आधुनिक आवर्त सारणी (Modern Periodic table)

मेंडेलेव्ह यांनी जेंव्हा मूलद्रव्यांची आवर्त सारणी विकसित केली तेंव्हा रसायनशास्त्रज्ञांना अणूच्या अंतर्गत रचनेची काहीच माहिती नव्हती. विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीला मूलद्रव्याचा अणुक्रमांक  या संकल्पनेचा उदय झाला. १९३१ मध्ये हेन्री मोज्ली यांनी दाखवून दिले की, मूलद्रव्याचा अणुक्रमांक  हा अणुवस्तुमानापेक्षा जास्त मूलभूत गुणधर्म दर्शविणारा घटक आहे. मेंडेलेव्ह यांचा आवर्त सिद्धांत सुधारताना मोज्ली यांनी मूलद्रव्यांचे वर्गीकरण त्यांच्या अणुक्रमांकानुसार वाढत्या क्रमाने केले. तसेच मूलद्रव्यांचे भौतिक व रासायनिक गुणधर्म हे त्यांच्या अणुक्रमांकाचे आवर्ती कार्य आहे, असा ‘आधुनिक आवर्त सिद्धांत’ मांडला. यामुळे मूलद्रव्यांच्या गुणधर्मांचे भाकीत वर्तविण्यात अचूकता येऊन मेंडेलेव्ह यांच्या आवर्त सारणीतील त्रुटी दूर झाल्या. मूलद्रव्याचे रासायनिक गुणधर्म त्याच्या इलेक्ट्रान संरूपणावर अवलंबून असतात म्हणूनच ठराविक अंतराने गुणधर्मांची पुनरावृत्ती होते.

मूलद्रव्यांच्या आवर्त सारणीचे असंख्य प्रकार वेळोवेळी मांडले गेले, परंतु मूलद्रव्यांच्या आवर्त सारणीची आधुनिक आवृत्ती म्हणजेच आवर्त सारणीचे दीर्घ प्रारूप (Long Form) जास्त सुलभ असून त्याचा वापर व्यापक प्रमाणात केला जातो. आज ज्ञात असलेल्या ११८ मूलद्रव्यांपैकी ९२ मूलद्रव्ये नैसर्गिक रीत्या सापडतात, तर २६ मूलद्रव्ये मानवनिर्मित आहेत. या मूलद्रव्यांची मांडणी आधुनिक आवर्त सारणीमध्ये ७ आवर्ते व १८ गट अशी केली आहे. यामुळे संपूर्ण आवर्त सारणीची विभागणी ११८ चौकोनांमध्ये झाली असून प्रत्येक मूलद्रव्यासाठी स्वतंत्र चौकोन आहे. चौकोनात वरच्या बाजूला मूलद्रव्याचा अणुक्रमांक दिसतो.

गट : आवर्त सारणीतील उभ्या स्तंभांना गट (group) म्हणतात. समान इलेक्ट्रॉनिक संरूपण असलेली मूलद्रव्ये एका खालोखाल उभ्या स्तंभात मांडली असता त्यांचा गट अथवा कुटुंब तयार होते. गटातील मूलद्रव्ये एका कुटुंबातील सदस्यांप्रमाणे स्वतंत्र असली तरी समान वैशिष्ट्ये दाखवितात. त्यांच्या गुणधर्मांत चढ-उताराचा निश्चित कल दिसून येतो. आययूपीएसी नामकरण पध्दतीनुसार (IUPAC) आवर्त सारणीतील  गटांना १ ते १८ क्रमांक दिले आहेत. गट क्रमांक १, २ व १३ ते १७ मधील मूलद्रव्यांना सामान्य मूलद्रव्ये, गट क्रमांक ३ ते १२ मधील मूलद्रव्यांना संक्रमणी मूलद्रव्ये तर गट क्रमांक १८ मधील मूलद्रव्यांना निष्क्रिय वायू मूलद्रव्ये असे म्हणतात.

आवर्त : आवर्त सारणीतील आडव्या पंक्तींना आवर्त (period) म्हणतात. आवर्ताचा क्रमांक मूलद्रव्याच्या अणुरचनेतील उर्जेच्या स्तरांची (energy levels)संख्या दर्शवितो. जसे चौथ्या आवर्तातील मूलद्रव्यांच्या अणुरचनेत उर्जेचे ४ स्तर (K,L,M,N) आढळतात. आवर्त क्रमांक १ मध्ये दोन मूलद्रव्ये असून त्याला ‘लघुत्तम आवर्त’ म्हणतात. आवर्त क्रमांक २ आणि ३ मध्ये प्रत्येकी ८ मूलद्रव्ये असून त्याला ‘लघु आवर्त’ म्हणतात. आवर्त क्रमांक ४ आणि ५ मध्ये प्रत्येकी १८ मूलद्रव्ये असून त्याला ‘दीर्घ आवर्त’ तर आवर्त क्रमांक ६ आणि ७ मध्ये प्रत्येकी ३२ मूलद्रव्ये असून त्याला ‘अतिदीर्घ आवर्त’ म्हणतात. प्रत्येक आवर्ताच्या सुरुवातीला अत्यंत क्रियाशील असा अल्कली धातू तर शेवटी निष्क्रिय (inert/noble gas) वायू येतो.

लँथनाइड व ॲक्टिनाइड श्रेणी : आवर्त सारणीच्या खालच्या बाजूस दोन रकान्यांमध्ये मांडलेल्या सहाव्या व सातव्या आवर्तातील प्रत्येकी १५ मूलद्रव्यांना अनुक्रमे लँथनाइड व ॲक्टिनाइड म्हणतात. बाकीचे गट विस्कळीत न होता सूसुत्रता साधण्यासाठी सदर मूलद्रव्यांची मांडणी स्वतंत्रपणे केली.

संपूर्ण आवर्त सारणी s, p ,d, f अशा चार खंडांमध्ये (blocks) विभागली आहे. s-खंडामध्ये  गट क्रमांक १ आणि २, p-खंडामध्ये  गट क्रमांक १३ ते १८, d-खंडामध्ये  गट क्रमांक ३ ते १२, तर f-खंडामध्ये लँथनाइड व ॲक्टिनाइड यांचा समावेश होतो.  p-खंडामध्ये  एक नागमोडी रेष काढल्यास मूलद्रव्यांची पारंपरिक वर्गवारी स्पष्टपणे दिसण्यास मदत होते. नागमोडी रेषेवरची मूलद्रव्ये उपधातू असून रेषेच्या डावीकडे धातू तर उजवीकडे अधातू मूलद्रव्ये दिसतात.

संदर्भ :

• विज्ञान आणि तंत्रज्ञान (इयत्ता १० वी – भाग १), महाराष्ट्र राज्य पाठ्यपुस्तक निर्मिती व अभ्यासक्रम संशोधन मंडळ, पुणे.
• NCERT Science book for class 10^th and 11^th.

समीक्षक – श्रीनिवास सामंत