রসায়ন পর্যায় সারণীর ইতি কথা (পর্ব-০২)

প্রথম পর্বে পর্যায় সারণির পরিচিতি থেকে পর্যায় সারণীর আদি ইতিহাস জেনেছি। এখন পর্যায় সারণীর ২য় ইতিহাস ও আধুনিক পর্যায় সারণী সম্পর্কে আপনাদের বলতে যাচ্ছি।

লোথার মায়ারের পর্যায় সারণীঃ 

জুলিয়াস লোথার মেয়ার ১৮৬৪-১৮৭০ এর মধ্যে বেশ কয়েকটি পর্যায় সারণি তৈরি করেছিল। জার্মান রসায়নবিদ লোথার মায়ার পর্যায়ক্রমিক বিরতিতে পুনরাবৃত্তি হওয়া অনুরূপ রাসায়নিক এবং শারীরিক বৈশিষ্ট্যের ক্রমগুলিও লক্ষ করেছিলেন। “ডাই মডার্ন থিওরিয়ান ডের চেমি” (১৮৬৪ ) এ প্রকাশিত তাঁর বই এ, পারমাণবিক ওজনকে উল্লম্ব হিসাবে অনুমান করা হয় এবং পারমাণবিক ভলিউমগুলি অনুভূমিকভাবে হিসাবে নির্ধারণ করা হয়। যার মধ্যে ২৮ টি উপাদান রয়েছে এবং তাদের ভ্যালেন্সের মাধ্যমে ছয়টি পরিবারে উপাদান শ্রেণিবদ্ধ করা হয়েছিল। পারমাণবিক ওজন দ্বারা উপাদানগুলি সংগঠিত করার কাজগুলি তখন পর্যন্ত পারমাণবিক ওজনের ভুল পরিমাপ দ্বারা লিপিবদ্ধ ছিল।

১৮৬৮ সালে, তিনি তার টেবিলটি সংশোধন করেছিলেন, তিনি রূপান্তর ধাতুগুলিকে আরও বেশি বিকাশযুক্ত ছকে অন্তর্ভুক্ত করেছিলেন, তবে এই সংশোধনটি তাঁর মৃত্যুর পরেই একটি খসড়া হিসাবে প্রকাশিত হয়েছিল। ১৮৬৯-এর একটি গবেষণাপত্রে, মায়ার ৫৫ টি উপাদানগুলির একটি নতুন পর্যায় সারণী প্রকাশ করেছিলেন, যাতে পিরিয়ডগুলির ধারাবাহিকভাবে ক্ষারীয় পৃথিবী ধাতব গোষ্ঠীর একটি উপাদান দ্বারা যথাযথভাবে সমাপ্ত হয়।মায়ারের গ্রাফের একটি আধুনিক সংস্করণ পারমাণবিক ওজনের বিরুদ্ধে চক্রান্ত করে মৌলের পারমাণবিক ভলিউমে পর্যায়ক্রমিক প্রবণতাগুলি প্রদর্শন করে। মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণী প্রকাশের এক বছর পরে ১৮৭০ সাল পর্যন্ত তাঁর কাজ প্রকাশিত হয়নি। ১৮৭০ এর পরেও মায়ার এবং মেন্ডেলিভ একে অপরের কাজ সম্পর্কে অজানা ছিলেন, যদিও মায়ার পরে স্বীকার করেছেন যে মেন্ডেলিভ তার সংস্করণটি প্রথম প্রকাশ করেছিলেন।

ইতিমধ্যে আমরা দেখেছি, মেন্ডেলিভ উপাদানগুলির মধ্যে শৃঙ্খলা সন্ধানের জন্য সর্বপ্রথম চেষ্টা করেননি, তবে তাঁর প্রচেষ্টা এতটাই সফল হয়েছিল যে এটি এখন আধুনিক পর্যায় সারণির ভিত্তি তৈরি করে। চলুন জেনে নেওয়া যাক মেন্ডেলকে কেনো পর্যায় সারণীর জনক বলা হয়।

মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণীঃ

১৮৬৯ সালের ফেব্রুয়ারিতে উপাদানগুলিকে সংগঠিত করার চেষ্টা করার সময় মেন্ডেলিভ পর্যায় সারণি আবিষ্কার করেছিলেন। তিনি কার্ডের টুকরোতে উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি লিখে এবং সেগুলি সাজিয়ে পুনর্বিন্যাস করে তা বুঝতে পেরেছিলেন, পারমাণবিক ওজন বৃদ্ধির জন্য তাদের নির্দিষ্ট ধরণের উপাদান নিয়মিত ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রতিক্রিয়াবিহীন ধাতু, সরাসরি খুব প্রতিক্রিয়াশীল হালকা ধাতু এবং তারপরে একটি কম প্রতিক্রিয়াশীল হালকা ধাতু দ্বারা অনুসরণ করা হয়েছিল। প্রথমদিকে, টেবিলের অনুভূমিক সারিগুলিতে একই উপাদান ছিল তবে তিনি শীঘ্রই সেগুলি উল্লম্ব কলামগুলিতে স্থাপন করতে পরিবর্তন করেছিলেন, যেমনটি আমরা আজ দেখছি। মেন্ডেলিভ এটিকে মায়ার সহ একাধিক নামী রসায়নবিদকেও পাঠিয়েছিলেন।১৮৭০ সালে এটি একটি সারণী আকার অর্জন করেছিল এবং ১৮৭১ সালে এটির “সাময়িক সারণী” শিরোনাম হয়েছিল।

মেন্ডেলিভ উপাদানগুলিকে কেবল সঠিক উপায়ে সাজিয়েছিলেন তা নয়, তবে যদি কোনও উপাদান তার পারমাণবিক ওজনের কারণে ভুল জায়গায় উপস্থিত হয়ে থাকে তবে তিনি এটি সরিয়ে নিয়ে যান যেখানে এটি আবিষ্কার করা প্যাটার্নের সাথে এটি উপযুক্ত হবে। উদাহরণস্বরূপ, পারমাণবিক ওজনের উপর ভিত্তি করে আয়োডিন এবং টেলুরিয়ামের অন্য উপায়ে হওয়া উচিত ছিল , তবে মেন্ডেলিভ দেখেছেন যে আয়োডিন বাকী হ্যালোজেন গ্রুপ (ফ্লোরিন, ক্লোরিন, ব্রোমিন) এবং টেলুরিয়ামের সাথে গ্রুপ ৬ এর উপাদান (অক্সিজেন, সালফার, সেলেনিয়াম) এর মিল, তাই তিনি সেগুলি সরিয়ে ফেললেন।

১৮৮২ সালে, মায়ার এবং মেন্ডেলিভ উভয়ই পর্যায়ক্রমিক আইনে তাদের কাজের স্বীকৃতি হিসাবে রয়্যাল সোসাইটি থেকে ডেভি মেডেল পেয়েছিলেন। নিউল্যান্ডসের বিশ্লেষণের গুরুত্বটি শেষ পর্যন্ত কেমিস্ট্রি সোসাইটি মেন্ডেলিভের কাজকে স্বীকৃতি দেওয়ার পাঁচ বছর পরে স্বর্ণপদক দিয়ে স্বীকৃতি দেয়।
(নিউল্যান্ডসের পর্যায় সারণী সম্পর্কে ১ম পর্ব লেখা আছে)

মেন্ডেলিভের কৃতিত্বের আসল প্রতিভা ছিল অন্বেষিত উপাদানগুলির ফাঁক ফেলে দেওয়া। এমনকি তার ভবিষ্যদ্বাণীগুলি অবিশ্বাস্যভাবে সঠিক হিসাবে দেখানো হয়েছিল। ১৮৮৬ সালে আবিষ্কার করা দুটি উপাদান স্ক্যান্ডিয়াম এবং জার্মেনিয়াম মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণির সুনামকে সীমাবদ্ধ করতে সহায়তা করেছিল। মেন্ডেলিভের কাজের চূড়ান্ত বিজয়টি কিছুটা অপ্রত্যাশিত ছিল। ১৮৯০ এর দশকে উইলিয়াম র‌্যামসে দ্বারা মহৎ গ্যাসগুলির আবিষ্কার প্রথমদিকে মেন্ডেলিভের কাজের বিরোধিতা করেছিল বলে মনে হয়েছিল যতক্ষণ না তিনি বুঝতে পেরেছিলেন যে তারা আসলে তাঁর টেবিলে চূড়ান্ত দল হিসাবে উপযুক্ত। এটি টেবিলটিকে ৮ এর পর্যায়ক্রমিকতা দিয়েছে। মেন্ডেলিভ তার কাজের জন্য কখনও নোবেল পুরষ্কার পাননি, তবে ১০১ নামক উপাদানটির নামকরণ করা হয়েছিল তাঁর নাম অনুসারে মেন্ডেলিভিয়াম, এটি একটি বিরলতম পার্থক্য।

রাশিয়ান রসায়নবিদ দিমিত্রি মেন্ডেলিভ পারমাণবিক ভর দ্বারা উপাদানগুলিকে তাদের আপেক্ষিক ভর অনুসারে সাজিয়েছিলেন। পরবর্তীতে তিনি দেখেছিলেন যে কিছু উপাদানগুলির পারমাণবিক ওজন ভুল ছিল এবং তদনুসারে তাদের স্থান পরিবর্তন করা হয়েছিল। কিন্তু মেন্ডেলিভের মৃত্যুর ছয় বছর পরে ১৯১৩ সালে দেখা গেল, পর্যায় সারণী টি পারমাণবিক ভর দ্বারা সাজানো এবং এটি প্রায় সর্বদা পারমাণবিক সংখ্যার মতো একই আদেশ দেয়। তবে কিছু ব্যতিক্রম ছিল (যেমন আয়োডিন এবং টেলুরিয়াম), যা কার্যকর হয়নি। মেন্ডেলিভ দেখেছিলেন যে তাদের চারপাশে অদলবদল করা দরকার, তবে মোসলেই শেষ পর্যন্ত কারণটি স্থির করেছিলেন।

মোসলেই উপাদানগুলির নমুনাগুলিতে সর্বাধিক বিকাশযুক্ত এক্স-রে বন্দুক নিক্ষেপ করেছেন এবং প্রদত্ত এক্স-রে এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিমাপ করেছেন। তিনি এটি ফ্রিকোয়েন্সি গণনা করতে ব্যবহার করেছিলেন এবং দেখেছেন যে যখন এই ফ্রিকোয়েন্সিটির বর্গমূলকে পারমাণবিক সংখ্যার বিপরীতে প্লট করা হয়েছিল, তখন গ্রাফটি একটি নিখুঁত সরলরেখা দেখিয়েছিল। তিনি আসলে পারমাণবিক সংখ্যা পরিমাপ করার একটি উপায় খুঁজে পেয়েছিলেন। প্রথম বিশ্বযুদ্ধ শুরু হওয়ার পরে, মোসলে অক্সফোর্ডের অধ্যাপক হিসাবে পদত্যাগ করেন এবং রয়েল ইঞ্জিনিয়ার্সে অফিসার হন। ১৫ই আগস্ট তাকে তুরস্কে একজন স্নাইপার দ্বারা হত্যা করা হয়েছিল এবং অনেকের ধারণা ব্রিটেন ভবিষ্যতের নোবেল পুরস্কার বিজয়ীকে হারিয়েছে। 

তার কাজের ১০ বছরের মধ্যে, পরমাণুর কাঠামোটি সে সময়ের অনেক বিশিষ্ট বিজ্ঞানীর কাজ দ্বারা নির্ধারিত হয়েছিল এবং এটি আরও ব্যাখ্যা করেছিল যে, কেন মোসলেসে এক্স-রে পারমাণবিক সংখ্যার সাথে এতটা ভালভাবে মিল রেখেছিলেন। ব্যাখ্যার পিছনে ধারণাটি হল কোনও ইলেক্ট্রন যখন উচ্চ শক্তির স্তর থেকে নীচে নেমে আসে তখন শক্তিটি তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ হিসাবে প্রকাশিত হয়। এক্ষেত্রে এক্স-রে বৈদ্যুতিনগুলি নিউক্লিয়াসের প্রতি কতটা দৃঢ়ঃভাবে আকৃষ্ট হয় তার উপর নির্ভর করে যে পরিমাণ শক্তি দেওয়া হয়। পরমাণুর নিউক্লিয়াসে যত বেশি প্রোটন থাকে, তত বেশি শক্তভাবে ইলেক্ট্রন আকৃষ্ট হবে এবং তত বেশি শক্তি দেওয়া হবে। যেমনটি আমরা জানি,পারমাণবিক সংখ্যাটি প্রোটন সংখ্যা হিসাবেও পরিচিত, এবং এটি প্রোটনের পরিমাণ যা এক্স-রে এর শক্তি নির্ধারণ করে।

বেশ কয়েক বছর অনুসন্ধানের পরে শেষ পর্যন্ত আমাদের পর্যায়ক্রমিক সারণী হলো, যা সত্যিই কাজ করেছিল এবং আমরা আজও এটি ব্যবহার করি। এটি গত দুই শতাব্দীর বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারের অনেক বড় মনের বিশাল অর্জনের প্রমাণ।