İnsanın belki de en uzun süreli tutkusudur altın. Bu tutku, ona ilk rastlandığı dönemlerden beri öylesine büyük olmuştur ki, bu istek sadece ona sahip olabilme çabasıyla sınırlı kalmamış, altın tüm insanlığın en büyük ortak değer birimi olmuştur. Altın aynı zamanda insanın araştırmacı yönünü de tetiklemiştir. Kimyanın en ilkel şekli sayılan simya, altın elde edebilme tutkusuyla doğmuş ve gelişmiştir. Peki ama altın nedir ve neden bu kadar değerlidir? Altını neyin altın yaptığını keşfetmeden önce, neden parıldadığını anlamamız gerekir.
Metaller Neden Parlar?
Basit cevap “çünkü ışık yüzeyden yansıyor” olacaktır. Ancak bu gerçekten oldukça basit bir cevaptır. Metallerin ısı ve elektriği iyi ilettiklerini biliriz. Bu çekirdek etrafında serbestçe hareket eden gevşek bağlı elektronlar sayesinde mümkündür. Bilim insanları bu durumu elektron denizi olarak adlandırır. Işık elektrik ve manyetik alanlardan oluşan elektromanyetik bir dalgadır. Işık herhangi bir metale çarptığında, manyetik alanı elektron denizinde bir dalgalanma yaratır. Elektronlar ışıktan gelen enerjiyi emer ve soğurdukları ışık frekansı ile titreşirler. Bu durumda, gelen ışığın bir sonucu olarak hareket eden negatif yüklü elektron havuzu bir elektrik alanı oluşturur. Bu durumda elektronlar ikinci bir ışık dalgası üretirler. Metalden yansıyan bu ikinci ışık dalgası metalin parlak görünmesini sağlar. Bu yansıyan ışık, görünür bölgedeki tüm renklerin dalga boylarının bir karışımıdır. Çoğu metale grimsi bir parlaklık veren şey budur.
Çoğu metalin aksine altın sarı renkli parlar. Altına verdiğimiz değerde zaten bu sarı parıltısından dolayıdır. Ancak kimyasal açıdan bakınca, altın ve gümüşün aynı gümüş parıltıya sahip olması gerekir. Bu noktada altının rengini açıklamak için başka kavramları işin içine sokmalıyız. Bu kuantum mekaniği ve Einstein’ın Özel Göreliliğinin bir karışımı olacaktır.
Altın Neden Gri Değil de Sarı Parlar?
Altın, periyodik tablonun 79. elementidir ve Au sembolü ile gösterilir. Altının çekirdeği 79 nötron ve 79 protondan oluşur, bu da onu ağır ve yoğun yapar. Bohr atom modeline göre, elektronlar çekirdek etrafında yörüngelerde hareket ederler. Çekirdeğe çekilmekten kaçınmak için de belirli miktarlarda kinetik enerji muhafaza ederler. Altın atomlarının boyutu nedeniyle elektronları ışık hızının yarısından daha fazla hızda hareket ederler. Einstein’ın teorisi bize bu hızlarda elektronların kütlesinin arttığını söyler. Kütledeki bu artış, elektronların çekirdek etrafında gitmesi gereken yolu daraltır. Atomların tümü farklı şekillere sahip olan s, p, d ve f orbitallerine sahiptir. Bu etki altında en çok s ve p’de belirgindir.
Sonuç olarak, bir altın atomundaki tüm s orbitalleri çekirdeğe çekilir. Bu etki altının en dıştaki 6s orbitalinde daha fazla gerçekleşir. Bu, son yörünge 6s ve 5d arasındaki mesafeyi azaltır. Enerji farkı azaldığı için 5d orbitallerinden 6s orbitaline elektron geçişi için gerekli uyarılma enerjisi daha küçük olur. Bu nedenle altın mavi-mor ışığı kuvvetli bir şekilde soğururken sarı-kırmızı ışığı yansıtır.
Neden Para Birimi Olarak Altını Seçtik?
Altın periyodik tabloda, insanın para birimi olarak seçtiği tek elementtir. Peki neden osmiyum ya da krom değil? Periyodik tabloyu bir düşünelim. Asil gazlar ve halojenler hiçbir zaman bir para birimi olamaz, bu grubu eleyebiliriz. Alkali metaller ve toprak alkali metaller de çok tepkisel bunları da listeden çıkartabiliriz. Radyoaktif olanları da çıkartalım. Sonuçta cebimize koyacağımız şeyin bizi kanser yapmasını istemeyiz. Ayrıca para birimi olarak seçilecek şeyin nadir olması da gereklidir. Bu düşünce biçimi ile periyodik tabloda doğada bol bulunma özelliğine sahip olan elementleri de eleyebiliriz. Aslında periyodik tabloyu tek tek incelediğimiz zaman her kutucuğun para birimi olarak kullanılmak adına sakıncalı bir özelliği olduğunu fark edeceksiniz. Kimileri çok nadir, kimilerini eritmek ve işlemek çok zor…
Tüm bunlar bize beş element bırakıyor: rodyum, paladyum, gümüş, platin ve altın. Ve hepsi, değerli metaller olarak kabul ediliyor. Bu arada tablonun zaman içinde güncellendiğini ve baştan beri tüm kutucukların dolu olmadığını da hatırlamak önemli. Bu nedenle,1800’lerin başına kadar keşfedilmedikleri için rodyum veya paladyumu da listeden silmemiz gerekir. Platinin erime noktası 1.768 santigrat olduğu için onu da silersek geriye sadece altın ve gümüş kalır. Gümüş hava ile temas ettiği zaman kararır ve değerli görünümünü uzun süre koruyamaz. Elimizde sadece altın kaldı. Doğada oldukça az ama neredeyse katışıksız halde bulunan havadan ve sudan etkilenmeyen, bu yüzden kararıp paslanmayan kolay işlenebilen altın, belki de işte özelikleri ile insanlığın ortak tutkusu olmayı başarmıştır.
Kaynaklar ve İleri okumalar:
- A Chemist Explains Why Gold Beat Out Lithium, Osmium, Einsteinium; https://www.npr.org/
- Why is gold yellow? Bağlantı:; https://www.sciencefocus.com
- Why is Gold yellow? Spoiler alert: Einstein again; Yayınlanma tarihi: 25 Şubat 2021; Bağlantı: https://www.zmescience.com/
- Why Has Gold Always Been Valuable?; yayınlanma tarihi: 14 Ocak 2022; Bağlantı: https://www.investopedia.com/
Dip Not
Matematiksel, tamamen gönüllü bir ekip tarafından 2015 yılından beri yürütülen, Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmayı hedefleyen, öğretmenler tarafından kurulmuş bir bilim platformudur. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
