आधुनिक आवर्तसारणीतील आवर्ती कल (Periodic trends in the modern periodic table)

आधुनिक आवर्तसारणीतील आवर्ती कल (Periodic Trends in the Modern Periodic Table)

आधुनिक आवर्तसारणीतील आवर्ती कल म्हणजे एका आवर्तात किंवा एका गणात असलेल्या मूलद्रव्यांच्या गुणधर्मांमध्ये होणाऱ्या नियमित बदलांना म्हणतात. जेव्हा आपण एखाद्या आवर्तातील (row) किंवा गणातील (group) मूलद्रव्यांच्या गुणधर्मांची तुलना करतो, तेव्हा त्यांच्यात काही ठराविक नियम आणि पद्धतीने बदल दिसून येतो. या नियमांमुळे आपल्याला मूलद्रव्यांचे वर्तन समजायला मदत होते आणि त्यामुळे रसायनशास्त्रात मूलद्रव्यांचे वर्गीकरण अधिक सोपे होते.

या आवर्ती कलांमध्ये मुख्यत्वे तीन महत्त्वाचे गुणधर्म अभ्यासले जातात:

१. संयुजा (Valency)
२. अणु-आकारमान (Atomic Size)
३. धातू-धातू नसलेल्या गुणधर्मांमध्ये फरक (Metallic and Non-metallic Properties)

संयुजा (Valency)

संयुजा म्हणजे मूलद्रव्याचा तो गुणधर्म ज्यावरून ते दुसऱ्या मूलद्रव्यांशी जुळून नवीन संयुगे तयार करते. एका मूलद्रव्याची संयुजा त्याच्या अणूच्या बाह्यतम कवचावर असलेल्या इलेक्ट्रॉन्सच्या संख्येवर अवलंबून असते.

म्हणजेच, जेव्हा आपण एखाद्या मूलद्रव्याचा संयुजा ठरवतो, तेव्हा आपण त्याच्या बाह्यतम इलेक्ट्रॉन्सची संख्या पाहतो. बाह्यतम इलेक्ट्रॉन्स म्हणजे अणूच्या सर्व कवचांपैकी सर्वात बाहेरच्या कवचातील इलेक्ट्रॉन्स. ही संख्या किती आहे यावरून त्याचा संयुजा ठरतो.

उदाहरणार्थ, जर एखाद्या मूलद्रव्याच्या बाह्यतम कवचावर 1 इलेक्ट्रॉन असेल, तर त्याची संयुजा 1 असते, म्हणजे तो एकत्र जाऊन एक संयुग तयार करेल. तसेच जर बाह्यतम कवचावर 2 इलेक्ट्रॉन्स असतील, तर संयुजा 2 असते, आणि त्यामुळे त्याची रासायनिक क्रिया करणारी क्षमता कशी असेल हे समजते.

Modern Periodic Table - Periodic Trends

Periodic trends in the modern periodic table refer to the recurring variations in the properties of elements when arranged in periods (rows) or groups (columns). When we compare elements within the same period or group, certain patterns or regular changes in their characteristics are observed. These patterns help us understand the behavior of elements and make classification easier in chemistry.

The main periodic trends we study are:

1. Valency

2. Atomic Size

3. Metallic and Non-metallic properties

Valency

Valency is the property of an element that shows its combining capacity with other elements to form compounds. The valency of an element depends on the number of electrons present in the outermost shell (valence shell) of its atom.

In other words, when we determine the valency of an element, we look at how many electrons are present in the outermost shell of the atom. The outermost shell electrons are those farthest from the nucleus.

For example, if an element has 1 electron in its outermost shell, its valency is 1, meaning it can combine with one electron from another element. Similarly, if there are 2 electrons in the outermost shell, the valency is 2, indicating its combining capacity in chemical reactions.

अणु-आकारमान (Atomic Size)

अणु-आकारमान म्हणजे एखाद्या मूलद्रव्याच्या अणूचा आकार किंवा त्याचा व्यास. म्हणजेच, अणू किती मोठा किंवा लहान आहे, हे अणु-आकारमानाने मोजले जाते.

आधुनिक आवर्तसारणीमध्ये अणु-आकारमानात काही आवर्ती (periodic) बदल पाहायला मिळतात:

आवर्तानुसार (Across a Period):
एका आवर्तात डावीकडून उजवीकडे जाताना अणु-आकारमान कमी होत जाते. कारण एका आवर्तात उजवीकडे जाताना अणूमध्ये असलेले प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन वाढतात, ज्यामुळे केंद्रकाचा (nucleus) आकर्षण (attraction) वाढतो. त्यामुळे इलेक्ट्रॉन्स अधिक जवळ ओढले जातात आणि अणूचा आकार कमी होतो.

गणानुसार (Down a Group):
एका गणात वरून खाली जाताना अणु-आकारमान वाढत जाते. कारण नवीन इलेक्ट्रॉन कवच (shells) अणूमध्ये जोडले जातात, त्यामुळे अणूचा आकार मोठा होतो.

Metallic and Non-metallic Properties (धातू-अधातू गुणधर्म)

धातू आणि अधातू हे दोन प्रकारचे गुणधर्म आहेत, जे मूलद्रव्यांच्या भौतिक व रासायनिक गुणधर्मांमध्ये वेगळे असतात.

धातू गुणधर्म (Metallic Properties):
धातू सहसा उष्णता आणि वीज चांगल्या प्रकारे वाहतात, मऊ आणि लवचीक असतात, आणि विद्युत प्रवाहात इलेक्ट्रॉन्स सहज सोडतात.
आवर्तसारणीमध्ये:

एका आवर्तात डावीकडून उजवीकडे जाताना धातू गुणधर्म कमी होतो.
एका गणात वरून खाली जाताना धातू गुणधर्म वाढतो.

अधातू गुणधर्म (Non-metallic Properties):
अधातू सामान्यतः खराब चालक असतात, क्रूर आणि नॉन-लवचीक असतात, आणि इलेक्ट्रॉन्स स्वीकारण्याची प्रवृत्ती असते.
आवर्तसारणीमध्ये:

एका आवर्तात डावीकडून उजवीकडे जाताना अधातू गुणधर्म वाढतो.
एका गणात वरून खाली जाताना अधातू गुणधर्म कमी होतो.

Atomic Size

Atomic size refers to the size or radius of an atom. It measures how big or small an atom is.

In the modern periodic table, atomic size shows periodic changes:

Across a Period (left to right):
Atomic size decreases from left to right across a period because as protons and electrons increase, the nucleus attracts electrons more strongly, pulling them closer and reducing atomic size.
Down a Group (top to bottom):
Atomic size increases down a group because new electron shells are added, making the atom larger.

Metallic and Non-metallic Properties

These properties distinguish metals and non-metals based on their physical and chemical characteristics.

Metallic Properties:
Metals conduct heat and electricity well, are malleable and ductile, and tend to lose electrons easily.
In the periodic table:

Metallic character decreases from left to right across a period.
Metallic character increases from top to bottom down a group.

Non-metallic Properties:
Non-metals are poor conductors, brittle, and tend to gain electrons.
In the periodic table:

Non-metallic character increases from left to right across a period.
Non-metallic character decreases from top to bottom down a group.

1-मूलद्रव्याचे इलेक्ट्रॉन संरूपण व त्याची संयुजा यांच्यात संबंध काय आहे. What is the relationship between the electronic configuration of an element and its valency?

प्रश्न 1: मूलद्रव्याचे इलेक्ट्रॉन संरूपण व त्याची संयुजा यांच्यात संबंध काय आहे?
Question: What is the relationship between the electronic configuration of an element and its valency?

उत्तर (मराठीत):

मूलद्रव्याच्या अणूच्या बाह्यतम (शेवटच्या) ऊर्जा पातळीवर असलेल्या इलेक्ट्रॉनांच्या संख्येवरून त्या मूलद्रव्याची संयुजा (valency) ठरते.
संयुजा ही म्हणजे अणूची इतर अणूंशी संयोग करण्याची क्षमता आहे.

· जर बाह्यतम कक्षा (shell) मध्ये 1 ते 4 पर्यंत इलेक्ट्रॉन असतील, तर संयुजा ही त्या इलेक्ट्रॉनांची संख्या असते.

· जर बाह्यतम कक्षा मध्ये 5 ते 7 इलेक्ट्रॉन असतील, तर संयुजा = 8 - (बाह्यतम इलेक्ट्रॉनसंख्या).

· जर बाह्यतम कक्षा पूर्ण (8 इलेक्ट्रॉन) असेल, तर संयुजा शून्य (0) असते. हे मूलद्रव्य स्थिर (inert) असते. उदा. निऑन (Ne), आर्गॉन (Ar)

उदाहरणे:

बेरिलियम (Be) – अनुक्रमांक 4 → इलेक्ट्रॉन संरचना = 2, 2 → बाह्यतम कक्षेत 2 इलेक्ट्रॉन → संयुजा = 2

ऑक्सिजन (O) – अनुक्रमांक 8 → इलेक्ट्रॉन संरचना = 2, 6 → बाह्यतम कक्षेत 6 इलेक्ट्रॉन → संयुजा = 8 – 6 = 2

Answer (In English):

The valency of an element is determined by the number of electrons in its outermost energy level (shell), which is given by its electronic configuration.

If the number of electrons in the outermost shell is between 1 and 4, valency = number of outer electrons.

· If it is between 5 and 7, valency = 8 – number of outer electrons.

· If the outermost shell is completely filled (with 8 electrons), the valency is 0, and the element is stable/inert (e.g., Neon, Argon).

Examples:

1. Beryllium (Be) – Atomic number = 4 → Electronic configuration = 2, 2 → Outer shell has 2 electrons → Valency = 2

2. Oxygen (O) – Atomic number = 8 → Electronic configuration = 2, 6 → Outer shell has 6 electrons → Valency = 8 – 6 = 2

2-The atomic number of beryllium is 4 while that of oxygen is 8. Write down the electronic configuration of the two and deduce their valency from the same बेरिलिअमचा अणुअंक 4 आहे तर ऑक्सीजनचा अणुअंक 8 आहे. दोन्हींचे इलेक्ट्रॉन संरूपण लिहा व त्यावरून दोन्हींची संयुजा ठरवा.

उत्तर (मराठी व इंग्रजीत)

1. बेरिलिअम (Beryllium)

· अणुक्रमांक (Atomic Number): 4

· इलेक्ट्रॉन संरूपण (Electronic Configuration): 2, 2
→ म्हणजे पहिल्या कवचात 2 इलेक्ट्रॉन आणि दुसऱ्या (बाह्यतम) कवचात 2 इलेक्ट्रॉन

· संयुजा (Valency):
बाह्यतम कक्षेत 2 इलेक्ट्रॉन असल्यामुळे संयुजा = 2
(कारण 1 ते 4 इलेक्ट्रॉन असतील, तर संयुजा = इलेक्ट्रॉनांची संख्या)

2. ऑक्सिजन (Oxygen)

· अणुक्रमांक (Atomic Number): 8

· इलेक्ट्रॉन संरूपण (Electronic Configuration): 2, 6
→ म्हणजे पहिल्या कवचात 2 इलेक्ट्रॉन आणि दुसऱ्या (बाह्यतम) कवचात 6 इलेक्ट्रॉन

· संयुजा (Valency):
बाह्यतम कक्षेत 6 इलेक्ट्रॉन असल्यामुळे संयुजा = 8 – 6 = 2

सारांश (Summary Table):

मूलद्रव्य (Element)	अणुक्रमांक (Atomic No.)	इलेक्ट्रॉन संरचना	बाह्यतम इलेक्ट्रॉन	संयुजा (Valency)
बेरिलिअम (Be)	4	2, 2	2	2
ऑक्सिजन (O)	8	2, 6	6	2

दोघांची संयुजा 2 आहे, पण बेरिलिअम 2 इलेक्ट्रॉन देऊन संयुग तयार करतो, तर ऑक्सिजन 2 इलेक्ट्रॉन घेऊन संयुग तयार करतो.

2. Beryllium and Oxygen – Electronic Configuration and Valency (English)

1. Beryllium (Be)

· Atomic Number: 4

· Electronic Configuration: 2, 2
→ 2 electrons in the first shell, 2 in the outermost shell

· Valency:
Since there are 2 electrons in the outermost shell, valency = 2
(If outer shell has 1–4 electrons, valency = number of those electrons)

2. Oxygen (O)

· Atomic Number: 8

· Electronic Configuration: 2, 6
→ 2 electrons in the first shell, 6 in the outermost shell

· Valency:
Since there are 6 electrons in the outermost shell, valency = 8 – 6 = 2
(If outer shell has 5–7 electrons, valency = 8 minus those electrons)

Summary Table:

Element	Atomic Number	Electronic Configuration	Outer Electrons	Valency
Beryllium	4	2, 2	2	2
Oxygen	8	2, 6	6	2

Conclusion:

· Beryllium loses 2 electrons to attain stability → valency 2

· Oxygen gains 2 electrons to attain stability → valency 2

Q-3,4,5 is Task

आधुनिक आवर्तसारणीतील आवर्ती कल (Periodic trends in the modern periodic table)