जब हम आवर्त सारणी के अंत तक पहुँचेंगे?

रसायन विज्ञान के शिक्षकों को हाल ही में अपनी कक्षा सजावट को अपडेट करना पड़ा, इस घोषणा के साथ कि वैज्ञानिकों ने आवर्त सारणी पर चार नए तत्वों की खोज की पुष्टि की है। के रूप में अभी तक अनाम तत्वों 113, 115, 117 और 118 प्रसिद्ध चार्ट के तल पर शेष अंतराल में भरे - पदार्थ के निर्माण ब्लॉकों का एक रोडमैप जिसने लगभग डेढ़ सदी के लिए रसायनज्ञों को सफलतापूर्वक निर्देशित किया है।

संबंधित सामग्री

• चार सबसे नए तत्व अब नाम हैं
• चार नए तत्व आवर्त सारणी में जोड़े गए हैं
• मछली शुक्राणु दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के पुनर्चक्रण के लिए गुप्त हो सकते हैं

आधिकारिक पुष्टि, इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (आईयूपीएसी) द्वारा दी गई, बनाने में वर्षों थे, क्योंकि ये सुपरवीवी तत्व बनाने के लिए अत्यधिक अस्थिर और कठिन हैं। लेकिन वैज्ञानिकों के पास उनके अस्तित्व में होने का विश्वास करने का मजबूत कारण था, क्योंकि आवधिक तालिका उल्लेखनीय रूप से अब तक सुसंगत रही है। 119 और 120 के तत्वों के संयोजन के प्रयास, जो एक नई पंक्ति शुरू करेंगे, पहले से ही चल रहे हैं।

लेकिन वास्तव में कितने अधिक तत्व हैं, रसायन विज्ञान के सबसे लगातार रहस्यों में से एक है, खासकर भौतिकी की हमारी आधुनिक समझ ने स्थापित खिलाड़ियों में भी विसंगतियों का खुलासा किया है।

"दरारें आवर्त सारणी में दिखाई देने लगी हैं, " ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के एक रसायनज्ञ वाल्टर लवलैंड कहते हैं।

आवर्त सारणी का आधुनिक अवतार परमाणु संख्या के आधार पर पंक्तियों द्वारा तत्वों का आयोजन करता है - एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या - और उनके सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों की कक्षाओं के आधार पर स्तंभों द्वारा, जो बदले में आमतौर पर उनके व्यक्तित्वों को निर्देशित करते हैं। शीतल धातुएं जो दूसरों के साथ दृढ़ता से प्रतिक्रिया करती हैं, जैसे कि लिथियम और पोटेशियम, एक कॉलम में रहते हैं। गैर-धातु प्रतिक्रियाशील तत्व, जैसे कि फ्लोरीन और आयोडीन, दूसरे में वास करते हैं।

फ्रांसीसी भूविज्ञानी अलेक्जेंडर-ileमाइल बेयॉयर डी चनकौर्टोइस पहले व्यक्ति थे जिन्होंने यह पहचाना कि तत्वों को आवर्ती पैटर्न में वर्गीकृत किया जा सकता है। उन्होंने 1862 में ज्ञात तत्वों को प्रदर्शित किया, उनके वजन का आदेश दिया, एक सिलेंडर के चारों ओर एक सर्पिल के रूप में लिपटे ( नीचे चित्रण देखें )। इस सिलेंडर पर एक दूसरे के साथ लंबवत रूप से तत्वों में समान विशेषताएं थीं।

लेकिन यह एक गर्म स्वभाव वाली दिमित्री मेंडेलीव द्वारा बनाई गई संगठनात्मक योजना थी, जिसने एक सपने में तत्वों के समूह को देखने का दावा किया था, जो समय की कसौटी पर खड़ा था। उनकी 1871 की आवर्त सारणी सही नहीं थी; उदाहरण के लिए, इसमें मौजूद आठ तत्वों की भविष्यवाणी की गई थी। हालांकि, यह सही ढंग से गैलियम (अब लेजर में उपयोग किया जाता है), जर्मेनियम (अब ट्रांजिस्टर में उपयोग किया जाता है) और अन्य तेजी से फैलने वाले तत्वों को भी ठीक करता है।

मेंडेलीव की आवर्त सारणी ने हीलियम जैसे महान गैसों के लिए एक नए स्तंभ को आसानी से स्वीकार कर लिया था, जो कि 19 वीं शताब्दी के अंत तक अन्य तत्वों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करने के कारण उनकी पहचान को समाप्त कर दिया था।

आधुनिक आवर्त सारणी क्वांटम भौतिकी के साथ अधिक या कम सुसंगत रही है, जो 20 वीं शताब्दी में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों जैसे उप-परमाणु कणों के व्यवहार की व्याख्या करने के लिए शुरू की गई थी। इसके अलावा, ग्रुपिंग ज्यादातर भारी तत्वों की पुष्टि की गई है। Bohrium, 1981 में अपनी खोज के बाद तत्व 107 को दिया गया नाम, अन्य तथाकथित संक्रमण धातुओं के साथ बहुत करीने से फिट बैठता है, जो इसे घेरे हुए हैं, शोधकर्ताओं में से एक ने यह पता लगाया कि "bohrium उबाऊ है।"

लेकिन दिलचस्प समय आगे बढ़ सकता है।

एक खुला प्रश्न लैंथेनम और एक्टिनियम की चिंता करता है, जो कि लुटेटियम और लॉरेंसियम की तुलना में उनके संबंधित समूहों के अन्य सदस्यों के साथ आम तौर पर कम है। IUPAC ने हाल ही में इस मुद्दे पर गौर करने के लिए एक टास्क फोर्स नियुक्त किया है। यहां तक ​​कि हीलियम, तत्व 2, सीधा नहीं है - आवर्त सारणी का एक वैकल्पिक संस्करण मौजूद है जो अपने महान गैस पड़ोसियों के बजाय बेरिलियम और मैग्नीशियम के साथ हीलियम रखता है, केवल बाहरी लोगों के बजाय इसके सभी इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था पर आधारित है।

", आवर्त सारणी के मध्य और अंत में परेशानी है, " कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स में रसायन विज्ञान विभाग में एक इतिहासकार एरिक स्क्रीरी कहते हैं।

आइंस्टीन के सापेक्षता के विशेष सिद्धांत, मेंडेलीव की तालिका के दशकों के बाद प्रकाशित, ने सिस्टम में कुछ चिनक भी पेश किए। सापेक्षता यह निर्धारित करती है कि एक कण का द्रव्यमान उसकी गति के साथ बढ़ता है। यह नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों का कारण बन सकता है जो किसी तत्व के गुणों को प्रभावित करते हुए एक परमाणु के सकारात्मक रूप से आवेशित कोर की परिक्रमा करते हैं।

सोने पर विचार करें: नाभिक 79 सकारात्मक प्रोटॉन से भरा होता है, इसलिए अंदर की ओर गिरने से बचाने के लिए, सोने के इलेक्ट्रॉनों को प्रकाश की आधी से अधिक गति से चक्कर लगाना पड़ता है। यह उन्हें और अधिक विशाल बनाता है और उन्हें एक तंग, कम-ऊर्जा कक्षा में खींचता है। इस विन्यास में, इलेक्ट्रॉन इसे प्रतिबिंबित करने के बजाय नीली रोशनी को अवशोषित करते हैं, जिससे विवाह बैंड अपनी विशिष्ट चमक देखते हैं।

कुख्यात बोंगो-खेलने वाले भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन को कहा जाता है कि वे समय-समय पर तालिका 137 के तत्व की भविष्यवाणी करने के लिए सापेक्षता का आह्वान करते हैं। फेनमैन के लिए, 137 एक "जादू की संख्या" थी- यह भौतिकी में कहीं और स्पष्ट कारण के रूप में नहीं थी। उनकी गणना से पता चला है कि 137 से परे तत्वों में इलेक्ट्रॉनों को प्रकाश की गति से तेज चलना होगा, और इस प्रकार नाभिक में दुर्घटनाग्रस्त होने से बचने के लिए, सापेक्षता के नियमों का उल्लंघन होगा।

हाल की गणनाओं ने उस सीमा को पलट दिया है। फेनमैन ने नाभिक को एकल बिंदु माना। इसे कणों की एक गेंद होने दें, और तत्व लगभग 173 तक चलते रह सकते हैं। तब सभी नरक ढीले हो जाते हैं। इस सीमा से परे परमाणु मौजूद हो सकते हैं लेकिन केवल अजीब जीवों के रूप में जो खाली जगह से इलेक्ट्रॉनों को बुलाने में सक्षम हैं।

सापेक्षता एकमात्र समस्या नहीं है। सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए प्रोटॉन एक दूसरे को पीछे हटाते हैं, इसलिए जितना अधिक आप एक नाभिक में पैक करते हैं, उतना कम स्थिर होता है। यूरेनियम, 92 की परमाणु संख्या के साथ, अंतिम तत्व है जो पृथ्वी पर स्वाभाविक रूप से होने के लिए पर्याप्त स्थिर है। इसके परे के प्रत्येक तत्व में एक नाभिक होता है जो जल्दी से अलग हो जाता है, और उनका आधा जीवन - जिस समय सामग्री के आधे से क्षय होने में समय लगता है - वह मिनट, सेकंड या विभाजित सेकंड हो सकता है।

हेवियर, अस्थिर तत्व ब्रह्मांड में कहीं और मौजूद हो सकते हैं, जैसे कि घने न्यूट्रॉन सितारों के अंदर, लेकिन वैज्ञानिक उन्हें यहां अध्ययन कर सकते हैं केवल हल्के परमाणुओं को भारी बनाने के लिए और फिर क्षय श्रृंखला के माध्यम से बहते हुए।

मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी के परमाणु भौतिक विज्ञानी विटोल्ड नाज़रेविच कहते हैं, "हम वास्तव में नहीं जानते कि सबसे भारी तत्व कौन सा हो सकता है।"

थ्योरी ने भविष्यवाणी की है कि एक बिंदु होगा जिस पर एक उचित परमाणु बनाने के लिए हमारी प्रयोगशाला निर्मित नाभिक लंबे समय तक नहीं रहेगी। एक रेडियोधर्मी नाभिक जो एक सेकंड के दस ट्रिलियन से कम में अलग हो जाता है उसके पास अपने चारों ओर इलेक्ट्रॉनों को इकट्ठा करने और एक नया तत्व बनाने का समय नहीं होगा।

फिर भी, कई वैज्ञानिक सड़क के नीचे स्थिरता के द्वीपों की अपेक्षा करते हैं, जहां सुपरहैवी तत्वों में अपेक्षाकृत लंबे समय तक रहने वाले नाभिक होते हैं। बहुत से अतिरिक्त न्यूट्रॉन के साथ कुछ सुपरहीवी परमाणुओं को लोड करने से प्रोटॉन-समृद्ध नाभिक को विकृत होने से रोककर स्थिरता प्रदान की जा सकती है। उदाहरण 114, उदाहरण के लिए, 184 पर न्यूट्रॉन की एक जादुई स्थिर संख्या होने की उम्मीद है। तत्वों 120 और 126 में भी अधिक टिकाऊ होने की संभावना है।

लेकिन सुपरहैवी स्थिरता के कुछ दावे पहले ही टूट चुके हैं। 1960 के दशक के उत्तरार्ध में रसायनज्ञ एडवर्ड एंडर्स ने प्रस्तावित किया कि मैक्सिकन मिट्टी पर गिरने वाले उल्कापिंड 112 और 119 के बीच एक रहस्य तत्व के टूटने से आए थे जो प्रकृति में होने के लिए पर्याप्त स्थिर होगा। अपनी खोज को सीमित करने के वर्षों के बाद, उन्होंने अंततः 1980 के दशक में अपनी परिकल्पना को वापस ले लिया।

भारी तत्वों की संभावित स्थिरता का अनुमान लगाना आसान नहीं है। गणना, जिसमें जबरदस्त कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती है, कई ज्ञात खिलाड़ियों के लिए नहीं की गई है। और जब उनके पास होता है, तो यह परमाणु भौतिकी के लिए बहुत नया क्षेत्र होता है, जहां इनपुट में छोटे बदलावों के भी अपेक्षित परिणामों पर गहरा प्रभाव पड़ सकता है।

एक बात निश्चित है: प्रत्येक नए तत्व को बनाना कठिन होता जा रहा है, केवल इसलिए नहीं कि छोटे-छोटे परमाणुओं का पता लगाना कठिन होता है, बल्कि इसलिए कि सुपरहीविज़ बनाने के लिए उन परमाणुओं के बीमों की आवश्यकता हो सकती है जो स्वयं रेडियोधर्मी हैं। आवर्त सारणी का अंत है या नहीं, नए बनाने की हमारी क्षमता का अंत हो सकता है।

"मुझे लगता है कि हम आवर्त सारणी के अंत से एक लंबा रास्ता तय कर रहे हैं, " स्क्रीरी कहते हैं। "सीमित कारक अभी मानव सरलता प्रतीत होता है।"

संपादक का ध्यान दें: विटॉल्ड नाज़रीविच की संबद्धता को सही कर दिया गया है।

आवर्त सारणी अनुशंसित पठन सूची

ए टेल ऑफ़ सेवन एलिमेंट्स

आवर्त सारणी के प्रारंभिक इतिहास का एक आधिकारिक खाता एरिक स्केरी के ए टेल ऑफ़ सेवन एलिमेंट्स में पाया जा सकता है, जो सात तत्वों की खोजों के आसपास के विवादों में गहरा गोता लगाता है।

आवर्त सारणी

होलोकॉस्ट में रुचि रखने वाले पाठकों को प्राइमो लेवी के मूविंग मेमोरियल, द पीरियोडिक टेबल की एक प्रति लेनी चाहिए । इसके अलावा, एक मजबूर आत्मकथा के लिए, जो दुनिया के सबसे प्यारे न्यूरोलॉजिस्टों में से एक के जीवन को फ्रेम करने के लिए आवर्त सारणी का उपयोग करती है, ऑलिवर सैक्स का न्यूयॉर्क टाइम्स ऑप-एड "माय पीरियोडिक टेबल " देखें।

गायब करने वाला चमचा: और पागलपन, प्यार, और तत्वों के आवर्त सारणी से दुनिया के इतिहास की अन्य सच्ची दास्तां

सैम कीन अपने पाठकों को द डिसैपियरिंग स्पून में तत्वों के माध्यम से एक जीवंत और अराजक रोम पर ले जाता है ।

द लॉस्ट एलिमेंट्स: द पीरियोडिक टेबलस शैडो साइड

तत्वों के पीछे इनसाइडर बेसबॉल में रुचि रखने वाले विज्ञान के प्रति उत्साही, जिन्होंने इसे आवर्त सारणी में कभी नहीं बनाया, मार्को फोंटानी, मारीआग्राज़िया कोस्टा और मैरी वर्जीनिया ओरना द्वारा अच्छी तरह से शोध किए गए द लॉस्ट एलिमेंट्स की जांच कर सकते हैं।