ಅಧ್ಯಾಯ 03 ಅಂಶಗಳ ವರ್ಗೀಕರಣ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿನ ಆವರ್ತಕತೆ
“ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕವು ತತ್ತ್ವ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಎರಡೂ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿನ ಅತ್ಯಂತ ಮಹತ್ವದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ವಾದಿಸಬಹುದು. ಇದು ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳಿಗೆ ದೈನಂದಿನ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ, ವೃತ್ತಿಪರರಿಗೆ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಹೊಸ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಡೀ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಸಂಘಟನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಸಮೂಹಗಳಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕುಟುಂಬಗಳಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಇರುತ್ತವೆ ಎಂಬ ವಾಸ್ತವದ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರದರ್ಶನವಾಗಿದೆ ಇದು. ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಮೂಲಭೂತ ಕಟ್ಟಡದ ಬ್ಲಾಕ್ಗಳಾದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಂದ ಪ್ರಪಂಚವನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಬಿಡಿಸಿ ನೋಡಲು ಬಯಸುವ ಯಾರಿಗಾದರೂ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಅರಿವು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.”
ಗ್ಲೆನ್ ಟಿ. ಸೀಬೋರ್ಗ್
ಈ ಘಟಕದಲ್ಲಿ, ಇಂದಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಐತಿಹಾಸಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಆಧುನಿಕ ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮವನ್ನು ನಾವು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ. ಪರಮಾಣುಗಳ ವಿದ್ಯುನ್ಮಂಡಲ ವಿನ್ಯಾಸದ ತಾರ್ಕಿಕ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಆವರ್ತಕ ವರ್ಗೀಕರಣ ಹೇಗೆ ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸಹ ನಾವು ಕಲಿಯುತ್ತೇವೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ಆವರ್ತಕ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳನ್ನು ನಾವು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತೇವೆ.
3.1 ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲು ನಮಗೆ ಏಕೆ ಅಗತ್ಯವಿದೆ?
ಎಲ್ಲಾ ರೀತಿಯ ದ್ರವ್ಯದ ಮೂಲಭೂತ ಘಟಕಗಳು ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಎಂದು ನಮಗೆ ಈಗಾಗಲೇ ತಿಳಿದಿದೆ. 1800 ರಲ್ಲಿ, ಕೇವಲ 31 ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಮಾತ್ರ ತಿಳಿದಿದ್ದವು. 1865 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ, ಗುರುತಿಸಲಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ದ್ವಿಗುಣಗೊಂಡು 63 ಆಗಿತ್ತು. ಪ್ರಸ್ತುತ 114 ಮೂಲಧಾತುಗಳು ತಿಳಿದಿವೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾದ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಮಾನವ ನಿರ್ಮಿತವಾಗಿವೆ. ಹೊಸ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಮುಂದುವರೆದಿವೆ. ಇಂತಹ ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮೂಲಧಾತುಗಳೊಂದಿಗೆ, ಈ ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅಸಂಖ್ಯಾತ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು, ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ವರ್ಗೀಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ತಮ್ಮ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಂಘಟಿಸಲು ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹುಡುಕಿದರು. ಇದು ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸತ್ಯಗಳನ್ನು ತರ್ಕಬದ್ಧಗೊಳಿಸುವುದಲ್ಲದೆ, ಮುಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕಾಗಿ ಹೊಸದನ್ನು ಸಹ ಊಹಿಸುತ್ತದೆ.
3.2 ಆವರ್ತಕ ವರ್ಗೀಕರಣದ ಉಗಮ
ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮ ಮತ್ತು ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಅನೇಕ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತಮ್ಮ ವೀಕ್ಷಣೆಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ಪಡೆದ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ. ಜರ್ಮನ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಜೋಹಾನ್ ಡೋಬೆರೈನರ್ 1800 ರ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಗುಣಗಳ ನಡುವೆ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದ ಮೊದಲ ವ್ಯಕ್ತಿಯಾಗಿದ್ದರು. 1829 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ, ಮೂರು ಮೂಲಧಾತುಗಳ (ತ್ರಯ) ಹಲವಾರು ಗುಂಪುಗಳ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳ ನಡುವೆ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಅವರು ಗಮನಿಸಿದರು. ಪ್ರತಿ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ತ್ರಯದ ಮಧ್ಯದ ಮೂಲಧಾತುವಿನ ಪರಮಾಣು ತೂಕವು ಇತರ ಎರಡರ ಪರಮಾಣು ತೂಕಗಳ ನಡುವೆ ಸರಿಸುಮಾರು ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅವರು ಗಮನಿಸಿದರು (ಟೇಬಲ್ 3.1). ಮಧ್ಯದ ಮೂಲಧಾತುವಿನ ಗುಣಗಳು ಇತರ ಎರಡು ಸದಸ್ಯರ ಗುಣಗಳ ನಡುವೆ ಇರುತ್ತವೆ.
ಟೇಬಲ್ 3.1 ಡೋಬೆರೈನರ್ ತ್ರಯಗಳು
| ಮೂಲಧಾತು | ಪರಮಾಣು ತೂಕ | ಮೂಲಧಾತು | ಪರಮಾಣು ತೂಕ | ಮೂಲಧಾತು | ಪರಮಾಣು ತೂಕ |
|---|---|---|---|---|---|
| $\mathbf{L i}$ | 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 |
ಡೋಬೆರೈನರ್ ಸಂಬಂಧವು, ತ್ರಯಗಳ ನಿಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಕೇವಲ ಕೆಲವು ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಂತೆ ಕಂಡುಬಂದ ಕಾರಣ, ಅದನ್ನು ಕಾಕತಾಳೀಯ ಎಂದು ತಿರಸ್ಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲು ಮುಂದಿನ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಪ್ರಯತ್ನವನ್ನು 1862 ರಲ್ಲಿ ಫ್ರೆಂಚ್ ಭೂವಿಜ್ಞಾನಿ ಎ.ಇ.ಬಿ. ಡಿ ಚಾನ್ಕೋರ್ಟೋಯಿಸ್ ಮಾಡಿದರು. ಅವರು ಆಗ ತಿಳಿದಿದ್ದ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಪರಮಾಣು ತೂಕಗಳ ಆರೋಹಣ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಗುಣಗಳ ಆವರ್ತಕ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಮಾಡಿದರು. ಇದು ಸಹ ಹೆಚ್ಚು ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯಲಿಲ್ಲ. ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಜಾನ್ ಅಲೆಕ್ಸಾಂಡರ್ ನ್ಯೂಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್ 1865 ರಲ್ಲಿ ಅಷ್ಟಕಗಳ ನಿಯಮವನ್ನು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದರು. ಅವರು ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣು ತೂಕಗಳ ಆರೋಹಣ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಎಂಟನೇ ಮೂಲಧಾತುವು ಮೊದಲ ಮೂಲಧಾತುವಿನಂತೆಯೇ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಿದರು (ಟೇಬಲ್ 3.2). ಸಂಬಂಧವು ಸಂಗೀತದ ಅಷ್ಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಎಂಟನೇ ಸ್ವರವು ಮೊದಲನೆಯದನ್ನು ಹೋಲುವಂತೆಯೇ ಇತ್ತು. ನ್ಯೂಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್ ಅಷ್ಟಕಗಳ ನಿಯಮವು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ವರೆಗಿನ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಸತ್ಯವಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಅವರ ಕಲ್ಪನೆಯು ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಸ್ವೀಕರಿಸಲ್ಪಡದಿದ್ದರೂ, ಅವರ ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ, ನಂತರ 1887 ರಲ್ಲಿ ರಾಯಲ್ ಸೊಸೈಟಿ, ಲಂಡನ್ ಅವರಿಗೆ ಡೇವಿ ಪದಕ ನೀಡಿತು.
ನಾವು ಇಂದು ತಿಳಿದಿರುವಂತೆ ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮವು ರಷ್ಯಾದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ದಿಮಿತ್ರಿ ಮೆಂಡಲೀವ್ (1834-1907) ಮತ್ತು ಜರ್ಮನ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಲೋಥಾರ್ ಮೇಯರ್ (1830-1895) ಅವರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಋಣಿಯಾಗಿದೆ.
ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಾ, 1869 ರಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣು ತೂಕಗಳ ಆರೋಹಣ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ನಿಯಮಿತ ಮಧ್ಯಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಹೋಲಿಕೆಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂದು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಲೋಥಾರ್ ಮೇಯರ್ ಪರಮಾಣು ಪರಿಮಾಣ, ದ್ರವೀಕರಣ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಕುದಿಬಿಂದುಗಳಂತಹ ಭೌತಿಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಪರಮಾಣು ತೂಕದ ವಿರುದ್ಧ ಗ್ರಾಫ್ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಆವರ್ತಕವಾಗಿ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಪಡೆದರು. ನ್ಯೂಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಲೋಥಾರ್ ಮೇಯರ್ ಆ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಮಾದರಿಯ ಉದ್ದದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರು. 1868 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ, ಲೋಥಾರ್ ಮೇಯರ್ ಆಧುನಿಕ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಹೋಲುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಧುನಿಕ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೀರ್ತಿಗೆ ಪಾತ್ರರಾದ ವಿಜ್ಞಾನಿ ದಿಮಿತ್ರಿ ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರ ಕೆಲಸದ ನಂತರವೇ ಅವರ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಯಿತು.
ಟೇಬಲ್ 3.2 ನ್ಯೂಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್ ಅಷ್ಟಕಗಳು
| ಮೂಲಧಾತು | $\mathbf{L i}$ | $\mathbf{B e}$ | $\mathbf{B}$ | $\mathbf{C}$ | $\mathbf{N}$ | $\mathbf{O}$ | $\mathbf{F}$ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ಪರಮಾಣು ತೂಕ. | 7 | 9 | 11 | 12 | 14 | 16 | 19 |
| ಮೂಲಧಾತು | $\mathbf{N a}$ | $\mathbf{M g}$ | $\mathbf{A l}$ | $\mathbf{S i}$ | $\mathbf{P}$ | $\mathbf{S}$ | $\mathbf{C l}$ |
| ಪರಮಾಣು ತೂಕ. | 23 | 24 | 27 | 29 | 31 | 32 | 35.5 |
| ಮೂಲಧಾತು | $\mathbf{K}$ | $\mathbf{C a}$ | |||||
| ಪರಮಾಣು ತೂಕ. | 39 | 40 |
ಡೋಬೆರೈನರ್ ಆವರ್ತಕ ಸಂಬಂಧದ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರೆ, ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮವನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸುವ ಜವಾಬ್ದಾರಿ ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರದಾಗಿತ್ತು. ಇದು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಹೇಳುತ್ತದೆ:
ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಗುಣಗಳು ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣು ತೂಕಗಳ ಆವರ್ತಕ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿವೆ.
ಮೆಂಡಲೀವ್ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣು ತೂಕಗಳ ಆರೋಹಣ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಕೋಷ್ಟಕದ ಸಮತಲ ಸಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಲಂಬ ಕಾಲಮ್ಗಳಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಿದರು, ಇದರಿಂದ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಒಂದೇ ಲಂಬ ಕಾಲಮ್ ಅಥವಾ ಗುಂಪನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡವು. ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ವರ್ಗೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಲೋಥಾರ್ ಮೇಯರ್ ಅವರದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾಗಿತ್ತು. ಅವರು ಆವರ್ತಕತೆಯ ಮಹತ್ವವನ್ನು ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಗುರುತಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲು ವಿಶಾಲ ಶ್ರೇಣಿಯ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಮೆಂಡಲೀವ್ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಅನುಭವಜನ್ಯ ಸೂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಗುಣಗಳಲ್ಲಿನ ಹೋಲಿಕೆಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದ್ದರು. ಪರಮಾಣು ತೂಕದ ಕ್ರಮವನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ ಪಾಲಿಸಿದರೆ ಕೆಲವು ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಅವರ ವರ್ಗೀಕರಣ ಯೋಜನೆಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಅವರು ಅರಿತುಕೊಂಡರು. ಪರಮಾಣು ಮಾಪನಗಳು ತಪ್ಪಾಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ಭಾವಿಸಿ, ಅವರು ಪರಮಾಣು ತೂಕಗಳ ಕ್ರಮವನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಇರಿಸಿದರು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಟೆಲ್ಲೂರಿಯಂ (ಗುಂಪು VI) ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಪರಮಾಣು ತೂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಯೋಡಿನ್ ಅನ್ನು ಗುಣಗಳಲ್ಲಿನ ಹೋಲಿಕೆಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ (ಚಿತ್ರ 3.1) ಫ್ಲೋರಿನ್, ಕ್ಲೋರಿನ್, ಬ್ರೋಮಿನ್ ಜೊತೆಗೆ ಗುಂಪು VII ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಯಿತು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸುವ ಅವರ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಂಡು, ಕೆಲವು ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಇನ್ನೂ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲ್ಪಡದಿವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ಬಿಟ್ಟರು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಎರಡೂ ಮೆಂಡಲೀವ್ ತಮ್ಮ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲ. ಅವರು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಖಾಲಿ ಜಾಗವನ್ನು ಬಿಟ್ಟರು, ಮತ್ತು ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಎಕಾ-ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಎಕಾ-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಎಂದು ಕರೆದರು. ಮೆಂಡಲೀವ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಅವುಗಳ ಕೆಲವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಭೌತಿಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಸಹ ವಿವರಿಸಿದರು. ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ನಂತರ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ಈ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಮೆಂಡಲೀವ್ ಊಹಿಸಿದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದವುಗಳನ್ನು ಟೇಬಲ್ 3.3 ರಲ್ಲಿ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.
ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಭವಿಷ್ಯಗಳ ಧೈರ್ಯ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅಂತಿಮ ಯಶಸ್ಸು ಅವರನ್ನು ಮತ್ತು ಅವರ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಪ್ರಸಿದ್ಧಗೊಳಿಸಿತು. 1905 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಚಿತ್ರ 3.1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಟೇಬಲ್ 3.3 ಎಕಾ-ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ (ಗ್ಯಾಲಿಯಂ) ಮತ್ತು ಎಕಾ-ಸಿಲಿಕಾನ್ (ಜರ್ಮೇನಿಯಂ) ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರ ಭವಿಷ್ಯಗಳು
| ಗುಣ | ಎಕಾ-ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ (ಭವಿಷ್ಯ) | ಗ್ಯಾಲಿಯಂ (ಕಂಡುಬಂದಿದೆ) | ಎಕಾ-ಸಿಲಿಕಾನ್ (ಭವಿಷ್ಯ) | ಜರ್ಮೇನಿಯಂ (ಕಂಡುಬಂದಿದೆ) |
|---|---|---|---|---|
| ಪರಮಾಣು ತೂಕ | 68 | 70 | 72 | 72.6 |
| ಸಾಂದ್ರತೆ/(ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ $\mathbf{)}$ | 5.9 | 5.94 | 5.5 | 5.36 |
| ದ್ರವೀಕರಣ ಬಿಂದು/ಕೆ | $\mathrm{Low}$ | 302.93 | $\mathrm{High}$ | 1231 |
| ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೂತ್ರ | $\mathrm{E}_2 \mathrm{O}_3$ | $\mathrm{Ga}_2 \mathrm{O}_3$ | $\mathrm{EO}_{2}$ | $\mathrm{GeO}_{2}$ |
| ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಸೂತ್ರ | $\mathrm{E} \mathrm{Cl}_{3}$ | $\mathrm{GaCl}_{3}$ | $\mathrm{ECl}_{4}$ | $\mathrm{GeCl}_{4}$ |
ಗುಂಪುಗಳು ಮತ್ತು ಶ್ರೇಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಆವರ್ತಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆ
ಚಿತ್ರ 3.1 ಹಿಂದೆ ಪ್ರಕಟವಾದ ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕ
3.3 ಆಧುನಿಕ ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮ ಮತ್ತು ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಪ್ರಸ್ತುತ ರೂಪ
ಮೆಂಡಲೀವ್ ತಮ್ಮ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದಾಗ, ಪರಮಾಣುವಿನ ಆಂತರಿಕ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಿಗೆ ಏನೂ ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ನೆನಪಿನಲ್ಲಿಡಬೇಕು. ಆದಾಗ್ಯೂ, $20^{\text {th }}$ ಶತಮಾನದ ಆರಂಭವು ಉಪ-ಪರಮಾಣು ಕಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳಲ್ಲಿ ಆಳವಾದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಳನ್ನು ಕಂಡಿತು. 1913 ರಲ್ಲಿ, ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಹೆನ್ರಿ ಮೋಸ್ಲೆ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ $X$-ಕಿರಣ ವರ್ಣಪಟಲಗಳಲ್ಲಿ ನಿಯಮಿತತೆಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರು. $\sqrt{v}$ (ಇಲ್ಲಿ $V$ ಎಂಬುದು $X$-ಕಿರಣಗಳ ಆವರ್ತನ) ವಿರುದ್ಧ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ $(Z)$ ನೇರ ರೇಖೆಯನ್ನು ನೀಡಿತು ಮತ್ತು $\sqrt{v}$ ವಿರುದ್ಧ ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಪ್ಲಾಟ್ ಅಲ್ಲ. ಇದರಿಂದ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಯು ಮೂಲಧಾತುವಿನ ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಮೂಲಭೂತ ಗುಣವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ತೋರಿಸಿದರು. ಮೆಂಡಲೀವ್ ಅವರ ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮವನ್ನು ಅದರಂತೆ ಮಾರ್ಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಇದನ್ನು ಆಧುನಿಕ ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಹೀಗೆ ಹೇಳಬಹುದು:
ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳು ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಗಳ ಆವರ್ತಕ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿವೆ.
ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮವು 94 ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ನಡುವೆ ಮುಖ್ಯ ಸಾದೃಶ್ಯಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು (ನೆಪ್ಚೂನಿಯಂ ಮತ್ತು ಪ್ಲುಟೋನಿಯಂ ಆಕ್ಟಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೋಆಕ್ಟಿನಿಯಂನಂತೆ ಯುರೇನಿಯಂ ಅದಿರಾದ ಪಿಚ್ಬ್ಲೆಂಡ್ನಲ್ಲಿ ಸಹ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ). ಇದು ಅಕಾರ್ಬನಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ನವೀಕೃತ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿತು ಮತ್ತು ಕೃತಕವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾದ ಅಲ್ಪಾಯುಷ್ಯದ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಸೃಷ್ಟಿಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಸ್ತುತಕ್ಕೆ ತರಲಾಗಿದೆ.
ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಯು ಪರಮಾಣು ಕೇಂದ್ರದ ಆವೇಶಕ್ಕೆ (ಅಂದರೆ, ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ) ಅಥವಾ ತಟಸ್ಥ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೀವು ನೆನಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಆವರ್ತಕತೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುನ್ಮಂಡಲ ವಿನ್ಯಾಸಗಳ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು ನಂತರ ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ವಿದ್ಯುನ್ಮಂಡಲ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿನ ಆವರ್ತಕ ಬದಲಾವಣೆಯು ಆವರ್ತಕ ನಿಯಮದ ಮೂಲಭೂತ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಈಗ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಮಯಕ್ಕೆ ಸರಿಯಾಗಿ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಹಲವಾರು ರೂಪಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು ರೂಪಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ವೇಲೆನ್ಸಿಯನ್ನು ಒತ್ತಿಹೇಳುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಇತರವು ಮೂಲಧಾತುಗಳ ವಿದ್ಯುನ್ಮಂಡಲ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಒತ್ತಿಹೇಳುತ್ತವೆ. ಒಂದು ಆಧುನಿಕ ಆವೃತ್ತಿ, ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ “ದೀರ್ಘ ರೂಪ” (ಚಿತ್ರ 3.2), ಅತ್ಯಂತ ಅನುಕೂಲಕರ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಸಮತಲ ಸಾಲುಗಳನ್ನು (ಮೆಂಡಲೀವ್ ಶ್ರೇಣಿಗಳು ಎಂದು ಕರೆದರು) ಆವರ್ತಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲಂಬ ಕಾಲಮ್ಗಳು, ಗುಂಪುಗಳು. ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಹೊರ ವಿದ್ಯುನ್ಮಂಡಲ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಲಂಬ ಕಾಲಮ್ಗಳಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಗುಂಪುಗಳು ಅಥವಾ ಕುಟುಂಬಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಟರ್ನ್ಯಾಷನಲ್ ಯೂನಿಯನ್ ಆಫ್ ಪ್ಯೂರ್ ಅಂಡ್ ಅಪ್ಲೈಡ್ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ (IUPAC) ಶಿಫಾರಸಿನ ಪ್ರಕಾರ, ಗುಂಪುಗಳನ್ನು 1 ರಿಂದ 18 ರವರೆಗೆ ಸಂಖ್ಯೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ, ಗುಂಪುಗಳ ಹಳೆಯ ಸಂಕೇತವಾದ IA … VIIA, VIII, IB … VIIB ಮತ್ತು 0 ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಒಟ್ಟು ಏಳು ಆವರ್ತಗಳಿವೆ. ಆವರ್ತ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಆವರ್ತದಲ್ಲಿನ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಅತ್ಯಧಿಕ ಪ್ರಧಾನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆ $(n)$ ಗೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ. ಮೊದಲ ಆವರ್ತವು 2 ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ನಂತರದ ಆವರ್ತಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ $8,8,18,18$ ಮತ್ತು 32 ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಏಳನೇ ಆವರ್ತವು ಅಪೂರ್ಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆರನೇ ಆವರ್ತದಂತೆ 32 ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಗರಿಷ್ಠ (ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ರೂಪದ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ, ಆರನೇ ಮತ್ತು ಏಳನೇ ಆವರ್ತಗಳ 14 ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು (ಕ್ರಮವಾಗಿ ಲ್ಯಾಂಥನಾಯ್ಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಆಕ್ಟಿನಾಯ್ಡ್ಗಳು) ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪ್ಯಾನೆಲ್ಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗಿದೆ[^0].
ಚಿತ್ರ 3.2 ಅವುಗಳ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಮೂಲ ಸ್ಥಿತಿಯ ಹೊರ ವಿದ್ಯುನ್ಮಂಡಲ ವಿನ್ಯಾಸಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ದೀರ್ಘ ರೂಪ. ಗುಂಪುಗಳನ್ನು 1984 ರ IUPAC ಶಿಫಾರಸುಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ 1-18 ಎಂದು ಸಂಖ್ಯೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಈ ಸಂಕೇತವು ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ IA–VIIA, VIII, IB–VIIB ಮತ್ತು 0 ರ ಹಳೆಯ ಸಂಖ್ಯಾಂಕ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ.
3.4 ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ > 100 ಹೊಂದಿರುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ನಾಮಕರಣ
ಹೊಸ ಮೂಲಧಾತುಗಳ ಹೆಸರಿಸುವಿಕೆಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ ಆವಿಷ್ಕರ್ತರ (
BETA
