अंतरराष्ट्रीय सहयोग ने पहली बार सुपरहैवी तत्व के यौगिक की रासायनिक स्थिरता का किया मापन

रुड़की (देशराज पाल)। जर्मनी के डार्मस्टाट के एक शोध समूह के नेतृत्व में हुए अंतरराष्ट्रीय सहयोग ने पहली बार किसी सुपरहैवी तत्व के यौगिक की रासायनिक स्थिरता का मापन किया है। इस अध्ययन का केंद्र सीबोर्गियम (Sg, तत्व 106) का हेक्साकार्बोनिल कॉम्प्लेक्स Sg(CO)6 था। परिणामों से पता चला कि सीबोर्गियम परमाणु और कार्बोनिल लिगैंड के बीच रासायनिक बंध, आवर्त सारणी में उसकी स्थिति के आधार पर अपेक्षित मजबूती से कमजोर है। इसका कारण सापेक्षिक प्रभाव हैं। ये परिणाम पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं। इस अध्ययन में आईआईटी रुड़की और अन्य संस्थानों के शोधकर्ताओं ने भाग लिया।
सुपरहैवी तत्व (SHE), जिनकी परमाणु संख्या 104 से 118 तक होती है, कण त्वरकों में नाभिकीय संलयन अभिक्रियाओं के माध्यम से कृत्रिम रूप से उत्पन्न किए जाते हैं। इनकी उत्पादन दर अधिकतम प्रतिदिन केवल कुछ परमाणुओं तक होती है। इनका जीवनकाल अत्यंत कम, अधिकतम कुछ सेकंड तक होने के कारण इनका रासायनिक अध्ययन बेहद चुनौतीपूर्ण है। इनके अध्ययन में प्रमुख रुचि सापेक्षिक प्रभावों के प्रभाव को समझने में है। सुपरहैवी तत्वों के नाभिक पर अत्यधिक धनात्मक आवेश होने के कारण, परमाणु नाभिक के निकट स्थित इलेक्ट्रॉन प्रकाश की गति के करीब वेग से गति करते हैं। आइंस्टीन के प्रसिद्ध विशेष सापेक्षता सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश की सीमित गति के करीब गति करने वाली वस्तुओं का द्रव्यमान बढ़ जाता है। बोर के परमाणु मॉडल के अनुसार, इसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन नाभिक के अधिक निकट आ जाते हैं और अधिक मजबूती से बंध जाते हैं। दूसरी ओर, अधिक दूर स्थित इलेक्ट्रॉन सापेक्षिक द्रव्यमान वृद्धि से प्रभावित नहीं होते और अधिक दूर चले जाते हैं, क्योंकि अधिक मजबूती से बंधे इलेक्ट्रॉन धनात्मक नाभिकीय आवेश को अधिक प्रभावी ढंग से परिरक्षित करते हैं। ये दोनों प्रभाव सुपरहैवी परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और इस प्रकार उनके यौगिकों के रासायनिक गुणों में, उनके हल्के समजात तत्वों की तुलना में, परिवर्तन लाते हैं। समान प्रकार के समजात तत्वों के यौगिकों का तुलनात्मक अध्ययन आवर्त सारणी के मूलभूत सिद्धांतों की जाँच करने का अवसर प्रदान करता है। GSI/FAIR के डॉ. अलेक्जेंडर याकुशेव, जो इस सहयोगी शोध दल के प्रवक्ता हैं, ने बताया कि पहली बार हम किसी सुपरहैवी तत्व के यौगिक में रासायनिक बंध की मजबूती को मापने में सफल हुए हैं। यह बंध केंद्रीय सीबोर्गियम परमाणु और कार्बन मोनोऑक्साइड लिगैंड के बीच है। इसके बाद हमने इसकी तुलना हल्के समजात तत्व टंगस्टन के हेक्साकार्बोनिल में इसी बंध की मजबूती से की। उन्होंने आगे कहा कि क्रोमियम से मोलिब्डेनम और फिर टंगस्टन तक, हेक्साकार्बोनिल यौगिकों में बंध की मजबूती बढ़ती है, जिससे यह संकेत मिलता है कि सीबोर्गियम में यह बंध और भी मजबूत होना चाहिए। लेकिन मापन से पता चलता है कि सीबोर्गियम की उच्च परमाणु संख्या उसकी इलेक्ट्रॉनिक कोश संरचना को बदल देती है, जिससे यह प्रवृत्ति उलट जाती है और बंध कमजोर हो जाता है। हाल के क्वांटम-रासायनिक गणनाएँ, जिनमें सापेक्षिक प्रभावों को पूरी तरह शामिल किया गया है, इस प्रभाव की व्याख्या करती हैं। इसके विपरीत, सापेक्षिक प्रभावों की उपेक्षा करने वाली सरल गणनाएँ बंध की मजबूती में निरंतर वृद्धि का अनुमान लगाती हैं।