तत्वों का आवती वर्गीकरण Periodic Classification of Elements

आवर्ती वर्गीकरण (Periodic Classification): किसी मौलिक गुण को आधार बनाकर की गई पदार्थों की ऐसी व्यवस्था जिसमें निश्चित अंतराल के बाद समान गुण वाले पदार्थ पुनः उपस्थित हों, आवर्ती व्यवस्था या आवर्ती वर्गीकरण कहलाती है। तत्वों के वर्गीकरण का मुख्य उद्देश्य समान गुणों वाले तत्वों को एक वर्ग में रखकर रसायनशास्त्र के अध्ययन को सरल, सुविधाजनक, सुस्पष्ट एवं क्रमबद्ध बनाना है।

तत्वों के वर्गीकरण का इतिहास: 19वीं शताब्दी में तत्वों के वर्गीकरण के कई प्रयास किये गए जिनमें प्राउट की परिकल्पना, डोबरेनर का त्रिक सिद्धांत, डूमा की सममूलक श्रेणी, न्यूलैण्डस का अष्टक नियम, लोथर-मेयर का परमाणु आयतन तथा परमाणु भार वक्र, मेडलीफ का आवर्त नियम आदि प्रमुख हैं। तत्वों के वर्गीकरण के इन प्रारम्भिक प्रयासों में तत्वों के परमाणु भार (Atomic weight) को वर्गीकरण का आधार बनाया गया।

लेकिन डोबरेनर का त्रिक सिद्धांत कुछ ही तत्वों तक सीमित रहने के कारण विश्वव्यापी मान्यता प्राप्त नहीं कर सका। अतः कुछ समय पश्चात् तत्वों के वर्गीकरण की यह पद्धति त्याग दी गई। डूमा के विचार को भी व्यापक मान्यता नहीं मिल सकी और अंततः इसे भी त्याग दिया गया। न्यूलैंड्स द्वारा किए गए तत्वों के वर्गीकरण की पद्धति में अनेक त्रुटियाँ सामने आई जिस कारण यह नियम अधिक प्रचलित नहीं हो सका और आगे चलकर इसे त्याग दिया गया।

अष्टक नियम के दोष

1. यह अधिक परमाणु भार वाले तत्वों पर लागू नहीं होता है।
2. अक्रिय गैसों की खोज हो जाने पर नवम् तत्व प्रथम तत्व के समान गुण वाला होता न कि आठवें तत्व के।

मेंडलीफ द्धारा तत्वों का वर्गीकरण: 19वीं शताब्दी के मध्य में महान् रशियन वैज्ञानिक डी० आई० मैंडलीफ ने तत्वों तथा उनके यौगिकों के तुलनात्मक अध्ययन से एक नियम प्रस्तुत किया, जिसे मैंडलीफ का आवर्त नियम कहते हैं। इस नियम के अनुसार- तत्वों के भौतिक तथा रासायनिक गुण उनके परमाणु भारों के आवर्त फलन होते हैं। दूसरे शब्दों में, यदि तत्वों को उनके बढ़ते हुए परमाणु भारों के क्रम में सजाया जाए, तो उनकी एक निश्चित संख्या के बाद लगभग समान गुण वाले तत्व पाये जाएँगे।

मैंडलीफ ने उस समय तक ज्ञात तत्वों को अपने आवर्त नियम के अनुसार एक सारणी के रूप में श्रृंखलाबद्ध किया जिसे आवर्त सारणी (Periodic Table) कहते हैं। मैंडलीफ की आवर्तसारणी में उदग्र (vertical) तथा क्षैतिज (Horizontal) दो प्रकार की कतारें हैं। उदग्र कतारों को वर्ग (Groups) तथा क्षैतिज कतारों को आवर्त (Periods) कहते हैं। मैंडलीफ द्वारा निर्मित आवर्त सारणी में 9 वर्ग तथा 7 आवर्त हैं। मैंडलीफ के समय तक ज्ञात तत्वों की संख्या 63 थी, उस समय अक्रिय गैसों का आविष्कार नहीं हो पाया था। मैंडलीफ ने बहुतेरे अज्ञात तत्वों के लिए अपने आवर्त सारणी में रिक्त स्थान छोड़ दिए थे।

मैंडलीफ की आवर्त सारणी के गुण

मैंडलीफ की आवर्त सारणी में वह सबकुछ है, जो एक सफल वर्गीकरण में होना चाहिए। इसके प्रमुख गुण निम्नांकित हैं-1. तत्वों के अध्ययन में सुविधा

2. नए तत्वों की भविष्यवाणी
3. अनुसंधान कार्य में सहायता
4. संशयात्मक परमाणु भारों का संशोधन
5. तत्वों के यौगिकों की प्रकृति की जानकारी
6. तत्वों की संयोजकता संबंधी निर्णय

मेंडलीफ की आवर्त सारणी के दोष

मैंडलीफ द्वारा निर्मित आवर्त सारणी के प्रमुख दोष निम्नलिखित हैं-

1. आवर्त सारणी में हाइड्रोजन का स्थान विवादपूर्ण है।
2. आवर्त सारणी में समस्थानिकों (Isotopes) के लिए कोई स्थान नियत नहीं है।
3. कुछ समान गुण वाले तत्वों (जैसे- Cu एवं Hg, Ag एवं TI, Au एवं Pt तथा Ba एवं Pb) को आवर्त सारणी के अंदर भिन्न-भिन्न वर्गों में रखा गया है।
4. आवर्त सारणी में तत्वों को उनके बढ़ते हुए परमाणु भारों के क्रम में रखा गया है, किन्तु कुछ स्थितियों में इस नियम का पालन नहीं हो पाया है। अधिक वाले तत्वों को कम परमाणु भार वाले तत्वों के पहले रखा गया है, जैसे- आयोडीन (126.92) को टेल्यूरियम (127.61) के बाद रखा गया है।
5. आठवें वर्ग में तीन-तीन तत्वों को एक साथ रखा गया है, इससे आवर्त सारणी में अनियमितता उत्पन्न हो जाती है।
6. दुर्लभ मृदा तत्वों को एक ही साथ वर्ग IIIA में रखा गया है।
7. मैंडलीफ की आवर्त सारणी में धातु एवं अधातु तत्वों के बीच कोई स्पष्ट विभाजन रेखा नहीं है ।

आधुनिक आवर्त नियम (Modern Periodic Law): परमाणु संरचना के अध्ययन के संदर्भ में ब्रिटिश वैज्ञानिक मोसले (Mosley) ने 1913 ई० में तत्वों के एक नए विशिष्ट गुण की खोज की। इसका नाम उन्होंने परमाणु संख्या (Atomic Number) दिया। उन्होंने बताया कि किसी तत्व की परमाणु संख्या उस तत्व के एक परमाणु में उपस्थित प्रोटॉनों या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के समान होती है। किसी तत्व के लिए परमाणु संख्या का मान स्थिर होता है। किन्हीं दो तत्वों की परमाणु संख्या एक नहीं होती है। अतः परमाणु संख्या ही किसी तत्व का मौलिक गुण है न कि परमाणु द्रव्यमान। अतः मैंडलीफ के पश्चात् परमाणु संख्या को आधार मानकर तत्वों के वर्गीकरण के प्रयास किए गए। आधुनिक आवर्त नियम परमाणु संख्या पर ही आधारित है। आधुनिक आवर्त नियम के अनुसार- तत्वों के भौतिक एवं रासायनिक गुण उनकी परमाणु संख्या के आवत फलन होते हैं। आधुनिक आवर्त नियम के प्रतिपादन से मैंडलीफ की आवर्त सारणी के अधिकांश दोष दूर हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास तत्वों के आधुनिक आवर्ती वर्गीकरण का मूल आधार है।

आधुनिक आवर्त सारणी में 7 क्षैतिज कतारें (अर्थात् आवर्त) तथा 18 उदग्र स्तम्भ (अर्थात् वर्ग) हैं, प्रत्येक आवर्त का प्रथम सदस्य क्षार धातु तथा अंतिम सदस्य कोई निष्क्रिय गैस (Inert gas) होता है। पहले आवर्त का प्रथम सदस्य सिर्फ हाइड्रोजन (H) है।

परमाणु संख्या 58 से लेकर 71 तक तथा 90 से लेकर 103 तक वाले तत्वों की आवर्त सारणी के नीचे अलग-अलग कतारों में शेष तत्व रखा गया है।

मैंडलीफ की आवर्त सारणी और आधुनिक आवर्त सारणी में अंतर

आवर्त की विशेषताएं

1. आवर्त सारणी के किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर तत्व का धातुई गुण कम होता जाता है तथा अधातुई गुण में वृद्धि होती है।
2. आवर्त सारणी के किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर तत्व की रासायनिक क्रियाशीलता घटती है और बाद में बढ़ती है।
3. किसी आवर्त में तत्वों की संयोजकता 1 से बढ़कर 4 हो जाती है, तथा उसके बाद घटते-घटते शून्य हो जाती है।
4. किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या 1 से बढ़कर 8 हो जाती है।
5. आवर्त सारणी में किसी आवर्त में इलेक्ट्रॉन-प्रीति का मान बाएँ से दाएँ जाने पर प्रायः बढ़ता है।
6. आवर्त सारणी के किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर विद्युत् ऋणात्मकता का मान क्रमशः बढ़ता जाता है।
7. आवर्त सारणी के किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर आयनन विभव का मान बढ़ता है।
8. आवर्त सारणी के किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर परमाणु आकार या परमाणु त्रिज्या घटता है।
9. आवर्त सारणी के किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर तत्वों के ऑक्साइडों के भास्मिक गुण (Basic Nature) क्रमशः घटते जाते हैं।

वर्ग की विशेषताएँ

1. आवर्त सारणी के किसी वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर तत्व के धातुई गुण में वृद्धि होती है।
2. धातुओं के वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर धातुओं की क्रियाशीलता बढ़ती है, जबकि अधातुओं के वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर अधातुओं की रासायनिक क्रियाशीलता घटती है।
3. 3. किसी एक वर्ग के तत्वों की संयोजकता समान होती है।
4. किसी एक वर्ग के सभी तत्वों में संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।
5. आवर्त सारणी के किसी वर्ग में इलेक्ट्रॉन प्रीति का मान ऊपर से नीचे आने पर घटता है।
6. आवर्त सारणी के किसी वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर विद्युत् ऋणात्मकता का मान प्रायः घटता जाता है।
7. आवर्त सारणी के किसी वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर आयनन विभव का मान घटता है।
8. आवर्त सारणी के किसी वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर परमाणु का आकार या परमाणु की त्रिज्या का मान बढ़ता है।

तत्वों से संबंधित प्रमुख जानकारी