विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी

आधुनिक आवर्त्त नियम

परिचय

आधुनिक आवर्त्त नियम रसायनशास्त्र में एक महत्वपूर्ण सिद्धांत है जो तत्वों के गुणधर्मों के व्यवस्थित अध्ययन को समझने में सहायता करता है। यह नियम तत्वों को उनके परमाणु क्रमांक के आधार पर आवर्त सारणी में व्यवस्थित करता है और उनके गुणधर्मों में आवर्तकता को स्पष्ट करता है।

परिभाषा

आधुनिक आवर्त्त नियम कहता है:

• “तत्वों के गुणधर्म उनके परमाणु क्रमांक के एक आवर्ती कार्य होते हैं।”

इसका तात्पर्य है कि जब तत्वों को उनके परमाणु क्रमांक के अनुसार क्रमबद्ध किया जाता है, तो उनके रासायनिक और भौतिक गुणधर्म आवर्तक पैटर्न प्रदर्शित करते हैं।

मुख्य अवधारणाएँ

1. परमाणु क्रमांक का आधार
   • परमाणु क्रमांक: आधुनिक आवर्त्त नियम के अनुसार, तत्वों को उनकी परमाणु क्रमांक के अनुसार क्रमबद्ध किया जाता है, न कि उनके परमाणु द्रव्यमान के अनुसार।
   • क्रमबद्धता: आवर्त सारणी में तत्वों की स्थिति उनके परमाणु क्रमांक द्वारा निर्धारित होती है।
   • उदाहरण: आवर्त सारणी में हाइड्रोजन (परमाणु क्रमांक 1) से शुरू होकर, हीलियम (परमाणु क्रमांक 2), लिथियम (परमाणु क्रमांक 3) आदि तक जारी रहती है।
2. आवर्तक गुणधर्म
   • आवर्तक रुझान: आवर्त सारणी में तत्वों के गुणधर्म जैसे कि परमाणु त्रिज्या, आयनीकरण ऊर्जा, और इलेक्ट्रोनगैटिविटी में आवर्तक पैटर्न दिखाई देते हैं। ये गुणधर्म आवर्ती रूप से प्रदर्शित होते हैं जब एक तत्व को अवधारित काल के दौरान क्रमबद्ध किया जाता है।
   • उदाहरण: आवर्त सारणी में एक अवधि के दौरान दाएँ से बाएँ जाते समय परमाणु त्रिज्या घटती है, जबकि एक समूह के भीतर नीचे की ओर जाते समय बढ़ती है।
3. आवर्त सारणी की संरचना
   • अवधियाँ और समूह: आवर्त सारणी पंक्तियों (अवधियाँ) और स्तंभों (समूहों) में व्यवस्थित की जाती है। समान समूह में तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक संयोजन के समान होने के कारण उनके रासायनिक गुणधर्म समान होते हैं।
   • उदाहरण: क्षारीय धातुएं (समूह 1) जैसे सोडियम (Na) और पोटैशियम (K) पानी के साथ समान प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित करते हैं, जबकि नॉटेबल गैसें (समूह 18) जैसे नीयन (Ne) और आर्गन (Ar) रासायनिक दृष्टि से अक्रिय होते हैं।

हालिया उदाहरण

1. नई तत्वों की खोज
   • ओगानेसन (Og): परमाणु क्रमांक 118 वाला ओगानेसन आधुनिक आवर्त्त नियम की प्रासंगिकता को दर्शाता है। इसकी विशेषताएँ और आवर्त सारणी में इसका स्थान तत्वों के गुणधर्मों को भविष्यवाणी करने में मदद करता है।
2. प्रौद्योगिकी में आवर्तक रुझान
   • लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स: तत्वों के आवर्तक गुणधर्म सामग्री विज्ञान में अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स का उपयोग उच्च प्रदर्शन वाले मैग्नेट और परमाणु ईंधन बनाने में किया जाता है।
3. रासायनिक प्रतिक्रियाएँ
   • संविधान धातुएं: तत्वों की आवर्तक रुझानों जैसे कि आयनीकरण अवस्था और उत्प्रेरक गुणधर्म, औद्योगिक प्रक्रियाओं और प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, आयरन (Fe) की विशेषताएँ स्टील निर्माण में उपयोग की जाती हैं।

निष्कर्ष

आधुनिक आवर्त्त नियम, जो परमाणु क्रमांक पर आधारित है, तत्वों के गुणधर्मों की प्रणालीबद्ध समझ प्रदान करता है और आवर्त सारणी के संगठन को समझाने में मदद करता है। हालिया अनुसंधान और खोजें इस नियम की प्रासंगिकता को पुष्टि करती हैं और इसके वैज्ञानिक और प्रौद्योगिकीय अनुप्रयोगों को उजागर करती हैं। UPSC Mains aspirants के लिए, इस नियम की गहरी समझ रसायनशास्त्र की बुनियादी अवधारणाओं और उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों के ज्ञान में सहायक होती है।

परमाण्विक हाइड्रोजन के लिए वर्णक्रमी रेखाओं की श्रेणी के नाम

परिचय

परमाण्विक हाइड्रोजन के वर्णक्रम में विभिन्न रेखाएँ शामिल होती हैं जो इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण के आधार पर होती हैं। ये वर्णक्रमीय रेखाएँ विभिन्न क्षेत्रों में विद्यमान होती हैं और इनका उपयोग भौतिकी और खगोलशास्त्र में किया जाता है। इस उत्तर में, हम हाइड्रोजन के प्रमुख वर्णक्रमीय श्रृंखलाओं की चर्चा करेंगे।

1. बल्मर श्रृंखला (Balmer Series)

• वर्णन: बल्मर श्रृंखला में उन वर्णक्रमीय रेखाओं का समूह शामिल है जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरों से द्वितीय ऊर्जा स्तर (n = 2) पर गिरता है। यह श्रृंखला दृश्य प्रकाश क्षेत्र में आती है।
• तरंग दैर्ध्य सीमा: बल्मर श्रृंखला की तरंग दैर्ध्य सीमा लगभग 400 नैनोमीटर (nm) से 700 नैनोमीटर (nm) तक होती है।
• उदाहरण: बल्मर श्रृंखला के प्रमुख रेखाएँ H-α (656.3 nm), H-β (486.1 nm), H-γ (434.0 nm), और H-δ (410.2 nm) हैं।
  • हालिया उदाहरण: H-α रेखा का उपयोग तारकीय वस्तुओं और नेब्युला के अध्ययन में किया जाता है, जैसे कि नासिका नेबुला में।

2. लायमन श्रृंखला (Lyman Series)

• वर्णन: लायमन श्रृंखला में वे रेखाएँ शामिल होती हैं जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरों से प्रथम ऊर्जा स्तर (n = 1) पर गिरता है। यह श्रृंखला पराबैंगनी (UV) क्षेत्र में होती है।
• तरंग दैर्ध्य सीमा: लायमन श्रृंखला की तरंग दैर्ध्य सीमा लगभग 100 नैनोमीटर (nm) से 200 नैनोमीटर (nm) तक होती है।
• उदाहरण: लायमन-α रेखा (121.6 nm) इस श्रृंखला की सबसे प्रमुख रेखा है।
  • हालिया उदाहरण: लायमन-α अवलोकन का उपयोग दूरगामी आकाशगंगाओं और अंतरगैलेक्टिक माध्यम के अध्ययन में किया जाता है।

3. पास्चन श्रृंखला (Paschen Series)

• वर्णन: पास्चन श्रृंखला में वे रेखाएँ शामिल होती हैं जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरों से तृतीय ऊर्जा स्तर (n = 3) पर गिरता है। यह श्रृंखला अवरक्त (IR) क्षेत्र में होती है।
• तरंग दैर्ध्य सीमा: पास्चन श्रृंखला की तरंग दैर्ध्य सीमा लगभग 800 नैनोमीटर (nm) से 1,800 नैनोमीटर (nm) तक होती है।
• उदाहरण: पास्चन-α रेखा (1875 nm) इस श्रृंखला की प्रमुख रेखा है।
  • हालिया उदाहरण: पास्चन श्रृंखला की रेखाओं का उपयोग तारे और अंतरतारकीय गैस के अध्ययन में किया जाता है।

4. ब्रैकेट श्रृंखला (Brackett Series)

• वर्णन: ब्रैकेट श्रृंखला में वे रेखाएँ शामिल होती हैं जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरों से चौथी ऊर्जा स्तर (n = 4) पर गिरता है। यह श्रृंखला भी अवरक्त क्षेत्र में होती है।
• तरंग दैर्ध्य सीमा: ब्रैकेट श्रृंखला की तरंग दैर्ध्य सीमा लगभग 2,000 नैनोमीटर (nm) से 4,000 नैनोमीटर (nm) तक होती है।
• उदाहरण: ब्रैकेट-α रेखा (4,050 nm) इस श्रृंखला की प्रमुख रेखा है।
  • हालिया उदाहरण: ब्रैकेट श्रृंखला की रेखाओं का उपयोग उच्च ऊर्जा तारों और अंतरतारकीय गैसीय संरचनाओं के अध्ययन में किया जाता है।

5. पफंड श्रृंखला (Pfund Series)

• वर्णन: पफंड श्रृंखला में वे रेखाएँ शामिल होती हैं जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरों से पांचवीं ऊर्जा स्तर (n = 5) पर गिरता है। यह श्रृंखला भी अवरक्त क्षेत्र में होती है।
• तरंग दैर्ध्य सीमा: पफंड श्रृंखला की तरंग दैर्ध्य सीमा लगभग 4,000 नैनोमीटर (nm) से 8,000 नैनोमीटर (nm) तक होती है।
• उदाहरण: पफंड-α रेखा (7,460 nm) इस श्रृंखला की प्रमुख रेखा है।
  • हालिया उदाहरण: पफंड श्रृंखला की रेखाओं का उपयोग तारे की आच्छादक संरचनाओं और अंतरतारकीय धूल के अध्ययन में किया जाता है।

6. हम्फ्रीस श्रृंखला (Humphreys Series)

• वर्णन: हम्फ्रीस श्रृंखला में वे रेखाएँ शामिल होती हैं जब इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरों से छठी ऊर्जा स्तर (n = 6) पर गिरता है। यह श्रृंखला अवरक्त क्षेत्र में होती है।
• तरंग दैर्ध्य सीमा: हम्फ्रीस श्रृंखला की तरंग दैर्ध्य सीमा लगभग 8,000 नैनोमीटर (nm) से 20,000 नैनोमीटर (nm) तक होती है।
• उदाहरण: हम्फ्रीस-α रेखा इस श्रृंखला की प्रमुख रेखा है।
  • हालिया उदाहरण: हम्फ्रीस श्रृंखला की रेखाओं का उपयोग ब्रह्मांड के दूरस्थ और धुंधले क्षेत्रों के अध्ययन में किया जाता है।

निष्कर्ष

परमाण्विक हाइड्रोजन के लिए प्रमुख वर्णक्रमीय रेखाओं की श्रृंखलाएँ बल्मर, लायमन, पास्चन, ब्रैकेट, पफंड, और हम्फ्रीस श्रृंखलाएँ हैं। ये श्रृंखलाएँ विभिन्न वर्णक्रमीय क्षेत्रों में आती हैं और उनके अनुप्रयोग खगोलशास्त्र, भौतिकी, और तकनीकी अनुसंधान में महत्वपूर्ण हैं। UPSC Mains aspirants के लिए, इन श्रृंखलाओं की जानकारी वैज्ञानिक घटनाओं और अनुसंधान के समझने में सहायक होती है।