तत्वों के आवर्त वर्गीकरण कक्षा 10, periodic classification

 

तत्वों का वर्गीकरण

तत्वों के आवधिक वर्गीकरण की आवश्यकता:-

जब केवल 31 तत्व थे तो इन रासायनिक तत्वों के गुणों का व्यक्तिगत रूप से अध्ययन करना अपेक्षाकृत आसान था। नए तत्वों की खोज के कारण प्रत्येक तत्व के गुणों का अध्ययन करना कठिन हो गया है और इन तत्वों के व्यवहार और गुणों को याद रखना कठिन हो गया है। इससे तत्वों के आवधिक वर्गीकरण की आवश्यकता उत्पन्न हुई।

वर्गीकरण के लाभ:

• 1   तत्वों का वर्गीकरण एक निश्चित पैटर्न प्रदान करता है जिसमें तत्व अपने गुणों को बदलते हैं।
• 2.  यह समझना भी आसान है कि कैसे समान तत्व यौगिक बनाते हैं और इस प्रकार यौगिक निर्माण की भविष्यवाणी करते हैं।
• 3.  नए तत्वों की खोज में मदद करता है.

1. जोहान वोल्फगैंग डोबेराइनर(1829)

उन्होंने समान रासायनिक गुणों वाले तत्वों को तीन समूहों में बांटा, जिन्हें 'ट्रायड्स' कहा जाता है। जब तत्वों को उनके बढ़ते परमाणु द्रव्यमान के क्रम में व्यवस्थित किया गया, तो मध्य तत्व का परमाणु द्रव्यमान त्रिक के अन्य दो तत्वों के लगभग अंकगणितीय माध्य के बराबर था।

ट्रैड 1:

तत्व	परमाणु भार
लिथियम (Li)	7
सोडियम (Na)	23
पोटेशियम (K)	39

ट्रैड 2:

तत्व	परमाणु भार
क्लोरीन (Cl)	35.5
ब्रोमीन (Br)	80
आयोडीन (I)	127

ट्रैड 3:

तत्व	परमाणु भार
कैल्शियम (Ca)	40
स्ट्रोंटियम (Sr)	88
बेरियम (Ba)	137

त्रय वर्गीकरण का दोष

डोबेराइनर उस समय ज्ञात सभी तत्वों में से केवल 9 तत्वों (3 ट्रैड्स) को इस प्रकार वर्गीकृत कर सका।

• सभी ज्ञात तत्वों को त्रिक के रूप में व्यवस्थित नहीं किया जा सका।
• यह नियम बहुत कम या बहुत अधिक परमाणु द्रव्यमान वाले तत्वों के लिए लागू नहीं होता।
  उदाहरण: फ्लोरीन 19 और ब्रोमीन 80 के परमाणु द्रव्यमान का अंकगणितीय माध्य, जो 49.5 पर आता है, क्लोरीन के परमाणु द्रव्यमान से काफी भिन्न होता है, जो 35.5 है। 

2.  न्यूलैंड का वर्गीकरण (53 तत्व)

जॉन न्यूलैंड्स ने ज्ञात तत्वों को बढ़ते परमाणु द्रव्यमान के क्रम में व्यवस्थित किया। उन्होंने सबसे कम परमाणु द्रव्यमान (हाइड्रोजन) वाले तत्व से शुरुआत की और थोरियम पर समाप्त किया जो 56वां तत्व था।

उन्होंने पाया कि प्रत्येक आठवें तत्व के गुण पहले के समान थे। उन्होंने इसकी तुलना संगीत में पाए जाने वाले सप्तक से की। इसलिए उन्होंने इसे 'अष्टक का नियम' कहा। इसे 'न्यूलैंड्स का अष्टक नियम' के नाम से जाना जाता है।

न्यूलैंड्स ऑक्टेव्स में लिथियम और सोडियम के गुण समान पाए गए। लिथियम के बाद सोडियम आठवां तत्व है।

न्यूलैंड के ऑक्टेव नियम की कमियाँ

1.  न्यूलैंड्स द्वारा यह मान लिया गया था कि प्रकृति में केवल 56 तत्व मौजूद हैं और भविष्य में कोई और तत्व खोजा नहीं जाएगा। लेकिन, बाद में, कई नए तत्वों की खोज की गई, जिनके गुण अष्टक के नियम में फिट नहीं बैठते थे।

2.  तत्वों को अपनी तालिका में फिट करने के लिए, न्यूलैंड्स ने दो तत्वों को एक ही स्लॉट में समायोजित किया, लेकिन उसी के नीचे कुछ विपरीत तत्व भी रखे।

पूर्व। कोबाल्ट और निकेल एक ही स्लॉट में हैं और इन्हें फ्लोरीन, क्लोरीन और ब्रोमीन के समान कॉलम में रखा गया है, जिनके गुण इन तत्वों से बहुत अलग हैं।

गुणों में कोबाल्ट और निकल जैसा दिखने वाले लोहे को इन तत्वों से काफी दूर रखा गया है।

3.  न्यूलैंड्स का अष्टक नियम केवल हल्के तत्वों के साथ ही अच्छा काम करता है।

 

न्यू/लैंड के ऑक्टेव नियम के लाभ

1.  इस कानून ने तत्वों को समान गुणों वाले तत्वों के समूहों में वर्गीकृत करने के लिए एक आधार प्रदान किया।

2.  इस कानून ने सभी ज्ञात तत्वों को सारणीबद्ध रूप में व्यवस्थित करने का व्यापक दायरा प्रदान किया।

3.  मेंडेलीव की आवर्त सारणी

मेंडलीफ के समय तक केवल 63 तत्वों की खोज की गई थी।

मेंडेलीव का आवर्त नियम: तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण
उनके परमाणु द्रव्यमान का आवर्त फलन होते हैं।

मेंडलीफ ने उस समय ज्ञात तत्वों को बढ़ते परमाणु द्रव्यमान के क्रम में व्यवस्थित किया और इस व्यवस्था को आवर्त सारणी कहा गया। उन्होंने तत्वों के ऑक्साइड और हाइड्राइड ढूंढे और उनके ऑक्साइड और हाइड्राइड के आधार पर उन्होंने तत्वों को एक समूह में व्यवस्थित किया।

समान विशेषताओं वाले तत्व ऊर्ध्वाधर पंक्तियों में मौजूद थे जिन्हें समूह कहा जाता है। क्षैतिज
पंक्तियों को आवर्त के नाम से जाना जाता था।

मेंडलीफ की आवर्त सारणी का विवरण
(i) आवर्त सारणी में, तत्वों को ऊर्ध्वाधर पंक्तियों में व्यवस्थित किया जाता है जिन्हें समूह कहा जाता है और क्षैतिज पंक्तियों को आवर्त के रूप में जाना जाता है।
(ii) रोमन अंकों द्वारा I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII के रूप में दर्शाए गए आठ समूह हैं। समूह VIII में नौ तत्व शामिल हैं जो तीन त्रिकों में व्यवस्थित हैं।
(iii) मेंडेलीव की आवर्त सारणी में सात आवर्त (1 से 7 तक क्रमांकित) या क्षैतिज पंक्तियाँ हैं।

मेंडेलीव की आवर्त सारणी के गुण:
1. मेंडेलीव पहले व्यक्ति थे जिन्होंने सभी तत्वों को सही ढंग से व्यवस्थित और वर्गीकृत किया और उनके रासायनिक गुणों में आवधिकता की व्याख्या करने में सक्षम थे।
2. मेंडेलीव ने अनदेखे तत्वों के लिए कुछ अंतराल छोड़े। उन्होंने भविष्यवाणी की कि भविष्य में कुछ तत्वों की खोज की जायेगी। उन्होंने उन अनदेखे तत्वों के गुणों की भी भविष्यवाणी की।

मेंडलीफ की आवर्त सारणी में तत्वों की खोज के लिए कई रिक्त स्थान थे। पूर्व। एका-बोरोन, एका-एल्यूमीनियम और एका-सिलिकॉन। इन तत्वों को Sc, Ga और Ge के रूप में उन्हीं विशेषताओं के साथ खोजा गया जैसा उन्होंने भविष्यवाणी की थी।

3. मेंडेलीव ने कुछ तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को उनकी अपेक्षित स्थिति और गुणों की सहायता से ठीक किया।

मेन्डेलीफ की आवर्त सारणी में अवगुण
(i) हाइड्रोजन को क्षार धातुओं के साथ समूह IA में रखा गया है। लेकिन यह कई गुणों में समूह VII A के हैलोजन से भी मिलता जुलता है। इस प्रकार, मेंडेलीव की आवर्त सारणी में इसकी स्थिति विवादास्पद है।

(ii) किसी तत्व के समस्थानिकों का परमाणु द्रव्यमान भिन्न होता है लेकिन परमाणु क्रमांक समान होता है। चूँकि, आवर्त सारणी तत्वों के बढ़ते परमाणु द्रव्यमान के आधार पर बनाई गई है, इसलिए किसी विशेष तत्व के सभी समस्थानिकों को अलग-अलग स्थान आवंटित किए गए होंगे।
इसलिए - प्रोटियम, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम मेंडेलीव की तालिका में अलग-अलग स्थान पर होंगे।

(iii) यद्यपि मेंडलीफ की आवर्त सारणी में तत्वों को उनके परमाणु द्रव्यमान के क्रम में व्यवस्थित किया गया है, लेकिन कुछ मामलों में अधिक परमाणु द्रव्यमान वाला तत्व कम परमाणु द्रव्यमान वाले तत्व से पहले आता है। पूर्व। कोबाल्ट को निकेल से पहले रखें, हालाँकि कोबाल्ट का द्रव्यमान अधिक होता है।

(iv) मेंडेलीव के अनुसार, एक ही समूह में रखे गए तत्वों को उनके गुणों में समान होना चाहिए। लेकिन किसी विशेष समूह के दो उपसमूहों के तत्वों में कोई समानता नहीं है।

(v) कुछ मामलों में, समान गुणों वाले तत्वों को अलग-अलग समूहों में रखा गया है। पूर्व- Cu और Hg।

आधुनिक आवर्त सारणी - हेनरी मोसले द्वारा (1913)

आधुनिक आवर्त नियम- आधुनिक आवर्त नियम बताता है कि तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण उनके परमाणु क्रमांक के आवर्त फलन हैं।

परमाणु क्रमांक और परमाणु द्रव्यमान क्यों नहीं?

परमाणु द्रव्यमान किसी परमाणु के नाभिक में मौजूद प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का कुल द्रव्यमान है। जबकि, परमाणु संख्या एक नाभिक में प्रोटॉन की संख्या है। साथ ही, नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या नाभिक के बाहर मौजूद इलेक्ट्रॉनों के बराबर होती है।

हम जानते हैं कि नाभिक परमाणु के अंदर गहराई में बैठा होता है। लेकिन इसके बाहर के इलेक्ट्रॉन, विशेषकर सबसे बाहरी कोश के इलेक्ट्रॉन, चारों ओर घूमने के लिए स्वतंत्र हैं। इसलिए वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं। इस कारण से, किसी तत्व के गुण परमाणु द्रव्यमान के बजाय परमाणु संख्या पर निर्भर करते हैं।

आवर्त सारणी में तत्वों का वर्गीकरण

तत्वों की आधुनिक आवर्त सारणी को 4 खंडों में विभाजित किया जा सकता है -

1.  s-ब्लॉक, p-ब्लॉक,( प्रतिनिधि तत्व)

2.  d-ब्लॉक, (संक्रमण तत्व)

3.  f-ब्लॉक। (आंतरिक संक्रमण तत्व)

यह वर्गीकरण उन ऑर्बिटल्स के प्रकारों पर आधारित है जिनमें तत्व के वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं। उदाहरण के लिए, एस-ब्लॉक तत्वों के वैलेंस इलेक्ट्रॉन एस-ऑर्बिटल्स में होते हैं और डी-ब्लॉक तत्वों के वैलेंस इलेक्ट्रॉन्स डी-ऑर्बिटल्स में होते हैं।

आधुनिक आवर्त सारणी में 18 ऊर्ध्वाधर स्तंभ और 7 क्षैतिज पंक्तियाँ हैं।

 

आधुनिक आवर्त सारणी में समूह

·         समूह आवर्त सारणी के आधुनिक या लंबे रूप में ऊर्ध्वाधर स्तंभ हैं।

·         आवर्त सारणी में 18 समूह हैं।

·         इन समूहों की संख्या 1 से 18 तक है।

·         प्रत्येक समूह में समान बाहरी आवरण इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाले तत्व होते हैं।

 

 

समूह संख्या	समूह नाम	संपत्ति
समूह 1 या आईए	क्षारीय धातु	वे पानी के साथ प्रबल क्षार बनाते हैं
समूह 2 या आईआईए	क्षारीय पृथ्वी धातु	वे क्षार भी बनाते हैं लेकिन समूह 1 के तत्वों की तुलना में कमज़ोर होते हैं
समूह 13 या IIIA	बोरोन परिवार	बोरोन इस परिवार का पहला सदस्य है
समूह 14 या आईवीए	कार्बन परिवार	कार्बन इस गुण का प्रथम सदस्य है
समूह 15 या वीए	नाइट्रोजन परिवार	इस समूह में अधातु और उपधातु हैं
समूह 16 या वीआईए	ऑक्सीजन परिवार	इन्हें चाकोजेन के नाम से भी जाना जाता है
समूह 17 या VIIA	हलोजन परिवार	इस समूह के तत्व लवण बनाते हैं।
समूह 18	शून्य समूह	वे उत्कृष्ट गैसें हैं और सामान्य परिस्थितियों में वे निष्क्रिय होती हैं।

आधुनिक आवर्त सारणी में काल

·         आवर्त सारणी के आधुनिक या लंबे रूप में आवर्त क्षैतिज पंक्तियाँ हैं।

·         आवर्त सारणी में 7 आवर्त हैं।

·         इन्हें ऊपर से नीचे तक 1, 2, 3, 4, 5, 6 और 7 के रूप में क्रमांकित किया गया है ।

·         प्रथम आवर्त में केवल दो तत्व शामिल हैं - हाइड्रोजन और हीलियम । इसे अति लघु अवधि कहा जाता है।

·         जबकि दूसरे और तीसरे आवर्त में 8-8 तत्व होते हैं और इन्हें लघु आवर्त कहा जाता है

·         चौथे और पांचवें आवर्त में 18 तत्व होते हैं, प्रत्येक को दीर्घ आवर्त कहा जाता है।

·         दूसरी ओर, छठे आवर्त में 32 तत्व होते हैं और इसे सबसे लंबा आवर्त कहा जाता है।

·         आवर्त सारणी के लंबे रूप में नीचे एक अलग पैनल होता है। इसमें छठे आवर्त के 14 तत्व शामिल हैं जिन्हें लैंथेनॉइड्स कहा जाता है । और 7वें आवर्त में 14 तत्वों को एक्टिनोइड्स कहा जाता है ।

·         प्रत्येक आवर्त किसी तत्व के परमाणु में मौजूद कोशों या ऊर्जा स्तरों की संख्या को दर्शाता है।

 

 

आधुनिक आवर्त सारणी में संपत्तियों के रुझान:

1)परमाणु त्रिज्या

परमाणु त्रिज्या दो आसन्न परमाणुओं के नाभिक के बीच की दूरी का आधा है. तालिका के पार, बाएं से दाएं जाने पर परमाणु क्रमांक बढ़ता है और प्रभावी परमाणु चार्ज भी बढ़ता है यानी किसी अवधि में बाएं से दाएं जाने पर नाभिक में बाहरी इलेक्ट्रॉनों पर अधिक खिंचाव होता है और परमाणु त्रिज्या कम हो जाती है।

जब तालिका में किसी समूह में नीचे की ओर जाते हैं, तो भरे हुए इलेक्ट्रॉन कोशों की संख्या बढ़ जाती है। हालाँकि, वैलेंस इलेक्ट्रॉन समान प्रभावी परमाणु चार्ज रखते हैं, परिणामस्वरूप, नाभिक में बाहरी इलेक्ट्रॉनों पर कम खिंचाव होता है और परमाणु त्रिज्या बड़ी होती है।

2) आयनीकरण ऊर्जा (आयनीकरण क्षमता)

आयनीकरण ऊर्जा (IE या I) वह ऊर्जा है जो किसी गैसीय परमाणु या आयन से एक इलेक्ट्रॉन को पूरी तरह से बाहर निकालने के लिए आवश्यक होती है। आयनीकरण ऊर्जा हमेशा सकारात्मक होती है।

एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा पहली आयनीकरण ऊर्जा है, दूसरी आयनीकरण ऊर्जा दूसरे वैलेंस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा है, इत्यादि।

जैसे-जैसे आप किसी अवधि में बाएँ से दाएँ जाते हैं, आयनीकरण ऊर्जाएँ बढ़ती हैं। इसके अलावा, जब आप किसी समूह में नीचे जाते हैं, तो आयनीकरण ऊर्जा कम हो जाती है। इसका कारण आकार में कमी और प्रभावी परमाणु बल में वृद्धि है।

3.   इलेक्ट्रॉन लाभ एन्थैल्पी

जब एक तटस्थ पृथक गैसीय परमाणु गैसीय नकारात्मक आयन बनाने के लिए एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है तो ऊर्जा निकलती है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन लाभ एन्थैल्पी ऋणात्मक है ।

जैसे-जैसे आप किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाते हैं, इलेक्ट्रॉन लाभ एन्थैल्पी बढ़ती है। इसके अलावा, जब आप किसी समूह में नीचे जाते हैं, तो इलेक्ट्रॉन लाभ एन्थैल्पी कम हो जाती है। इसका कारण आकार में कमी और प्रभावी परमाणु बल में वृद्धि है।

4.   वैद्युतीयऋणात्मकता

इलेक्ट्रॉनों की साझा जोड़ी को अपनी ओर आकर्षित करने की प्रवृत्ति है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी का मान जितना अधिक होगा, वह तत्व उतनी ही अधिक मजबूती से साझा इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करेगा। समूहों में ऊपर से नीचे की ओर इलेक्ट्रोनगेटिविटी घटती है, और सभी अवधियों में बाएं से दाएं बढ़ती है। इस प्रकार, फ्लोरीन सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है, जबकि फ्रांसियम सबसे कम विद्युत ऋणात्मक तत्वों में से एक है।

5.    विद्युत सकारात्मकता:

इलेक्ट्रोपोसिटिविटी को एक परमाणु की इलेक्ट्रॉन दान करने और धनात्मक आवेशित धनायन बनाने की प्रवृत्ति के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोपॉज़िटिविटी समूहों में ऊपर से नीचे तक बढ़ती है, और बाएं से दाएं अवधि के दौरान घटती है।

6.  किसी धातु का धात्विक लक्षण

धात्विक गुण किसी धातु की प्रतिक्रियाशीलता के स्तर को दर्शाता है। धातुएँ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन खो देती हैं , जैसा कि उनकी कम आयनीकरण ऊर्जा से संकेत मिलता है। एक यौगिक के भीतर, धातु के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के लिए अपेक्षाकृत कम आकर्षण होता है। यह उनकी कम इलेक्ट्रोनगेटिविटी से संकेत मिलता है।

सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील धातु सीज़ियम है, जो प्रकृति में मुक्त तत्व के रूप में नहीं पाई जाती है।

धात्विक गुण एक आवर्त में बाएं से दाएं घटते हैं जबकि ऊपर से नीचे बढ़ते हैं।

7.  किसी धातु का गैर-धातु गुण

एक यौगिक के भीतर इलेक्ट्रॉनों के लिए उच्च आकर्षण रखती हैं ।

फ्लोरीन तत्व सर्वाधिक प्रतिक्रियाशील अधातु है।