एक्टिनाइड अवधारणा

परमाणु रसायन विज्ञान में, एक्टिनाइड अवधारणा (जिसे एक्टिनाइड परिकल्पना के रूप में भी जाना जाता है) ने प्रस्तावित किया कि एक्टिनाइड्स लैंथेनाइड्स के अनुरूप दूसरी आंतरिक संक्रमण श्रृंखला बनाते हैं। इसकी उत्पत्ति पूर्व ज्ञात एक्टिनाइड्स के विशिष्ट जटिल रसायन विज्ञान के विपरीत ट्रांसयूरानिक तत्वों में लैंथेनाइड जैसी गुणों के अवलोकन से हुई है। ट्रांसयूरानिक तत्वों को संश्लेषित करने वाले शोधकर्ता, ग्लेन थियोडोर सीबॉर्ग ने 1944 में प्रेक्षित विचलनों के स्पष्टीकरण और भविष्य के प्रयोगों को निर्देशित करने के लिए परिकल्पना के रूप में एक्टिनाइड अवधारणा का प्रस्ताव रखा था। इसके तुरंत पश्चात इसे स्वीकार कर लिया गया, जिसके परिणामस्वरूप तत्वों की दिमित्री मेंडेलीव की आवर्त सारणी में लैंथेनाइड्स के नीचे 89 (एक्टीनियम) से लेकर 103 (लॉरेन्सियम) तक के तत्वों वाली नई एक्टिनाइड श्रृंखला की नियुक्ति हुई।

उत्पत्ति
1930 के दशक के अंत में, प्रथम चार एक्टिनाइड्स (एक्टिनियम, थोरियम, प्रोटैक्टीनियम एवं यूरेनियम) ज्ञात थे। ऐसा माना जाता था कि वे संक्रमण धातुओं की चौथी श्रृंखला बनाते हैं, जिसकी विशेषता 6d ऑर्बिटल्स को पूर्ण करना है, जिसमें थोरियम, प्रोटैक्टीनियम एवं यूरेनियम हेफ़नियम, टैंटलम एवं टंगस्टन के समरूप थे। इस दृष्टिकोण को व्यापक रूप से स्वीकार किया गया क्योंकि इन तत्वों की रासायनिक परीक्षण से विभिन्न उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं एवं विशेषताओं का पता चला, जो 5d संक्रमण धातुओं के समान थे। यद्यपि, नील्स बोह्र द्वारा क्वांटम सिद्धांत में शोध एवं पश्चात के प्रकाशनों ने प्रस्तावित किया कि इन तत्वों को लैंथेनाइड्स के अनुरूप 5f ऑर्बिटल्स श्रृंखला का गठन करना चाहिए, इसे गणना के साथ कि प्रथम 5f इलेक्ट्रॉन को परमाणु संख्या 90 (थोरियम) से 99 (आइंस्टिनियम) तक की सीमा में प्रदर्शित होना चाहिए। सैद्धांतिक मॉडल एवं ज्ञात रासायनिक गुणों के मध्य विसंगतियों ने इन तत्वों को आवर्त सारणी में रखना कठिन बना दिया है।

एक्टिनाइड अवधारणा की प्राथमिक उपस्थिति 1905 में अल्फ्रेड वर्नर द्वारा निर्मित 32 स्तंभ आवर्त सारणी में हो सकती है। आवर्त सारणी में लैंथेनाइड्स की व्यवस्था का निर्धारण करने पर, उन्होंने थोरियम को सेरियम के वजनयुक्त होमोलॉग के रूप में रखा, एवं सातवीं अवधि में काल्पनिक रेडियो तत्व के लिए स्थान छोड़ दिया, चूँकि उन्होंने ज्ञात एक्टिनाइड्स का सही क्रम स्थापित नहीं किया था।

1940 में ट्रांसयूरानिक तत्वों नेप्टुनियम एवं प्लूटोनियम की शोध एवं उनके रसायन विज्ञान की प्रारंभिक परीक्षण के पश्चात, चौथे संक्रमण धातु श्रृंखला के रूप में उनकी नियुक्ति को चुनौती दी गई थी। इन नए तत्वों ने विभिन्न गुणों का प्रदर्शन किया जो यूरेनियम के समीप रासायनिक समानता का प्रतिमर्श देते थे। तत्कालीन अज्ञात तत्वों रेडियोऐक्टिव एवं क्यूरियम को लक्षित करने वाले पश्चात के प्रयोगों ने कई प्रश्न उत्पन किए। सीबोर्ग एट.अल, इन तत्वों को इस आधार पर पहचानने में विफल रहे कि वे संक्रमण धातु थे, परन्तु उन्हें सफलतापूर्वक भिन्न किया गया एवं इस धारणा के पश्चात 1944 में ये ज्ञात हुआ कि वे रासायनिक रूप से लैंथेनाइड्स के समान होंगे। आगे के प्रयोगों ने एक्टिनाइड (तब थोराइड्स या यूरेनाइड्स के रूप में संदर्भित) शृंखला की परिकल्पना की पुष्टि की थी। लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी में एडविन मैकमिलन, वाहल एवं ज़ाचारीसेन द्वारा किए गए स्पेक्ट्रोस्कोपिक अध्ययन ने संकेत दिया कि 6d परमाणु ऑर्बिटल्स के अतिरिक्त 5f ऑर्बिटल्स भरे जा रहे थे। चूँकि, ये अध्ययन 5f इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रथम तत्व को स्पष्ट रूप से निर्धारित नहीं कर सके एवं इसलिए एक्टिनाइड श्रृंखला में प्रथम तत्व है।

स्वीकृति
लैन्थेनाइड्स के समान परिकल्पना के अंतर्गत अमेरिकियम एवं क्यूरियम की अन्वेषण ने सीबोर्ग को 1944 में अपने सहयोगियों को एक्टिनाइड श्रृंखला की अवधारणा का प्रस्ताव देने के लिए प्रेरित किया जिसका केंद्रीय आधार के साथ लैंथेनाइड्स की समानता एवं f ऑर्बिटल्स को भरना था। इसकी स्पष्ट शुद्धता के अतिरिक्त, उन्होंने सीबोर्ग को रसायन एवं इंजीनियरिंग समाचार को संचार प्रस्तुत करने की अनुशंसा नहीं की, इस डर से कि यह कट्टरपंथी विचार था जो उनकी प्रतिष्ठा को ध्वस्त कर देगा। फिर भी उन्होंने इसे प्रस्तुत किया एवं इसे व्यापक स्वीकृति मिली; इस प्रकार नई आवर्त सारणी ने एक्टिनाइड्स को लैंथेनाइड्स के नीचे रखा। इसकी स्वीकृति के पश्चात, एक्टिनाइड अवधारणा 1949 में बर्कीलियम जैसे वजनयुक्त तत्वों की शोध के लिए आधारभूत कार्य में महत्वपूर्ण साबित हुई। एक्टिनाइड अवधारणा ने प्रथम कुछ एक्टिनाइड्स के देखे गए गुणों की व्याख्या की, अर्थात् +4 से +6 ऑक्सीकरण अवस्थाओं की उपस्थिति, एवं 5f एवं 6d ऑर्बिटल्स के प्रस्तावित कक्षीय संकरण, जिनके इलेक्ट्रॉनों को इन तत्वों में शिथिल रूप से प्रदर्शित किया गया था। इसने अमेरिकियम से परे तत्वों में +3 ऑक्सीकरण राज्यों की ओर प्रवृति के लिए प्रायोगिक परिणामों का भी समर्थन किया।

एक्टिनाइड अवधारणा पर आगे के विस्तार ने सीबॉर्ग को स्थापित आवधिकता को निरंतर रखने वाले तत्वों की दो श्रृंखलाओं का प्रस्ताव दिया। उन्होंने परमाणु संख्या रदरफोर्डियम से यूनिनियम तक ट्रांसएक्टिनाइड श्रृंखला एवं परमाणु संख्या 122 से 153 तक सुपरएक्टिनाइड श्रृंखला का प्रस्ताव रखा था।

यह भी देखें

 * एक्टिनाइड
 * आवर्त सारणी का इतिहास
 * मेंडेलीव के अनुमानित तत्व