlangıçta yeterince sıkıştırmak için ne kadar enerji harcamamız gerekir?

elementlerin oluşumu nedir

İki proton arasındaki itme engelini aşıp, güçlü çekimin menziline sokmak için gereken enerji miktarı, bildiğimiz kalorinin on binde birinin milyarda biri kadar; proton başına bunun yarısı. Protonları yükleri sayesinde bir elektrik alanında hızlandırıp, kafa kafaya çarpıştırarak kaynaştırmaya çalışmak mümkün. Nitekim, buna benzer deneyler, maddenin yapısını araştırmak için kullanılan hızlandırıcılarda yapılıyor. Ancak, doğada hızlandırıcılar yok. Gerçi yüksek sıcaklıklar var. Ama proton başına enerji, yaklaşık 5 ‘milyar Kel-vin’ sıcaklığa karşılık gelmekte. Dün-ya’da böyle yüksek sıcaklıkları oluşturacak bilinen hiçbir mekanizma yok. Bilindiği kadarıyla geçmişte de olmadı. Öte yandan, her elemente ait tek bir çekirdek yerine, değişen sayılarda izotopları da var (bknz. doğal izotoplar). Bunların bazıları kararsız, sürekli bo-zunuyor. İzotopların elementlere göre çok daha kalabalık olan görüntüsüne bakıldığında; fırtınalı süreçlerle ve gelişigüzel bir şekilde üretilmiş olmaları gerekmekte. Dünyamızdaki elementler, başka yerlerde oluştuktan sonra buraya gelmiş olmalılar.

Toparlayacak olursak; kuramsal olarak, demirden küçük herhangi iki çekirdeğin kaynaşması, ürünün yine demirden küçük bir çekirdek olması kaydıyla, enerji açığa çıkarır. Ancak, çekirdeklerin kaynaşması için, güçlü kuvvetin kısa menziline kadar yaklaştırmaları gerekir. Halbuki, yörüngelerdeki elektron bulutlarının eksi, çekirdeklerdeki protonların da artı yükleri birbirini itmektedir. Elektronların itme kuvveti, atomların, örneğin yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılıp tümüyle iyonlaştrılarak plazma haline getirilmesiyle aşılabilir. Atomun boyutu çekirdeğinkinin 10.000 katı olduğuna göre, çekirdeklerin birbirine yaklaşma imkanı büyük oranda arttırılmış olur. Fakat bu durumda da hala, protonların itme kuvvetinin, kaynaşma sağlanana kadar yenilmesi gerekmektedir. Çekirdekler arasındaki, elektrostatik itme kuvvetinden kaynaklanan potansiyel enerji tümseğine ‘Coulomb engeli’ denir. Bu engel, proton sayısı arttıkça yükselir. Dolayısıyla, en az sayıda proton içeren çekirdeklerin görece kolay kaynaşması beklenir.

Bu yazımızda sizlere elementlerin oluşumu hakkında bilgi verdik. Diğer yazımızda görüşmek üzere.

Kaynaktubitak
Yazımızı Beğendiniz mi?
Taner Hayret

Merhaba ben Taner Hayret, bir süre Türkiye de Elektrik ve Elektronik Mühendisliği üzerine eğitim aldıktan sonra, hayat serüvenime yurt dışında Nükleer Enerji Mühendisliği üzerine devam ettirmeye karar verdim. Burada sizlerle bilim adına tecrübelerimi paylaşacağım.

6 Yorum

  1. insanlar herseyi gelistirdi ama ustumuze giydiyimiz gelistirmedik ancak yun ve keten ve tiriko ve ibek ve herturlu yun kumaslar ve simdiki cayda giyiyoruz ancak bize cok zarar veriyor bu insanlar bilmiyor dunya ustundeki atomlar insaqn vucudunu eritiyor ve cabuk hastalaniyoruz ve herhangibi hastaliklar meydana geliyor ona gore elbiseler yapilmasi gerek elif hanim simdiki ncaymiz daha billicli deyil butun giysiler bizim icin cok zararali bunun caresi atmasfordeki atomlari onlememiz gerekiyor ve ona gore elbiseler yapilmasi gerekiyor su alumyumu dememesi lazim ki oda pas tutmasin ona gore dusununmesi lazim yani anliyacan su ki vucut yapisi bu dunya ya atekte olamaz vucudumuzu koruyacak elbiseler lazim ki insankar uzun sureli yasasin ve omru uzasin bir insanin omrunu uzatmak zor deyil yaklasik 200 sene yasayabilsin atomlar dan koruna bilirsen omrun uzar ve vucut kendini bozmaz ornek vereyim sana mumyalar deden uzun usre duruyor vucuda surulen kalin yag katmamlari suruyor ve vucut daki atomlar fazla etki etmiyor oda vucut icine islemiyor su yun icine koydugunda vucut su ve vucutdaki su birlesiyor ve su uszun sure sakliyor yani vucut mutlak korunmasi gereken elemetler lazim ki vucutu koruyalim simdiki caygimiz bil miyor daha herseyi gelistiriyoruz ama kendi giydiyimizi gelistirmiyoruz ancak gorulum guzel ligi veriyoruz teksilciler bu bilmiyorlar bilwseller ona gore elbiseler icat ederler bu bilyi onerecek insan daha olmadi elif hanim su hanki elbiseler zaman icinde deyisir ama vucut koruyacak elbise biyasada daha yok sana bir onek daha vereyim ornek vucut elektirk var toprak hickimsenin aklina gelmiyor toprak elektigi aliyor ve dengede duruyoruz dunyada oyle elektirik enerje vucut enerje kaypina uyrarsa vucut daki organlar calismiyor ornek vereyim insan beynine elektitik gibi insan beynini calistirmak elektirik zazim ama simdiki cagimizda yok daha bu icat edilmedi insan vucudu toprakla temas ederse vucutdaki elektiri gider ve cabuk olursun onun icin beyin olumu gelisir ve okjejen gitmezse ve elektirik lasiz ki soik etkis i lazim vucutta gucdedigimiz sey normalda elektirik ve ona gore yasiyoruz dunya ustun yasiyoruz toprak oyle bir elemetki hic bir gezegende biliele yok top can veren bir madde topragin ozelligi ne top insan vucudunu kkoruyan bir madde toprak daki maddeler insan vucudunu koruyor yani vazla elektirigi aliyor o da bizi uzun sure ayakta tutuyor elektirik vazla olursa cok hareketli oluyoruz za olursa hantal oluyoruz suhan insan vucudundaki elektirik orani sudur 5000 folt elektirik var oluyor yani vucut daki butun organlari calistiriyor insan vucundaki butun damarlarin toplam uzunlugu 3600 km uzunlugunda olur insan buna gore elektirik yapisi 5000 folt elektirik lazim ki insanlar rahat edebilsin insan vucudugunu azaldigimi insanlar yavas oluyor 5000 binin altina duserse insanlar cabuk yaslanir ve ic organlari hasar gorur ve tamir olmaz ancak deyistirebilir sana bir ornek vereyim insan vucudunu daki damar akimini durdursan ordan uyusukluk hissedersin bu da oraya elektirik gitmiyor ve her hangibi bir yerin uyusur ve buraya elektirk gitmemistir giderse uysukluk gider insan vucudu oyle hasaki ona oyle bakmamiz lazim elif hanim son sozlerimi soyleyecem ve kapatiyorum insan beynin gucunu hic birseyde yok bunu unutma elif hanim

  2. elif hanim sana bir ornek verecem metan demek demir demek yani demir kisaca sana osyle ornek verecem alumyum folyu bir maydonoz ve nane gibi cok meyve leri saklasak neyle saklariz alumyumla saklariz bir dene alumlari iycene sar maydonuzu ve elmayi herhangibi bir sulu maddeyi korur alumyum sar ve bir ay durucak mi dene ve gor atomlar metan na islemez ve uzun durur vucutda boyle bir sey onun icin ne gerekiyor ona gore aluyum elbiseler lazim vucut korumak icin ama vucut da hava almasi lazim ve atomlar sana zarar veremez ve insan vucudu ve kemikleri sabit kalir ve vucut organlari yani taze durur
    gorusuruz elif hanim

  3. elif yadiz benim ismim metin dunyada hakkinda bildiklerin bu kadarmi dunyada elementler toplam 12 tane deyil ben bu ise kafa yoranlardanim canim bak sana soyle soyleyim dunya atmasforundeki metan gazi en azot ve demir gelirse atomlar birlesir ve gitdicce yavas yavas parcalanir ve atomlar meyda na gelir ve carpisarak atomlar kucuk halaerde yani bizim goreyemiyecek ler keadar goremeyiz ama bir caresi var dunya atmasforude insan vucudu gibi orneyin biz cabuk yaslaniyoruz neden atiomlar vucutdaki su oranini eritidiyor bu da vuctda erime hizlaniyor monukuler alyuvarlar oluyor oda bizde yaslanma basliyor elif hainm bunun caresi metan gazi olduruyor insan vucudunu azot iyi bisey azot olmasa atomlar duduramasin sana bir onek soyleyim elma yi soydugunda elma 20 daki sonra elma oluyor yani bu ids etkenker atomlar elmayi barcaliyor
    azot lar atomlari engeliyor bu da gec oluyor 20 daka suruyor ve elma gendini su landiriyor yani anlayacagin su insan vucudugunun hepsi su olsa oksijen ayakta tutuyor
    orneyin dunyada dondukce gunes suyu hava ya katiyor ve havada birlesiyor gece oldugunda gunesin sicakligi gitdiyinde atomlar vucuda zaray veremiyor yani gunes vucuda zarar veriyor gunduz cok sicak olusa vucut su kaypina uyruyor ve gece yatdiginda vucut dinlenmis oluyor elif hanim benle konismak istere=sen bilgi almak istersen sen bana garsilik ver

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.