ଅଧ୍ୟାୟ ୫: ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକର ପର୍ଯ୍ୟାୟୀ ଶ୍ରେଣୀକରଣ

(Periodic Classification of Elements) 🧪📊

୫.୧ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ପ୍ରଚେଷ୍ଟା (Early Attempts at Classification)

ଆମ ଚାରିପାଖରେ ଥିବା ପଦାର୍ଥଗୁଡ଼ିକ ମୌଳିକ, ଯୌଗିକ ଓ ମିଶ୍ରଣ ରୂପରେ ଥାଆନ୍ତି । ବର୍ତ୍ତମାନ ସୁଦ୍ଧା ୧୧୮ଟି ମୌଳିକ ଆବିଷ୍କୃତ ହୋଇଛି । ଏହି ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକୁ ଶୃଙ୍ଖଳିତ ଭାବରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ବୈଜ୍ଜାନିକମାନେ ବିଭିନ୍ନ ସମୟରେ ଚେଷ୍ଟା କରିଛନ୍ତି ।

୧. ଡୋବେରାଇନର୍‌ଙ୍କ ଟ୍ରାୟଡ୍ (Dobereiner's Triads) ⚖️

୧୮୧୭ ମସିହାରେ ଜର୍ମାନ ବୈଜ୍ଜାନିକ ଜୋହନ୍ ଉଲ୍‌ଫଗାଙ୍ଗ୍ ଡୋବେରାଇନର୍ ସମାନ ଧର୍ମ ଥିବା ତିନୋଟି ଲେଖାଏଁ ମୌଳିକକୁ ନେଇ କେତେକ ଗୋଷ୍ଠୀ ବା 'ଟ୍ରାୟଡ୍' (Triad) ଗଠନ କରିଥିଲେ ।

• ନିୟମ: ଟ୍ରାୟଡ୍‌ରେ ଥିବା ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକୁ ସେମାନଙ୍କର ପାରମାଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱର ବର୍ଦ୍ଧିତ କ୍ରମରେ ସଜାଇଲେ, $\color{purple}{\text{ମଝି ମୌଳିକର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଅନ୍ୟ ଦୁଇଟି ମୌଳିକର ବସ୍ତୁତ୍ୱର ହାରାହାରି ସହ ପ୍ରାୟ ସମାନ ହୁଏ ।}}$

ଉଦାହରଣ (ଟ୍ରାୟଡ୍ ତାଲିକା):

• ସୀମାବଦ୍ଧତା (Limitation): ସେ ସମୟରେ ଜଣାଥିବା ସମସ୍ତ ମୌଳିକକୁ ଟ୍ରାୟଡ୍ ରୂପରେ ସଜାଇ ହେଲା ନାହିଁ । ଡୋବେରାଇନର୍ କେବଳ ୩ଟି ଟ୍ରାୟଡ୍ ଚିହ୍ନଟ କରିପାରିଥିଲେ ।

୨. ନିଉଲ୍ୟାଣ୍ଡସ୍‌ଙ୍କ ଅଷ୍ଟକ ନିୟମ (Newlands' Law of Octaves) 🎶

୧୮୬୬ ମସିହାରେ ଇଂରେଜ ବୈଜ୍ଜାନିକ ଜନ୍ ନିଉଲ୍ୟାଣ୍ଡସ୍ ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକୁ ସେମାନଙ୍କର ପାରମାଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱର ବର୍ଦ୍ଧିତ କ୍ରମରେ ସଜାଇଥିଲେ ।

• ନିୟମ: $\color{blue}{\text{ପ୍ରତ୍ୟେକ ଅଷ୍ଟମ ମୌଳିକର ଧର୍ମ, ପ୍ରଥମ ମୌଳିକର ଧର୍ମ ସହ ସମାନ ।}}$ ଏହାକୁ ସଙ୍ଗୀତର ସାତ ସୁର (ସା, ରେ, ଗା, ମା, ପା, ଧା, ନି) ସହ ତୁଳନା କରାଯାଇଥିଲା ।

• ଉଦାହରଣ: ଲିଥିୟମ୍ (Li) ର ଧର୍ମ ସୋଡିୟମ୍ (Na) ସହ ସମାନ (Li ପ୍ରଥମ ହେଲେ Na ଅଷ୍ଟମ) ।

• ସୀମାବଦ୍ଧତା:

  1. ଏହି ନିୟମ କେବଳ କ୍ୟାଲସିୟମ୍ (Ca) ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ହେଲା ।
  2. ନିଉଲ୍ୟାଣ୍ଡସ୍ ଭାବିଥିଲେ ପ୍ରକୃତିରେ କେବଳ ୫୬ଟି ମୌଳିକ ଅଛି, କିନ୍ତୁ ପରେ ଅନେକ ନୂଆ ମୌଳିକ ଆବିଷ୍କୃତ ହେଲା ।
  3. କେତେକ ଅସମାନ ଧର୍ମ ଥିବା ମୌଳିକକୁ ଗୋଟିଏ ସ୍ଥାନରେ ରଖାଯାଇଥିଲା (ଯଥା: Co ଓ Ni କୁ Halogen ସହ) ।

୫.୨ ମେଣ୍ଡେଲିଫ୍‌ଙ୍କ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସାରଣୀ (Mendeleev's Periodic Table) 📜

ରୁଷିୟ ବୈଜ୍ଜାନିକ ଦିମିତ୍ରି ଇଭାନୋଭିଚ୍ ମେଣ୍ଡେଲିଫ୍ ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକର ଶ୍ରେଣୀକରଣରେ ମୁଖ୍ୟ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରିଥିଲେ ।

• ମୂଳଦୁଆ: ପାରମାଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ (Atomic Mass) ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଧର୍ମ (Chemical Properties) ।
• ନିୟମ: $\color{red}{\text{"ମୌଳିକମାନଙ୍କର ଧର୍ମ ସେମାନଙ୍କର ପାରମାଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଫଳନ ଅଟେ ।"}}$
• ସେ ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକର ହାଇଡ୍ରାଇଡ୍ ($RH$) ଓ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ($R_2O$) ର ସଙ୍କେତକୁ ଶ୍ରେଣୀକରଣର ଆଧାର ଭାବେ ନେଇଥିଲେ ।
• ସାରଣୀରେ ଥିବା ଭୂଲମ୍ବ ସ୍ତମ୍ଭକୁ 'ଗ୍ରୁପ୍' (Group) ଓ ଆନୁଭୂମିକ ଧାଡ଼ିକୁ 'ପର୍ଯ୍ୟାୟ' (Period) କୁହାଯାଏ ।

ମେଣ୍ଡେଲିଫ୍‌ଙ୍କ ସଫଳତା (Achievements):

1. ଖାଲି ସ୍ଥାନ (Gaps): ସେ ଭବିଷ୍ୟତରେ ଆବିଷ୍କୃତ ହେବାକୁ ଥିବା ମୌଳିକ ପାଇଁ କିଛି ସ୍ଥାନ ଖାଲି ଛାଡ଼ିଥିଲେ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ନାମକରଣ ମଧ୍ୟ କରିଥିଲେ ।
   • Eka-boron $\rightarrow$ ସ୍କାଣ୍ଡିୟମ୍ (Sc)
   • Eka-aluminium $\rightarrow$ ଗ୍ୟାଲିୟମ୍ (Ga)
   • Eka-silicon $\rightarrow$ ଜର୍ମାନିୟମ୍ (Ge)
2. ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ୍: ଯେତେବେଳେ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ୍ (Noble gases) ଆବିଷ୍କୃତ ହେଲା, ମୂଳ ସାରଣୀକୁ ନ ଭାଙ୍ଗି ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଅଲଗା ଗ୍ରୁପ୍‌ରେ ରଖାଯାଇପାରିଲା ।

ମେଣ୍ଡେଲିଫ୍‌ଙ୍କ ତ୍ରୁଟି (Limitations):

1. ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍‌ର ସ୍ଥାନ: ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉଭୟ କ୍ଷାର ଧାତୁ ଓ ହାଲୋଜେନ୍ ପରି ଆଚରଣ କରୁଥିବାରୁ ଏହାର ସ୍ଥାନ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ନଥିଲା ।
2. ଆଇସୋଟୋପ୍ (Isotopes): ଆଇସୋଟୋପ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ପାରମାଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଭିନ୍ନ ହୋଇଥିଲେ ମଧ୍ୟ ରାସାୟନିକ ଧର୍ମ ସମାନ । ତେଣୁ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ସଜାଇବାରେ ଅସୁବିଧା ହେଲା ।
3. ବସ୍ତୁତ୍ୱର କ୍ରମ: କେତେକ ସ୍ଥାନରେ ଅଧିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ବିଶିଷ୍ଟ ମୌଳିକକୁ କମ୍ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ବିଶିଷ୍ଟ ମୌଳିକ ପୂର୍ବରୁ ରଖାଯାଇଥିଲା (ଯଥା: Co (58.9) କୁ Ni (58.7) ପୂର୍ବରୁ) ।

୫.୩ ଆଧୁନିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସାରଣୀ (Modern Periodic Table) 🆕

୧୯୧୩ ମସିହାରେ ହେନେରୀ ମୋଜେଲି (Henry Moseley) ଦର୍ଶାଇଲେ ଯେ ମୌଳିକର ପାରମାଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଅପେକ୍ଷା 'ପାରମାଣବିକ କ୍ରମାଙ୍କ' (Atomic Number - Z) ଅଧିକ ମୌଳିକ ଧର୍ମ ଅଟେ ।

• ଆଧୁନିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ନିୟମ: $\color{green}{\text{"ମୌଳିକମାନଙ୍କର ଧର୍ମ ସେମାନଙ୍କର ପାରମାଣବିକ କ୍ରମାଙ୍କର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଫଳନ ଅଟେ ।"}}$

ସାରଣୀର ଗଠନ:

• ଗ୍ରୁପ୍ (Groups): ୧୮ଟି ଭୂଲମ୍ବ ସ୍ତମ୍ଭ ।
• ପର୍ଯ୍ୟାୟ (Periods): ୭ଟି ଆନୁଭୂମିକ ଧାଡ଼ି ।

୫.୪ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସାରଣୀରେ ମୌଳିକର ଧର୍ମର ପ୍ରବୃତ୍ତି (Trends in Modern Periodic Table) 📈

ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଏବଂ ଗ୍ରୁପ୍‌ରେ ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକର ଧର୍ମ କିପରି ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ, ତାହା ନିମ୍ନରେ ଦିଆଗଲା:

୧. ଯୋଜ୍ୟତା (Valency)

• ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ: ବାମରୁ ଡାହାଣକୁ ଗଲେ ଯୋଜ୍ୟତା ପ୍ରଥମେ ୧ ରୁ ୪ କୁ ବଢ଼େ ଏବଂ ପରେ ୦ କୁ କମିଯାଏ ।
  • ଉଦାହରଣ (୩ୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟ): $Na(1), Mg(2), Al(3), Si(4), P(3), S(2), Cl(1), Ar(0)$
• ଗ୍ରୁପ୍‌ରେ: ଗୋଟିଏ ଗ୍ରୁପ୍‌ରେ ଥିବା ସମସ୍ତ ମୌଳିକର ଯୋଜ୍ୟତା ସମାନ ରହେ (ଯେହେତୁ ବହିଃସ୍ଥ କକ୍ଷରେ ସମାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଥାଏ) ।

୨. ପରମାଣୁର ଆକାର (Atomic Size/Radius) ⚫

• ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ (ବାମ $\rightarrow$ ଡାହାଣ): ପରମାଣୁର ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ ହ୍ରାସ ପାଏ ।
  • କାରଣ: ନିଉକ୍ଲିୟସ୍‌ରେ ପ୍ରୋଟନ୍ ସଂଖ୍ୟା ବଢ଼ିବା ଫଳରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‌ଗୁଡ଼ିକ କେନ୍ଦ୍ର ଆଡ଼କୁ ଅଧିକ ଆକର୍ଷିତ ହୁଅନ୍ତି ।
• ଗ୍ରୁପ୍‌ରେ (ଉପର $\downarrow$ ତଳ): ପରମାଣୁର ଆକାର ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ।
  • କାରଣ: ପ୍ରତ୍ୟେକ ସୋପାନରେ ଗୋଟିଏ ନୂଆ କକ୍ଷ (Shell) ଯୋଡ଼ି ହୁଏ, ଫଳରେ ନିଉକ୍ଲିୟସ୍ ଓ ବାହ୍ୟ କକ୍ଷ ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା ବଢ଼େ ।

୩. ଧାତବ ଓ ଅଧାତବ ଧର୍ମ (Metallic and Non-metallic Properties) 🔩

• ଧାତବ ଗୁଣ: ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ତ୍ୟାଗ କରିବାର କ୍ଷମତା ।
  • ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ: ବାମରୁ ଡାହାଣକୁ କମିଯାଏ (ଅଧାତବ ଗୁଣ ବଢ଼େ) ।
  • ଗ୍ରୁପ୍‌ରେ: ଉପରୁ ତଳକୁ ବଢ଼େ (କାରଣ ଆକାର ବଢ଼ିଲେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ତ୍ୟାଗ କରିବା ସହଜ ହୁଏ) ।
• ଅର୍ଦ୍ଧଧାତୁ (Metalloids): ଯେଉଁ ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକ ଉଭୟ ଧାତୁ ଓ ଅଧାତୁର ଗୁଣ ଦେଖାନ୍ତି (ଯଥା: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po) । ଏଗୁଡ଼ିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସାରଣୀରେ ଏକ ସିଡ଼ି (Zig-zag line) ପରି ସଜ୍ଜିତ ଥାଆନ୍ତି ।

୪. ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଋଣାତ୍ମକତା (Electronegativity)

• ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ବାମରୁ ଡାହାଣକୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ।
• ଗ୍ରୁପ୍‌ରେ ଉପରୁ ତଳକୁ ହ୍ରାସ ପାଏ ।