शाळा : मूलद्रव्यांची
आपल्या सर्वाना हे माहिती आहे कि द्रव्य हे संयुग किंवा मिश्रणे या स्वरूपात आढळते. परंतु या मूलद्रव्याचा अभ्यास करण्यासाठी त्यांचे वर्गीकरण आपण धातू व अधातू मध्ये केले. कालांतराने असे लक्षात आले कि काही मूलद्रव्ये धातू आणि अधातू या दोघांचेही गुणधर्म दाखवितात त्यांना धातूसादृश्य असे म्हणतात . ज्या मूलद्रव्यांचा शोध लागलेला होता त्यांची नावे लक्षात ठेवणे कठीण होते. या सर्व गोंधळातून बाहेर पडण्यासाठी शास्त्रज्ञानासुद्धा बरीच कसरत करावी लागली.परंतु अथक प्रयत्नानंतर जे समोर येत गेले त्याचा अभ्यास आपण या पाठात करणार आहोत .
डोबेरायनर ची त्रिके
डोबेरायनर या शास्त्रज्ञाने मूलद्रव्यांचा अभ्यास करताना असे लक्षात आले कि काही काही मूलद्रव्यांचे गुणधर्मांची पुनरावृत्ती होते आहे. मग ज्या मुलद्रव्याची पुनरावृत्ती होते आहे ते गट त्याने शोधले.त्या गटांत तीन मुलद्रव्ये होती म्हणुन त्यांना त्रिके असे संबोधले जाते.
डोबेरायनर ची त्रिकांचा नियम पुढीलप्रमाणे :-
कोणत्याही तीन मुलद्रव्यांची मांड्णी करताना मधल्या मूलद्रव्याचे अणुवस्तुमान हे पहिल्या व तिसऱ्या मुलद्रव्याच्या अणुवस्तुमानाच्या बेरजेच्या सरासरी एवढे असते.
उदाहर्णार्थसमजा तीन मूलद्रव्ये आहेत लिथियम,सोडीअम आणि पोटॅशियम या तीन मुलद्रव्यांची अणुवस्तुमान अनुक्रमे ६.९,२३,३९ आहेत. आता वरील नियमानुसार मधल्या मूलद्रव्याचे अणुवस्तुमान काढू
पहिल्या व तिसऱ्या मुलद्रव्याची बेरीज करू ६.९+३९=४५.९
सरासरी काढू ४५.९/३=२२.९५ म्हणजेच २३ आता बघा मधला मूलद्रव्य सोडिअम याचे अणूवस्तुमान २३ आहे . परंतु अभ्यासानंतर असे लक्षात आले कि हा नियम सगळ्या मूलद्रव्यांना लागू पडत नव्हता. म्हणून या त्रीकांच्या नियमाला मान्यता मिळाली नाही .
न्यूलानड्स ची अष्टके
पुढे आणखी शोध लागत गेले त्यात महत्वाची भूमिका बजावली ती न्यूलानड्स च्या नियमाने त्याने असे सांगितले कि
"मुलद्रव्यांची त्यांच्या अणूवस्तुमानाच्या चढत्या क्रमाने मांडणी केली असता प्रत्येकी पहिल्या व आठव्या मूलद्रव्याचे गुणधर्म सारखे असतात."
याबद्दल उदाहरण द्यायचे झाल्यास संगीतातील स्वर सा,रे,ग,म,प,ध,नि,सा प्रमाणे पहिला सा व शेवटचा सा साम्य दाखवतो त्याप्रमाणे पहिला व आठवा मूलद्रव्याचे गुणधर्म साम्य दाखवतात असे मत न्यूलानड्स ने मांडले. त्यासाठी त्याने काही उदाहरणे दिली परंतु हा नियम सुद्धा सर्व मुलद्रव्याकरिता लागू पडत नव्हता न्यूलानड्सच्या आवर्त सारणी ची वैशिष्ट्ये
१. फक्त ५६ मूलद्रव्यांचा शोध लागलेला असल्याने न्यूलानड्स कल्शिअम पर्यंतच मांडणी करू शकला.
२. कल्शिअम नंतर कोणत्याही आठव्या मूलद्रव्याचे गुणधर्म सारखे नव्हते
३. शोध न लागल्यामुळे निष्क्रिय वायुना स्थान नव्हते.
मेंडेलीव्ह्ची आवर्तसारणी
या शास्त्राज्ञाने शोध लावत पर्यंत जवळपास ६३ मूलद्रव्यांचा शोध लागला होता. आवर्त सारणी चा खरा जनक मेंडेलीव्ह् ला म्हटले तर वावगे ठरणार नाही.त्याने जो नियम मांडला तो मेंडेलीव्ह्चा आवर्ती नियम असा ओळखला जातो तो पुढीलप्रमाणे
"मूलद्रव्याचे भौतिक व रासायनिक गुणधर्म हे त्यांच्या अणुवस्तुमाना चे आवृत्तीफल आहेत"
(आवृत्ती चा अर्थ विशिष्ट काळानंतर होणारी पुनरावृत्ती असा होतो )
या आवर्त नियामावरून जी आवर्तसारणी तयार झाली त्यास मेंडेलीव्ह्ची आवर्तसारणी असे म्हणतात.ती आवर्तसारणी पुढीलप्रमाणे
मेंडेलीव्ह्च्या आवर्तसारणीचे गुण १.सर्व मूलद्रव्यांचे यशस्वीपणे वर्गीकरण केले.
२. ज्या मूलद्रव्यांचा शोध लागलेला नव्हता त्यासाठी आवर्तसारणी मध्ये रिक्त स्थान ठेवले .
३. ज्या मूलद्रव्यांच्या गुणधर्माबद्दल भाकीत वर्तवले होते ते कालांतराने अचूक ठरले.
४. निष्क्रिय वायू आवर्त सारणीत जागेची अदलाबदल न करता बसविण्यात आले.
मेंडेलीव्ह्च्या आवर्तसारणीचे दोष
१. हायड्रोजन अल्कली धातू तसेच हलोजेन शी साम्य दाखवतो म्हणून हायड्रोजन ला निश्चित स्थान देण्यात आले नाही .
२.समस्थानिके व अणुवस्तुमानानुसार मूलद्रव्यांना जागा नव्हती.
३. रासायनिक दृष्ट्या समस्थानिके सारखीच असल्यामुळे त्यांना एकाच स्थान दिले गेले.
४. जास्त अणुवस्तुमान असलेल्या मूलद्रव्यांना आधी व कमी अणुवस्तुमान असलेल्या मूलद्रव्यांना नंतर स्थान दिले गेले.
५ . विविध गुणधर्म असलेल्या मूलद्रव्यांना उपगणात ठेवले गेले.
आधुनिक आवर्तसारणी
हेन्री मोसले या शास्त्रज्ञाने असे शोधून काढले कि मूलद्रव्यांचा मुलभूत गुणधर्म अणुवस्तुमान नसून अणुअंक आहे . अणुअंक केंद्रकातील प्रोटोनचि संख्या व बाह्यतम इलेक्ट्रोन संख्या दर्शवितोय़ शोधामुळे मुलद्रव्ये आणि त्यांचे गुनधर्म याबद्दलचा दृष्टीकोन पूर्ण बदलला . त्याने मांडलेला नियम पुढीलप्रमाणे
"मूलद्रव्याचे भौतिक व रासायनिक गुणधर्म हे त्यांच्या अणुअंकाचे आवर्ती फल आहेत"
(आवर्ती चा अर्थ गण आणि आवर्तन यात क्रमश: होणारा बदल आणि ठराविक अणुक्रमांकानंतर पुनरावृत्ती )
(आवर्ती चा अर्थ गण आणि आवर्तन यात क्रमश: होणारा बदल आणि ठराविक अणुक्रमांकानंतर पुनरावृत्ती )
आधुनिक आवर्तसारणीची वैशिष्ट्ये
१. आवर्त सारणी तील आडव्या ओळींना आवर्तन तर उभ्या ओळींना गण म्हणतात .
२.आवर्तन ७ तर गण १८ आहेत.
३. आवर्तनात १ ते ७ अंक आहेत.प्रत्येक आवर्तनाची सुरुवात नवीन कक्षेत इलेक्ट्रोन भरण्याने होते. आवर्तन क्रमांक हा कक्षेच्या क्रमांका इतका असतो .
४. पहिले आवर्तन-सर्वात लहान -२ मूलद्रव्ये
दुसरे व तिसरे आवर्तन -लघुआवर्तन-८ मूलद्रव्ये
चौथे व पाचवे आवर्तन -दीर्घ आवर्तन-१८ मूलद्रव्ये
सहावे आवर्तन - सर्वात दीर्घ - ३२ मूलद्रव्ये
सातवे आवर्तन -अपूर्ण
५. गणांना १ ते १८ क्रमांक दिले असून ज्या मूलद्रव्यांचेइलेक्ट्रोन संरुपण सारखे आहे त्यांना सारख्या गणात ठेवले आहे .
६. समान गणातील मूलद्रव्ये समान रासायनिक गुणधर्म दाखवतात .
७. आवर्तसारणी मध्ये डाव्या बाजूला धातू तर उजव्या बाजूला अधातू आहेत.
८. गणांची माहिती थोडक्यात
- १ला व २रा गण डाव्या बाजूला असून १३ ते १७ गण उजव्या बाजूला असून त्यांना "प्रसामान्य मूलद्रव्ये"म्हणतात कारण त्यांची फक्त शेवटची कक्षा अपूर्ण असते .
- ३ ते १२ या गणातील मूलद्रव्ये मध्यभागी असून त्यांच्या बाह्यतम दोन कक्षा अपूर्ण असल्याने त्यांना "संक्रामक मूलद्रव्ये" म्हणतात .
- १८ व्या गणात "निष्क्रिय वायू "आहेत त्यांच्या बाह्यतम कक्षेत ८ इलेक्ट्रोन (अष्टक) असल्याने ते कोणत्याही इतर मूलद्रव्याला इलेक्ट्रोन देत नाहीत किंवा घेत हि नाहीत त्यामुळे त्यांना "राजवायू"असेही म्हणतात.
- आवर्तसारणी त सर्वात खाली "आंतर संक्रामक " मूलद्रव्ये आहेत वरच्या श्रेणीला "अक्टेनाइड" व खालील श्रेणीला "लन्थेनाइड "असे म्हणतात . यात बाह्यतम तीन कक्षा अपूर्ण असतात.
- एस -खंड - गण १ व २ या गणातील मूलद्रव्ये यात येतात त्यांच्या बाह्यतम कक्षेत १ किंवा २ इलेक्ट्रोन येतात व ते सर्व धातू आहेत .
- पी - खंड - गण १३ ते १८ या गणातील मूलद्रव्ये यात येतात त्यांच्या बाह्यतम कक्षेत ३ ते ८ इलेक्ट्रोन असतात य़ात काही धातू,अधातू आणि धातुसदृश्य आहेत .
- डी -खंड -गण ३ ते १२ या गणातील मूलद्रव्ये यात येतात .यात सर्व संक्रामक मूलद्रव्ये(बाह्यतम दोन कक्षा अपूर्ण ) आहेत. यात सर्व धातू आहेत.
- एफ -खंड - आवर्त सारणी त तळाशी असलेले मुलद्रव्य लन्थेनाइड व अक्टेनाइड आहेत य़ात सर्व आंतर संक्रामक मूलद्रव्ये आहेत. (बाह्यतम तीन कक्षा अपूर्ण).
आधुनिक आवर्तसारणी चे गुण
१. मूलद्रव्यांच्या समस्थानिकांचे अणु वस्तुमान भिन्न असून अणु अंक एक च आहे त्यांना आवर्त सारणी त एकाच स्थान आहे.
२.मुलद्रव्यांची मांडणी अणु अंक प्रमाणे करण्यात आली त्यामुळे काही जोड्यांमध्ये आढळलेली विसंगती दूर झाली .
३. मूलद्रव्यांचे वर्गीकरण इलेक्ट्रोन संरुपण च्या आधारे वेगवेगळ्या खंडात केले.
२.मुलद्रव्यांची मांडणी अणु अंक प्रमाणे करण्यात आली त्यामुळे काही जोड्यांमध्ये आढळलेली विसंगती दूर झाली .
३. मूलद्रव्यांचे वर्गीकरण इलेक्ट्रोन संरुपण च्या आधारे वेगवेगळ्या खंडात केले.
संयुजा
संयुजा हि बाहयतम कक्षेत असलेल्या अन्युजा इलेक्ट्रोन वरून ठरवली जाते . गणातील सर्व संयुजा इलेक्ट्रोन समान असेल तर त्यांची संयुजा सारखी असते.
२ ऱ्या व ३ ऱ्या आवर्तसारणती संयुजा डावीकडून उजवीकडे १ ते ४ पर्यंत वाढत जाते आणि नंतर ४ ते ० पर्यंत कमी होत जाते .
