Carl Gustaf Mosander: Nadir Toprak Elementlerini Ayıran Kimyager

1839'da eczacılıktan profesörlüğe geçen İsveçli bir bilim insanı, kimyada herkesin "seryum oksit" dediği maddeden bir parça alarak; sabırlı bir kısmi ayrıştırma ve seyreltik nitrik asit işlemleri dizisi sayesinde bunun tek bir madde değil, en az iki madde olduğunu kanıtladı. Kimyasal olarak o kadar birbirine benzeyen ve neredeyse ikizler gibi davranan elementleri birbirinden ayırma becerisi Carl Gustaf Mosander'in imzası hâline geldi ve bu durum nihayetinde periyodik tablonun gizli bir ailesinin kapısını aralayacaktı: nadir toprak elementleri.

Bir Çırağın Kimyaya Giden Yolu

Mosander, 10 Eylül 1797'de İsveç'in Kalmar kentinde doğdu ve kimyaya geleneksel bir akademik yoldan gelmedi. Ailesinin Stockholm'e taşındığı 1809 yılına kadar memleketinde okula gitti; bundan sonraki eğitimi akademik olmaktan ziyade pratik nitelikteydi: Ugglan eczanesinde çıraklık yaptı ve 1817'de eczacılık sınavını tamamladı. Tam dokuz yıl sonra, 1826'da, Stockholm'deki o zamanki Caroline Tıp Enstitüsü'nde (bugünkü adıyla Karolinska Enstitüsü, Karolinska Institute) kimya laboratuvarının başkanı olarak atandı. Bu süre zarfında, 1820'de enstitüye kaydolarak ve 1825'te tıp sınavını vererek resmi tıp eğitimi aldı. Ayrıca bir süre Stockholm'de bir kaplıca işletti; bu detay, kariyerinin herhangi bir tek ve düzenli akademik merdivenden ne kadar uzakta yol aldığını vurgulamaktadır.

Berzelius'un Gölgesinde, Ardından Yanında

Mosander'in bilimsel hayatındaki belirleyici ilişki, 19 Avrupa kimyasına hakim olan İsveçli kimyager Jöns Jacob Berzelius ile olanıydı. Mosander, Berzelius'un laboratuvarında çalışarak yaşlı adamın atom ağırlıkları ve analitik hassasiyet konusundaki titiz standartlarını benimsedi ve orada, yüzyılın büyük kimyagerlerinden biri haline gelecek olan öğrenci arkadaşı Friedrich Wöhler (Friedrich Wöhler) ile bir dostluk kurdu. Berzelius profesörlüğünden emekli olduğunda, Mosander 1832'de Karolinska Enstitüsü'nde kimya ve mineraloji profesörü olarak onun yerini aldı — bazı kaynaklar bu kürsüyü kimya ve eczacılık olarak vermektedir. Bu görevi, Eczacılık Enstitüsü'nde profesör ve müfettiş olduğu 1845 yılına kadar yürüttü ve yıllarca aynı anda, sonradan İsveç Doğa Tarihi Müzesi (Swedish Museum of Natural History) olacak olan kurumdaki mineraloji koleksiyonlarının küratör yardımcılığını yürüttü; nadir ve az anlaşılan mineralleri günlük erişim alanına sokan tam da bu görevdi.

Seryumun Kilidini Açmak

Bu erişim önemliydi çünkü 19. yüzyılın başlarındaki nadir toprak mineralleri kimyagerlerin kabusuydu: dönemin standart tekniklerinin hiçbiriyle ayrılamayan yoğun, birbirine benzeyen oksitlerdi. Onlarca yıl önce Berzelius ve Wilhelm Hisinger (Wilhelm Hisinger) tarafından keşfedilen seryumun, cevherine bağlı tek bir element olduğu varsayılıyordu. Mosander ise aksinden şüpheleniyordu. Seryum oksit ile çalışırken, dikkatli ve tekrarlanan bir işlemin —kısmi ayrıştırmayı takip eden seyreltik nitrik asit— içinde saklanan ikinci bir maddeyi ortaya çıkardığını gördü. Yeni elementi 1839'da duyurdu ve Yunancada "gizlenmek" anlamına gelen lanthanum (lantan) adını verdi; bu isim, onlarca yıldır başka bir şeyin parçası gibi davranarak saklanan bir element için çok uygundu.

İttriya Bulmacası

Mosander burada durmadı. Kimyasal olarak görünenden daha karmaşık olduğu zaten bilinen bir başka nadir toprak oksiti olan ittriyaya yönelerek aynı adli sabrı uyguladı ve 1843'te bundan iki element daha çıkardı: terbiyum ve erbiyum. İki ismin hikayesi, bu kimyanın ne kadar kafa karıştırıcı olduğunun küçük bir anıtıdır — daha sonraki kimyagerler, Mosander'in iki elementin özelliklerine yönelik orijinal etiketlerinin tersine çevrildiğini keşfettiler; öyle ki bugün terbiyum denilen şey ile erbiyum denilen şey bazı hesaplara göre onun başlangıçta amaçladığının tam ayna görüntüsüdür. Bu çok önemsiz bir tarihi karışıklıktır, ancak anlatı niteliğindedir: bu çalışmanın çağdaş teknolojinin sınırına ne kadar yakın yapıldığını göstermektedir.

Didimyum: Hâlâ Önem Taşıyan Kıl Payı Bir Kaçırış

1840 yılında Mosander, seryum grubu mineralleri içinde başka yeni bir madde tespit etti ve Yunancada "ikiz" anlamına gelen didimyum (didymium) adını verdi, çünkü özellikleri lantan ve seryumunkilere o kadar yakındı ki onu ayırmak başlı başına bir başarıydı. Didimyum, kimya ders kitaplarındaki yerini onlarca yıl korudu. Avusturyalı kimyager Carl Auer von Welsbach'ın (Carl Auer von Welsbach) didimyumun tek bir element değil, neodim ve praseodim adlı iki elementin bir karışımı olduğunu göstermesi 1840'ı değil 1885'i buldu — ve daha sonraları kimyagerler samaryumu dönemin nadir toprak numunelerine karışmış başka bir bileşen olarak kabul ettiler. Mosander'in "ikiz" elementi nihayetinde üçüzlere daha çok benziyordu. Geçici keşfinin, elindeki araçlarla ayırma işlemini ne kadar dikkatli yaptığının bir ölçüsü olarak, saf olmasa bile anlamlı bir madde olarak neredeyse yarım yüzyıl boyunca ayakta kalmış olması başlı başına bir ölçüttür.

Tanınma ve Son Yılları

Mosander'in katkıları evde nispeten erken kabul gördü: adını duyuracak çalışmasını pekiştirirken 1833 yılında İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi'ne (Royal Swedish Academy of Sciences) seçildi. Kişisel hayatı da aynı dönemde istikrara kavuştu; 20 Aralık 1832'de Hulda Philippina Forsström (Hulda Philippina Forsström) ile evlendi ve çiftin ikişer ikiz seti olarak doğan dört çocuğu oldu. Yaşlılık yıllarında katarakt nedeniyle görme yetisini kaybetti ve 61 yaşında, Stockholm Kontluğu'ndaki Lövön adasındaki (Ängsholmen olarak da kaydedilmiştir) yazlık rezidansında 15 Ekim 1858'de hayatını kaybetti.

Carl Neden Bir Dahi Olarak Anılır?

Mosander'in dahi idddiası, bilimsel yeteneğin dar ama gerçek bir biçimine dayanır: kimyasal belirsizliğe karşı olağanüstü bir tolerans, neredeyse aynı şekilde davranan maddeleri ayırmak için el ve analitik disiplinle birleştirilmiştir. Lantan, terbiyum ve erbiyum'u keşfetmek yeni bir madde teorisi gerektirmiyordu; "saf" bir bileşiğin saf olmadığını fark etmeyi ve ardından bunu tekrarlanan, gösterişsiz çökeltme ve asit işleme turlarıyla kanıtlama sabrına sahip olmayı gerektiriyordu. Bu, içgörü olduğu kadar bir zanaattır, akıl hocası Berzelius gibi bir teorisyenin sıçramalarından ziyade usta bir metalürjistin becerisine daha yakındır. Dürüst karşı argüman, Mosander'in Berzelius'un zaten inşa ettiği bir paradigma içinde çalıştığı, Berzelius'un geliştirdiği teknikleri kullandığı ve en iddialı iddiası olan didimyum'un, eleştirmenlerinin tam da tahmin edebileceği gibi bir element sanılan bir karışım olarak yanlış çıktığıdır. Ancak karışımın norm olduğu ve kendi hatalarının ancak onlarca yıl sonra daha hassas araçlarla düzeltildiği bir alanda üç elementi doğru bilmek, pratik türde olsa bile maddedeki gizli yapıya yönelik gözünü dahiye yakın bir şey olarak adlandırmak için inandırıcı bir vakadır.

Miras

Mosander'in adı bugün bulduğu elementlerden daha az ünlüdür, ancak yöntemi —diğer herkesin element dediği şeyin saflığından şüphe etmek ve kanıta doğru ilerlemek— sonraki kimyagerler onun sabırlı mantığını kullanarak "elementlerini" daha da bölmeye devam ettikçe, 19. yüzyılın geri kalanında nadir toprak kimyasının izlediği şablon haline geldi.