Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran

Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran (d. 18 Nisan 1838 - ö. 28 Mayıs 1912), aynı zamanda François Lecoq de Boisbaudran olarak da bilinen, galyum, samaryum ve disprosiyum kimyasal elementlerini keşfetmesiyle tanınan Fransız kimyagerdir. Nadir toprak elementlerinin ayrılması ve saflaştırılmasına yönelik yöntemler geliştirmiş ve spektroskopi biliminin öncülerinden olmuştur.

Lecoq de Boisbaudran, Fransa'nın Poitou ve Angoumois eyaletlerinden soylu bir Huguenot ailesinin üyesidir. Huguenotlar, Fransız Din Savaşları (1561-1598) sırasında harap olmuş bir nüfus olan Fransız Protestanlarıydı. 1598 yılında yayınlanan Nantes Fermanı ile Katolikliğin Fransa'nın yerleşik dini konumunu korumasına rağmen Huguenot'lara önemli sivil haklar tanınmıştı. Nantes Fermanı, Protestanlara yönelik zulmü resmen onaylayan 1685 tarihli Fontainebleau Fermanı tarafından bozuldu. Lecoq de Boisbaudran ailesi, Nantes Fermanı'nın yürürlükten kaldırılmasına kadar hatırı sayılır bir servete sahiptiler, ancak mallarının çoğuna el konularak satıldı.

Paul-Émile (Francois) Lecoq de Boisbaudran, Paul Lecoq de Boisbaudran (1801–1870) ve eşi Anne Louise'in oğluydu. Paul Lecoq de Boisbaudran, genç Paul-Émile de dahil olmak üzere tüm ailenin sıkı çalışmasından yararlanarak Cognac'ta başarılı bir şarap işi kurdu.

Anne Louise Lecoq de Boisbaudran iyi eğitimliydi ve oğlu Paul-Émile tarihini ve İngilizce dahil yabancı dilleri öğretti. Paul-Émile, Ecole Polytechnique'in müfredatını aldı ve derslerinde verilen kitapları inceledi. Bu şekilde bir bilim adamı olarak kendi kendini yetiştirdi. Bu nedenle de Boisbaudran bir otodidakt örneğidir. Ailesinin desteğiyle Rue de Lusignan'daki evlerinin ikinci katında mütevazı bir kimya laboratuvarı kurdu. Kitaplarda incelediği deneyleri bu laboratuvarda tekrarladı. Bu deneyler sayesinde spektroskopi teorilerini geliştirdi ve galyumun izolasyonu da dahil olmak üzere keşiflerinin çoğunu burada gerçekleştirdi.

Lecoq de Boisbaudran, 27 Aralık 1897'de Jeannette Nadault-Valette (1852–1926) ile evlendi. Çocukları olmadı. Boisbaudran'ın eklemlerinde ankiloz gelişti ve sağlık durumunun bozulması, 1895'ten sonra çalışmasına engel oldu. 1912 yılında 74 yaşında öldü.

Lecoq de Boisbaudran'ın ilk araştırmaları, maddelerin çözelti içinde normal koşullar altında mümkün olandan daha yüksek konsantrasyonlarda bulunabileceği aşırı doyma olgusunu anlamaya odaklandı. Aşırı doymuş çözeltilerin izomorf bir tuzun kristalleri ile temasının, maddenin çözeltiden çökelmesine neden olduğunu gösterdi. Ayrıca, aşırı doymuş bir çözelti oluşturmak için birçok susuz tuzun çözülebileceğini gösterdi. Bu araştırmalar 1866'dan 1869'a kadar devam etti.

1874'te Lecoq de Boisbaudran, bazı kristal yüzlerinin diğer kristal yüzlerine göre daha hızlı çözündüğünü buldu. Spesifik olarak, amonyum şap kristalleri durumunda oktahedral yüzlerin kübik yüzlere göre daha az çözündüğünü fark etti.

Lecoq de Boisbaudran, ışık ve maddenin etkileşimi ile ilgili olan o zamanlar yeni olan spektroskopi bilimine büyük katkılarda bulundu. Elementleri, özellikle de nadir toprak elementlerini karakterize etmek için spektroskopiyi uyguladı. Moleküler titreşimlere dayanan teorik bir spektroskopi çerçevesi geliştirdi. Spektral frekansların bir elementin atom ağırlığıyla ilişkili olduğunu teorileştirdi ve atom kütlelerine dayalı spektral eğilimleri ortaya koydu.

Boisbaudran yeni deney cihazları geliştirdi ve bunları çeşitli kimyasal elementlerin spektral analizlerini gerçekleştirmek için kendi çalışmalarında kullandı. Sistematik deneyler yoluyla, element örneklerinin lüminesansını tetiklemek için Bunsen brülörünü, elektrik kıvılcımını veya her ikisini birden kullanarak 35 elementin spektrumunu analiz etti. İlk araştırmalarının sonuçları, Spectres lumineux : spectres prismatiques et en longueurs d'ondes destinés aux recherches de chimie minérale (1874) adlı eserinde yayımlandı.

Deney protokollerinde kıvılcım spektrumlarını gözlemlemek için, tipik olarak kapalı bir cam tüp içine bir tuz çözeltisi yerleştirdi; çözeltinin içinde negatif kutup olarak bir platin tel ve pozitif kutup olarak da sıvı yüzeyinin üzerine başka bir platin tel yerleştirdi. 1885 yılında elektrik akımının polaritesini tersine çevirmeyi denedi. Bu şekilde, çeşitli kimyasal elementlerin spektral özelliklerine ilişkin daha fazla bilgi sağlayan spektrumlarda fosforesan bantlar elde etti. Bu aparatı kullanarak samaryum (1880), disprosiyum (1886) ve evropiyum (1890) lantanitleri keşfetti. 1885'te, daha önce 1880'de J. C. Galissard de Marignac tarafından keşfedilen bir element olan gadolinyumu da spektroskopik olarak karakterize etti.

Lecoq de Boisbaudran, samaryum oksidi ilk izole ettikten sonra 1879'da samaryumu keşfetti. Karakteristik keskin optik soğurma çizgilerini gözlemlemek için spektroskopiyi kullanarak yeni bir elementin varlığını belirledi.

Yeni elementine izole edildiği samarskit mineralinden dolayı "samaryum" adını verdi. Madenin adı daha önce Rus maden yetkilisi Albay Vassili Samarsky-Bykhovets'ten alınıyordu.

Lecoq de Boisbaudran'ın önemli bir başarısı, 1875'te galyum elementini keşfetmesiydi. 1874'ten başlayarak Lecoq de Boisbaudran Pireneler'deki Pierrefitte madeninden elde edilen 52 kg'lık bir cevher sfalerit örneğini araştırdı. Ondan birkaç miligram galyum klorür çıkardı. Spektroskopik yöntemler kullanarak, numunenin spektrumunda 4170 ve 4031 angstrom dalga boylarında daha önce bildirilmemiş iki çizgi gibi görünen çizgileri gözlemledi.

Birkaç yüz kilogram ham çinko cevheri kullanarak deneylerine devam etti ve aynı yıl, potasyum hidroksit çözeltisi içinde çözünmüş bir hidroksit bileşiği formundaki metalin bir çözeltisinin elektrolizi yoluyla bir gramdan fazla safa yakın metal izole etti. Daha sonra 4 tondan fazla ham cevher kullanarak 75 gram galyum hazırladı. Mineral sfaleritin spektrumunun mor kısmındaki iki spektral çizgiden oluşan spektral özelliklerini doğruladı. Bu şekilde, spektral özelliklerin yeni bir elementin göstergesi olmaktan çok, ekstraksiyon sürecinin bir kazası olma ihtimalini ortadan kaldırdı.

Keşfine, memleketi Fransa'nın onuruna, Latince Galya anlamına gelen Gallia kelimesinden "galyum" adını verdi. Daha sonra Lecoq de Boisbaudran'ın elemente kendi adını verdiği öne sürüldü, çünkü gallus Fransızca le coq kelimesinin Latince çevirisidir. Lecoq de Boisbaudran 1877'de yazdığı bir makalede bu iddiayı yalanladı. Yeni element üzerine yaptığı araştırmaların bir açıklamasını Sur un nouveau metal, le galyum'da (1877) yayınladı.

De Boisbaudran, galyumun atom kütlesini 69,86 olarak hesapladı; bu, şu anda kabul edilen 69,723 değerine oldukça yakındı. Lecoq de Boisbaudran'ın bilmediği galyumun varlığı, 1871 yılında ona eka-alüminyum adını veren Dmitri Mendeleev tarafından tahmin edilmişti. De Boisbaudran'ın galyum keşfi, Mendeleev'in elementlerin periyodikliği teorisine önemli bir destek oldu.

Lecoq de Boisbaudran, çökelmeyi sağlamak için potasyum sülfat kullanarak nadir toprak bileşiklerinin su çözeltisinden çökeltilmesini denedi. Daha sonra sıvının pozitif kutup görevi gördüğü çözeltilerin spektrumlarını ölçtü. Lecoq de Boisbaudran, spektrumun sarı-yeşil kısmında yeni bir elementin göstergesi olan bir spektral bant fark etti. 1886'da yeni spektral bandın kaynağının saflaştırılmış bir örneğini izole etmeyi başardı. Bu elemente Yunanca'da "elde edilmesi zor" anlamına gelen disprozyum adını verdi.

Başarılarından dolayı Lecoq de Boisbaudran'a Légion d'honneur Nişanı (1876), Fransız Bilimler Akademisi'nden Bordin Ödülü (1872), Davy Madalyası (1879) ve 10.000 franklık Prix Lacaze (1879) ödülü verildi. 1888'de İngiliz Kraliyet Cemiyeti'nin yabancı üyesi seçildi.