ആവർത്തനപ്പട്ടിക

മൂലകങ്ങളുടെ ശാസ്ത്രീയമായ വർഗ്ഗീകരണ പട്ടികയാണ് ആവർത്തനപ്പട്ടിക (Periodic Table)^[1].118 മൂലകങ്ങളുടേയും അവയുണ്ടാക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങളുടേയും സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് പ്രത്യേകം പഠിക്കുക എന്നത് ശ്രമകരമാണ്. ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന് വേണ്ടി മൂലകങ്ങളെ ശാസ്ത്രജ്ഞൻമാർ വർഗീകരിച്ചു.

മെൻഡലിയേവ്

മെൻഡലിയേവ് തൻ്റെ ആവർത്തനപ്പട്ടിക ആവിഷ്ക്കരിക്കുന്ന സമയത്ത് രസതന്ത്ര ശാസ്ത്രജ്ഞൻമാർക്ക് അണുവിന്റെ ആന്തരിക ഘടനയെക്കുറിച്ച് ഒരു അറിവും ഇല്ലായിരുന്നു .എന്നാൽ ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിൻറെ തുടക്കം ഉപാണുകണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ അസാമാന്യമായ പുരോഗതിക്ക് സാക്ഷ്യം വഹിച്ചു.

ഹെൻറി മോസ്‌ലി

1913-ൽ ഹെൻറി മോസ്‌ലി വിവിധ മൂലകങ്ങളെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഋണകണങ്ങൾ(ഇലക്ട്രോണുകൾ) ഉപയോഗിച്ച് കൂട്ടിമുട്ടിപ്പിച്ചു . ഉൽസർജിക്കപ്പെട്ട എക്സ്‌റേ വികിരണങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയുടെ വർഗ്ഗമൂലം(${\displaystyle {\sqrt {\nu }}}$) അണുസംഖ്യയ്ക്ക്(Z) എതിരായി രേഖപ്പെടുത്തിയപ്പോൾ ഒരു നേർരേഖ ലഭിച്ചു.

${\displaystyle \nu \propto (Z-b)^{2}\,}$

${\displaystyle {\sqrt {\nu }}\propto (z-b)\,}$

${\displaystyle {\sqrt {\nu }}=a(Z-b)\,}$

(a, b എന്നിവ എല്ലാ മൂലകങ്ങൾക്കും തുല്യ മൂല്യങ്ങളുള്ള സ്ഥിരാങ്കങ്ങളാണ്)

എന്നാൽ അണുപിണ്ഡത്തിന് എതിരെ ചിത്രീകരിച്ചപ്പോൾ അങ്ങനെ സംഭവിച്ചുമില്ല . അണുപിണ്ഡമല്ല മറിച്ച് അണുസംഖ്യയാണ് ഒരു അണുവിന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട അടിസ്ഥാനഗുണമെന്ന് അതുവഴി അദ്ദേഹം കാണിച്ചു തന്നു.

ഉൽസർജിക്കപ്പെട്ട എക്സ്‌റേ വികിരണങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയുടെ വർഗ്ഗമൂലവും അണുസംഖ്യയും തമ്മിലുളള ഗ്രാഫ്

അതുകൊണ്ട് മെൻഡലിയേവിന്റെ ആവർത്തനനിയമം ഇതിനനുസരിച്ച് പരിഷ്കരിച്ചു. ഇത് ആധുനിക ആവർത്തനനിയമം എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു.ഇത് ഇങ്ങനെ പ്രസ്താവിക്കാം : മൂലകങ്ങളുടെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണധർമ്മങ്ങൾ അവയുടെ അണുസംഖ്യയുടെ ആവർത്തന ഫലനങ്ങളാണ്.

ആധുനിക ആവർത്തനപ്പട്ടിക

തിരശ്ചീനമായുള്ള വരികളെ പീരീഡുകൾ എന്നും ലംബമായുള്ള നിരകളെ ഗ്രൂപ്പുകൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു.ആധുനിക ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ ഏഴ് പീരീഡുകളും 18 ഗ്രൂപ്പുകളും ഉണ്ട്.ഒരേ പീരീഡിലെ എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണം സമമായിരിക്കും . ബാഹ്യതമഷെല്ലിൽ ഒരേ ഇലക്ട്രോൺ ക്രമീകരണം വരുന്ന മൂലകങ്ങൾ ഒരേ ഗ്രൂപ്പ് അഥവാ കുടുംബം ആണ്.അവസാന ഇലക്ട്രോൺ എത്തിച്ചേരുന്ന ഉപഷെല്ലിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മൂലകങ്ങളെ s ബ്ലോക്ക്, p ബ്ലോക്ക്, d ബ്ലോക്ക്, f ബ്ലോക്ക് എന്നിങ്ങനെ നാലായും കൂടെ തരം തിരിക്കാം.

ആധുനിക ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ബ്ലോക്കുകൾ

ഗ്ലെൻ റ്റി സീബർഗിന്റെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയെക്കുറിച്ചുളള വാക്കുകൾ പ്രശസ്തമാണ് : "വാസ്തവത്തിൽ രസതന്ത്രത്തിലെ താത്ത്വികവും പ്രായോഗികവുമായ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു ആശയമാണ് ആവർത്തനപട്ടിക. ഇത് വിദ്യാർത്ഥികൾക്ക് ഒരു ദൈനംദിന സഹായമാകുകയും ഗവേഷകവൈജ്ഞാനികർക്ക് ഗവേഷണത്തിന്റെ പുതിയ വഴികൾ നിർദേശിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് രസതന്ത്രത്തിന്റെ ആകെക്കൂടിയുള്ള ഒരു സംക്ഷിപ്‌തരൂപം നൽകുന്നു. രാസമൂലകങ്ങൾ ക്രമരഹിത കുട്ടമല്ലെന്നും മറിച്ച് പ്രവണതകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നവയും കുടുംബങ്ങളായി ഒരുമിച്ച് നിൽക്കുന്നവയുമാണെന്നുമുള്ളതിൻറെ ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു ബോധ്യപ്പെടുത്തലാണ് ഇത്. പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ നിഗൂഢത പൊളിക്കാനും അതുപോലെ തന്നെ രസതന്ത്രത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനനിർമാണശിലകളായ രാസമൂലകങ്ങളിൽനിന്ന് പ്രപഞ്ചം എങ്ങനെ നിർമിക്കപ്പെട്ടു എന്നറിയുന്നതിനും ആഗ്രഹിക്കുന്ന ഏതൊരാൾക്കും ആവർത്തനപ്പട്ടികയെ കുറിച്ചുള്ള അറിവ് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്."

ഗ്ലെൻ റ്റി സീബർഗ്

ആവർത്തനപ്പട്ടിക

ഗ്രൂപ്പ് →	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
പീരീഡ് ↓
1	1 H																															2 Helium
2	3 Li	4 Be																									5 Boron	6 Carbon	7 Nitrogen	8 Oxygen	9 Fluorine	10 Neon
3	11 Na	12 Mg																									13 Al	14 Silicon	15 Phosphorus	16 Sulfur	17 Chlorine	18 Argon
4	19 K	20 Ca															21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr
5	37 Rb	38 Sr															39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe
6	55 Cs	56 Ba	57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn
7	87 Fr	88 Ra	89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og

ക്ഷാരലോഹങ്ങൾ	ക്ഷാരീയമൃത്തികാലോഹങ്ങൾ	ലാന്തനൈഡുകൾ	ആക്റ്റിനൈഡുകൾ	സംക്രമണ ലോഹം
സംക്രമണാന്തര ലോഹം	ഉപലോഹങ്ങൾ	അലോഹം	ഉൽകൃഷ്ടവാതകം	ഹൈഡ്രജൻ

• ചുവപ്പ് : വാതകം
• നീല : ദ്രാവകം
• കറുപ്പ് : ഖരം

• പ്രഥമാസ്തിത്വ മൂലകങ്ങൾ
• ആണവാപചയ മൂലകങ്ങൾ
• മനുഷ്യനിർമ്മിത മൂലകങ്ങൾ

പീരീഡ്

പീരീഡ്	ഷെല്ല്	ഉപഷെല്ലുകൾ	ഓർബിറ്റലുകളുടെ എണ്ണം	ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം	മൂലകങ്ങളുടെ എണ്ണം	ആദ്യ മൂലകം	അവസാന മൂലകം	തരം
1	K	1s	1	2	2	H , 1	He , 2	വളരെ ചെറുത്
2	L	2s , 2p	4	8	8	Li , 3	Ne , 10	ചെറുത്
3	M	3s , 3p	4	8	8	Na , 11	Ar , 18	ചെറുത്
4	N	4s , 3d , 4p	9	18	18	K , 19	Kr , 36	വലുത്
5	O	5s , 4d , 5p	9	18	18	Rb , 37	Xe , 54	വലുത്
6	P	6s , 4f , 5d , 6p	16	32	32	Cs , 55	Rn , 86	വളരെ വലുത്
7	Q	7s , 5f , 6d , 7p	16	32	32	Fr , 87	Og , 118	വളരെ വലുത്

ഗ്രൂപ്പ്

ഗ്രൂപ്പ് നമ്പർ	മൂലക കുടുബം
1	ക്ഷാരലോഹങ്ങൾ
2	ക്ഷാരീയമൃത്തികാലോഹങ്ങൾ
3-12	സംക്രമണലോഹങ്ങൾ
13	ബോറോൺ കുടുംബം
14	കാർബൺ കുടുംബം
15	നൈട്രജൻ കുടുംബം
16	ഓക്സിജൻ കുടുംബം
17	ഹാലൊജനുകൾ
18	ഉൽകൃഷ്ടവാതകം

ചരിത്രം

ഗ്രീക്ക് തത്ത്വ ചിന്തകരാണ്‌ നാല് അടിസ്ഥാന മൂലകങ്ങൾ (Classical element) എന്ന ആശയം ആവിഷ്കരിച്ചത്. ഇത് ഭാരതീയ പഞ്ചഭൂത സിദ്ധാന്തവുമായി സമരസപ്പെടുന്ന ഒന്നായിരുന്നു. അഗ്നി, വായു, ജലം, ഭൂമി എന്നിവയുടെ വ്യത്യസ്ത സമ്മിശ്രണമാണ്‌ പദാർത്ഥമെന്നവർ വിശ്വസിച്ചു. പക്ഷേ യഥാർത്ഥ മൂലകങ്ങളുടെ ക‌ണ്ടെത്തലോടെ ഇതു നിരാകരിക്കപ്പെട്ടു. ലവൊസയർ (1770-89)-ൽ ലോഹങ്ങളെന്നും അലോഹങ്ങളെന്നും, വാതകങ്ങളെന്നും, ഭൗമമെന്നും വ്യത്യസ്ത വിഭാഗങ്ങളിൽ, ‌33 മൂലകങ്ങളുടെ പട്ടിക നിർമ്മിച്ചു. എന്നാൽ അദ്ദേഹം തരം തിരിച്ച പട്ടികയിലെ പല മൂലകങ്ങളും പിൽക്കാലത്ത് സം‌യുക്‌ത‌ങ്ങളാണെന്നു തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. 1828-ൽ‌ ജോൺസ് ജേക്കബ് ബെർസിലിയസ് (Jöns Jakob Berzelius) കണങ്ങളുടെ ഭാരത്തിനനുസൃതമായി പട്ടിക (table of atomic weights) തയ്യാറാക്കി മൂലകങ്ങൾക്ക് പ്രതീകങ്ങളും അദ്ദേഹം ഉപയോഗിച്ചു. ജൊഹൻ ഡൊബറൈനർ (Johann Döbereiner) ₁₈₂₉ൽ‌ ത്രിക സിദ്ധാന്തം‌ പ്രയോഗത്തിൽ വരുത്തി പട്ടിക പരിഷ്കരിച്ചു. സമാന സ്വഭാവമുള്ള മൂലകങ്ങൾ ത്രയങ്ങൾ (Triads) എന്നദ്ദേഹം പേരിടുകയും ആദ്യമായി ഗ്രൂപ്പ് എന്ന നൂതനാശയത്തിനു വഴി തുറക്കുകയും ചെയ്‌തു. ജൊഹൻ ന്യുലാൻ‌സ്‌ (John Newlands )₁₈₆₄ൽ‌ അഷ്ടക സിദ്ധാന്തം‌ പ്രയോഗത്തിൽ വരുത്തി പട്ടിക വീണ്ടും പരിഷ്കരിച്ചു. പിരിയൊഡിസിറ്റി എന്ന ആശയത്തിനു പിൻബലം ലഭിയ്ക്കുകയും ചെയ്തു. മെൻഡലീവ് and മേയർ -1869 എന്നിവരാണ് (Meyer & Mendeleev) ആധുനിക ആവർത്തന പട്ടികയുടെ പ്രയോക്താക്കൾ. 1869-ൽ റഷ്യൻ രസതന്ത്രജ്ഞനായ ദിമിത്രി മെൻഡലീവ് ആണ് മൂലകങ്ങളെ ഈ വിധത്തിൽ ശാസ്ത്രീയമായി വർഗ്ഗീകരിച്ചത്. ഒരേ തരത്തിലുള്ള ഗുണങ്ങളുള്ള മൂലകങ്ങളെ ഒരേനിരയിൽ വരുന്ന രീതിയിലാണ് മെൻഡെലീവ് ആവർത്തനപ്പട്ടിക വിഭാവനം ചെയ്തത്. പുതിയ മൂലകങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തൽ, പട്ടികയുടെ രൂപത്തിൽ കാലാനുസൃത മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തിയിട്ടുണ്ട്. മൂലകങ്ങളുടെ വിവിധ സ്വഭാവങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുന്ന വിവിധതരം ആവർത്തനപ്പട്ടികകൾ നിലവിലുണ്ടെങ്കിലും മെൻഡലീവിന്റെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ വകഭേദങ്ങൾ തന്നെയാണ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗത്തിലുള്ള രൂപം. ഇന്റർ നാഷ്ണൽ യൂണിയൻ ഓഫ് പ്യുവർ ആൻഡ് അപ്ലയ്ഡ് കെമിസ്ട്രി (IUPAC) 2015 ഡിസംബറിൽ ആദ്യത്തെ 118 മൂലകങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം ആധികാരികമായി സ്ഥിരീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഗ്രൂപ്പിന്റെയും പീരിയഡിന്റെയും സവിശേഷതകൾ

1913 ൽ ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹെൻറി മോസ്‍ലി തയ്യാറാക്കിയ ആധുനിക പീരിയോഡിക് ടേബിൾ അറ്റോമിക നമ്പറിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി തയ്യാറാക്കിയിരിക്കുന്നു. 18 ഗ്രൂപ്പുകളും 7 പീരിയഡുകളുമാണ് ആധുനിക ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലുള്ളത്. ‌^[2]

ഗ്രൂപ്പ് സവിശേഷതകൾ

ഒരു ഗ്രൂപ്പിൽ മുകളിൽ നിന്ന താഴേയ്ക്ക് വരുമ്പോൾ മൂലക ആറ്റങ്ങളുടെ വലിപ്പം വർധിക്കുന്നു. അയോണീകരണ ഊർജ്ജം കുറയുന്നതിനാൽ പോസിറ്റീവ് അയോണുകൾ രൂപപ്പെടാനുള്ള സാധ്യതകൾ കൂടുന്നു. ലോഹസ്വഭാവം കൂടിവരികയും ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവറ്റി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.

പീരിയഡ് സവിശേ‍ഷതകൾ

പീരിയഡിൽ ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തേയ്ക്ക് പോകുന്നതിനനുസരിച്ച് മൂലകങ്ങളുടെ ആറ്റങ്ങളുടെ വലിപ്പം കുറഞ്ഞുവരുന്നു. അയോണീകരണ ഊർജ്ജം കൂടുന്നതിനാൽ പോസിറ്റീവ് അയോൺ രൂപപ്പെടുന്നതിനുള്ള പ്രവണത കൂടുന്നു. മൂലകങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി കൂടിവരികയും ലോഹസ്വഭാവം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നുപുറത്തേക്കുള്ള കണ്ണികൾ

മെൻഡലീവും ആവർത്തനപ്പട്ടികയും

ആവർത്തനപ്പട്ടിക മലയാളത്തിൽ

1869-ലാണ് ഇന്നത്തെ പീരിയോഡിക്ക് ടേബിളിന്റെ ജനനം.മെൻഡലീവ് 'പ്രിൻസിപ്പൾസ് [principles] ഓഫ് കെമിസ്‍‍ട്രി'എന്നൊരു പുസ്തകം തയ്യാറാക്കുന്നതിനിടയായിരുന്നു അത്.ഓരോ മൂലകത്തിന്റെയും പേരും പ്രതീകവും പ്രത്യേകതകളും ഒരു കാർഡിൽ അദ്ദേഹം എഴുതിയിട്ടു.പല രീതിയിൽ ഈ കാർഡുകൾ മാറ്റിവച്ച് പരീക്ഷിച്ചപ്പോൾ അദ്ദേഹത്തിന് ഒരു കാര്യം മനസ്സിലായി.ആറ്റമിക ഭാരത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ക്രമീകരിക്കുമ്പോൾ ചില കൃത്യമായ ഇടവേളകളിൽ ഒരേ സ്വഭാവമുള്ള മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനം(Periodicity)വരുന്നു.ഏറെ ആലോചനകൾക്കൊടുവിൽ ഇങ്ങനെ വന്ന മൂലകങ്ങളെ താഴേക്കു ക്രമീകരിച്ച് അദ്ദേഹം ഒരു പട്ടികയുണ്ടാക്കി.അങ്ങനെ ഇന്നു കാണുന്ന പീരിയോഡിക്ക് ടേബിൾ പിറന്നു.ആ ക്രമീകരണത്തിനു പിന്നിലെ നിയമത്തെ പീരിയോഡിക് നിയമം (Periodic Law)എന്നാണ് അദ്ദേഹം വിളിച്ചത്.മെന്റഡലീവ് മൂലകങ്ങളെ ക്രമീകരിച്ചപ്പോൾ ഒരേ സ്വഭാവമുള്ള മൂലകങ്ങൾ ഒരു വരിയിൽ ആവർത്തിച്ചു വന്നു.അപ്പോൾ അദ്ദേഹം അവയെ താഴേക്ക് ഒരു കൂട്ടമായി നിർത്തി. ഇങ്ങനെ നിർത്തിയപ്പോൾ ചില മൂലകങ്ങൾ അവയുടെ കൂട്ടത്തിൽ വരുന്നവയുമായി സാമ്യം കാണിക്കാതെ വന്നു.അപ്പോൾ അവയെ സമാനസ്വഭാവമുള്ള ഗ്രൂപ്പിലേക്ക് മാറ്റി.അക്കാര്യത്തിൽ ആറ്റമിക ഭാരത്തിന്റെ ക്രമം നഷ്ടമാകുന്നത് അദ്ദേഹം കണക്കിലെടുത്തില്ല.ഇത്തരത്തിൽ അദ്ദേഹം സ്ഥാനം മാറ്റിക്കൊടുത്ത രണ്ട് മൂലകങ്ങളായിരുന്നു ടെലൂറിയവും അയഡിനും.