आवर्त सारणी का विकास: इसके निर्माण से लेकर आज तक

आवर्त सारणी में से एक है सबसे प्रतिष्ठित प्रतीक विज्ञान की। हालांकि 2019 इसके निर्माण की 150वीं वर्षगांठ थी, लेकिन यह किसी भी तरह से एक तैयार दस्तावेज नहीं है। एक शिक्षक के इस पाठ में हम देखेंगे कि आवर्त सारणी का विकास इसके निर्माण से लेकर आज तक और परमाणुओं और उनके गुणों के ज्ञान में क्या प्रगति ने इसे संभव बनाया है।

सूची

1. आवर्त सारणी क्या है?
2. पहली आवर्त सारणी: उत्पत्ति
3. आवर्त सारणी और विकास का इतिहास

आवर्त सारणी तत्वों की आवधिक प्रणाली वैज्ञानिक दस्तावेज है जो कम जगह में अधिक जानकारी केंद्रित करती है और विज्ञान के सबसे शक्तिशाली प्रतीकों में से एक है। इसमें का एक अच्छा हिस्सा होता है हमारे पास रसायन विज्ञान के बारे में ज्ञान है। किसी अन्य वैज्ञानिक विषय में ऐसा कोई दस्तावेज नहीं है।

तत्वों की आवर्त सारणी है a रासायनिक तत्वों की वर्गीकरण प्रणाली इसकी शुरुआत 200 साल से भी पहले हुई थी। यह वर्गीकरण प्रणाली समय के साथ बढ़ती और बदलती रही है, जैसे-जैसे विज्ञान आगे बढ़ा और नए खोजे गए। रासायनिक तत्व. हालाँकि, इसकी मौलिक संरचना को बरकरार रखते हुए विभिन्न संशोधनों को शामिल किया गया है।

आवर्त सारणी का नाम इसलिए रखा गया है क्योंकि ग्राफिक रूप से व्यक्त करता है जिस तरह से वे नियमित अंतराल पर दोहराते हैं निश्चित रासायनिक गुण. यह एक प्रकार का द्वि-आयामी प्रतिनिधित्व है या, इसके अधिक आधुनिक अभ्यावेदन में, त्रि-आयामी।

में शास्त्रीय आवर्त सारणी (दो आयामी) रासायनिक तत्वों को व्यवस्थित किया जाता है समूह या परिवार और वर्तमान आवर्त सारणी में लंबवत स्तंभों में दर्शाए गए हैं। स्तंभों में इन समूहों की क्रमबद्ध व्यवस्था पंक्तियों की एक श्रृंखला को जन्म देती है, जिन्हें आवर्त कहा जाता है, जहाँ तत्वों को उनके परमाणु भार के अनुसार क्रमबद्ध किया जाता है। आवर्त सारणी में सात आवर्त होते हैं जो लंबाई में भिन्न होते हैं।

मेंडेलीव से पहले, अन्य वैज्ञानिकों ने रासायनिक तत्वों के लिए वर्गीकरण प्रणाली विकसित की थी। लेकिन, तत्वों की आवर्त सारणी के विपरीत, वे थे ज्ञात तत्वों की मात्र सूचियाँ; जबकि आवर्त सारणी की विशिष्टता है कि यह एक द्वि-आयामी वर्गीकरण प्रणाली है (पंक्तियाँ और कॉलम) या तीन आयाम, इसके सबसे आधुनिक संस्करणों में, जहां रासायनिक तत्वों को क्रमिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है परतें।

इसी कारण से इतिहासकार आधुनिक आवर्त सारणी के जन्म की तिथि बताते हैं फरवरी १७, १८६९, कब अ दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव पूरा करो पहली आवर्त सारणी बहुतों में से जो उसने बनाया है। इस तालिका में परिवारों में व्यवस्थित 63 तत्व शामिल थे और अभी तक तत्वों के लिए खाली स्थान छोड़े गए थे की खोज की, लेकिन जिससे उन्होंने उनका परमाणु भार घटाया (जैसे गैलियम, जर्मेनियम, और स्कैंडियम)

आवर्त सारणी की खोज के लिए प्रमुख डेटा का पिछला ज्ञान था knowledge परमाण्विक भार प्रत्येक तत्व का।

परमाणु भार और परमाणु क्रमांक क्या है?

यह अंक परमाणु के भार का प्रतिनिधित्व करता है और यह का एकमात्र मापनीय मान था परमाणुओं. लेकिन यह प्रत्यक्ष माप के किसी भी मामले में नहीं था (ऐसे कोई मापने वाले उपकरण नहीं हैं जो पृथक परमाणुओं को तौलने की अनुमति देते हैं) बल्कि वे एक ऐसी प्रणाली थी जिसने स्थापित किया था एक मानक जिसमें हाइड्रोजन परमाणु को 1 का मनमाना मान दिया गया था और इसके संबंध में शेष तत्वों के परमाणु भार के मूल्य की गणना की गई थी पैटर्न।

की पहली गणना परमाणु क्रमांक तत्वों की खोज अंग्रेजी रसायनज्ञ द्वारा की गई थी जॉन डाल्टन, और उन्नीसवीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के दौरान एक महान वैज्ञानिक बहस उत्पन्न की। हालाँकि, 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, तत्वों के परमाणु भार की गणना के लिए प्रणाली पर पहले से ही एक उल्लेखनीय सहमति थी। परमाणु भार मेंडेलीव के बाद से, आवर्त सारणी के भीतर तत्वों के सही क्रम के लिए एक प्रमुख मानदंड बन गया।

जब मेंडलीफ ने ज्ञात तत्वों को उनके अनुसार क्रमित किया परमाणु भार में वृद्धि, आवर्ती गुणों की उपस्थिति का अवलोकन किया जिसने तत्वों को एक दूसरे के समान तत्वों के समूहों या परिवारों में समूहीकृत करने की अनुमति दी। हालांकि, कुछ मामलों में, तत्वों का उनके परमाणु भार के अनुसार क्रम उन तत्वों के बीच समानता का जवाब नहीं देता था जो देखे गए थे और मेंडेलीव बदल गए थे आवर्त सारणी की व्यवस्था में 17 तत्वों की स्थिति उनके परमाणु भार के बावजूद, उन्हें उन तत्वों के साथ समूहित करने में सक्षम होने के लिए जिनके साथ उन्होंने समानताएं प्रस्तुत कीं।

इन परिवर्तनों से पता चला कि कुछ स्वीकृत परमाणु भार सही नहीं थे और उनकी पुनर्गणना की गई थी। परमाणु भारों में सुधार के बावजूद, अभी भी ऐसे तत्व थे जिन्हें उनके परमाणु भार द्वारा दर्शाए गए स्थान के अलावा अन्य पदों पर रखा जाना था।

छवि: बीबीसी.कॉम

मेंडेलीफ के निस्संदेह योगदान के बावजूद, तत्वों की आवर्त सारणी एक शोधकर्ता के काम का परिणाम नहीं है। मेंडेलीव के अलावा, उन्नीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध के दौरान और बीसवीं शताब्दी के दौरान कई रसायनज्ञों ने रासायनिक तत्वों के बारे में जानकारी को व्यवस्थित करने के सर्वोत्तम तरीके की खोज जारी रखी जाना हुआ। इससे भी अधिक इस बात को ध्यान में रखते हुए कि इस दौरान की खोज नए रासायनिक तत्व या साधारण पदार्थ, स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए धन्यवाद (जो परमाणुओं और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के बीच बातचीत का अध्ययन करता है)।

तत्वों का वर्गीकरण आवर्त सारणी में आरंभिक गणनाओं पर आधारित थी परमाणु भार तत्वों की और प्रकट उपमाएँ जो तत्वों को समान परिवारों में समूहीकृत करने की अनुमति देती हैं। फिर भी, इन आवधिक गुणों के प्रकट होने का कारण स्पष्ट नहीं किया जा सका। २०वीं शताब्दी के दौरान इलेक्ट्रॉनिक संरचना की खोज के साथ, तत्वों के गुणों में इस आवधिकता का कारण समझा गया था।

क्रमबद्ध क्रम के रूप में परमाणु क्रमांक

20वीं सदी की शुरुआत में ग्लोवर और रदरफोर्डने देखा कि नाभिक में आवेशित कणों का परमाणु भार लगभग आधा होता है। यह मान की अवधारणा से मेल खाता है परमाणु क्रमांक जिसे परमाणु नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है और जो एक तटस्थ परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के साथ मेल खाता है। इस नए मूल्य ने उस समय तक किए गए कुछ तत्वों की स्थिति में परिवर्तन को उचित ठहराया। उदाहरण के लिए टेल्यूरियम और आयोडीन के बीच स्थिति का परिवर्तन।

१९१३ में, हेनरी मोसले एक्स-रे स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा परमाणु संख्या के एक समारोह के रूप में तालिका के क्रम की पुष्टि की। परमाणु क्रमांक के अनुसार क्रम आज भी लागू है।

उसी समय, 20 वीं शताब्दी के दौरान, क्वांटम यांत्रिकी और तकनीक के विकास के लिए धन्यवाद, नए रासायनिक तत्वों की खोज जारी रही। कणों द्वारा परमाणुओं की बमबारी, सदी के दूसरे भाग से। इस नई तकनीक से बनाना संभव था कृत्रिम तत्व जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं।

यद्यपि आवर्त सारणी के भीतर तत्वों की सही व्यवस्था में प्रगति हुई थी, फिर भी कुछ गुणों के आवर्ती होने का कारण (गुण) आवधिक)। का विकास क्वांटम यांत्रिकी (भौतिकी की शाखा जो सूक्ष्म पैमाने पर प्रकाश और परमाणुओं के व्यवहार का अध्ययन करती है) 1920 से इन गुणों के कारण की व्याख्या करने के लिए निर्णायक थी।

आवधिक गुणों की व्याख्या के रूप में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

२०वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में भौतिकविदों ने नील्स बोहरो यू वोल्फगैंग पाउली उन्होंने एक परमाणु मॉडल का प्रस्ताव रखा जिसमें इलेक्ट्रॉन केवल कुछ कक्षाओं में ही कब्जा कर सकते हैं और जहां इलेक्ट्रॉनों को विभिन्न ऊर्जा स्तरों की परतों के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। जिस तरह से इलेक्ट्रॉनों को विभिन्न कोशों या ऊर्जा स्तरों में कक्षाओं में वितरित किया जाता है, उसे के रूप में जाना जाता है इलेक्ट्रोनिक विन्यास.

इलेक्ट्रॉन विन्यास में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था की खोज गुणों की आवधिकता को समझने के लिए मौलिक थी। आवधिक, चूंकि यह देखा गया था कि ये गुण परमाणुओं के सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से निकटता से संबंधित थे वालेंसिया)।

जिस क्रम में इलेक्ट्रॉन परमाणु कक्षाओं को भरते हैं, वह 1930 में भौतिक विज्ञानी इरविन मैडेलुंग द्वारा स्थापित किया गया था जिन्होंने भरने के क्रम के लिए एक संख्यात्मक नियम स्थापित किया था। इस नियम के रूप में जाना जाता है मैडेलुंग नियम और यह एक अनुभवजन्य नियम है जिसे क्वांटम यांत्रिकी के माध्यम से समझाया नहीं जा सकता है।

आवर्त सारणी की पहली तीन पंक्तियों के लिए भरने का क्रम सरल है, लेकिन में चौथी पंक्ति, जहां संक्रमण तत्व स्थित हैं, भरने का क्रम की एक श्रृंखला से गुजरता है परिवर्तन कुल 20 विषम वस्तुएँ हैं जो इस नियम का पालन नहीं करती हैं।

तालिका का विकास आज भी जारी है

2006 में, सैद्धांतिक रसायनज्ञ यूजेन शावर्ज़ वह मैडेलुंग के नियम की विसंगतियों को ध्यान में रखते हुए समझाने में कामयाब रहे कि ऊर्जा स्तर के आधार पर परमाणुओं में विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक विन्यास हो सकते हैं। औसत की गणना करते हुए, अधिकांश तत्वों के इलेक्ट्रॉन विन्यास मैडेलुंग के नियम का अनुपालन करते हैं।

आवर्त सारणी २१वीं सदी में बहस का विषय बनी हुई है, हालांकि की व्यवस्था या इलेक्ट्रॉनिक विन्यास तत्वों, इस क्रम और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में देखी गई विसंगतियों को a. के माध्यम से समझाना अभी भी मान्य है सिद्धांत।

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विभिन्न लेखक। (2019)विशेष: आवर्त सारणी. अनुसंधान और विज्ञान। बार्सिलोना: वैज्ञानिक प्रेस एस.ए.