Periyodik cetvel içinde yer alan elementlerin her birinin kendine has özellikleri mevcuttur. Kâinat kazanında pişirilip olgunlaştırıldıktan sonra hizmetimize sunulan bu maddelerden kimisi uranyum gibi radyoaktif ışıma yapabilirken, kimisi magnezyum gibi metal, kimisi de helyum gibi gaz özelliğindedir.
Yerkürenin katmanlarında az bulunan, 17 elementin enteresan özellikleri mevcuttur. Ortaya çıkarmak zor olduğu için bunlara nadir element adı verilmiştir. Bilgisayar ekranına yansıyan bilgiler, erbiyum ihtiva eden optik kablolar vasıtasıyla bizlere ulaşıyor. Tablet bilgisayarların ışığı, fosforlu yuropiyumdan kaynaklanıyor. Dokunmatik ekranlarda parmaklarımızı dolaştırdığımızda aslında indiyum kaplı yüzeylere temas etmekteyiz. Kulaklıklar ile müzik dinlerken demir ihtiva eden mıknatıslara göre 10 kat daha güçlü neodimiyumlu mıknatısları kullanıyoruz. Daha bunlar gibi, nadir elementler, uzay teknolojisinden savunma sanayine cep telefonlarından LED aydınlatmasına kadar hayatımızın her safhasına girmiş bulunmaktadır. Belki isimlerini hiç duymadığımız ama onlarsız da yapamadığımız bu elementler, 2010 yılında Amerika Enerji Bakanlığı tarafından, kritik maddeler strateji belgesine konulmuştur. Bakanlık, 14 elementi temiz enerji teknolojileri bakımından özel öneme sahip ilân etmiş; altı tanesini kritik, dört adedini de kritiğe yakın öneme sahip diye kamuoyuna duyurmuştur. Periyodik tablonun atom numarası 57 ile 71 arasında lantanum ile başlayıp lutetiyum ile biten 15 element, lantanidler olarak anılır. Lâtince saklanmış demek olan lantanum, lantanitlerin ilk elementidir. Bunlara skandiyum ve yitriyum da eklenince, 17 elementten oluşan nadir elementler grubu oluşur.
Ekranlarda dokunduğumuz elementler
Periyodik cetvelde atom numarası 49 olan indiyum, periyodik cetvelde komşusu olan 50 atom numaralı kalay ile bir araya getirildiğinde, hem elektriği iletme hem de optik geçirgenlik özelliği kazanır. Optik geçirgenlik özelliği, plazma ekranlarda ve TV teknolojisinde aranan bir özelliktir. Cep telefonlarının dokunmatik ekranlarında indiyum önemli bir maddedir. Enteresan olarak, indiyum, 48 atom numaralı diğer komşusu kadmiyum ile birleşirse, optik geçirgenlik özelliğini kaybederek ışık toplama gibi bambaşka bir özelliğe bürünür. Işık toplama, solar hücre üretiminde kritik öneme sahiptir. İndiyumun iki komşusu ile olan bu münasebetleri, bilim insanlarına yeni ufuklar açmaktadır. Periyodik cetveldeki bilinen elementler araştırıldığında, bugün bilmediğimiz nice ilginç özelliklerinin yakın gelecekte gün yüzüne çıkarılması plânlanmaktadır. Enteresan olan, bu elementlerin, kâinatta binlerce yıldır var oldukları, ancak teknolojik gelişmelerle keşfedilmeleridir. Yaratıcı Kudret (celle celâluhu), ilerde bu teknolojilerin kullanılacağını Alîm ismiyle biliyor ki, enteresan özellikte bu madenleri yaratmış. Nadir elementlerin şu ân için bilinen dünya rezervi 110 milyon tondur. Nadir element talebinin % 95’ini Çin tedarik etmektedir. Ama Çin, dünya rezervlerinin % 35’ine sahiptir. Dünyanın yıllık nadir element ihtiyacı ise 50 bin ton civarındadır. Bu yüzden araştırmacılar, hem Çin’in tekelini kırmak, hem de az olan rezervler sebebiyle yeni nadir element havzalarını araştırmaktadır. Çin, son yıllarda nadir element ihracatını kısarak Japonya ve Amerika ile politik tartışmalara girmiştir. Ekonomi dergileri hemen, “Element savaşları kapıda mı?” şeklinde konuyu kapaklarına taşımıştır. 2010 yılında Pasifik Okyanusu’nda dünyaya uzun yıllar yetecek bir havza bulunduğunu açıklanmıştır. Sanayileşmiş ülkeler, az rezerv sebebi ile kullanılmış cihazlardan nadir elementleri geri elde etmeyi plânlıyor.
Atom numarası 39, 63 ve 65 olan yitriyum, öropiyum ve terbiyum elementleri uzun yıllar bilinmektedir. Terbiyum ve yitriyum elementleri isimlerini İsveç’in Ytterby kasabasından alır. Yitriyum, 1700’lü yılların sonunda keşfedilen ilk nadir elementtir. Öropiyum ihtiva eden plâstikler, lazer üretiminde kullanılmakla beraber öropiyum, asıl 50 yıldır televizyonlarımızda kırmızı renk veren element olarak kullanılmaktadır. Yitriyum, yardımcı bir rol üstlenir ve öropiyum elementinin kırmızı renk vermesine destek verir. Sarı-yeşil fosfor özelliğinden dolayı terbiyum oksit, televizyon tüplerindeki yeşil fosforu etkinleştirir. İki milyar dolarlık nadir element piyasasının en çok aranan elementlerinden biri olan terbiyumun en çevreci özelliği ise, lâmbalarda elektrik tüketimini % 80’lere kadar azaltabilmesidir. Bugün marketlerde A sınıfı ampul alırken bir bakıma terbiyum gibi nadir elementleri tercih ediyoruz. Beş milyar yıl önce dünyamızla birlikte yaratılıp yerküre katmanlarına serpiştirilen bu elementler olmasa idi, sebepler plânında belki de bugünkü birçok teknoloji olmayacaktı. Kur’ân-ı Kerîm’de “demir” mânâsına gelen Hadid Sûresi’nde mealen; “Biz demiri de indirdik ki, onda büyük bir kuvvet ve insanlar için faydalar vardır.” buyrulur. Bu âyetle belki de insanların maden ve elementlere dikkati çekilerek, yer katmanlarını araştırması istenmektedir.
Yeşilin simgesi, 60 atom numaralı neodimiyum, laser işaretleyicilerde yeşil ışık yayarken aynı zamanda elektrikli araçların motorlarındaki mıknatıslarda kullanılmaktadır. Çünkü neodimiyum; bor ve demirle birleştiğinde demir mıknatıslara göre 12 kat kadar daha güçlü olmaktadır. Ayrıca neodimiyum, bu özelliği ile elektrikli motorlar ve diz üstü bilgisayarların daha hafif ve küçük olmasını sağlamaktadır. Neodimiyumun başka ilgi çekici vasfı ise, hard disklerde daha fazla bilgi depolanmasına yardımcı olmasıdır. Hard disk motorunun ince ayar kontrolünde de kullanılan neodimiyum, elektrikli araç ve rüzgâr türbünlerinde aranan bir elementtir.
Elementlerin birlikteliği
1886 yılında keşfedilen disprosyum, hiçbir zaman tabiatta serbest element olarak bulunamaz. Gadolinit gibi başka minerallerle bileşik hâldedir. Neodimiyum gibi manyetik özelliği ile tanınan disprosyum, terbiyum ve demirle karıştırıldığında terfenol D adında bir madde elde edilir. Terfenol D, emsalsiz bir şekilde manyetik alanda şekil değiştirebilme özelliğine sahiptir. Vanadyum ile birlikte ise, lazer yapımında kullanılan disprosyum, kadmiyum ile birlikte kızılötesi ışık kaynağıdırlar.
Demir, bor ve neodimiyum mıknatıs alaşımları, 300 derecenin üzerinde manyetik özelliğini kaybetmektedir. Fakat, bu alaşıma % 5 oranında disprosyum katıldığında bu problem ortadan kalkmaktadır. Bu sebeple, elektrik türbünlerinde ve hard disk motorlarında bu mıknatıslar kullanılmaktadır. Disprosyum, ayrıca elektrikli motorlardaki mıknatısları % 90 hafifletmektedir. Disprosyum nikel karışımı dolgular, nükleer santrallerde soğutucu çubuk olarak kullanılmaktadır. Bunca özelliği ve ilmi bu cansız elementlerde görünce; insan hayretler içinde kalıyor. Ya bu elementler Harvard’da fizik kimya doktorası yapmışlar diyeceğiz veyahut bunları yaratıp istifademize sunan Yüce Yaratıcı (celle celâluhu) karşısında aczimizi ifade edeceğiz. Atom ve elementleri yaratan Kudret, her şeyin farklı şekiller ve özelliklerde olmasını irade buyurmuştur. Atomların, partiküllerin içinde hep Yaratıcı’nın (celle celâluhu) kurduğu program vardır. Yoksa biz nerden bilecektik bütün bunları?
Camlardaki sarı renk, Ceres gezegeninden mi?
Dell, 2006 yılında dört milyon adet dizüstü bilgisayarı, lityum pillerdeki aşırı ısınma sebebiyle oluşabilecek patlama tehlikesinden dolayı toplattırınca, gözler lantanum ve seryuma odaklanır. Çünkü bu iki elementte patlama tehlikesinin daha az olduğu düşünülmektedir. Elektrikli araçlarda ve tasarruflu ampullerde kullanılan lantanum ve seryum, telleryum ile birlikte kritiğe yakın elementler olarak sınıflandırılmıştır. Ceres gezegeninden adını alan seryum, camlardaki sarı renkten sorumlu elementtir. Cilalarda, seramiklerde ve petrol rafinerilerinde de seryum kullanılmaktadır. Telleryum ise diğer bazı elementler gibi doğrudan değil yan ürün olarak üretilir. Kadmiyum, çinko üretimi, tellurium ise bakır üretimi sırasında elde edilir. 2009’dan beri solar hücrelerde kadmiyum ile birlikte kullanılan telleryum, pahalı silikon panellerine göre daha ucuz bir elementtir.
Uzay roketlerinden ultrasona hayatımızdaki elementler
Hafniyum, tantal, erbiyum ve teknesyum ise kritik bir sınıflandırmaya sokulmasa da önemli elementlerdendir. Hafniyum ve teknesyum nadir elementler grubundan olmasalar da, Amerika Enerji Bakanlığı tarafından kritik maddeler strateji belgesine eklenmişlerdir. Olağanüstü derecede ısınmaya ve aşınmaya dayanıklı olan hafniyum, uzay roketlerinde kullanılmaktadır. Çok tesirli bir elektrik yalıtım malzemesi olduğu için, elektronik transistörlerde hafniyum oksit, değerli bir maddedir. Transistörlerde yaygın olarak kullanılan silikon oksite göre, % 20 daha fazla hızlıdır. Silikon oksit kullanıldığında transistör boyu 65 nanometre civarında iken, hafnium oksitli transistörler 32 nanometredir. Bu % 50’lik azalma da kullandığımız cihazların daha küçük olmasını sağlar.
İndiyum içeren dokunmatik ekranlar, lityum iyon pilli dizüstü bilgisayarlar ve hafniyum transistörlü cep telefonları, tablet bilgisayarlar, günümüzün teknoloji harikaları olarak anılıyor. Peki, bu elementler olmasa, bunları yapabilecek miydik? Hard disklerde tantal kullanılmasa bu kadar fazla hafıza kapasitesine ulaşabilir miydik? Tantal oksit gibi yüksek kaliteli elektrik yalıtım malzemesi olmasa idi, bilgisayarlarımızdaki elektrik kaçaklarından korunabilir miydik?
1937 yılında keşfedilen radyoaktif teknesyum, sun’î üretilen ilk elementtir. Nükleer tıpta, teknesyum izotopu olan teknesyum 99 kullanılır. Uranyumdan elde edilen teknesyumun yarılanma süresi 211.000 yıl iken, teknesyum 99 izotopunun yarılanma süresi 6 saattir. Dünya çapındaki hastanelerde teknesyum kullanılarak yapılan röntgen, ultrason gibi nükleer tıbbî test sayısının yılda 30 milyonun üzerinde olduğu tahmin edilmektedir.
Açıkça görülüyor ki, aslında bu elementler hiç de nadir sayılmazlar. Bu elementlerden sağlıktan teknolojiye kadar hayatımızın her yerinde istifade ediyoruz. Petrol bağımlılığı gibi ilerde maden ve element bağımlılığı olabilir mi acaba? Bunu zaman gösterecektir. Ya bu elementler, görevlerini îfa edip yerlerini başka madenlere bırakacaklar veya başka teknolojiler bu elementlerin kullanıldığı teknolojileri demode hâle getirecektir. Bütün bunlar rahmeti, merhameti sonsuz bir Yaratıcı’nın (celle celâluhu), insanoğluna ihsanları değil midir?
