LUCA @ School

Innovate, Educate, Inspire

മെൻഡലീഫിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ

പതിനെട്ടാം നൂറ്റാണ്ട് വരെ രസതന്ത്രജ്ഞരെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം അഴിക്കുംതോറും മുറുകിക്കൊണ്ടിരുന്ന ഒരു കുരുക്കായിരുന്നു അന്നുവരെ അറിയപ്പെട്ട മൂലകങ്ങളുടെ വർഗീകരണം. അതിനുവേണ്ടി പലരും ശ്രമിച്ചിരുന്നു. എന്നാൽ അവയെല്ലാം പരാജയപ്പെട്ടു. മൂലകങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള അടിസ്ഥാന ധാരണകളിൽ പലതും അന്നുണ്ടായിരുന്നില്ല. അതായിരുന്നു പരാജയകാരണം. അതായത്, ഓക്സിജൻ, ഹൈഡ്രജൻ, സൾഫർ, മെർക്കുറി അങ്ങനെ പല മൂലകങ്ങളും കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഇവയുടെ സ്വഭാവഗുണങ്ങൾ ഏകദേശം അറിയാം. എന്നാൽ അതിന്റെ ഘടനാപരമായ യാതൊന്നും അവർക്ക് അറിയില്ലായിരുന്നു. ഇന്ന് ശാസ്ത്രലോകത്തെ ലഭ്യമായ പല സൗകര്യങ്ങളും അന്നുണ്ടായിരുന്നില്ല എന്നതാണ് അതിനു കാരണം. രസതന്ത്രത്തിന്റെ പിതാവ് എന്ന് അറിയപ്പെട്ടിരുന്ന ലാവോസിയെയുടെ  ചില കണ്ടെത്തലുകൾ ആയിരുന്നു മൂലകങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ പ്രധാനപ്പെട്ട ആദ്യകാല അറിവുകളിൽ ഒന്ന്. മൂലകങ്ങൾ 33 എണ്ണം ആണെന്ന് അദ്ദേഹം പ്രസ്താവിച്ചു. അദ്ദേഹത്തിന്റെ പട്ടികയിൽ തീയും വെളിച്ചവും കൂടി ഉൾപ്പെടുന്നുണ്ട്!  ഒരു വർഗീകരണം എന്ന കാഴ്ചപ്പാടിലൂടെ മൂലകങ്ങളെ ആദ്യമായി ക്രമീകരിക്കാൻ ശ്രമം നടത്തിയത് ബെർസീലിയസ്  എന്നൊരു ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആയിരുന്നു. 1815-ൽ. ലോഹങ്ങൾ, അലോഹങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെ മൂലകങ്ങളെ അദ്ദേഹം അവയുടെ ലോഹസ്വഭാവം അനുസരിച്ച് തരംതിരിച്ചു. നമ്മളിന്ന് പല മൂലകങ്ങളെയും ഇംഗ്ലീഷ് അക്ഷരങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു കാണിക്കുന്ന രീതിക്ക് തുടക്കമിട്ടതും അദ്ദേഹം ആയിരുന്നു. ഓക്സിജനെ O എന്നും ഹൈഡ്രജനെ H എന്നും ഉള്ള പ്രതീകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചും സൂചിപ്പിച്ചു. 

എന്നാൽ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ എന്നുള്ള നിലയിലേക്ക് മൂലകങ്ങളെ എഴുതുവാനുള്ള ആദ്യത്തെ ശ്രമം നടത്തിയത് ഡൊബറൈനർ  എന്നൊരു ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആയിരുന്നു. ‘ത്രിത്വങ്ങൾ’ എന്നൊരു ആശയം ആണ് അദ്ദേഹം പറഞ്ഞത്. മൂന്ന് മൂലകങ്ങളെ അവയുടെ ആറ്റോമിക ഭാരത്തിന്റെ ക്രമം അനുസരിച്ച് എഴുതിയാൽ നടുക്ക് വരുന്ന മൂലകം ഇടത്തും വലത്തും വരുന്ന മൂലകങ്ങളുടെ ശരാശരി ഗുണം കാണിക്കുന്ന ആൾ ആയിരിക്കും. ഇതിൽ ഈ നടുക്ക് വരുന്ന മൂലകത്തിന്റെ ഭാരം ഇടത്തും വലത്തും വരുന്ന മൂലകങ്ങളുടെ ഭാരത്തിന്റെ ഏകദേശ ശരാശരി ആയിരിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന് ലിഥിയം, സോഡിയം, പൊട്ടാസ്യം എന്നിവ എടുക്കാം. 

  • ലിഥിയം (Li) (ആറ്റോമിക ഭാരം-6.94)- വെള്ളത്തിലിട്ടാൽ പതുക്കെ മാത്രം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു.
  • സോഡിയം (Na) (ആറ്റോമിക ഭാരം- 22.99)- വെള്ളത്തിലിട്ടാൽ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. മഞ്ഞ നിറത്തിലുള്ള ജ്വാലയും ചെറിയ തോതിലുള്ള പൊട്ടിത്തെറിയും ഉണ്ടാക്കുന്നു.
  • പൊട്ടാസ്യം (K) (ആറ്റോമിക ഭാരം- 39.10)- വെള്ളത്തിലിട്ടാൽ അതീവ തീവ്രതയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ലൈലാക് നിറത്തിൽ തീ ഉണ്ടാക്കുന്നു. തീവ്രത ഉള്ള പൊട്ടിത്തെറി ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ഇത്തരത്തിൽ ഗുണങ്ങൾ വരുന്ന മൂലകങ്ങളെ മൂന്ന് വീതം ഗ്രൂപ്പുകളായി തിരിച്ച് ഡൊബറൈനർ എഴുതി. ഡൊബറൈനറുടെ  ഈ കണ്ടെത്തൽ അക്കാലത്തെ പല ശാസ്ത്രകാരൻമാർക്കും പ്രചോദനം ആയിത്തീർന്നു. അതിന് ആക്കംകൂട്ടുന്ന മറ്റൊരു സംഭവം 1860-ൽ നടന്നു.  ജർമനിയിലെ കാൾസ് റൂഹോ എന്ന സ്ഥലത്ത് ഒരു രസതന്ത്ര സെമിനാർ നടന്നു. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള രസതന്ത്ര വിദഗ്ധർ അവിടെ എത്തിച്ചേർന്നു. അവിടെവെച്ച് കന്നിസാരോ   എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആറ്റോമിക ഭാരം അനുസരിച്ച് ഒരു പീരിയോഡിക് ടേബിൾ ഉണ്ടാക്കേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകത പ്രസ്താവിച്ചു. തുടർന്ന് ഇത്തരത്തിൽ പല ശ്രമങ്ങൾ പലയിടത്തായി നടന്നു. എടുത്തുപറയത്തക്ക ശ്രമം നടത്തിയത് ന്യൂലാൻഡ്സ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആയിരുന്നു; 1863-ൽ. അഷ്ടകനിയമം എന്നായിരുന്നു അതിന്റെ പേര്. സംഗീതത്തിലെ ‘സാ രീ ഗാ മാ പാ ധാ നീ സാ’ എന്ന ക്രമീകരണം പോലെ ഏഴ് മൂലകങ്ങൾക്കു ശേഷം വരുന്ന എട്ടാമത്തെ മൂലകം ഒന്നാമത്തെ മൂലകത്തിന്റെ സ്വഭാവം ആവർത്തിക്കുന്നു. എന്നാൽ ന്യൂലാൻഡ്സിന്റെ ഈ ക്രമീകരണം എല്ലായിടത്തും ഒരുപോലെ ആവർത്തിക്കപ്പെടുന്നില്ല. 

സെന്റ് പീറ്റേഴ്സ് ബര്‍ഗിലെ Bureau of Weights and Measures ന്റെ ചുമരില്‍ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന മെന്‍ഡലീഫ് പീരിയോഡിക് ടേബിള്‍ കടപ്പാട്: വിക്കിമീഡിയ

1860-ലെ ആ സെമിനാറിൽ ഒരു റഷ്യക്കാരനായ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ കൂടി പങ്കെടുത്തിരുന്നു. ദിമിത്രി ഇവാനോവിച്ച് മെൻഡലീഫ്‌  എന്നായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ പേര്. മെൻഡലീഫിനെ വളരെക്കാലമായി കുഴക്കിക്കൊണ്ടിരുന്ന പ്രശ്നം ആയിരുന്നു മൂലകങ്ങളുടെ വർഗ്ഗീകരണം. 1834 ഫെബ്രുവരി എട്ടാം തീയതി, അന്നത്തെ റഷ്യൻ ഭരണകൂടത്തിന്റെ അധീനതയിൽ ഉണ്ടായിരുന്ന സൈബീരിയയിലെ ടോബോൾസ്ക് എന്ന സ്ഥലത്തായിരുന്നു മെൻഡലീഫ്‌ ജനിച്ചത്. ഇവാൻ പാവ്ലോവിച്ച് മെൻഡലീഫ്‌ ആയിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ അച്ഛൻ. അമ്മ മരിയ ദിമിത്രിയേവ കൊർണാലേവ. മെൻഡലീഫ്‌ ജനിച്ച വർഷം അദ്ദേഹത്തിന്റെ അച്ഛൻ അന്ധനായി മാറി. പിന്നീട് മെൻഡലീവിഫിന് പതിമൂന്ന് വയസ്സുള്ളപ്പോൾ അച്ഛൻ മരിച്ചു. മെൻഡലീഫ്‌ കുടുംബത്തിന്റെ അധീനതയിൽ ഉണ്ടായിരുന്ന ഒരു ഗ്ലാസ്സ് ഫാക്ടറിയിൽ തുടർന്ന് അമ്മ ജോലി ചെയ്താണ്  ആ കുടുംബം പുലർത്തിയിരുന്നത്. 1848-ൽ ഉണ്ടായ ഒരു തീപ്പിടുത്തത്തിൽപെട്ട് ആ ഗ്ലാസ്സ് ഫാക്ടറി നശിച്ചുപോയി. പഠിക്കാൻ മിടുക്കനായ മെൻഡലീഫിനെ എങ്ങനെയും മികച്ച വിദ്യാഭ്യാസം കൊടുക്കണം എന്നു വിചാരിച്ച് ആ അമ്മ മെൻഡലീഫിനെയും കൊണ്ട് സെന്റ് പീറ്റേഴ്സ്ബർഗ് എന്ന സ്ഥലത്തേക്കു പോയി. അവിടെ എത്തി കുറച്ചുനാൾ കഴിഞ്ഞ് അദ്ദേഹത്തിന്റെ അമ്മ മരണപ്പെട്ടു. അതിനിടയിലും നന്നായി വിദ്യാഭ്യാസം ചെയ്തുകൊണ്ടിരുന്ന അദ്ദേഹം 1855-ൽ ബിരുദധാരിയായി മാറി. പിന്നീട് കുറച്ചുകാലം അദ്ധ്യാപകനായി ജോലി നോക്കിയിരുന്നെങ്കിലും അത് വേണ്ടെന്നുവെച്ച് മാസ്റ്റർ ബിരുദത്തിനു ചേർന്നു. 1856-ൽ മാസ്റ്റർ ബിരുദം നേടി. റഷ്യൻ ഗവൺമെന്റിന്റെ സാമ്പത്തിക സഹായത്തോടെ തുടർന്ന് രണ്ടു വർഷത്തേക്ക് യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് ഹെയ്ഡൽബെർഗിൽ ഉപരിപഠനത്തിനു ചേർന്നു. അവിടെനിന്നും മടങ്ങിയെത്തിയ അദ്ദേഹം സെന്റ് പീറ്റേഴ്സ്ബർഗിലെ ടെക്നോളജിക്കൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിൽ അദ്ധ്യാപകനായി ചേർന്നു. ആ സമയത്ത് ജൈവിക രസതന്ത്രത്തിൽ അന്ന് നിലവിലിരുന്ന ആശയങ്ങൾ അദ്ദേഹം പഠിപ്പിച്ചിരുന്ന കുട്ടികൾക്ക് മനസ്സിലാക്കാൻ വേണ്ടി ‘ഓർഗാനിക് കെമിസ്ട്രി’ എന്ന പേരിൽ ഒരു പുസ്തകം എഴുതി. അത് വളരെ പ്രശസ്തമായി.

‘ഓർഗാനിക് കെമിസ്ട്രി’  പ്രശസ്തമായിക്കഴിഞ്ഞു മറ്റൊരെണ്ണം മൂലകങ്ങളെക്കുറിച്ചും അവയുടെ പ്രത്യേകതകളെക്കുറിച്ചും എഴുതുവാൻ തുടങ്ങിയപ്പോഴാണ് അതിൽ നിലവിലുള്ള ചില പ്രശ്നങ്ങളെക്കുറിച്ച് മെൻഡലീഫ്‌ ഗൗരവമായി ചിന്തിച്ചത്. അതിനിടയിൽ ആണ് മുൻപു നമ്മൾ കണ്ട സെമിനാറിൽ അദ്ദേഹം പങ്കെടുക്കുന്നത്. ആ സെമിനാറിൽനിന്നും പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ടുകൊണ്ട് മൂലകങ്ങളെ കൃത്യമായി വർഗീകരണം നടത്തുന്നതിനുവേണ്ടി അദ്ദേഹം വളരെ കാലങ്ങളോളം ശ്രമിച്ചു. അതിനിടയിൽ ആയിരുന്നു അദ്ദേഹം ന്യൂലാൻഡ്സിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ കാണുന്നത്. ഇതിൽ കൂടുതൽ ജോലി ചെയ്യുമ്പോഴാണ് ഒരു സുപ്രധാന നിയമം മൂലകങ്ങൾ അനുസരിക്കുന്നുവെന്നു അദ്ദേഹത്തിനു മനസ്സിലാകുന്നത്. 

പീരിയോഡിക് ടേബിൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി മെൻഡലീഫ്‌ ആവിഷ്കരിച്ച നിയമമാണ് പീരിയോഡിക് നിയമം. എന്താണ് പീരിയോഡിക് നിയമം? മൂലകങ്ങൾ അതിന്റെ രാസ-ഭൗതിക ഗുണങ്ങൾ ചില പ്രത്യേക രീതിയിൽ ആവർത്തിക്കുന്നു. അതിന്റെ ആറ്റോമിക ഭാരത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ഇത് ആവർത്തിക്കുന്നത്. അതിലേയ്ക്ക് അദ്ദേഹത്തെ നയിച്ചത് ഹാലോജൻ മൂലകങ്ങളുടെ ആറ്റോമിക ഭാരത്തിന് അനുസരിച്ചുള്ള സ്വഭാവങ്ങൾ ആയിരുന്നു. അവ കൃത്യമായ ഇടവേളകളിൽ ആവർത്തിക്കുന്നു. ഇതേ രീതിയിൽ ഉള്ള സ്വഭാവം ആൽകലി മൂലകങ്ങളായ ലിഥിയം, സോഡിയം, പൊട്ടാസ്യം, റുബീഡിയം, സീസിയം, എന്നീ മൂലകങ്ങൾക്കും ഉള്ളതായി അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. അവയെ അത്തരം സ്വഭാവങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ ആക്കാം എന്ന് അദ്ദേഹം ചിന്തിച്ചു. അങ്ങനെ മുന്നോട്ടു പോകുമ്പോൾ ആൽകലൈൻ എർത്ത് മൂലകങ്ങളായ ബെറിലിയം, മഗ്നീഷ്യം, സ്ട്രോൺഷ്യം, ബേരിയം എന്നീ മൂലകങ്ങളിലും ഈ സ്വഭാവം കണ്ടു. അതായത് മൂലകങ്ങളെ അവയുടെ ആറ്റോമിക ഭാരത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ എഴുതുമ്പോൾ അവയുടെ സ്വഭാവം ആവർത്തിക്കുന്നു. അങ്ങനെ ആവർത്തിക്കുന്ന സ്വഭാവം ഉള്ള മൂലകങ്ങളെ ഒരേ ഗ്രൂപ്പിൽ ക്രമീകരിക്കാം. കുറച്ചുകൂടി കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ ഇതാണ് പീരിയോഡിക്  നിയമം. അങ്ങനെ 1869 ഫെബ്രുവരി പതിനേഴാം തീയതി അന്ന് വരെ അറിയപ്പെട്ടിരുന്ന 63 മൂലകങ്ങളെ ക്രമീകരിച്ച് മെൻഡലീഫ്‌ അദ്ദേഹത്തിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ നിർമിച്ചു. ന്യൂലാൻഡ്സിന്റെ ആശയങ്ങളിലെ ഒരു സമാനത ഇതിലും കാണാമായിരുന്നു. കൃത്യമായ ഇടവേളകളിൽ മൂലകങ്ങളുടെ സ്വഭാവങ്ങൾ ആവർത്തിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഇതിൽനിന്നും വ്യത്യസ്തമായ രീതിയിൽ ആയിരുന്നു എന്നുമാത്രം.  മെൻഡലീഫിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിളിന് അതുവരെ ആരുടെയും ടേബിളിന് ഇല്ലാതിരുന്ന ഒരു സൗന്ദര്യം കൂടി ഉണ്ടായിരുന്നു. ഇനിയും പുതുതായി ഏതെങ്കിലും മൂലകങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയാൽ അവയെ ഉൾക്കൊള്ളിക്കാൻ ഉള്ള സ്ഥലവും അദ്ദേഹം അതിൽ ഒരുക്കിയിരുന്നു. ആ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ ആദ്യം ശാസ്ത്രസമൂഹത്തിൽപോലും അത്ര ചർച്ചചെയ്യപ്പെട്ടിരുന്നില്ല. എന്നാൽ ആയിടയ്ക്കുതന്നെ ഗാലിയം, സ്കാന്റിയം, ജർമേനിയം എന്നീ മൂലകങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയതോടെ കഥ മാറി. അവയെ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ എവിടെ ഉൾകൊള്ളിക്കാം എന്ന് മെൻഡലീവ് പ്രവചിച്ചു. അത് അങ്ങനെത്തന്നെ സംഭവിക്കുകയും ചെയ്തു. അതോടെ, ശാസ്ത്രലോകം മെൻഡലീഫിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിളിന്റെ പ്രസക്തി മനസ്സിലാക്കിത്തുടങ്ങി. എന്നാൽ, മെൻഡലീഫിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിളിൽ മൂലകങ്ങളെ ക്രമീകരിച്ചിരുന്നത് ഇന്നു നമ്മൾ കാണുന്ന ആധുനിക രീതിയിൽ ആയിരുന്നില്ല. അദ്ദേഹത്തിന്റെ പട്ടികയിൽ എട്ട് ഗ്രൂപ്പുകളും, 12 പിരീഡുകളും ഉണ്ടായിരുന്നു. 1871-ൽ ഈ പട്ടിക വീണ്ടും അദ്ദേഹം പരിഷ്കരിച്ചു. 

ഹാലോജനുകൾ

ഫ്ളൂറിൻ, ക്ലോറിൻ, ബ്രോമിൻ, അയഡിൻ, അസ്സടാറ്റിൻ എന്നീ മൂലകങ്ങളെ ചേർത്തു പറയുന്ന പേരാണ് ഹാലോജനുകൾ. ഫ്ളൂറിനും ക്ലോറിനും വാതകാവസ്ഥയിലാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. ബ്രോമിൻ പെട്ടെന്ന് ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്ന ദ്രാവകാവസ്ഥയിലും അസ്സടാറ്റിൻ ഖരാവസ്ഥയിലും കാണപ്പെടുന്നു. മെൻഡലീവ് ആവർത്തനപ്പട്ടിക രൂപീകരിക്കുന്ന സമയത്ത് അതിൽ ക്ലോറിൻ, ബ്രോമിൻ, അയഡിൻ എന്നിവയെക്കുറിച്ചു മാത്രമേ അറിയുമായിരുന്നുള്ളൂ. കാൾ വിലേം ഷീലെ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആയിരുന്നു ക്ലോറിൻ കണ്ടെത്തിയത്; 1774-ൽ. 1811-ലാണ് അയഡിൻ കണ്ടെത്തുന്നത്. വളരെ യാദൃച്ഛികം ആയിരുന്നു ഇതിന്റെ കണ്ടെത്തൽ. കടൽപായലുകളിൽ നിന്നുമാണ് ഇത് കണ്ടെത്തിയത്.  ബ്രോമിൻ കണ്ടെത്തുന്നത് 1825-ൽ ആയിരുന്നു. ആന്റൺ ബലാറഡ് എന്ന ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനും കാൾ ജേക്കബ് ലോവിഗ് എന്ന ജർമൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനും ആയിരുന്നു ഇത് കണ്ടെത്തിയത്. ഇരുവരും വെവ്വേറെ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ആയിരുന്നു ഇതു കണ്ടെത്തിയത്. ഫ്ളൂറിനെ 1886-ൽ ഹെൻട്രി മോയ്സൺ എന്ന ഫ്രഞ്ച് രസതന്ത്ര വിദഗ്ധൻ കണ്ടെത്തി. അസടാറ്റിനെ 1940-ലും കണ്ടെത്തി. 

യഥാർത്ഥത്തിൽ മെൻഡലീഫിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിളിന് മുൻപേ ഏകദേശം അതേ രൂപത്തിൽ പിറന്ന ഒരു പീരിയോഡിക് ടേബിൾ കൂടി ഉണ്ട്. ജൂലിയസ്സ് ലോതർ മേയർ എന്നൊരു ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആയിരുന്നു അങ്ങനെ ഒരെണ്ണം നിർമിച്ചത്. മെൻഡലീഫിന്റെ പട്ടിക തയ്യാറാക്കുന്നതിനും മുൻപേ അദ്ദേഹം ഇതു തയ്യാറാക്കിയത് ആണെങ്കിലും ചില സാങ്കേതിക കാരണങ്ങളാൽ അത് പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നതിന് അദ്ദേഹത്തിന്റെ പബ്ലിഷർമാർക്കു കഴിഞ്ഞില്ല. അതുകൊണ്ട് മെൻഡലീഫിന്റെ പേരിൽ ആദ്യത്തെ ലക്ഷണമൊത്ത പീരിയോഡിക് ടേബിൾ വന്നു. മേയർ ഇങ്ങനൊരു പട്ടിക തയ്യാറാക്കിയിരുന്നു എന്ന് മെൻഡലീഫിനോ തിരിച്ചു മെൻഡലീഫ്‌ ഇങ്ങനെ ഒരു പട്ടിക തയാറാക്കിയിരുന്നു എന്ന് മേയർക്കോ അറിയില്ലായിരുന്നു. 

മെൻഡലീഫ്‌ തയ്യാറാക്കിയ പട്ടിക പിന്നീട് പലതരം പരിഷ്കാരങ്ങൾക്കു വിധേയമായിട്ടുണ്ട്. അതിന്റെ ചില പ്രശ്നങ്ങൾ ആയിരുന്നു പരിഷ്കരണങ്ങൾക്കു പ്രധാന കാരണം. 1894-ൽ ആയിരുന്നു ആദ്യത്തെ പ്രശ്നം ഉദയം ചെയ്തത്. വില്ല്യം രാംസേ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഹീലിയം, നിയോൺ, ക്രിപ്റ്റൻ, സിനോൺ എന്നീ മൂലകങ്ങളെ കണ്ടെത്തി എന്ന് അവകാശപ്പെട്ടത് ആ വർഷമാണ്. അവയെ അദ്ദേഹം നിഷ്ക്രിയ മൂലകങ്ങൾ എന്നു വിളിച്ചു. കാരണം, അവ മറ്റു മൂലകങ്ങളുമായി കൂടിച്ചേർന്ന് പുതിയ തന്മാത്രകളെ സൃഷ്ടിക്കുന്നില്ല (അത് ശരിയല്ല എന്ന് പിന്നീട് തെളിയിക്കപ്പെട്ടു). കൂടാതെ അതിന്റെ സ്വഭാവഗുണങ്ങൾ  എന്നത് അതുവരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടുള്ള ഒരു മൂലക ഗ്രൂപ്പുമായി യോജിക്കുന്നുമില്ല. നിഷ്ക്രിയ മൂലകങ്ങളുടെ സ്ഥാനം പീരിയോഡിക് ടേബിളിൽ എവിടെയാണ് എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ശാസ്ത്രകാരന്മാർ തർക്കിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നു. പ്രവചനസ്വഭാവമുള്ള പീരിയോഡിക് ടേബിൾ സൃഷ്ടിച്ചെങ്കിലും, മെൻഡലീഫ്‌ ഇത്തരം ഒരു ഗ്രൂപ്പിനെക്കുറിച്ച് ചിന്തിച്ചിരുന്നില്ല. നീണ്ട ആറു വർഷത്തെ ശ്രമഫലമായി, അതിനുവേണ്ടി പുതിയൊരു ഗ്രൂപ്പ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ  ഉണ്ടാക്കി- സീറോ ഗ്രൂപ്പ് എന്ന പേരിൽ. 

രണ്ടാമത്തേത് ഒരു പ്രശ്നം അല്ല; ഒരു ആശയം ആയിരുന്നു. 1913-ൽ ആന്റൺ വൻഡെൻ ബ്രൂക്ക് എന്നൊരു ഡച്ച് ഗവേഷകൻ മെൻഡലീവിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിളിൽ ന്യൂക്ലിയർ ചാർജിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മൂലകങ്ങളെ ക്രമീകരിച്ചാൽ കുറച്ചുകൂടി നന്നായിരിക്കും എന്ന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. എന്തൊക്കെയോ കാരണങ്ങൾ കൊണ്ട് ഈ ആശയം കൂടുതൽ മുന്നോട്ടു കൊണ്ടുപോകാൻ ബ്രൂക്കിനു സാധിച്ചില്ല. അതിനെ കൂടുതൽ വികസിപ്പിക്കുവാൻ അവസരം ലഭിച്ചത് ഹെൻറി മോസ്ലി എന്നൊരു ശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്നു. പലതരം പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ മോസ്ലി പുതിയൊരു ചിന്ത ശാസ്ത്രലോകത്തിനു സമ്മാനിച്ചു. ആറ്റോമിക നമ്പർ എന്നതായിരുന്നു ആ ആശയം. ഒരു മൂലകത്തിലെ ന്യൂക്ലിയസ്സിലെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണമാണ് ആറ്റോമിക് നമ്പർ. മൂലകങ്ങളെ അദ്ദേഹം ആറ്റോമിക് നമ്പർ ഉപയോഗിച്ചു ക്രമീകരിച്ചു. ആറ്റോമികസംഖ്യയുടെ ആരോഹണക്രമത്തിൽ നിർമിച്ച പുതിയ പീരിയോഡിക് ടേബിളിന് ഒരു പേരുണ്ട്- മെൻഡലീഫ്-മോസ്ലി പീരിയോഡിക് ടേബിൾ.

പ്രൗട്ട് സിദ്ധാന്തം
വില്ല്യം പ്രൗട്ട്

യഥാർത്ഥത്തിൽ മെൻഡലീഫിന് തന്റെ പട്ടിക നിർമ്മിക്കാൻ സഹായകരം ആയിത്തീർന്നത് രണ്ട് സിദ്ധാന്തങ്ങൾ ആയിരുന്നു. ഒന്നാമത്തേത് ത്രിത്വ നിയമം. രണ്ടാമത്തേത് ആണ് പ്രൗട്ട് പരികൽപ്പന (Prout’s hypothesis). 1815-ൽ ജീവിച്ചിരുന്ന ബ്രിട്ടീഷുകാരനായിരുന്ന ഒരു ഡോക്ടർ ആയിരുന്നു വില്ല്യം പ്രൗട്ട്. എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും ആറ്റോമിക ഭാരം ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന്റെ ഭാരത്തിന്റെ ഗുണിതങ്ങൾ ആയിരിക്കും എന്ന് പ്രൗട്ട് പറഞ്ഞു. ഇത് എല്ലാ മൂലകത്തിനും ബാധകം അല്ലായെന്ന് അക്കാലത്തുതന്നെ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. എന്നാൽ ആ വിശ്വാസം തെറ്റാണ് എന്ന് അന്നത്തെ ശാസ്ത്രസമൂഹത്തിലെ നിരവധി പേർ വിശ്വസിച്ചിരുന്നു. പ്രൗട്ടിന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കടുത്ത വിമർശകൻ ആയിരുന്ന മെൻഡലീഫ്‌ അതിനെ പൊളിക്കാൻ കൂടി ആയിരുന്നു ഇങ്ങനെ ഒരു ആവർത്തനപട്ടികയ്ക്കു രൂപം കൊടുത്തത്. ഇതിനൊരു രസകരമായ പരിണതി ഉണ്ട്. ഏറെക്കാലങ്ങൾക്കു ശേഷം, ശാസ്ത്രം ആറ്റോമിക് നമ്പർ ഉപയോഗിച്ചുള്ള രീതികളിലേയ്ക്ക് പൂർണമായും മാറിക്കഴിഞ്ഞ്, എല്ലാ മൂലകങ്ങളും ഹൈഡ്രജന്റെ ആറ്റമിക് നമ്പറിന്റെ ഗുണിതങ്ങളാണ് എന്നു മനസ്സിലാക്കി. കൂടാതെ, ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രകാരന്മാർ നിരവധി ശ്രമങ്ങളിലൂടെ ഏതാണ്ട് എല്ലാ മൂലകങ്ങളും ഹൈഡ്രജനോ ഹീലിയമോ കൂടിച്ചേർന്ന് ഉണ്ടായതാണ് എന്ന് മനസ്സിലാക്കി. മറ്റൊരു തരത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ പ്രൗട്ടിന്റെ ചിന്ത മറ്റൊരു തരത്തിൽ തെളിയിച്ചു എന്നു പറയാം. 

മെൻഡലീഫ്‌ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ കണ്ടെത്തിയില്ല അല്ലെങ്കിൽ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ എന്നൊരു ആശയമേ ഉണ്ടായില്ലെങ്കിൽ എന്ത് സംഭവിച്ചേനെ? മൂലകങ്ങൾക്ക് ഇങ്ങനെ ഒരു ക്രമീകരണം സാധ്യമായിരുന്നില്ല എങ്കിൽ ആധുനിക ശാസ്ത്രം ഇങ്ങനെ ആയിരുന്നില്ല ഒരുപക്ഷേ നിർമിക്കപ്പെടുക. ഓരോ മൂലകങ്ങളെയും കുറിച്ച് പ്രത്യേകമായി നമ്മൾ പഠിക്കേണ്ടിവന്നേനെ. ഓരോന്നിനെയും കുറിച്ച് നീളമേറിയ പുസ്തകങ്ങൾ രചിക്കപ്പെട്ടേനെ. അതൊന്നും സംഭവിച്ചില്ല. അതാണ് പീരിയോഡിക് ടേബിളിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാന ഗുണം. അതുകൊണ്ടുതന്നെ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ ഒഴിവാക്കിക്കൊണ്ട് ശാസ്ത്രത്തിന് ഒരു നിലനിൽപ് സാധ്യമല്ല എന്നു പറയേണ്ടിവരും. മെൻഡലീഫിന്റെ പട്ടിക രാസസ്വഭാവത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ക്രമീകരിക്കപ്പെട്ടതിനാൽ അതുപയോഗിച്ച് എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും സ്വഭാവം ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ തന്നെ മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായകരം ആയിത്തീർന്നു. 

മറ്റുപല രീതിയിലും അത് ശാസ്ത്രത്തിൽ വിപ്ലവങ്ങൾ തീർത്തു. ജെ. ജെ തോംസൺ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ആറ്റോമിക് മോഡൽ അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ അദ്ദേഹത്തെ മെൻഡലീഫിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ വളരെയേറെ സഹായിച്ചു. മൂലകങ്ങളുടെ ക്രമീകരണങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കി അതിനനുസരിച്ചായിരുന്നു അദ്ദേഹം ആറ്റോമിക മോഡൽ നിർമിച്ചെടുത്തത്. പിന്നീട്, നീൽസ് ബോർ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഇതിനെ പരിഷ്കരിച്ച് ആധുനിക ആറ്റോമിക മോഡൽ അവതരിപ്പിക്കുമ്പോഴും അതിനും സഹായിച്ചത് മെൻഡലീഫിന്റെ ആ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ ആയിരുന്നു. നമ്മൾ നേരത്തെ കണ്ട നിഷ്ക്രിയ മൂലകങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് ഇതിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നതെന്നും ബാക്കി മൂലകങ്ങളുടെ ക്രമീകരണം എത്രത്തോളം മനോഹരമായാണ് പീരിയോഡിക് ടേബിളിൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നതെന്നും ആറ്റോമിക് മോഡൽ ഉപയോഗിച്ചു വിശദീകരിച്ചു.  വോൾഫ്ഗാങ് പൗളി എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഏങ്ങനെയാണ് ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റങ്ങളിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നത് എന്നു മനസ്സിലാക്കുവാൻ വേണ്ടി പീരിയോഡിക് ടേബിൾ ഉപയോഗിച്ചു. 

നിഷ്ക്രിയ മൂലകങ്ങൾ

പേരുപോലെത്തന്നെ നിഷ്ക്രിയർ ആയവരാണ് നിഷ്ക്രിയ മൂലകങ്ങൾ. ആദ്യകാലത്ത് വിശ്വസിച്ചിരുന്നത് ഇത് മറ്റു മൂലകങ്ങളുമായി ചേർന്നു പ്രവർത്തിച്ചു സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നില്ല എന്നാണ്.  ഫ്ളൂറിൻ കണ്ടെത്തിയ ഹെൻറി മോയിസൺ അതങ്ങനെ അല്ലായെന്ന് തെളിയിക്കാൻ വേണ്ടി അക്കാലത്ത് കുറെ തവണ ശ്രമിച്ചിരുന്നു. അദ്ദേഹം ആർഗൻ മൂലകത്തെ ഫ്ളൂറിനുമായി കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ ആയിരുന്നു ശ്രമിച്ചത്. എന്നാൽ, നീണ്ട വർഷങ്ങൾ നീണ്ട പരിശ്രമങ്ങൾക്കൊടുവിൽ അദ്ദേഹത്തിനു പരാജയം സമ്മതിക്കേണ്ടിവന്നു. എന്നാൽ മോയിസന്റെ ഈ ഗവേഷണം മറ്റൊരു മേഖല രസതന്ത്രത്തിൽ വികസിച്ചു വരാൻ നന്നായി സഹായിച്ചു. ഫ്ളൂറിനെക്കുറിച്ചുള്ള രസതന്ത്രം വികസിച്ചത് മോയിസന്റെ ഈ ഗവേഷണങ്ങൾ മൂലമാണ്. ഫ്ളൂറിൻ പഠനങ്ങൾക്ക് 1906-ൽ അദ്ദേഹത്തിന് നൊബേൽ പുരസ്കാരം ലഭിച്ചു. എന്നാൽ 1962-ൽ നീൽ ബാർട്ട്ലെറ്റ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ നിഷ്ക്രിയ മൂലകങ്ങൾ സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുമെന്ന് കണ്ടെത്തി. അതിനെത്തുടർന്ന് നിരവധി ഗവേഷണങ്ങൾ ഈ മേഖലയിൽ നടന്നു. നിരവധി സംയുക്തങ്ങൾ  ഉണ്ടായി. എന്നിരുന്നാൽത്തന്നെയും നിഷ്ക്രിയ വാതകങ്ങളായ അർഗൻ, നിയോൺ, ഹീലിയം എന്നീ മൂലകങ്ങൾ ഉള്ള സംയുക്തങ്ങൾ ഇതുവരെ നമ്മൾ നിർമിച്ചിട്ടില്ല, കണ്ടെത്തിയിട്ടുമില്ല. ഭൂമിക്കു പുറത്തുള്ള അനുപേക്ഷണീയമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ അവയൊക്കെ ഉണ്ടാകാം എന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.

2019-ൽ നമ്മൾ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടതിന്റെ 150-ാo വാർഷികം ആഘോഷിച്ചു. നോക്കൂ,  പീരിയോഡിക് ടേബിൾ അതിനെ ആദ്യം നിർമിച്ചതിൽനിന്നും എത്രത്തോളം മാറി! പിന്നീട് മനുഷ്യൻ ധാരാളം മൂലകങ്ങളെ കണ്ടെത്തി. ഇന്ന് നമുക്ക് അറിയാവുന്ന 118 മൂലകങ്ങളെയും ക്രമീകരിക്കുവാൻ 150 വർഷം മുൻപു നിർമിച്ച ആ പട്ടികയിൽനിന്നും പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ആധുനിക നിർമിതികൾ  പര്യാപ്തമാണ്. ഇനിയും കണ്ടെത്താവുന്ന മൂലകങ്ങൾ പോലും അതിൽ ക്രമീകരിക്കാം.

വർത്തുള ആവർത്തനപട്ടിക

പല തരം ആവർത്തനപട്ടികകൾ ഇന്നു ലഭ്യമാണ്. അതിൽ ഏറ്റവും കൗതുകകരമായത് ഫിലിപ്പ് സ്റ്റീവർട്ട് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ 2004-ൽ മുന്നോട്ടുവെച്ച ആശയമാണ്. അദ്ദേഹം ഒരു വർത്തുളാകൃതിയിൽ ഉള്ള പട്ടിക നിർമിച്ചു. നിലവിലുള്ള എല്ലാ ആവർത്തനപട്ടികകളും മൂലകങ്ങളുടെ തുടർച്ചകൾ കാണിക്കുന്നതിൽ പൂർണമായും പരാജയം ആണ് എന്നായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ അഭിപ്രായം. സ്റ്റീവർട്ട് നിർമിച്ച പട്ടിക ഒരു വർത്തുള ഗാലക്സിയുടെ ആകൃതിയിൽ ഉള്ളതായിരുന്നു. അദ്ദേഹം ഇതിനെ ‘കെമിക്കൽ ഗാലക്സി’ എന്നു പേര് വിളിച്ചു. 


References

  1. Eric R. Scerri, The Evolution of the Periodic System, Scientific American, 1998, pages 78-83
  2. Eric R. Scerri, The Past and Future of the Periodic Table, American Scientist, Volume 96,2008, pages 52-58
  3. Christo Balarew, The periodic table of chemical elements – history, nature, meaning, Pure and Applied Chemistry, volume 91 (number 12), 2019, pages 2037–2042
  4. Bernadette Bensaude-Vincent, Mendeleev’s periodic system of chemical elements, The British Journal for the History of Science, Volume 19(issue 1) 1986, pages 3-17
  5. A. Van den Broek, The Number of Possible Elements and Mendeleeff’s “Cubic” Periodic System, NATURE,  volume 87 (Number 2177) 1911, page 78

Dr. Ajesh K Zachariah

തിരുവല്ല മാർത്തോമ്മ കോളേജിലെ കെമിസ്ട്രി വിഭാഗം അധ്യാപകൻ


മെൻഡലീഫും മൂലകങ്ങളും


118 മൂലക ലേഖനങ്ങൾ


6 responses to “മെൻഡലീഫിന്റെ പീരിയോഡിക് ടേബിൾ”

  1. Robin Mathew Avatar
    Robin Mathew

    Dear Dr. Ajesh, read your article with great interest. Your article reminded me of “shastrakeralam” articles I read in my schools days . Beautifully written and very informative. I remember an article particularly about the “mole concept”, that helped me understand the very basics of chemistry. During my doctoral and postdoctoral days I have approached this topic a bit more in detail. Thank you for writing this, and hope you will come up with many more! We should connect. Keep it up!

    1. Ajesh K Zachariah Avatar
      Ajesh K Zachariah

      Thank you Robin sir. Your words are truly inspiring.
      My email id is [email protected].

  2. ARAVINDAN KP Avatar
    ARAVINDAN KP

    Great writing. Thanks.

    1. Ajesh K Zachariah Avatar
      Ajesh K Zachariah

      Thank you sir

  3. Sheela KP Avatar
    Sheela KP

    ഞങ്ങൾ പഠിക്കുമ്പോൾ മെൻഡെലിയഫ് ആയിരുന്നു. ഇപ്പോൾ മെൻദലീഫ് എന്നു പാഠപുസ്തകത്തിൽ കാണുന്നു. യഥാർത്ഥത്തിൽ ഏതാണ് കൂടുതൽ ശരി.

    പിരിയോഡിക് ടേബിളിന്റെ ചരിത്രവും അതിന്റെ പ്രാധാന്യവും വിശദമായി പരിചയപ്പെടുത്തി. പലതരം പിരിയോഡിക് ടേബിളുകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദീകരണവും നന്നായി.

    ഒരു കെമിസ്ട്രി അധ്യാപിക.

    1. Ajesh K Zachariah Avatar
      Ajesh K Zachariah

      ആദ്യമേ, ലേഖനത്തെ കുറിച്ചുള്ള നല്ല വാക്കുകൾക്ക് നന്ദി.

      മെൻഡലീഫ്, മെൻഡലിയെഫ്, മെൻഡലീവ് എന്നിങ്ങനെ പല ഉച്ചാരണങ്ങൾ കാണുന്നുണ്ട്. മെൻഡലിയെഫ് എന്ന ഉച്ചാരണം ആണ് ശരി എന്നാണ് കൂടുതൽ സോഴ്സുകളും കാണിക്കുന്നത്. ‘ men·duh·lay·uhf’ എന്ന രീതിയിൽ ( ഗൂഗിളിൽ നിന്നും കടമെടുത്തത്). പാഠപുസ്തകത്തിൽ പക്ഷേ ‘ മെൻഡലീഫ്’ എന്നാണ് കാണിക്കുന്നത്. അത് കൊണ്ടാണ് ലേഖനത്തിൽ ഈ ഉച്ചാരണം ഉപയോഗിച്ചത്.

      അജേഷ്

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *


വിഷയങ്ങൾ