कैल्कोजन

From LTRC
कैल्कोजन
Group number 16
Trivial name कैल्कोजन
By element ऑक्सीजन समूह
Cas VIA
Old iupac VIB
Mark O,S,Se,Te,Po,Lv
Left pnictogens
Right halogens
↓ आवर्त
2 आदिम
3 आदिम
4 आदिम
5 आदिम
6 क्षय से
7 कृत्रिम

संकेत

आदिम तत्व
रेडियोधर्मी क्षय द्वारा प्राकृतिक रूप से उत्पन्न
कृत्रिम तत्व

कैल्कोजन (IPA: /ˈkælkədʒənz/, jənz) आवर्त सारणी के समूह 16 के रासायनिक तत्व हैं।[1] इस समूह को ऑक्सीजन परिवार के रूप में भी जाना जाता है। समूह 16 में ऑक्सीजन (O), सल्फर (S), सेलेनियम (Se), टेल्यूरियम (Te) तत्व और रेडियोधर्मी तत्व पोलोनियम (Po) तथा लिवरमोरियम (Lv) शामिल हैं।[2] अक्सर, ऑक्सीजन को अन्य कैल्कोजन से अलग माना जाता है, कभी-कभी तो इसे "कैल्कोजन" शब्द के दायरे से पूरी तरह बाहर रखा जाता है, क्योंकि इसका रासायनिक व्यवहार सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम और पोलोनियम से बहुत अलग होता है। "कैल्कोजन" शब्द का अर्थ है "अयस्क-निर्माता"; कैल्कोजन को यह नाम इसलिए मिला क्योंकि प्रोटोसाइंटिस्ट्स (आदि-वैज्ञानिकों) और शुरुआती वैज्ञानिकों ने यह पता लगा लिया था कि ये तत्व (जिन्हें विज्ञान बाद में रासायनिक तत्वों के रूप में प्रकट करेगा) अयस्क निर्माण में शामिल थे।

सल्फर प्राचीन काल से ज्ञात है, और ऑक्सीजन को 18वीं शताब्दी में एक तत्व के रूप में पहचाना गया था। सेलेनियम, टेल्यूरियम और पोलोनियम की खोज 19वीं शताब्दी में हुई थी, और लिवरमोरियम की खोज 2000 में हुई थी। सभी कैल्कोजन में छह संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिससे वे एक पूर्ण बाहरी कोश से दो इलेक्ट्रॉन कम रह जाते हैं। उनकी सबसे सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था -2, +2, +4 और +6 हैं। उनकी परमाणु त्रिज्या अपेक्षाकृत छोटी होती है, विशेष रूप से हल्के तत्वों की।[3]

सभी प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कैल्कोजन जैविक कार्यों में भूमिका निभाते हैं, या तो पोषक तत्व के रूप में या विषाक्त पदार्थ के रूप में। सेलेनियम एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है (अन्य के अलावा सेलेनोसिस्टीन का एक निर्माण खंड) लेकिन यह आमतौर पर विषाक्त भी होता है।[4] टेल्यूरियम के अक्सर अप्रिय प्रभाव होते हैं (हालाँकि कुछ जीव इसका उपयोग कर सकते हैं), और पोलोनियम (विशेष रूप से समस्थानिक पोलोनियम-210) अपनी रेडियोधर्मिता के कारण हमेशा हानिकारक होता है।

सल्फर के 20 से अधिक अपरूप हैं, ऑक्सीजन के नौ हैं, सेलेनियम के कम से कम आठ हैं, पोलोनियम के दो हैं, और टेल्यूरियम की अभी तक केवल एक क्रिस्टल संरचना खोजी गई है। कई कार्बनिक कैल्कोजन यौगिक मौजूद हैं। ऑक्सीजन को छोड़कर, कार्बनिक सल्फर यौगिक आमतौर पर सबसे आम हैं, उसके बाद कार्बनिक सेलेनियम यौगिक और कार्बनिक टेल्यूरियम यौगिक आते हैं। यह प्रवृत्ति कैल्कोजन pnictides और कैल्कोजन तथा कार्बन समूह तत्वों वाले यौगिकों के साथ भी देखी जाती है।

ऑक्सीजन आमतौर पर हवा को नाइट्रोजन और ऑक्सीजन में अलग करके प्राप्त की जाती है।[5] सल्फर तेल और प्राकृतिक गैस से निकाला जाता है। सेलेनियम और टेल्यूरियम तांबा शोधन के उप-उत्पाद के रूप में उत्पादित होते हैं। पोलोनियम प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले एक्टिनाइड-युक्त पदार्थों में सबसे अधिक उपलब्ध है। लिवरमोरियम को कण त्वरक (particle accelerators) में संश्लेषित किया गया है। तात्विक ऑक्सीजन का प्राथमिक उपयोग इस्पात निर्माण में होता है।[6] सल्फर को ज्यादातर सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित किया जाता है, जिसका रासायनिक उद्योग में भारी उपयोग होता है।[4] सेलेनियम का सबसे सामान्य अनुप्रयोग कांच निर्माण है। टेल्यूरियम यौगिकों का उपयोग ज्यादातर ऑप्टिकल डिस्क, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और सौर कोशिकाओं में किया जाता है। पोलोनियम के कुछ अनुप्रयोग उसकी रेडियोधर्मिता के कारण हैं।[2]

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

ऑक्सीजन (O): {| class="infobox" style="float:right; clear:right; width:22em; margin:0 0 1em 1em; padding:0.2em; border:1px solid #a2a9b1; background:#f8f9fa; color:#202122; font-size:88%; line-height:1.5em; border-spacing:3px" |+ style="font-size:125%; font-weight:bold; padding:0.2em" | Element/Symbol-To-Electron-Configuration |- ! scope="row" style="text-align:left; vertical-align:top; padding-right:0.6em" | Symbol | O |}

सल्फर (S): {| class="infobox" style="float:right; clear:right; width:22em; margin:0 0 1em 1em; padding:0.2em; border:1px solid #a2a9b1; background:#f8f9fa; color:#202122; font-size:88%; line-height:1.5em; border-spacing:3px" |+ style="font-size:125%; font-weight:bold; padding:0.2em" | Element/Symbol-To-Electron-Configuration |- ! scope="row" style="text-align:left; vertical-align:top; padding-right:0.6em" | Symbol | S |}

सेलेनियम (Se): {| class="infobox" style="float:right; clear:right; width:22em; margin:0 0 1em 1em; padding:0.2em; border:1px solid #a2a9b1; background:#f8f9fa; color:#202122; font-size:88%; line-height:1.5em; border-spacing:3px" |+ style="font-size:125%; font-weight:bold; padding:0.2em" | Element/Symbol-To-Electron-Configuration |- ! scope="row" style="text-align:left; vertical-align:top; padding-right:0.6em" | Symbol | Se |}

टेल्यूरियम (Te): {| class="infobox" style="float:right; clear:right; width:22em; margin:0 0 1em 1em; padding:0.2em; border:1px solid #a2a9b1; background:#f8f9fa; color:#202122; font-size:88%; line-height:1.5em; border-spacing:3px" |+ style="font-size:125%; font-weight:bold; padding:0.2em" | Element/Symbol-To-Electron-Configuration |- ! scope="row" style="text-align:left; vertical-align:top; padding-right:0.6em" | Symbol | Te |}

पोलोनियम (Po): {| class="infobox" style="float:right; clear:right; width:22em; margin:0 0 1em 1em; padding:0.2em; border:1px solid #a2a9b1; background:#f8f9fa; color:#202122; font-size:88%; line-height:1.5em; border-spacing:3px" |+ style="font-size:125%; font-weight:bold; padding:0.2em" | Element/Symbol-To-Electron-Configuration |- ! scope="row" style="text-align:left; vertical-align:top; padding-right:0.6em" | Symbol | Po |}

लिवरमोरियम (Lv): {| class="infobox" style="float:right; clear:right; width:22em; margin:0 0 1em 1em; padding:0.2em; border:1px solid #a2a9b1; background:#f8f9fa; color:#202122; font-size:88%; line-height:1.5em; border-spacing:3px" |+ style="font-size:125%; font-weight:bold; padding:0.2em" | Element/Symbol-To-Electron-Configuration |- ! scope="row" style="text-align:left; vertical-align:top; padding-right:0.6em" | Symbol | Lv |}

गुण

परमाणु और भौतिक

कैल्कोजन इलेक्ट्रॉन विन्यास में समान पैटर्न दिखाते हैं, विशेष रूप से सबसे बाहरी कोशों में, जहाँ उन सभी में संयोजकता इलेक्ट्रॉन की संख्या समान होती है, जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक व्यवहार में समान प्रवृत्तियाँ होती हैं:

Z तत्व कोश प्रति इलेक्ट्रॉन
8 ऑक्सीजन 2, 6
16 सल्फर 2, 8, 6
34 सेलेनियम 2, 8, 18, 6
52 टेल्यूरियम 2, 8, 18, 18, 6
84 पोलोनियम 2, 8, 18, 32, 18, 6
116 लिवरमोरियम 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6 (अनुमानित)[7]
तत्व गलनांक
(°C)[3] 		क्वथनांक
(°C)[3] 		STP पर घनत्व
(g/cm3)[3]
ऑक्सीजन −219 −183 0.00143
सल्फर 120 445 2.07
सेलेनियम 221 685 4.3
टेल्यूरियम 450 988 6.24
पोलोनियम 254 962 9.2
लिवरमोरियम 364–507 (अनुमानित) 762–862 (अनुमानित) 14 (अनुमानित)[7]

सभी कैल्कोजन में छह संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं। सभी ठोस, स्थिर कैल्कोजन नरम होते हैं[8] और ऊष्मा का संचालन अच्छी तरह से नहीं करते हैं।[3] विद्युत ऋणात्मकता उच्च परमाणु संख्या वाले कैल्कोजन की ओर घटती जाती है। घनत्व, गलनांक और क्वथनांक, तथा परमाणु और आयनिक त्रिज्या[9] उच्च परमाणु संख्या वाले कैल्कोजन की ओर बढ़ने की प्रवृत्ति रखते हैं।[3]

समस्थानिक

छह ज्ञात कैल्कोजन में से, एक (ऑक्सीजन) की परमाणु संख्या एक परमाणु जादुई संख्या के बराबर है, जिसका अर्थ है कि उनके परमाणु नाभिक रेडियोधर्मी क्षय के खिलाफ स्थिरता में वृद्धि की प्रवृत्ति रखते हैं।[10] ऑक्सीजन के तीन स्थिर समस्थानिक और 14 अस्थिर समस्थानिक हैं। सल्फर के चार स्थिर समस्थानिक, 20 रेडियोधर्मी समस्थानिक और एक समावयवी है। सेलेनियम के छह अवलोकन योग्य स्थिर या लगभग स्थिर समस्थानिक, 26 रेडियोधर्मी समस्थानिक और 9 समावयवी हैं। टेल्यूरियम के आठ स्थिर या लगभग स्थिर समस्थानिक, 31 अस्थिर समस्थानिक और 17 समावयवी हैं। पोलोनियम के 42 समस्थानिक हैं, जिनमें से कोई भी स्थिर नहीं है।[11] इसके अतिरिक्त 28 समावयवी हैं।[2] स्थिर समस्थानिकों के अलावा, कुछ रेडियोधर्मी कैल्कोजन समस्थानिक प्रकृति में पाए जाते हैं, या तो इसलिए कि वे क्षय उत्पाद हैं, जैसे 210Po, या इसलिए कि वे आदिम हैं, जैसे 82Se, या कॉस्मिक किरण स्पैलेशन के कारण, या यूरेनियम के परमाणु विखंडन के माध्यम से। लिवरमोरियम के समस्थानिक 288Lv से 293Lv तक खोजे गए हैं; सबसे स्थिर लिवरमोरियम समस्थानिक 293Lv है, जिसकी अर्ध-आयु 0.061 सेकंड है।[2][12]

लिवरमोरियम को छोड़कर, सभी कैल्कोजन में कम से कम एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला रेडियोआइसोटोप होता है: ऑक्सीजन में ट्रेस 15O, सल्फर में ट्रेस 35S, सेलेनियम में 82Se, टेल्यूरियम में 128Te और 130Te, और पोलोनियम में 210Po होता है।

हल्के कैल्कोजन (ऑक्सीजन और सल्फर) के बीच, सबसे न्यूट्रॉन-गरीब समस्थानिक प्रोटॉन उत्सर्जन से गुजरते हैं, मध्यम न्यूट्रॉन-गरीब समस्थानिक इलेक्ट्रॉन कैप्चर या β+ क्षय से गुजरते हैं, मध्यम न्यूट्रॉन-समृद्ध समस्थानिक β− क्षय से गुजरते हैं, और सबसे न्यूट्रॉन-समृद्ध समस्थानिक न्यूट्रॉन उत्सर्जन से गुजरते हैं। मध्य कैल्कोजन (सेलेनियम और टेल्यूरियम) में हल्के कैल्कोजन के समान क्षय प्रवृत्तियाँ होती हैं, लेकिन कोई प्रोटॉन-उत्सर्जक समस्थानिक नहीं देखा गया है, और टेल्यूरियम के कुछ सबसे न्यूट्रॉन-कमी वाले समस्थानिक अल्फा क्षय से गुजरते हैं। पोलोनियम समस्थानिक अल्फा या बीटा क्षय के माध्यम से क्षय होते हैं।[13] गैर-शून्य परमाणु स्पिन वाले समस्थानिक सल्फर की तुलना में सेलेनियम और टेल्यूरियम कैल्कोजन में प्रकृति में अधिक प्रचुर मात्रा में हैं।[14]

अपरूप

सल्फर का चरण आरेख जो कई अपरूपों की सापेक्ष स्थिरता को दर्शाता है[15]
STP पर चार स्थिर कैल्कोजन
ठोस ऑक्सीजन के लिए चरण आरेख

ऑक्सीजन का सबसे सामान्य अपरूप द्विपरमाणुक ऑक्सीजन, या O2 है, जो एक प्रतिक्रियाशील अनुचुंबकीय अणु है जो वायवीय जीवों के लिए सर्वव्यापी है और अपनी तरल अवस्था में नीले रंग का होता है। एक अन्य अपरूप O3, या ओजोन है, जो एक मुड़ी हुई संरचना में एक साथ बंधे तीन ऑक्सीजन परमाणु हैं। टेट्राऑक्सीजन, या O4 नामक एक अपरूप भी है,[16] और ठोस ऑक्सीजन के छह अपरूप हैं, जिनमें "लाल ऑक्सीजन" शामिल है, जिसका सूत्र O8 है।[17]

सल्फर के 20 से अधिक ज्ञात अपरूप हैं, जो कार्बन को छोड़कर किसी भी अन्य तत्व से अधिक हैं।[18] सबसे सामान्य अपरूप आठ-परमाणु छल्लों के रूप में होते हैं, लेकिन अन्य आणविक अपरूप जिनमें दो से लेकर 20 तक परमाणु होते हैं, ज्ञात हैं। अन्य उल्लेखनीय सल्फर अपरूपों में विषमलंबक्ष सल्फर और एकनताक्ष सल्फर शामिल हैं। विषमलंबक्ष सल्फर दोनों अपरूपों में से अधिक स्थिर है। एकनताक्ष सल्फर लंबी सुइयों का रूप लेता है और तब बनता है जब तरल सल्फर को उसके गलनांक से थोड़ा नीचे ठंडा किया जाता है। तरल सल्फर में परमाणु आमतौर पर लंबी श्रृंखलाओं के रूप में होते हैं, लेकिन 190 °C से ऊपर, श्रृंखलाएं टूटने लगती हैं। यदि 190 °C से ऊपर के तरल सल्फर को बहुत तेजी से जमाया जाता है, तो परिणामी सल्फर अनाकार या "प्लास्टिक" सल्फर होता है। गैसीय सल्फर द्विपरमाणुक सल्फर (S2) और 8-परमाणु छल्लों का मिश्रण है।[19]

सेलेनियम के कम से कम आठ अलग-अलग अपरूप हैं।[20] ग्रे अपरूप, जिसे आमतौर पर "धात्विक" अपरूप कहा जाता है, धातु न होने के बावजूद, स्थिर है और इसकी क्रिस्टल संरचना षट्कोणीय है। सेलेनियम का ग्रे अपरूप नरम है, जिसकी मोह कठोरता 2 है, और भंगुर है। सेलेनियम के चार अन्य अपरूप मेटास्टेबल हैं। इनमें दो एकनताक्ष लाल अपरूप और दो अनाकार अपरूप शामिल हैं, जिनमें से एक लाल है और एक काला है।[21] लाल अपरूप गर्मी की उपस्थिति में काले अपरूप में परिवर्तित हो जाता है। सेलेनियम का ग्रे अपरूप सेलेनियम परमाणुओं के सर्पिल से बना होता है, जबकि लाल अपरूपों में से एक सेलेनियम छल्लों (Se8) के ढेर से बना होता है।[2]

टेल्यूरियम के किसी भी अपरूप के बारे में ज्ञात नहीं है,[22] हालाँकि इसका सामान्य रूप षट्कोणीय है। पोलोनियम के दो अपरूप हैं, जिन्हें α-पोलोनियम और β-पोलोनियम के रूप में जाना जाता है।[23] α-पोलोनियम की क्रिस्टल संरचना घन होती है और 36 °C पर यह रॉमबोहेड्रल β-पोलोनियम में परिवर्तित हो जाती है।[2]

कैल्कोजन की क्रिस्टल संरचनाएं अलग-अलग होती हैं। ऑक्सीजन की क्रिस्टल संरचना एकनताक्ष है, सल्फर की विषमलंबक्ष है, सेलेनियम और टेल्यूरियम की षट्कोणीय क्रिस्टल संरचना है, जबकि पोलोनियम की घन क्रिस्टल संरचना है।[3][4]

रासायनिक

ऑक्सीजन, सल्फर और सेलेनियम अधातु हैं, और टेल्यूरियम एक उपधातु है, जिसका अर्थ है कि इसके रासायनिक गुण धातु और अधातु के बीच के हैं।[4] यह निश्चित नहीं है कि पोलोनियम धातु है या उपधातु। कुछ स्रोत पोलोनियम को उपधातु के रूप में संदर्भित करते हैं,[2][24] हालाँकि इसमें कुछ धात्विक गुण होते हैं। साथ ही, सेलेनियम के कुछ अपरूप उपधातु की विशेषताएं प्रदर्शित करते हैं,[25] भले ही सेलेनियम को आमतौर पर अधातु माना जाता है। भले ही ऑक्सीजन एक कैल्कोजन है, लेकिन इसके रासायनिक गुण अन्य कैल्कोजन से भिन्न होते हैं। इसका एक कारण यह है कि भारी कैल्कोजन में रिक्त d-कक्षक होते हैं। ऑक्सीजन की विद्युत ऋणात्मकता भी अन्य कैल्कोजन की तुलना में बहुत अधिक है। यह ऑक्सीजन की विद्युत ध्रुवीयता को अन्य कैल्कोजन की तुलना में कई गुना कम कर देता है।[14]

सहसंयोजक बंधन के लिए एक कैल्कोजन अष्टक नियम के अनुसार दो इलेक्ट्रॉन स्वीकार कर सकता है, जिससे दो अकेले जोड़े (lone pairs) बच जाते हैं। जब एक परमाणु दो एकल बंधन बनाता है, तो वे 90° और 120° के बीच एक कोण बनाते हैं। 1+ धनायन में, जैसे H3O+, एक कैल्कोजन तीन आणविक कक्षक बनाता है जो त्रिकोणीय पिरामिडल फैशन में व्यवस्थित होते हैं और एक अकेला जोड़ा होता है। कैल्कोजन यौगिकों में द्वि-बंधन भी सामान्य हैं, उदाहरण के लिए कैल्कोजनेट्स में (नीचे देखें)।

सकारात्मक धातुओं के साथ सबसे सामान्य कैल्कोजन यौगिकों की ऑक्सीकरण संख्या -2 है। हालाँकि, भारी कैल्कोजन की ओर -2 अवस्था में यौगिक बनाने की कैल्कोजन की प्रवृत्ति कम हो जाती है।[26] अन्य ऑक्सीकरण संख्याएं, जैसे पाइराइट और पेरोक्साइड में -1, होती हैं। उच्चतम औपचारिक ऑक्सीकरण संख्या +6 है।[3] यह ऑक्सीकरण संख्या सल्फेटs, सेलेनेटs, टेल्यूरेटs, पोलोनेट्स और उनके संबंधित एसिड, जैसे सल्फ्यूरिक एसिड में पाई जाती है।

ऑक्सीजन फ्लोरीन को छोड़कर सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है, और लगभग सभी रासायनिक तत्वों के साथ यौगिक बनाता है, जिसमें कुछ उत्कृष्ट गैसें भी शामिल हैं। यह आमतौर पर ऑक्साइड बनाने के लिए कई धातुओं और उपधातुओं के साथ जुड़ता है, जिसमें आयरन ऑक्साइड, टाइटेनियम ऑक्साइड और सिलिकॉन ऑक्साइड शामिल हैं। ऑक्सीजन की सबसे सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था -2 है, और ऑक्सीकरण अवस्था -1 भी अपेक्षाकृत सामान्य है।[3] हाइड्रोजन के साथ यह पानी और हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनाता है। कार्बनिक ऑक्सीजन यौगिक कार्बनिक रसायन विज्ञान में सर्वव्यापी हैं।

सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्थाएं -2, +2, +4 और +6 हैं। ऑक्सीजन यौगिकों के सल्फर-युक्त एनालॉग्स में अक्सर उपसर्ग थियो- होता है। सल्फर का रसायन विज्ञान कई मायनों में ऑक्सीजन के समान है। एक अंतर यह है कि सल्फर-सल्फर द्वि-बंधन ऑक्सीजन-ऑक्सीजन द्वि-बंधन की तुलना में बहुत कमजोर होते हैं, लेकिन सल्फर-सल्फर एकल बंधन ऑक्सीजन-ऑक्सीजन एकल बंधन की तुलना में मजबूत होते हैं।[27] कार्बनिक सल्फर यौगिक जैसे थियोल में एक मजबूत विशिष्ट गंध होती है, और कुछ का उपयोग कुछ जीवों द्वारा किया जाता है।[2]

सेलेनियम की ऑक्सीकरण अवस्थाएं -2, +4 और +6 हैं। सेलेनियम, अधिकांश कैल्कोजन की तरह, ऑक्सीजन के साथ जुड़ता है।[2] कुछ कार्बनिक सेलेनियम यौगिक हैं, जैसे सेलेनोप्रोटीन। टेल्यूरियम की ऑक्सीकरण अवस्थाएं -2, +2, +4 और +6 हैं।[3] टेल्यूरियम ऑक्साइड टेल्यूरियम मोनोऑक्साइड, टेल्यूरियम डाइऑक्साइड और टेल्यूरियम ट्राइऑक्साइड बनाता है।[2] पोलोनियम की ऑक्सीकरण अवस्थाएं +2 और +4 हैं।[3]

Water dripping into a glass, showing drops and bubbles.
पानी (H2O) सबसे परिचित कैल्कोजन-युक्त यौगिक है।

कैल्कोजन युक्त कई एसिड हैं, जिनमें सल्फ्यूरिक एसिड, सल्फ्यूरस एसिड, सेलेनिक एसिड और टेल्यूरिक एसिड शामिल हैं। पानी को छोड़कर सभी हाइड्रोजन कैल्कोजाइड विषाक्त हैं।[28][29] ऑक्सीजन आयन अक्सर ऑक्साइड आयन (O2-), पेरोक्साइड आयन (O22-), और हाइड्रॉक्साइड आयन (OH-) के रूप में आते हैं। सल्फर आयन आमतौर पर सल्फाइडs (S2-), बाइसल्फाइडs (SH-), सल्फाइटs (SO32-), सल्फेटs (SO42-), और थियोसल्फेटs (S2O32-) के रूप में आते हैं। सेलेनियम आयन आमतौर पर सेलेनाइडs (Se2-), सेलेनाइटs (SeO32-) और सेलेनेटs (SeO42-) के रूप में आते हैं। टेल्यूरियम आयन अक्सर टेल्यूरेटs (TeO42-) के रूप में आते हैं।[3] कैल्कोजन से जुड़ी धातु वाले अणु खनिजों के रूप में सामान्य हैं। उदाहरण के लिए, पाइराइट (FeS2) एक लौह अयस्क है, और दुर्लभ खनिज कैलावेराइट डाइटेल्यूराइड (Au, Ag)Te2 है।

हालाँकि आवर्त सारणी के सभी समूह 16 तत्वों, जिनमें ऑक्सीजन भी शामिल है, को कैल्कोजन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, लेकिन ऑक्सीजन और ऑक्साइड को आमतौर पर कैल्कोजन और कैल्कोजाइड से अलग किया जाता है। शब्द कैल्कोजाइड आमतौर पर ऑक्साइड के बजाय सल्फाइडs, सेलेनाइडs और टेल्यूराइडs के लिए आरक्षित है।[30][31][32]

पोलोनियम को छोड़कर, सभी कैल्कोजन रासायनिक रूप से एक-दूसरे के काफी समान हैं। विद्युत-धनात्मक धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने पर वे सभी X2− आयन बनाते हैं।[26]

सल्फाइड खनिज और समान यौगिक ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया पर गैसें उत्पन्न करते हैं।[33]

यौगिक

हैलोजन के साथ

कैल्कोजन हैलोजन के साथ भी यौगिक बनाते हैं जिन्हें कैल्कोहैलाइड्स (chalcohalides) या कैल्कोजन हैलाइड्स (chalcogen halides) कहा जाता है। अधिकांश सरल कैल्कोजन हैलाइड्स सुविदित हैं और रासायनिक अभिकर्मक (reagent) के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। हालाँकि, अधिक जटिल कैल्कोजन हैलाइड्स, जैसे कि सल्फेनिल, सल्फोनील और सल्फ्यूरील हैलाइड्स, विज्ञान में कम जाने जाते हैं। केवल कैल्कोजन और हैलोजन से बने यौगिकों में, कुल 13 कैल्कोजन फ्लोराइड, नौ कैल्कोजन क्लोराइड, आठ कैल्कोजन ब्रोमाइड और छह कैल्कोजन आयोडाइड ज्ञात हैं। भारी कैल्कोजन हैलाइड्स में अक्सर महत्वपूर्ण आणविक अंतःक्रियाएं होती हैं। कम संयोजकता वाले सल्फर फ्लोराइड काफी अस्थिर होते हैं और उनके गुणों के बारे में बहुत कम जानकारी है। हालाँकि, उच्च संयोजकता वाले सल्फर फ्लोराइड, जैसे कि सल्फर हेक्साफ्लोराइड, स्थिर और सुविदित हैं। सल्फर टेट्राफ्लोराइड भी एक सुविदित सल्फर फ्लोराइड है। कुछ सेलेनियम फ्लोराइड, जैसे कि सेलेनियम डाइफ्लोराइड, का उत्पादन कम मात्रा में किया गया है। सेलेनियम टेट्राफ्लोराइड और टेल्यूरियम टेट्राफ्लोराइड दोनों की क्रिस्टल संरचनाएं ज्ञात हैं। कैल्कोजन क्लोराइड और ब्रोमाइड का भी पता लगाया गया है। विशेष रूप से, सेलेनियम डाइक्लोराइड और सल्फर डाइक्लोराइड प्रतिक्रिया करके कार्बनिक सेलेनियम यौगिक बना सकते हैं। डाइकैल्कोजन डाइहैलाइड्स, जैसे कि Se2Cl2 का अस्तित्व भी ज्ञात है। मिश्रित कैल्कोजन-हैलोजन यौगिक भी होते हैं। इनमें SeSX2 शामिल हैं, जहाँ X क्लोरीन या ब्रोमीन है।[34] ऐसे यौगिक सल्फर डाइक्लोराइड और सेलेनियम हैलाइड्स के मिश्रण में बन सकते हैं।[34] 2008 तक, इन यौगिकों को काफी हाल ही में संरचनात्मक रूप से पहचाना गया है। सामान्य तौर पर, डाइसेलेनियम और डाइसल्फर क्लोराइड और ब्रोमाइड उपयोगी रासायनिक अभिकर्मक हैं। धातु परमाणुओं से जुड़े कैल्कोजन हैलाइड्स कार्बनिक समाधानों में घुलनशील होते हैं। ऐसे यौगिक का एक उदाहरण MoS2Cl3 है। सेलेनियम क्लोराइड और ब्रोमाइड के विपरीत, 2008 तक सेलेनियम आयोडाइड को अलग नहीं किया गया है, हालाँकि यह संभावना है कि वे समाधान में मौजूद होते हैं। हालाँकि, डाइसेलेनियम डाइआयोडाइड, सेलेनियम परमाणुओं और आयोडीन अणुओं के साथ संतुलन में मौजूद होता है। कुछ कम संयोजकता वाले टेल्यूरियम हैलाइड्स, जैसे कि Te2Cl2 और Te2Br2, ठोस अवस्था में होने पर पॉलिमर बनाते हैं। इन टेल्यूरियम हैलाइड्स को शुद्ध टेल्यूरियम को सुपरहाइड्राइड के साथ अपचयित करके और परिणामी उत्पाद को टेल्यूरियम टेट्राहलाइड्स के साथ प्रतिक्रिया कराकर संश्लेषित किया जा सकता है। जैसे-जैसे हैलाइड्स की परमाणु संख्या और परमाणु द्रव्यमान कम होता जाता है, डाइटेल्यूरियम डाइहैलाइड्स कम स्थिर होते जाते हैं। टेल्यूरियम डाइआयोडाइड से भी कम आयोडीन परमाणुओं वाले आयोडाइड बनाता है। इनमें TeI और Te2I शामिल हैं। इन यौगिकों की ठोस अवस्था में विस्तारित संरचनाएं होती हैं। हैलोजन और कैल्कोजन हैलोकैल्कोजनेट ऋणायन (anions) भी बना सकते हैं।[31]

कार्बनिक

अल्कोहल, फिनोल और अन्य समान यौगिकों में ऑक्सीजन होता है। हालाँकि, थियोल, सेलेनोल और टेल्यूरोल में; सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम ऑक्सीजन की जगह ले लेते हैं। थियोल, सेलेनोल या टेल्यूरोल की तुलना में अधिक जाने जाते हैं। अल्कोहल के अलावा, थियोल सबसे स्थिर कैल्कोजनोल हैं और टेल्यूरोल सबसे कम स्थिर हैं, जो गर्मी या प्रकाश में अस्थिर होते हैं। अन्य कार्बनिक कैल्कोजन यौगिकों में थियोईथर, सेलेनोईथर और टेल्यूरोईथर शामिल हैं। इनमें से कुछ, जैसे डाइमिथाइल सल्फाइड, डाइथाइल सल्फाइड और डाइप्रोपाइल सल्फाइड व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं। सेलेनोईथर R2Se या RSeR के रूप में होते हैं। टेल्यूरोईथर जैसे डाइमिथाइल टेल्यूराइड आमतौर पर थियोईथर और सेलेनोईथर की तरह ही तैयार किए जाते हैं। कार्बनिक कैल्कोजन यौगिकों, विशेष रूप से कार्बनिक सल्फर यौगिकों में, अप्रिय गंध आने की प्रवृत्ति होती है। डाइमिथाइल टेल्यूराइड में भी अप्रिय गंध आती है,[35] और सेलेनोलफिनोल अपनी "अतिभौतिक दुर्गंध" के लिए प्रसिद्ध है।[36] थियोकीटोन, सेलेनोकीटोन और टेल्यूरोकीटोन भी होते हैं। इनमें से, थियोकीटोन सबसे अधिक अध्ययन किए गए हैं, कैल्कोजनोकीटोन पत्रों का 80% उनके बारे में है। सेलेनोकीटोन ऐसे पत्रों का 16% और टेल्यूरोकीटोन 4% हिस्सा बनाते हैं। थियोकीटोन के गैर-रेखीय विद्युत और फोटोफिजिकल गुणों का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। सेलेनोकीटोन थियोकीटोन की तुलना में कम स्थिर होते हैं और टेल्यूरोकीटोन सेलेनोकीटोन की तुलना में कम स्थिर होते हैं। कैल्कोजनोकीटोन में टेल्यूरोकीटोन की ध्रुवीयता का स्तर सबसे अधिक होता है।[31]

धातुओं के साथ

धातु कैल्कोजेनाइड्स की एक बहुत बड़ी संख्या है। क्षार धातु (alkali metal) और संक्रमण धातु (transition metal) युक्त टर्नरी यौगिक भी हैं। अत्यधिक धातु-समृद्ध धातु कैल्कोजेनाइड्स, जैसे कि Lu7Te और Lu8Te में धातु के क्रिस्टल जाली के डोमेन होते हैं जिनमें कैल्कोजन परमाणु होते हैं। हालाँकि ये यौगिक मौजूद हैं, लेकिन लैंथेनम, प्रासियोडिमियम, गैडोलीनियम, होल्मियम, टर्बियम या येटरबियम युक्त समान रसायन 2008 तक खोजे नहीं गए हैं। बोरॉन समूह की धातुएं एल्यूमीनियम, गैलियम और इंडियम भी कैल्कोजन के साथ बंधन बनाती हैं। Ti3+ आयन कैल्कोजेनाइड डाइमर बनाता है जैसे कि TiTl5Se8। धातु कैल्कोजेनाइड डाइमर निचले टेल्यूराइड्स के रूप में भी होते हैं, जैसे कि Zr5Te6।[31]

मौलिक कैल्कोजन कुछ लैंथेनाइड यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्कोजन से समृद्ध लैंथेनाइड क्लस्टर बनाते हैं। यूरेनियम(IV) कैल्कोजनोल यौगिक भी मौजूद हैं। संक्रमण धातु कैल्कोजनोल भी हैं जिनमें उत्प्रेरक (catalyst) के रूप में कार्य करने और नैनोकणों (nanoparticles) को स्थिर करने की क्षमता है।[31]

निक्टोजेन्स के साथ

बिस्मथ सल्फाइड, एक निक्टोजेन कैल्कोजेनाइड

कैल्कोजन-फास्फोरस बंधन वाले यौगिकों का 200 से अधिक वर्षों से पता लगाया गया है। इन यौगिकों में सरल फास्फोरस कैल्कोजेनाइड्स के साथ-साथ जैविक भूमिकाओं वाले बड़े अणु और धातु क्लस्टर वाले फास्फोरस-कैल्कोजन यौगिक शामिल हैं। इन यौगिकों के कई अनुप्रयोग हैं, जिनमें ऑर्गनो-फॉस्फेट कीटनाशक, स्ट्राइक-एनीवेयर माचिस और क्वांटम डॉट शामिल हैं। कम से कम एक फास्फोरस-सल्फर बंधन वाले कुल 130,000 यौगिक, कम से कम एक फास्फोरस-सेलेनियम बंधन वाले 6000 यौगिक और कम से कम एक फास्फोरस-टेल्यूरियम बंधन वाले 350 यौगिक खोजे गए हैं। आवर्त सारणी में नीचे जाने पर कैल्कोजन-फास्फोरस यौगिकों की संख्या में कमी बंधन की शक्ति कम होने के कारण है। ऐसे यौगिकों में आमतौर पर केंद्र में कम से कम एक फास्फोरस परमाणु होता है, जो चार कैल्कोजन और पार्श्व श्रृंखलाओं (side chains) से घिरा होता है। हालाँकि, कुछ फास्फोरस-कैल्कोजन यौगिकों में हाइड्रोजन (जैसे द्वितीयक फॉस्फीन कैल्कोजेनाइड्स) या नाइट्रोजन (जैसे डाइकैल्कोजेनोइमिडोडिफॉस्फेट्स) भी होते हैं। फास्फोरस सेलेनाइड्स को आमतौर पर फास्फोरस सल्फाइड की तुलना में संभालना कठिन होता है, और PxTey के रूप में यौगिकों की खोज नहीं की गई है। कैल्कोजन अन्य निक्टोजेन्स, जैसे आर्सेनिक, एंटीमनी और बिस्मथ के साथ भी बंधन बनाते हैं। भारी कैल्कोजन निक्टाइड व्यक्तिगत अणुओं के बजाय रिबन-जैसे पॉलिमर बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं। इन यौगिकों के रासायनिक सूत्रों में Bi2S3 और Sb2Se3 शामिल हैं। टर्नरी कैल्कोजन निक्टाइड भी ज्ञात हैं। इनके उदाहरणों में P4O6Se और P3SbS3 शामिल हैं। कैल्कोजन और निक्टोजेन युक्त लवण भी मौजूद हैं। लगभग सभी कैल्कोजन निक्टाइड लवण आमतौर पर [PnxE4x]3− के रूप में होते हैं, जहाँ Pn एक निक्टोजेन है और E एक कैल्कोजन है। तृतीयक फॉस्फीन कैल्कोजन के साथ प्रतिक्रिया करके R3PE के रूप में यौगिक बना सकते हैं, जहाँ E एक कैल्कोजन है। जब E सल्फर होता है, तो ये यौगिक अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं, लेकिन जब E सेलेनियम या टेल्यूरियम होता है तो वे कम स्थिर होते हैं। इसी तरह, द्वितीयक फॉस्फीन कैल्कोजन के साथ प्रतिक्रिया करके द्वितीयक फॉस्फीन कैल्कोजेनाइड्स बना सकते हैं। हालाँकि, ये यौगिक कैल्कोजेनोफॉस्फिनस एसिड के साथ संतुलन की स्थिति में होते हैं। द्वितीयक फॉस्फीन कैल्कोजेनाइड्स दुर्बल अम्ल (weak acids) होते हैं।[31] एंटीमनी या आर्सेनिक और एक कैल्कोजन से बने बाइनरी यौगिक। ये यौगिक रंगीन होने की प्रवृत्ति रखते हैं और इन्हें 500 to के तापमान पर घटक तत्वों की प्रतिक्रिया द्वारा बनाया जा सकता है।[37]

अन्य

कैल्कोजन कार्बन के अलावा अन्य कार्बन समूह तत्वों, जैसे सिलिकॉन, जर्मेनियम और टिन के साथ एकल बंधन और द्वि-बंधन बनाते हैं। ऐसे यौगिक आमतौर पर कार्बन समूह हैलाइड्स और कैल्कोजनोल लवण या कैल्कोजनोल क्षार की प्रतिक्रिया से बनते हैं। कैल्कोजन, कार्बन समूह तत्वों और बोरॉन परमाणुओं वाले चक्रीय यौगिक मौजूद हैं, और ये बोरॉन डाइकैल्कोजेनेट्स और कार्बन समूह धातु हैलाइड्स की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होते हैं। M-E के रूप में यौगिक, जहाँ M सिलिकॉन, जर्मेनियम या टिन है, और E सल्फर, सेलेनियम या टेल्यूरियम है, खोजे गए हैं। ये तब बनते हैं जब कार्बन समूह हाइड्राइड प्रतिक्रिया करते हैं या जब कार्बीन के भारी संस्करण प्रतिक्रिया करते हैं। सल्फर और टेल्यूरियम सिलिकॉन और फास्फोरस दोनों युक्त कार्बनिक यौगिकों के साथ बंधन बना सकते हैं।[31]

सभी कैल्कोजन हाइड्राइड बनाते हैं। कुछ मामलों में यह कैल्कोजन के दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ बंधन बनाने से होता है।[2] हालाँकि टेल्यूरियम हाइड्राइड और पोलोनियम हाइड्राइड दोनों वाष्पशील और अत्यधिक अस्थिर (labile) हैं।[38] साथ ही, ऑक्सीजन हाइड्रोजन के साथ 1:1 के अनुपात में बंधन बना सकता है जैसा कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड में होता है, लेकिन यह यौगिक अस्थिर है।[26]

कैल्कोजन यौगिक कई इंटरकैल्कोजन (interchalcogens) बनाते हैं। उदाहरण के लिए, सल्फर विषाक्त सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फर ट्राइऑक्साइड बनाता है।[26] टेल्यूरियम भी ऑक्साइड बनाता है। कुछ कैल्कोजन सल्फाइड भी हैं। इनमें सेलेनियम सल्फाइड शामिल है, जो कुछ शैम्पू में एक घटक है।[4]

1990 के बाद से, कई बोराइड्स का पता चला है जिनसे कैल्कोजन बंधे हुए हैं। इन यौगिकों में कैल्कोजन ज्यादातर सल्फर हैं, हालाँकि कुछ में सेलेनियम होता है। ऐसा ही एक कैल्कोजन बोराइड बोरॉन-हाइड्रोजन अणु से जुड़े डाइमिथाइल सल्फाइड के दो अणुओं से बना है। अन्य महत्वपूर्ण बोरॉन-कैल्कोजन यौगिकों में मैक्रोपॉलीहेड्रल (macropolyhedral) प्रणालियां शामिल हैं। ऐसे यौगिकों में कैल्कोजन के रूप में सल्फर होने की प्रवृत्ति होती है। दो, तीन या चार कैल्कोजन वाले कैल्कोजन बोराइड भी हैं। इनमें से कई में सल्फर होता है लेकिन कुछ, जैसे Na2B2Se7 में इसके बजाय सेलेनियम होता है।[39]

इतिहास

प्रारंभिक खोजें

सल्फर प्राचीन काल से ज्ञात है और बाइबल में पंद्रह बार इसका उल्लेख है। यह प्राचीन यूनानियों के लिए ज्ञात था और प्राचीन रोमनों द्वारा आमतौर पर खनन किया जाता था। मध्य युग में, यह अल्केमिकल प्रयोगों का एक प्रमुख हिस्सा था। 1700 और 1800 के दशक में, वैज्ञानिकों जोसेफ लुई गे-लुसाक और लुई-जैक्स थेनार्ड ने सल्फर को एक रासायनिक तत्व साबित किया।[2]

हवा से ऑक्सीजन को अलग करने के शुरुआती प्रयास इस तथ्य से बाधित हुए कि हवा को 17वीं और 18वीं शताब्दी तक एक एकल तत्व माना जाता था। रॉबर्ट हुक, मिखाइल लोमोनोसोव, ओले बोर्च और पियरे बेडेन सभी ने सफलतापूर्वक ऑक्सीजन बनाई, लेकिन उस समय उन्हें इसका एहसास नहीं हुआ। ऑक्सीजन की खोज जोसेफ प्रीस्टली ने 1774 में की थी जब उन्होंने मर्क्यूरिक ऑक्साइड के एक नमूने पर सूर्य के प्रकाश को केंद्रित किया और परिणामी गैस को एकत्र किया। कार्ल विल्हेम शीले ने भी 1771 में उसी विधि से ऑक्सीजन बनाई थी, लेकिन शीले ने 1777 तक अपने परिणाम प्रकाशित नहीं किए थे।[2]

टेल्यूरियम की खोज पहली बार 1783 में फ्रांज जोसेफ मुलर वॉन रीचेनस्टीन ने की थी। उन्होंने कैलावेराइट के रूप में ज्ञात नमूने में टेल्यूरियम की खोज की। मुलर ने पहले माना कि नमूना शुद्ध एंटीमनी था, लेकिन नमूने पर किए गए परीक्षणों ने इसका समर्थन नहीं किया। मुलर ने तब अनुमान लगाया कि नमूना बिस्मथ सल्फाइड था, लेकिन परीक्षणों ने पुष्टि की कि नमूना वह नहीं था। कुछ वर्षों तक, मुलर ने समस्या पर विचार किया। अंततः उन्हें एहसास हुआ कि नमूना एक अज्ञात तत्व के साथ बंधा हुआ सोना था। 1796 में, मुलर ने नमूने का एक हिस्सा जर्मन रसायनज्ञ मार्टिन क्लैप्रोथ को भेजा, जिन्होंने अज्ञात तत्व को शुद्ध किया। क्लैप्रोथ ने पृथ्वी के लिए लैटिन शब्द के नाम पर तत्व को टेल्यूरियम कहने का निर्णय लिया।[2]

सेलेनियम की खोज 1817 में जोंस जैकब बर्ज़ेलियस ने की थी। बर्ज़ेलियस ने सल्फ्यूरिक एसिड निर्माण संयंत्र में लाल-भूरे रंग का तलछट देखा। माना जाता था कि नमूने में आर्सेनिक है। बर्ज़ेलियस ने शुरू में सोचा था कि तलछट में टेल्यूरियम है, लेकिन उन्हें एहसास हुआ कि इसमें एक नया तत्व भी है, जिसे उन्होंने ग्रीक चंद्रमा देवी सेलेन के नाम पर सेलेनियम रखा।[2][40]

आवर्त सारणी में स्थान

दिमित्री मेंडेलीव द्वारा 1871 में प्रस्तावित आवर्त प्रणाली जिसमें ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम को उनके समूह VI का हिस्सा दिखाया गया है

तीन कैल्कोजन (सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम) आवर्तता (periodicity) की खोज का हिस्सा थे, क्योंकि वे एक ही समूह में तत्वों के त्रिक (triads) की एक श्रृंखला में से हैं, जिन्हें जोहान वोल्फगैंग डोबेराइनर द्वारा समान गुणों वाले के रूप में नोट किया गया था।[10] 1865 के आसपास जॉन न्यूलैंड्स ने पत्रों की एक श्रृंखला तैयार की जहाँ उन्होंने तत्वों को बढ़ते परमाणु भार के क्रम में सूचीबद्ध किया और समान भौतिक और रासायनिक गुण आठ के अंतराल पर दोहराए गए; उन्होंने ऐसी आवर्तता की तुलना संगीत के सप्तक (octaves) से की।[41][42] उनके संस्करण में एक "समूह b" शामिल था जिसमें ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम और ओस्मियम शामिल थे।

जोहान वोल्फगैंग डोबेराइनर उन पहले लोगों में से थे जिन्होंने उन तत्वों के बीच समानताएं देखीं जिन्हें अब कैल्कोजन के रूप में जाना जाता है।

1869 के बाद, दिमित्री मेंडेलीव ने अपनी आवर्त सारणी प्रस्तावित की जिसमें ऑक्सीजन को सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम के ऊपर "समूह VI" के शीर्ष पर रखा गया।[43] क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन और यूरेनियम को कभी-कभी इस समूह में शामिल किया गया था, लेकिन बाद में उन्हें समूह VIB के हिस्से के रूप में पुनर्व्यवस्थित किया गया; यूरेनियम को बाद में एक्टिनाइड श्रृंखला में स्थानांतरित कर दिया गया। ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम और बाद में पोलोनियम के साथ, समूह VIA में समूहीकृत किया जाएगा, जब तक कि 1988 में समूह का नाम बदलकर समूह 16 नहीं कर दिया गया।[44]

आधुनिक खोजें

19वीं सदी के अंत में, मैरी क्यूरी और पियरे क्यूरी ने पाया कि पिचब्लेंड का एक नमूना यूरेनियम की उपस्थिति से स्पष्ट होने वाली रेडियोधर्मिता से चार गुना अधिक रेडियोधर्मिता उत्सर्जित कर रहा था। क्यूरी दंपत्ति ने कई टन पिचब्लेंड इकट्ठा किया और कई महीनों तक इसे परिष्कृत किया जब तक कि उनके पास पोलोनियम का एक शुद्ध नमूना नहीं आ गया। खोज आधिकारिक तौर पर 1898 में हुई थी। कण त्वरक (particle accelerators) के आविष्कार से पहले, पोलोनियम का उत्पादन करने का एकमात्र तरीका यूरेनियम अयस्क से कई महीनों तक इसे निकालना था।[2]

लिवरमोरियम बनाने का पहला प्रयास 1976 से 1977 तक LBNL में था, जिन्होंने क्यूरियम-248 पर कैल्शियम-48 की बमबारी की, लेकिन वे सफल नहीं हुए। रूस, जर्मनी और अमेरिका में अनुसंधान समूहों द्वारा 1977, 1998 और 1999 में कई असफल प्रयासों के बाद, 2000 में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान (Joint Institute for Nuclear Research) में क्यूरियम-248 परमाणुओं पर कैल्शियम-48 परमाणुओं की बमबारी करके लिवरमोरियम को सफलतापूर्वक बनाया गया था। तत्व को अनुनहेक्सियम के रूप में जाना जाता था जब तक कि 2012 में इसे आधिकारिक तौर पर लिवरमोरियम नाम नहीं दिया गया।[2]

नाम और व्युत्पत्ति

19वीं सदी में, जोंस जैकब बर्ज़ेलियस ने समूह 16 के तत्वों को "एम्फीजेन्स" (amphigens) कहने का सुझाव दिया,[45] क्योंकि समूह के तत्व एम्फिड लवण (amphid salts) (ऑक्सीएसिड के लवण,[46][47] जिन्हें पहले दो ऑक्साइड, एक अम्ल और एक बुनियादी ऑक्साइड से बना माना जाता था) बनाते थे। यह शब्द 1800 के दशक की शुरुआत में कुछ उपयोग में आया था लेकिन अब अप्रचलित है।[45] कैल्कोजन नाम ग्रीक शब्दों χαλκος (chalkos, सबसे संकीर्ण रूप से "तांबा", लेकिन इस शब्द का उपयोग कांस्य, पीतल, काव्यात्मक अर्थ में कोई भी धातु, अयस्क और सिक्का के लिए भी किया जाता था[48]), और γενές (genes, जन्म,[49] लिंग, उत्पन्न करना) से आया है।[50][51] इसका उपयोग पहली बार 1932 में लीबनिज यूनिवर्सिटी हनोवर में विल्हेम बिल्ट्ज़ के समूह द्वारा किया गया था, जहाँ इसे वर्नर फिशर (रसायनज्ञ) द्वारा प्रस्तावित किया गया था।[30] "कैल्कोजन" शब्द 1930 के दशक के दौरान जर्मनी में लोकप्रिय हो गया क्योंकि यह शब्द "हैलोजन" के समान था।[52] हालाँकि आधुनिक ग्रीक शब्दों के शाब्दिक अर्थों का तात्पर्य है कि कैल्कोजन का अर्थ "तांबा-निर्माता" है, यह भ्रामक है क्योंकि कैल्कोजन का विशेष रूप से तांबे से कोई लेना-देना नहीं है। "अयस्क-निर्माता" को बेहतर अनुवाद के रूप में सुझाया गया है,[53] क्योंकि अधिकांश धातु अयस्क कैल्कोजेनाइड्स हैं और प्राचीन ग्रीक में χαλκος शब्द सामान्य रूप से धातुओं और धातु-युक्त चट्टानों से जुड़ा था; तांबा, और इसका मिश्र धातु कांस्य, मनुष्यों द्वारा उपयोग की जाने वाली पहली धातुओं में से एक थी।

ऑक्सीजन का नाम ग्रीक शब्दों ऑक्सी जेन्स से आया है, जिसका अर्थ है "अम्ल-निर्माता"। सल्फर का नाम लैटिन शब्द sulfurium या संस्कृत शब्द sulvere से आया है; ये दोनों शब्द सल्फर के लिए प्राचीन शब्द हैं। सेलेनियम का नाम चंद्रमा की ग्रीक देवी, सेलेन के नाम पर रखा गया है, ताकि पहले से खोजे गए तत्व टेल्यूरियम से मेल खा सके, जिसका नाम लैटिन शब्द telus से आया है, जिसका अर्थ है पृथ्वी। पोलोनियम का नाम मैरी क्यूरी के जन्म देश, पोलैंड के नाम पर रखा गया है।[4] लिवरमोरियम का नाम लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के लिए रखा गया है।[54]

प्राप्ति

चार सबसे हल्के कैल्कोजन (ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम) सभी पृथ्वी पर आदिम तत्व (primordial elements) हैं। सल्फर और ऑक्सीजन घटक तांबा अयस्क के रूप में होते हैं और सेलेनियम और टेल्यूरियम ऐसे अयस्कों में छोटे निशान के रूप में होते हैं।[26] पोलोनियम अन्य तत्वों के क्षय से स्वाभाविक रूप से बनता है, भले ही यह आदिम न हो। लिवरमोरियम बिल्कुल भी स्वाभाविक रूप से नहीं होता है।

ऑक्सीजन वजन के हिसाब से वायुमंडल का 21%, वजन के हिसाब से पानी का 89%, वजन के हिसाब से पृथ्वी की पपड़ी का 46%,[3] और मानव शरीर का 65% हिस्सा है।[55] ऑक्सीजन कई खनिजों में भी होता है, जो सभी ऑक्साइड खनिजों और हाइड्रॉक्साइड खनिजों में, और कई अन्य खनिज समूहों में पाया जाता है।[56] सूर्य के द्रव्यमान से कम से कम आठ गुना बड़े तारे भी परमाणु संलयन (nuclear fusion) के माध्यम से अपने कोर में ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं।[10] ऑक्सीजन ब्रह्मांड में तीसरा सबसे प्रचुर तत्व है, जो वजन के हिसाब से ब्रह्मांड का 1% हिस्सा है।[57][58]

सल्फर वजन के हिसाब से पृथ्वी की पपड़ी का 0.035% हिस्सा है, जो इसे वहाँ 17वां सबसे प्रचुर तत्व बनाता है[3] और मानव शरीर का 0.25% हिस्सा है।[55] यह मिट्टी का एक प्रमुख घटक है। सल्फर समुद्री जल के 870 भाग प्रति मिलियन और वायुमंडल के लगभग 1 भाग प्रति बिलियन का हिस्सा है।[2] सल्फर को मौलिक रूप में या सल्फाइड खनिजों, सल्फेट खनिजों या सल्फोसॉल्ट खनिजों के रूप में पाया जा सकता है।[56] सूर्य के द्रव्यमान से कम से कम 12 गुना बड़े तारे परमाणु संलयन के माध्यम से अपने कोर में सल्फर का उत्पादन करते हैं।[10] सल्फर ब्रह्मांड में दसवां सबसे प्रचुर तत्व है, जो वजन के हिसाब से ब्रह्मांड के 500 भाग प्रति मिलियन का हिस्सा है।[57][58]

सेलेनियम वजन के हिसाब से पृथ्वी की पपड़ी का 0.05 भाग प्रति मिलियन (parts per million) हिस्सा है।[3] यह इसे पृथ्वी की पपड़ी में 67वां सबसे प्रचुर तत्व बनाता है। सेलेनियम औसतन मिट्टी के 5 भाग प्रति मिलियन का हिस्सा है। समुद्री जल में लगभग 200 भाग प्रति ट्रिलियन सेलेनियम होता है। वायुमंडल में प्रति घन मीटर 1 नैनोग्राम सेलेनियम होता है। खनिज समूह हैं जिन्हें सेलेनेट्स और सेलेनाइट्स के रूप में जाना जाता है, लेकिन इन समूहों में बहुत अधिक खनिज नहीं हैं।[59] सेलेनियम का उत्पादन सीधे परमाणु संलयन द्वारा नहीं होता है।[10] सेलेनियम वजन के हिसाब से ब्रह्मांड के 30 भाग प्रति बिलियन का हिस्सा है।[58]

पृथ्वी की पपड़ी में टेल्यूरियम के केवल 5 भाग प्रति बिलियन और समुद्री जल में टेल्यूरियम के 15 भाग प्रति बिलियन हैं।[2] टेल्यूरियम पृथ्वी की पपड़ी में आठ या नौ सबसे कम प्रचुर तत्वों में से एक है।[4] कुछ दर्जन टेल्यूरेट खनिज और टेल्यूराइड खनिज हैं, और टेल्यूरियम सोने के साथ कुछ खनिजों में होता है, जैसे कि सिल्वेनाइट और कैलावेराइट।[60] टेल्यूरियम वजन के हिसाब से ब्रह्मांड के 9 भाग प्रति बिलियन का हिस्सा है।[4][58][61]

पृथ्वी पर पोलोनियम केवल यूरेनियम और थोरियम के रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से बहुत कम मात्रा में पाया जाता है। यह यूरेनियम अयस्कों में 100 माइक्रोग्राम प्रति मीट्रिक टन की सांद्रता में मौजूद होता है। मिट्टी में और इस प्रकार अधिकांश खाद्य पदार्थों में, और परिणामस्वरूप मानव शरीर में भी पोलोनियम की अत्यंत सूक्ष्म मात्रा मौजूद होती है।[2] पृथ्वी की पपड़ी (क्रस्ट) में पोलोनियम का 1 भाग प्रति अरब से भी कम हिस्सा होता है, जो इसे पृथ्वी पर दस सबसे दुर्लभ धातुओं में से एक बनाता है।[2][3]

लिवरमोरियम का उत्पादन हमेशा कण त्वरक (particle accelerator) में कृत्रिम रूप से किया जाता है। जब इसका उत्पादन किया भी जाता है, तो एक बार में केवल कुछ ही परमाणुओं का संश्लेषण होता है।

चाल्कोफाइल तत्व

यह भी देखें: Chalcophile, Goldschmidt classification

चाल्कोफाइल तत्व वे हैं जो सतह पर या उसके करीब रहते हैं क्योंकि वे ऑक्सीजन के अलावा अन्य चाल्कोजेन के साथ आसानी से जुड़ जाते हैं, जिससे ऐसे यौगिक बनते हैं जो कोर (क्रोड) में नहीं डूबते। इस संदर्भ में चाल्कोफाइल ("चाल्कोजेन-प्रेमी") तत्व वे धातुएं और भारी अधातुएं हैं जिनका ऑक्सीजन के प्रति कम आकर्षण होता है और वे सल्फाइड के रूप में भारी चाल्कोजेन सल्फर के साथ बंधना पसंद करते हैं।[62] चूंकि सल्फाइड खनिज लिथोफाइल तत्व (lithophile elements) द्वारा निर्मित सिलिकेट खनिजों की तुलना में बहुत अधिक सघन होते हैं,[56] इसलिए पृथ्वी की पपड़ी के पहले क्रिस्टलीकरण के समय चाल्कोफाइल तत्व लिथोफाइल्स के नीचे अलग हो गए थे। इसके कारण पृथ्वी की पपड़ी में उनकी सौर प्रचुरता की तुलना में कमी आई है, हालांकि यह कमी साइडरोफाइल तत्वों के स्तर तक नहीं पहुंची है।[63]

उत्पादन

प्रतिवर्ष लगभग 10 करोड़ मीट्रिक टन ऑक्सीजन का उत्पादन होता है। ऑक्सीजन का उत्पादन सबसे अधिक आंशिक आसवन (fractional distillation) द्वारा किया जाता है, जिसमें हवा को ठंडा करके तरल बनाया जाता है, फिर गर्म किया जाता है, जिससे हवा के ऑक्सीजन को छोड़कर अन्य सभी घटक गैसों में बदलकर बाहर निकल जाते हैं। हवा को कई बार आंशिक रूप से आसवित करने से 99.5% शुद्ध ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है।[64] ऑक्सीजन उत्पादन की एक अन्य विधि सूखी, साफ हवा को जिओलाइट से बनी आणविक छलनी (molecular sieve) की एक परत से गुजारना है, जो हवा में मौजूद नाइट्रोजन को अवशोषित कर लेती है, जिससे 90 से 93% शुद्ध ऑक्सीजन शेष रह जाती है।[2]

अल्बर्टा में तेल शोधन से प्राप्त सल्फर, नॉर्थ वैंकूवर, ब्रिटिश कोलंबिया में शिपमेंट के लिए भंडारित

सल्फर का खनन उसके तात्विक रूप में किया जा सकता है, हालांकि यह विधि अब उतनी लोकप्रिय नहीं रही जितनी पहले हुआ करती थी। 1865 में अमेरिकी राज्यों लुइसियाना और टेक्सास में तात्विक सल्फर का एक बड़ा भंडार खोजा गया था, लेकिन उस समय इसे निकालना कठिन था। 1890 के दशक में, हर्मन फ्रैश ने सुपरहीटेड भाप के साथ सल्फर को पिघलाने और उसे पंप करके सतह पर लाने का समाधान निकाला। आजकल सल्फर को अक्सर तेल, प्राकृतिक गैस और तारकोल से निकाला जाता है।[2]

सेलेनियम का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष लगभग 1500 मीट्रिक टन है, जिसमें से लगभग 10% पुनर्चक्रित (recycled) किया जाता है। जापान सबसे बड़ा उत्पादक है, जो प्रति वर्ष 800 मीट्रिक टन सेलेनियम का उत्पादन करता है। अन्य बड़े उत्पादकों में बेल्जियम (300 मीट्रिक टन प्रति वर्ष), संयुक्त राज्य अमेरिका (200 मीट्रिक टन से अधिक प्रति वर्ष), स्वीडन (130 मीट्रिक टन प्रति वर्ष) और रूस (100 मीट्रिक टन प्रति वर्ष) शामिल हैं। सेलेनियम को तांबे के इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन की प्रक्रिया से निकलने वाले कचरे से निकाला जा सकता है। सेलेनियम उत्पादन की एक अन्य विधि मिल्क वेच जैसे सेलेनियम-संग्रह करने वाले पौधों की खेती करना है। यह विधि प्रति एकड़ तीन किलोग्राम सेलेनियम का उत्पादन कर सकती है, लेकिन इसका अभ्यास सामान्यतः नहीं किया जाता है।[2]

टेल्यूरियम का उत्पादन मुख्य रूप से तांबे के प्रसंस्करण के उप-उत्पाद के रूप में किया जाता है।[65] टेल्यूरियम को सोडियम टेल्यूराइड के विद्युत अपघटनी अपचयन (electrolytic reduction) द्वारा भी परिष्कृत किया जा सकता है। टेल्यूरियम का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 150 से 200 मीट्रिक टन के बीच है। संयुक्त राज्य अमेरिका टेल्यूरियम के सबसे बड़े उत्पादकों में से एक है, जो प्रति वर्ष लगभग 50 मीट्रिक टन का उत्पादन करता है। पेरू, जापान और कनाडा भी टेल्यूरियम के बड़े उत्पादक हैं।[2]

परमाणु रिएक्टरों के निर्माण तक, सभी पोलोनियम को यूरेनियम अयस्क से निकालना पड़ता था। आधुनिक समय में, पोलोनियम के अधिकांश समस्थानिक (isotopes) बिस्मथ पर न्यूट्रॉन की बमबारी करके उत्पादित किए जाते हैं।[4] पोलोनियम को परमाणु रिएक्टरों में उच्च न्यूट्रॉन फ्लक्स द्वारा भी उत्पादित किया जा सकता है। प्रति वर्ष लगभग 100 ग्राम पोलोनियम का उत्पादन होता है।[66] व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए उत्पादित सारा पोलोनियम रूस के ओज़र्स्क परमाणु रिएक्टर में बनाया जाता है। वहां से, इसे शुद्धिकरण के लिए समारा, रूस ले जाया जाता है, और वहां से वितरण के लिए सेंट पीटर्सबर्ग भेजा जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका पोलोनियम का सबसे बड़ा उपभोक्ता है।[2]

सभी लिवरमोरियम का उत्पादन कण त्वरक में कृत्रिम रूप से किया जाता है। लिवरमोरियम का पहला सफल उत्पादन क्यूरियम-248 परमाणुओं पर कैल्शियम-48 परमाणुओं की बमबारी करके प्राप्त किया गया था। 2011 तक, लिवरमोरियम के लगभग 25 परमाणुओं का संश्लेषण किया जा चुका था।[2]

अनुप्रयोग

चयापचय (metabolism) ऑक्सीजन का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत और उपयोग है। छोटे औद्योगिक उपयोगों में इस्पात निर्माण (उत्पादित सभी शुद्ध ऑक्सीजन का 55%), रासायनिक उद्योग (सभी शुद्ध ऑक्सीजन का 25%), चिकित्सा उपयोग, जल उपचार (क्योंकि ऑक्सीजन कुछ प्रकार के बैक्टीरिया को मारती है), रॉकेट ईंधन (तरल रूप में), और धातु काटना शामिल हैं।[2]

उत्पादित अधिकांश सल्फर को सल्फर डाइऑक्साइड में बदल दिया जाता है, जिसे बाद में सल्फ्यूरिक एसिड में बदल दिया जाता है, जो एक बहुत ही सामान्य औद्योगिक रसायन है। अन्य सामान्य उपयोगों में गनपाउडर और ग्रीक फायर का एक प्रमुख घटक होना, और मिट्टी के pH को बदलने के लिए उपयोग किया जाना शामिल है।[4] सल्फर को वल्केनाइज्ड रबर बनाने के लिए रबर में भी मिलाया जाता है। सल्फर का उपयोग कुछ प्रकार के कंक्रीट और आतिशबाजी में किया जाता है। उत्पादित सभी सल्फ्यूरिक एसिड का 60% फॉस्फोरिक एसिड बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।[2][67] सल्फर का उपयोग "बागों, सजावटी, सब्जी, अनाज और अन्य फसलों" पर कीटनाशक (विशेष रूप से एकारिसाइड और कवकनाशी) के रूप में किया जाता है।[68]

गनपाउडर, सल्फर का एक अनुप्रयोग

उत्पादित सभी सेलेनियम का लगभग 40% कांच निर्माण में जाता है। उत्पादित सभी सेलेनियम का 30% धातु विज्ञान (metallurgy) में जाता है, जिसमें मैंगनीज का उत्पादन भी शामिल है। उत्पादित सभी सेलेनियम का 15% कृषि में जाता है। फोटोवोल्टिक सामग्री जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादित सभी सेलेनियम का 10% हिस्सा लेते हैं। वर्णक (pigments) उत्पादित सभी सेलेनियम का 5% हिस्सा हैं। ऐतिहासिक रूप से, फोटोकॉपीयर और लाइट मीटर जैसी मशीनों में उत्पादित सभी सेलेनियम का एक-तिहाई हिस्सा उपयोग होता था, लेकिन यह अनुप्रयोग लगातार गिरावट पर है।[2]

टेल्यूरियम सबऑक्साइड, टेल्यूरियम और टेल्यूरियम डाइऑक्साइड का मिश्रण, कुछ CD-RW और DVD-RW डिस्क की पुनर्लेखन योग्य डेटा परत में उपयोग किया जाता है। बिस्मथ टेल्यूराइड का उपयोग कई माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में भी किया जाता है, जैसे कि फोटोडिटेक्टर (photoreceptors)। टेल्यूरियम का उपयोग कभी-कभी वल्केनाइज्ड रबर में सल्फर के विकल्प के रूप में किया जाता है। कैडमियम टेल्यूराइड का उपयोग सौर पैनलों में उच्च दक्षता वाली सामग्री के रूप में किया जाता है।[2]

पोलोनियम के कुछ अनुप्रयोग तत्व की रेडियोधर्मिता से संबंधित हैं। उदाहरण के लिए, पोलोनियम का उपयोग अनुसंधान के लिए अल्फा कण जनरेटर के रूप में किया जाता है। बेरिलियम के साथ मिश्रित पोलोनियम एक कुशल न्यूट्रॉन स्रोत प्रदान करता है। पोलोनियम का उपयोग परमाणु बैटरी में भी किया जाता है। अधिकांश पोलोनियम का उपयोग एंटीस्टेटिक उपकरणों में किया जाता है।[2][3] लिवरमोरियम की अत्यधिक दुर्लभता और कम अर्ध-आयु (half-life) के कारण इसके कोई उपयोग नहीं हैं।

ऑर्गनोचाल्कोजेन यौगिक सेमीकंडक्टर प्रक्रिया में शामिल होते हैं। ये यौगिक लिगैंड रसायन विज्ञान और जैव रसायन में भी महत्वपूर्ण हैं। चाल्कोजेन का स्वयं का एक अनुप्रयोग सुपरमॉलिक्यूलर केमिस्ट्री (गैर-सहसंयोजक बंधन इंटरैक्शन से जुड़ी रसायन विज्ञान) में रेडॉक्स जोड़ों में हेरफेर करना है। यह अनुप्रयोग क्रिस्टल पैकिंग, बड़े अणुओं की असेंबली और पैटर्न की जैविक पहचान जैसे अनुप्रयोगों की ओर ले जाता है। बड़े चाल्कोजेन, सेलेनियम और टेल्यूरियम की माध्यमिक बंधन इंटरैक्शन कार्बनिक विलायक-धारण करने वाले एसिटिलीन नॉन-कार्बन नैनोट्यूब बना सकते हैं। चाल्कोजेन इंटरैक्शन अन्य चीजों के अलावा संरचनात्मक विश्लेषण और स्टीरियोइलेक्ट्रॉनिक प्रभावों के लिए उपयोगी हैं। थ्रू-बॉन्ड्स वाले चाल्कोजेनाइड्स के भी अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, द्विसंयोजक (divalent) सल्फर कार्बोनियन, धनायनिक केंद्रों और रेडिकल (रसायन विज्ञान) को स्थिर कर सकता है। चाल्कोजेन लिगैंड्स (जैसे DCTO) को ऐसे गुण प्रदान कर सकते हैं जैसे कि Cu(II) को Cu(I) में बदलने में सक्षम होना। चाल्कोजेन इंटरैक्शन का अध्ययन रेडिकल धनायनों तक पहुंच प्रदान करता है, जिनका उपयोग मुख्यधारा के सिंथेटिक केमिस्ट्री में किया जाता है। जैविक महत्व के धात्विक रेडॉक्स केंद्र चाल्कोजेन युक्त लिगैंड्स, जैसे मेथियोनीन और सेलेनियोसिस्टीन की इंटरैक्शन द्वारा ट्यून करने योग्य होते हैं। इसके अलावा, चाल्कोजेन थ्रू-बॉन्ड्स इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की प्रक्रिया के बारे में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं।[14]

जैविक भूमिका

DNA, ऑक्सीजन युक्त एक महत्वपूर्ण जैविक यौगिक

ऑक्सीजन की आवश्यकता लगभग सभी जीवों को ATP उत्पन्न करने के उद्देश्य से होती है। यह पानी, अमीनो एसिड और DNA जैसे अधिकांश अन्य जैविक यौगिकों का भी एक प्रमुख घटक है। मानव रक्त में बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन होती है। मानव हड्डियों में 28% ऑक्सीजन होती है। मानव ऊतकों में 16% ऑक्सीजन होती है। एक सामान्य 70-किलोग्राम के मानव में 43 किलोग्राम ऑक्सीजन होती है, जो मुख्य रूप से पानी के रूप में होती है।[2]

सभी जानवरों को महत्वपूर्ण मात्रा में सल्फर की आवश्यकता होती है। कुछ अमीनो एसिड, जैसे सिस्टीन और मेथियोनीन में सल्फर होता है। पौधों की जड़ें मिट्टी से सल्फेट आयनों को लेती हैं और उन्हें सल्फाइड आयनों में कम कर देती हैं। मेटालोप्रोटीन भी शरीर में उपयोगी धातु परमाणुओं से जुड़ने के लिए सल्फर का उपयोग करते हैं और सल्फर इसी तरह कैडमियम जैसी जहरीली धातुओं से जुड़कर उन्हें लीवर की सुरक्षा में ले जाता है। औसतन, मनुष्य प्रतिदिन 900 मिलीग्राम सल्फर का सेवन करते हैं। सल्फर यौगिक, जैसे कि स्कंक स्प्रे में पाए जाने वाले यौगिकों में अक्सर तेज गंध होती है।[2]

सभी जानवरों और कुछ पौधों को सेलेनियम की सूक्ष्म मात्रा की आवश्यकता होती है, लेकिन केवल कुछ विशिष्ट एंजाइमों के लिए।[4][69] मनुष्य औसतन प्रतिदिन 6 से 200 माइक्रोग्राम सेलेनियम का सेवन करते हैं। मशरूम और ब्राजील नट अपने उच्च सेलेनियम सामग्री के लिए विशेष रूप से जाने जाते हैं। खाद्य पदार्थों में सेलेनियम सबसे अधिक सेलेनियोसिस्टीन और सेलेनियोमेथियोनीन जैसे अमीनो एसिड के रूप में पाया जाता है।[2] सेलेनियम भारी धातु (रसायन विज्ञान) विषाक्तता से बचा सकता है।[69]

टेल्यूरियम के बारे में यह ज्ञात नहीं है कि यह पशु जीवन के लिए आवश्यक है, हालांकि कुछ कवक इसे सेलेनियम के स्थान पर यौगिकों में शामिल कर सकते हैं। सूक्ष्मजीव भी टेल्यूरियम को अवशोषित करते हैं और डाइमिथाइल टेल्यूराइड उत्सर्जित करते हैं। रक्त प्रवाह में अधिकांश टेल्यूरियम धीरे-धीरे मूत्र में उत्सर्जित होता है, लेकिन कुछ डाइमिथाइल टेल्यूराइड में परिवर्तित हो जाता है और फेफड़ों के माध्यम से निकल जाता है। औसतन, मनुष्य प्रतिदिन लगभग 600 माइक्रोग्राम टेल्यूरियम का सेवन करते हैं। पौधे मिट्टी से कुछ टेल्यूरियम ले सकते हैं। प्याज और लहसुन में शुष्क वजन के आधार पर 300 पार्ट्स पर मिलियन तक टेल्यूरियम पाया गया है।[2]

पोलोनियम की कोई जैविक भूमिका नहीं है, और रेडियोधर्मी होने के कारण यह अत्यधिक विषाक्त है।

विषाक्तता

ऑक्सीजन सामान्यतः गैर-विषाक्त है, लेकिन उच्च सांद्रता में उपयोग किए जाने पर ऑक्सीजन विषाक्तता की सूचना मिली है। तात्विक गैसीय रूप में और पानी के एक घटक के रूप में, यह पृथ्वी पर लगभग सभी जीवन के लिए महत्वपूर्ण है। इसके बावजूद, तरल ऑक्सीजन अत्यधिक खतरनाक है।[4] गैसीय ऑक्सीजन भी अधिकता में खतरनाक है। उदाहरण के लिए, स्पोर्ट्स गोताखोरों की कभी-कभी पानी के नीचे 10 m से अधिक गहराई पर शुद्ध ऑक्सीजन लेने के कारण होने वाले दौरे (convulsions) से डूबने से मृत्यु हो जाती है।[2] ऑक्सीजन कुछ बैक्टीरिया के लिए भी विषाक्त है।[55] ओजोन, ऑक्सीजन का एक अपरूप (allotrope), अधिकांश जीवन के लिए विषाक्त है। यह श्वसन पथ में घाव (lesions) पैदा कर सकता है।[70]

सल्फर सामान्यतः गैर-विषाक्त है और मनुष्यों के लिए एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व भी है। हालांकि, अपने तात्विक रूप में यह आंखों और त्वचा में लालिमा, जलन और यदि सांस के साथ अंदर लिया जाए तो खांसी पैदा कर सकता है, यदि निगला जाए तो जलन और दस्त और/या विरेचन (catharsis)[68] पैदा कर सकता है, और श्लेष्म झिल्ली में जलन पैदा कर सकता है।[71][72] सल्फर की अधिकता गायों के लिए विषाक्त हो सकती है क्योंकि गायों के रुमेन (rumen) में सूक्ष्मजीव सल्फर के साथ प्रतिक्रिया पर विषाक्त हाइड्रोजन सल्फाइड का उत्पादन करते हैं।[73] कई सल्फर यौगिक, जैसे हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) और सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) अत्यधिक विषाक्त हैं।[2]

सेलेनियम एक सूक्ष्म पोषक तत्व है जिसकी मनुष्यों को प्रतिदिन दस या सैकड़ों माइक्रोग्राम की आवश्यकता होती है। 450 माइक्रोग्राम से अधिक की खुराक विषाक्त हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप सांसों में दुर्गंध और शरीर की गंध हो सकती है। लंबे समय तक, निम्न-स्तरीय संपर्क, जो कुछ उद्योगों में हो सकता है, के परिणामस्वरूप वजन घटना, एनीमिया और डर्मेटाइटिस हो सकता है। सेलेनियम विषाक्तता के कई मामलों में, शरीर में सेलेनस एसिड बनता है।[74] हाइड्रोजन सेलेनाइड (H2Se) अत्यधिक विषाक्त है।[2]

टेल्यूरियम के संपर्क में आने से अप्रिय दुष्प्रभाव हो सकते हैं। हवा के प्रति घन मीटर में 10 माइक्रोग्राम टेल्यूरियम भी सांसों में कुख्यात रूप से अप्रिय गंध पैदा कर सकता है, जिसे सड़े हुए लहसुन जैसी गंध के रूप में वर्णित किया गया है।[4] तीव्र टेल्यूरियम विषाक्तता उल्टी, आंतों में सूजन, आंतरिक रक्तस्राव और श्वसन विफलता का कारण बन सकती है। टेल्यूरियम के लंबे समय तक, निम्न-स्तरीय संपर्क से थकान और अपच होता है। सोडियम टेल्यूराइट (Na2TeO3) लगभग 2 ग्राम की मात्रा में घातक है।[2]

पोलोनियम एक अल्फा कण उत्सर्जक के रूप में खतरनाक है। यदि निगला जाए, तो पोलोनियम-210 वजन के हिसाब से हाइड्रोजन साइनाइड से दस लाख गुना अधिक विषाक्त है; इसका उपयोग अतीत में हत्या के हथियार के रूप में किया गया है, सबसे प्रसिद्ध रूप से अलेक्जेंडर लिट्विनेंको को मारने के लिए।[2] पोलोनियम विषाक्तता मतली, उल्टी, एनोरेक्सिया और लिम्फोपेनिया का कारण बन सकती है। यह बालों के रोम और श्वेत रक्त कोशिकाओं को भी नुकसान पहुंचा सकता है।[2][75] पोलोनियम-210 केवल तभी खतरनाक है जब इसे निगला या सांस के साथ अंदर लिया जाए क्योंकि इसके अल्फा कण उत्सर्जन मानव त्वचा में प्रवेश नहीं कर सकते हैं।[66] पोलोनियम-209 भी विषाक्त है, और ल्यूकेमिया का कारण बन सकता है।[76]

एम्फिड साल्ट्स

एम्फिड साल्ट्स (Amphid salts) 19वीं सदी में जोंस जैकब बर्ज़ेलियस द्वारा आवर्त सारणी के 16वें समूह से प्राप्त रासायनिक लवणों के लिए दिया गया एक नाम था, जिसमें ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम शामिल थे।[77] इस शब्द का 1800 के दशक की शुरुआत में कुछ उपयोग हुआ था लेकिन अब यह अप्रचलित है।[78] 16वें समूह के लिए वर्तमान में उपयोग किया जाने वाला शब्द चाल्कोजेन है।

इन्हें भी देखें

संदर्भ

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बाहरी कड़ियाँ

  • Periodic table group 16

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Chalcogen" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Chalcogen यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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