अध्याय 03 तत्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तता

“आवर्ती तालिका रणनीति और अभ्यास दोनों में रचनात्मक विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांत है। यह छात्रों के दैनिक जीवन में सहायक है, पेशेवरों को नए अनुसंधान के मार्ग दिखाती है और विज्ञान के समग्र क्षेत्र को संक्षिप्त रूप से व्यवस्थित करती है। यह एक उल्लेखनीय प्रमाण है कि रासायनिक तत्व एक यादृच्छिक समूह नहीं हैं, बल्कि वे नियम दिखाते हैं और अपनी परिवारों में एक साथ बैठते हैं। यह जानकारी आवर्ती तालिका के बारे में है, जो उस क्षेत्र में किसी भी व्यक्ति के लिए आवश्यक है, जो चाहता हो कि विश्व को खोलकर देखे कि यह रचनात्मक विज्ञान के मौलिक घटकों, अर्थात् रासायनिक तत्वों से कैसे बना है।”

ग्लेन टी. सीबोर्ग

इस इकाई में, हम आज की आँकड़े के रूप में आवर्ती तालिका के ऐतिहासिक विकास का अध्ययन करेंगे और आधुनिक आवर्ती नियम का अध्ययन करेंगे। हम यह भी सीखेंगे कि आवर्ती वर्गीकरण परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विनिमय के लॉजिकल परिणाम के रूप में आता है। अंत में, हम तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुणों में कुछ आवर्ती प्रवृत्तियों का परीक्षण करेंगे।

3.1 तत्वों को वर्गीकृत करने की क्या आवश्यकता है ?

हम अब तक जान गए हैं कि तत्व सभी प्रकार की दुनिया की इकाइयाँ हैं। 1800 में, केवल 31 तत्व जाने जाते थे। 1865 तक, पहचाने गए तत्वों की संख्या दोगुने से अधिक हो गई थी, 63 तक। वर्तमान में 114 तत्व जाने जाते हैं। उनमें से, हाल ही में खोजे गए तत्व मानव ने बनाए हैं। नए तत्वों का संश्लेषण करने के प्रयास जारी हैं। इतनी बड़ी संख्या में तत्व इन सभी तत्वों और उनके अनन्य संयुक्त रासायनिक युक्तियों की रासायनिक चीजों को व्यक्तिगत रूप से अध्ययन करना बहुत कठिन है। इस समस्या को कम करने के लिए, वैज्ञानिकों ने अपनी ज्ञान को व्यवस्थित करने के लिए तत्वों को वर्गीकृत करने के लिए एक तार्किक तरीके की तलाश की। यह केवल उन ज्ञान को तार्किक बनाने में नहीं मदद करता था, बल्कि यह तत्वों के बारे में ज्ञात रासायनिक तथ्यों को भी तार्किक बनाता था, और यह भी अधिक अध्ययन करने के लिए नए तथ्यों का भी अनुमान लगाता था।

3.2 आवर्ती वर्गीकरण की उत्पत्ति

तत्वों को समूहों में वर्गीकृत करना एवं आवर्ती नियम और आवर्ती तालिका का विकास कई वैज्ञानिकों द्वारा अपनी अवलोकन और प्रयोगों के द्वारा प्राप्त ज्ञान को व्यवस्थित करने के परिणाम हैं। जर्मन रासायनिक, जोहान्न डोबेरेनिर शुरुआती 1800 के दशक में तत्वों के गुणों में प्रवृत्तियों के विचार पर विचार करने की पहल की। 1829 तक उन्होंने तीन तत्वों के कई समूहों (ट्राइड्स) के भौतिक और रासायनिक गुणों में समानता देखी। हर मामले में, उन्होंने देखा कि प्रत्येक ट्राइड्स के मध्य तत्व का परमाणु वजन अन्य दोनों के परमाणु वजन के बीच में था (तालिका 3.1)। इसी तरह, मध्य तत्व के अन्य दो सदस्यों के बीच गुणों का भी वितरण था।

तालिका 3.1 डोबेरेनिर के ट्राइड्स

तत्व	परमाणु वजन	तत्व	परमाणु वजन	तत्व	परमाणु वजन
$\mathbf{L i}$	7	$\mathbf{C a}$	40	$\mathbf{C l}$	35.5
$\mathbf{N a}$	23	$\mathbf{S r}$	88	$\mathbf{B r}$	80
$\mathbf{K}$	39	$\mathbf{B a}$	137	$\mathbf{I}$	127

डोबेरेनिर के संबंध, जिसे ट्राइड्स के नियम के रूप में जाना जाता है, केवल कुछ तत्वों के लिए काम करता था, इसलिए इसे एक आकस्मिकता के रूप में देखा गया। तत्वों को वर्गीकृत करने के अगले प्रयास का एक फ्रांसीसी भूवैज्ञानिक, ए.ई.बी. डी चैंकॉर्टिस ने 1862 में किया। उन्होंने उस समय ज्ञात तत्वों को परमाणु वजन के आरोही क्रम में व्यवस्थित किया और गुणों के आवर्ती पुनरावृत्ति को प्रदर्शित करने के लिए तत्वों की एक लंबी तालिका बनाई। यह भी बहुत ध्यान आकर्षित नहीं कर पाई। अंग्रेजी रासायनिक, जॉन एलेक्सनर न्यूलैंड्स ने 1865 में ऑक्टेव्स के नियम की प्रतिष्ठा की। उन्होंने तत्वों को उनके परमाणु वजन के आरोही क्रम में व्यवस्थित किया और देखा कि हर आठवें तत्व के गुण पहले के तत्व से भी समानान्तर होते हैं (तालिका 3.2)। यह संबंध संगीत के ऑक्टेव्स में हर आठवीं नोट की भाँति पहले की नोट से समानान्तर था। न्यूलैंड्स का ऑक्टेव्स का नियम केवल कैल्शियम तक के तत्वों के लिए सत्य लगा। उस समय उनके विचार को व्यापक रूप से स्वीकार नहीं किया गया, हालाँकि उनके काम के लिए उन्हें बाद में 1887 में लंदन के रॉयल सोसाइटी द्वारा डेवी मेडल सम्मानित किया गया।

आज हम जैसा आवर्ती नियम है, उसका विकास रूसी रासायनिक, डिमिट्री मेंडेलीएव (1834-1907) और जर्मन रासायनिक, लोथर मेयर (1830-1895) के बल था।

1869 में स्वतंत्र रूप से दोनों रासायनिकों ने प्रस्तावित किया कि तत्वों को उनके परमाणु वजन के आरोही क्रम में व्यवस्थित करने पर, भौतिक और रासायनिक गुणों में नियमित अंतराल पर समानता दिखाई देती है। लोथर मेयर ने परमाणु वजन के बिना भौतिक गुण जैसे परमाणु आयतन, पिघलने की बिंदु और उसके ऊपर उठने की बिंदु को रिकॉर्ड किया और परमाणु वजन के बिना एक आवर्ती पुनरावृत्ति प्राप्त की। लोथर मेयर ने न्यूलैंड्स के विपरीत, उस पुनरावृत्ति के पैटर्न की लंबाई में एक परिवर्तन देखा। 1868 तक, लोथर मेयर ने तत्वों की एक तालिका विकसित की जो आधुनिक आवर्ती तालिका से बहुत करीब थी। हालाँकि, उनका काम डिमिट्री मेंडेलीएव के काम के बाद ही प्रकाशित हुआ, जिस वैज्ञानिक को आधुनिक आवर्ती तालिका के विकास के लिए आम तौर पर जायज माना जाता है।

तालिका 3.2 न्यूलैंड्स के ऑक्टेव्स

तत्व	$\mathbf{L i}$	$\mathbf{B e}$	$\mathbf{B}$	$\mathbf{C}$	$\mathbf{N}$	$\mathbf{O}$	$\mathbf{F}$
परमाणु वजन	7	9	11	12	14	16	19
तत्व	$\mathbf{N a}$	$\mathbf{M g}$	$\mathbf{A l}$	$\mathbf{S i}$	$\mathbf{P}$	$\mathbf{S}$	$\mathbf{C l}$
परमाणु वजन	23	24	27	29	31	32	35.5
तत्व	$\mathbf{K}$	$\mathbf{C a}$
परमाणु वजन	39	40

जबकि डोबेरेनिर ने आवर्ती संबंध का अध्ययन शुरू किया, मेंडेलीएव उस पहले व्यक्ति का कारण बने थे जिसने आवर्ती नियम को प्रकाशित किया। यह कहते हैं :

तत्वों के गुण उनके परमाणु वजन की एक आवर्ती फलन है।

मेंडेलीएव ने तत्वों को एक तालिका में अपने परमाणु वजन के आरोही क्रम में क्षैतिज पंक्तियों और लंबवत स्तंभों में व्यवस्थित किया, जिसमें समान गुणों वाले तत्व एक समान लंबवत स्तंभ या समूह में आएं। मेंडेलीएव की तत्वों को वर्गीकृत करने की प्रणाली लोथर मेयर की तुलना में अधिक विस्तृत थी। उन्होंने आवर्तीता के महत्व को पूरी तरह से स्वीकार किया और तत्वों को वर्गीकृत करने के लिए भौतिक और रासायनिक गुणों की एक बड़ी श्रृंखला का उपयोग किया। विशेष रूप से, मेंडेलीएव ने तत्वों द्वारा बनाए गए संयुक्त रासायनिक युक्तियों के अनुमानित सूत्रों और गुणों में समानता पर भरोसा किया। उन्होंने सोचा कि कुछ तत्व अपनी वर्गीकरण प्रणाली के साथ अनुपातित नहीं होंगे अगर परमाणु वजन के अनुसार दृढ़ता से क्रम बनाया जाए। उन्होंने परमाणु वजन के क्रम को अनदेखा कर दिया, जिससे कि परमाणु मापन गलत हो सकते थे, और समान गुणों वाले तत्वों को एक साथ रखा। उदाहरण के लिए, परमाणु वजन के निचे तालिका विषमणि के साथ आइसोटोपों के साथ आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के कारण आइसोमॉर्फ होने के

अध्याय 02 परमाणु की संरचना