संडे स्पेशल: पिरिऑडिक टेबलची दीडशे वर्षं

डॉ. मेघश्री दळवी

आपण सर्वांनी शिकत असताना आवर्त सारणी म्हणजे पिरिऑडिक टेबल वापरलेलं आहे. या सारणीत रासायनिक मूलद्रव्यांची गुणधर्मांवर आधारित शास्त्रशुद्ध मांडणी असल्याने मूलभूत गुणधर्मांचा अभ्यास सोपा होतो. या सारणीला नुकतीच 150 वर्षे झाली.

मूलद्रव्यांची आवर्त सारणी तयार करणाचे प्रयत्न बरेच झाले होते. डोबेरायनर किंवा न्यूलॅंड यांनी आपल्या परींनी मूलद्रव्यांचे गट करून त्यांचे गुणधर्म एकत्रितपणे अभ्यास करण्याची कल्पना मांडली होती. पण ती बर्या च अंशी पूर्णत्वाला नेली ती दिमित्री मेंडेलीव या रशियन शास्त्रज्ञांनी. त्यांनी ही आवर्त सारणी 6 मार्च 1869 मध्ये सर्वांसमोर मांडली. या घटनेला या महिन्यात दीडशे वर्षं पूर्ण झाली.

गेल्या दीडशे वर्षांमध्ये आवर्त सारणीचं महत्त्व केवळ रसायनशास्त्र नव्हे तर जीवशास्त्र आणि भौतिकशास्त्र यातही दिसून आलं आहे. याच कारणासाठी 2019 हे वर्ष इंटरनॅशनल इयर ऑफ द पिरिऑडिक टेबल ऑफ केमिकल एलिमेंट्‌स म्हणून घोषित झालं आहे. त्यासाठी संयुक्त राष्ट्रांच्या शिक्षण, विज्ञान, आणि संस्कृती विभागाने (युनेस्को) पुढाकार घेतला आहे. त्याला इतर अनेक आंतरराष्ट्रीय संस्थांनी साथ दिली आहे.

दिमित्री मेंडेलीव हे हाडाचे संशोधक. त्याकाळी रसायनशास्त्राचा अभ्यास म्हणजे एकेका धातू किंवा मूलद्रव्याचा अभ्यास अशा प्रकारे चालायचा. पण मेंडेलीव यांच्या लक्षात आलं, की मूलद्रव्यांची चढत्या अणुभाराप्रमाणे मांडणी केली तर ठराविक अवधीने (पिरिऑडिक) त्यांच्या गुणधर्मांची पुनरावृत्ती होताना दिसते. त्यानुसार त्यांचे गट केले तर प्रत्येक गटातल्या मूलद्रव्यांची इतर अणूंशी संयोग करण्याची क्षमता (संयुजा) सामान्यपणे सारखीच असते. आणि इतर गुणधर्म समान किंवा विशिष्ट पटीत आवर्त होताना दिसतात. म्हणूनच त्यांनी या मांडणीला आवर्त सारणी (पिरिऑडिक टेबल) म्हटलं.

आपणही हे पाहू शकतो. लिथियम, सोडियम, पोटॅशियम या अल्कली धातूंचे रासायनिक गुणधर्म समान आहेत. किंवा फ्लुओरीन, क्‍लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन हा दुसरा एक गट. याच्यात अणुभाराप्रामाणे मूलद्रव्यांची सुप्त उष्णता वाढत जाताना दिसते आणि भौतिक रूप वायू, द्रव, ते घनहोत जातं.

मेंडेलीव यांच्या संशोधनाने रसायनशास्त्रात क्रांती झाली, असं म्हणणं वावगं होणार नाही. गटांचा अभ्यास करण्याची संकल्पना मिळाल्याने संशोधन सुकर झालं. काही मूलद्रव्यांचा शोध लागला नसला, तरी ती अस्तित्वात असतील या दिशेने विचार सुरू झाले. नव्या मूलद्रव्यांची भर पडताना मेंडेलीव यांची मूळ सारणीही त्याला अनुरूप अशी बदलत गेली. पुढे काही त्रुटी आणि समस्थानिकांना सामावून घेताना विसंगती दिसल्यावर तिची रचना अणुभारानुसार न ठेवता अणुक्रमांकानुसार झाली.

त्याकाळी जेवढी मूलद्रव्यं माहीत होती, तेवढी आपल्या सारणीत भरताना मेंडेलीव यांनी योग्य तिथे रिकाम्या जागा सोडल्या होत्या. ती मूलद्रव्यं आज ठाऊक नसली तरी ती उद्या निश्‍चितच मिळणार याची त्यांना खात्री होती. इतकंच नव्हे तर त्यांनी या मूलद्रव्यांचे गुणधर्म काय असू शकतील हेही सांगितलं होतं. आणि झालंही तसंच. एका-ऍल्युमिनिअमचा अणुभार 68 आणि घनता 6 ग्राम प्रतिघनसेंमी असेल हे मेंडेलीव यांचं भाकीत. प्रत्यक्षात गॅलियम धातू मिळाला त्याचा अणुभार 69.72 होता आणि घनता 5.91 ग्राम प्रतिघनसेंमी. अशीच गोष्ट झाली एका-सिलिकॉन आणि जर्मेनिअमची. ही किमया आवर्ती असण्याची.

अलिकडे वापरली जाते ती118 मूलद्रव्यांची आधुनिक सारणी द इंटरनॅशनल युनियन ऑफ प्युअर अँड अप्लाइड केमिस्ट्री या संस्थेने तयार केलेली आहे. तिच्यात मूलद्रव्यांच्या अणूंची संरचना, इलेक्‍ट्रॉन्सची मांडणी अशी अधिक माहिती समाविष्ट केलेली आहे. अवघ्या तीन वर्षांपूर्वी आवर्त सारणीत आलेली सर्वात नवी मूलद्रव्यं आहेत – निहोनिअम, मॉस्कोविअम, टेनेसिन, आणि ओगानेसन.

नवीन मूलद्रव्यं आवर्त सारणीत समाविष्ट करण्याची प्रक्रिया मोठी आहे. विशेषत: नव्या मूलद्रव्यांना नाव देण्यामागे खूप विचार केलेला असतो. स्वीडनमध्ये एटर्बी हे एक छोटंसं गाव आहे. तिथल्या खाणीत मिळालेल्या खनिजामधून चार वेगवेगळी मूलद्रव्यं मिळाली आहेत. त्यांना या गावावरून नावं देण्यात आली आहेत – इट्रिअम, टर्बीअम, अर्बीअम, आणि एटर्बीअम. असा मान केवळ या एका गावालाच मिळालेला आहे.

खरं तर आवर्त सारणी ही मूलद्रव्यांची सोपी मांडणी आहे. त्यात क्‍लिष्ट समीकरणं नाहीत की कोणते मूलभूत सिद्धान्त नाहीत. पण म्हणतात ना,सोप्या गोष्टी सुचणं हेच खरं कठीण असतं! आणि ते केलं मेंडेलीव यांनी. म्हणूनच त्यांच्या सन्मानार्थ अणुक्रमांक 101 असलेल्या कृत्रिमरीत्या तयार केलेल्या मूलद्रव्याचं नामकरण मेंडेलीवियम असं केलेलं आहे. आवर्त सारणीच्या कार्यासाठी मेंडेलीव यांना नोबेल पारितोषिक मिळावे अशी शिफारस तीन वेळा झाली. पण दुर्दैवाने त्यांना नोबेल मिळाले नाही. तरीदेखील त्यांच्या कामाची महती तिळमात्रही कमी होत नाही. आज आपण दीडशे वर्षांनंतरही मेंडेलीव यांच्या आवर्त सारणीचा गौरव करत आहोत. त्यांच्या थोर कामगिरीला ही आपली सर्वांची मानवंदना.

Ads

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Enable Google Transliteration.(To type in English, press Ctrl+g)