இந்த பாகம் கெமிஸ்ட்ரியை அதிகம் போதிப்பதால் ஒருமுறைக்கு இருமுறை படிக்கலாம்.

மாண்ட்லீவ் அணு எடையை வைத்து, வரிசைப் படுத்தப்பட்ட தனிமங்களை ஏழின் மடங்கில் அட்டவணைப் படுத்தினார். அவ்வாறு அட்டவணைப் படுத்தும் போது ஒத்த குணமுள்ள தனிமங்கள் நெடுக்கிலும், சமயத்தில் குறுக்கிலும் தங்களது இருப்பிட அமைப்பை நியாயப் படுத்தின. இடையில் நிறைய வெற்றிடங்கள் ஏற்பட்டது.

அட்டவணையை ஏழின் விதிப்படி மாண்ட்லீப் அமைத்ததும் கண்டு பிடிக்கப் படாமல் இருந்த பொருட்கள் அணைத்தும் தங்கள் தங்கள் இடங்களில் வந்து உட்கார்ந்து கொண்டு தாங்கள் மொத்தம் எத்தனை பேர் உள்ளோம், எந்த கூட்டத்தை, மற்றும் குடும்பத்தை சேர்ந்தவர்கள், என்ன குணநலன் உள்ளவர்கள் என்று பாட்டு பாட ஆரம்பித்து விட்டன உன்மையில் அது ஒரு அற்புதமான மாயக்கட்டம் தான் ஆமாம், அந்த அட்டவணையும் கூட பல தனிமங்களை கண்டுபிடித்து கொடுத்தது என்பதுதான் உண்மை.


இதில் முக்கியமான விஷயம், உயர்ந்த அல்லது மந்தமான வாயுக்கள் என்று அழைக்கப்படும் தனிமங்கள் அதுவரை அறியப்படவில்லை. ஆனாலும் அவைகளின் தாமதமான கண்டுபிடிப்பு இந்த அட்டவணையில் எந்த குழப்பத்தையும் ஏற்படுத்தவில்லை. ஏனென்றால் அவை ஆறும் ஒட்டு மொத்தமாக வில்லியம் ராம்சே என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு அட்டவணையில், வரிசைகளில் கடைசி இடம் (அதாவது எட்டாவது குழுவாக), ஏற்கனவே தங்களுக்காகவே ரிசர்வ் செய்யப்பட்டது போல், இடம் கொடுக்கப்பட்டு சேர்க்கப்பட்டது. அறிவியலாருக்கே வியப்பை கொடுத்த நிகழ்ச்சி இது. அன்றிலிருந்து எட்டின் விதிப்படி அமையப்பெற்ற அட்டவணையாகிவிட்டது.

இந்நிகழ்ச்சியை இயற்கை மனம் திறந்து பேசிய சம்பவமாக கூட எடுத்துக் கொள்ளலாம். ஒருவேளை இசைக்கு மயங்கி, இயற்கை தனது ரகசியத்தை உளறி விட்டதோ?. மாண்ட்லீவ் ”சரிகம” என்று ஆரம்பித்த உடன் இயற்கை மீதிப்பாட்டை பாடி முடித்து விட்டதோ?. அறிவியல் ஆர்வலர் ஒவ்வொருவரும் கண்டிப்பாக வீட்டின், சுவற்றில் மாட்டி வைத்துக் கொள்ள வேண்டிய அட்டவணை. இந்த அட்டவணையை நன்றாகத் தெரிந்து கொண்டால் வேதியலில் பாதி தெரிந்து கொண்டதற்கு சமம். மாண்ட்லீவ்க்கு மரியாதை செய்யும் விதமாக அவர் பெயரை ஒரு தனிமமத்திற்கு சூட்டியுள்ளனர். அதன் பெயர் மாண்டிலீவினியம்.

இங்கு காணப் படும் அட்டவணை கடந்த நூறு வருடங்களாக பற்பல மாற்றங்களுடன் மேம்படுத்தப் பட்டுள்ளது.ஆனாலும் அடிப்படையில் எந்தமாற்றமும் இல்லை. G1 லிருந்து G8 வரை குழுக்கள் உள்ளன. எலக்ட்ரானின் அமைப்புக்குத் தகுந்தவாறு ”டிரான்ஸிஸன்” மூலகங்கள் எனப்படும் நான்கு d ஷெல்லுக்கான (10 X 4)தனிமங்கள் தனியாக (Transition Elements) நடுவில் திணிக்கப் பட்டுள்ளது.அது மட்டுமில்லாமல் அதற்கு நடுவில் இரண்டு f ஷெல்லுக்கான லாந்தனைடுகளும், (14) ஆக்டினைடுகளும்(14) திணிக்கப் பட்டுள்ளது. தனிம வரிசையில் 92 க்கு மேலுள்ளவை நிலையற்றவை அல்லது செய்ற்கை முறையில் உருவாக்கப் பட்டவை.



அட்டவணை.

அணுவுக்குள் எலக்ட்ரான்கள் K,L,M,N,O,P, என்ற வரிசையில் அடுக்கடுக்காக அமைந்துள்ள கோள வடிவ அமைப்புகளில் சுற்றுகின்றன. ஒவ்வொரு கோளத்திற்க்கும் குறிபிட்ட எண்ணிக்கையில் தான் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. அவை முறையே 2, 8, 18, 32, 32, 32 ஆகும். வட்டப்பாதை ஒவ்வொன்றிலும் s,p,d,f என உட்பிரிவுகளும் உள்ளன. உட்பிரிவில் முறையே 2,6,10,14 எலக்ட்ரான்களுக்கு மேல் இருக்கமுடியாது. இப்படத்தில் வரையப் பட்டுள்ள வட்டங்களை கோளத்தின் ஒரு பகுதிகளாக 3D யில் கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள்



இங்கு கீழே அட்டவணையில் கடைசியாக வரும் செயற்கையில் உருவாக்கப் பட்ட லாரன்சியம் எனப்படும் தனிமத்தைப் பற்றி பார்ப்போம். இந்த தனிமத்தில் 103 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. இந்த அணுவுக்குள் எலக்ட்ரான்கள், K,L,M,N,O,P, என்ற வரிசையில் அடுக்கடுக்காக அமைந்துள்ள கோள அமைப்புகளிலுள்ள, உள் வட்ட பாதைகளில் அமைந்த விதத்தை கீழே உள்ள அட்டவணை மூலம் தெரிந்து கொள்ளலாம். எலக்ட்ரான்கள் நிரப்பப்படும் வரிசை முறையும் (Filling order) குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது.



இங்கு நிரப்பும் வரிசை முறை மாறியுள்ளதை கவணிக்கவும்.முதல் 5 வரை ஒழுங்காக வரிசைப்படி நிரப்பிவிட்டு 05 க்குஅடுத்து 07 என்றும் அதையடுத்து தொடர்ச்சியா மாறி மாறி வருகிறது.அதாவது 1, 2, 3, 4, 5, 7, 6, 8, 10, 13, 9, 11, 14, 17, 12, 15, 18, 16 என்று வரிசை மாறி உள்ளது. அதைத்தான் எட்டை எட்டி விடும் அவசரம் என்கிறேன். கீழே உள்ள அட்டவணை, மந்தவாயுக்களின் (Inert gases or Noble gases ) அணு அமைப்பை விளக்குகின்றது.அல்லது எட்டாவது குழுவின் அணு அமைப்பை பற்றிய விவரம்.



மேற்கண்ட அட்டவணைப்படி பொருட்களுடைய அணுவின் கடைசி அடுக்கு K அடுக்காக (ஷெல்) இருந்து அதில் 2 எலக்ட்ரான்களும், அல்லது கடைசி அடுக்கு L,M,N,O,P, ஆகிய இவற்றில் ஏதாவது ஒன்றாக இருந்து அதில் 8 எலக்ட்ரான்களும் அமையப் பெற்றால் அவைகள் எந்த விதமான வினைகளிலும் ஈடுபடுவதில்லை. அவை ஒரு மாதிரியான ஆற்றல் சமநிலையை அடைந்து விடுகிறது. இதனால்தான் அவற்றை ஒரு விதத்தில் உயர்ந்த வாயுக்கள் என்றும் மற்றொரு விதத்தில் மந்தவாயுக்கள் என்றும் அழைக்கின்றனர். ஏனென்றால் இந்த மாதிரி கடைசி அடுக்கில் எட்டு எலக்ட்ரான்கள் அமைந்து விட்டால், அவைகள் எந்த வினைகளிலும் ஈடுபடுவதில்லை. ஆகவே அந்த சம நிலையை அடையவே பொருட்கள் தொடர்ந்து இயக்கத்தில் இருக்கின்றன.



இதில் ஸெனான் எட்டை எட்டுவதற்கு காட்டும் அவசரத்தைஅந்த வரிசையைப் பார்த்தாலே புரியும். அதாவது N அடுக்கில் 32 எலக்ட்ரான்களை 2,6,10,14 என்ற வரிசையில் நிரப்பி விட்டுத்தான் அடுத்த O அடுக்குக்கு போக வேண்டும். ஆனால் எல்லாத் தனிமங்களும் 2,6,10 ஐ நிரப்பி விட்டு அடுத்து நிரப்ப வேண்டிய 14 ஐ பின்னால் பார்த்துக் கொள்ளலாம் என்று அதற்கு அடுத்த O அடுக்கிற்கு சென்று எட்டை நிரப்பி விட்டு, முக்தி நிலை அடைந்து விட போட்டி போடுகின்றன.

கடைசியில் ஸெனான்தான் வெற்றி பெறுகிறது.அதற்கு பின் வரும் தனிமங்களாகிய சீசியம், பேரியம் முதலில் Pஅடுக்கின் உள் அடுக்கான 6s அடுக்கில் 2 எலக்ட்ரான்களை நிரப்பி பார்த்து விட்டு முயிற்சியை கைவிட்டன. அதற்கு பின் வந்து முயற்சி இல்லாமல் சிவனே என்று 4f ல் 14 ஐயும் நிரப்பியவர்களை லாந்தனைடுகள் என்று பெயரிட்டு சோம்பேறிகள் என்று தனியாக கட்டம் கட்டி வைத்து விட்டனர். அதற்கு பின் வருபவர்கள் 5d யில் 10ஐ நிரப்புகிறார்கள். பின் P அடுக்கிற்க்கான எட்டை எட்டி விடும் போட்டியை ஆரம்பிக்கின்றன. இந்த முறை வெற்றியை ரேடான் பெற்றது. இம்முறை 5f ல் கட்டம் கட்டப்பட்ட 14 பேருக்கு ஆக்டினைடுகள் எனப் பெயரிடப்பட்டது.

எட்டை எட்டி விட்டால் முக்தி நிலை, மோனநிலை, நிரந்தர அமைதி ஆகியவை கிட்டி விடும் என்பதற்கு ஹீலியம், நியான், ஆர்கான், கிரிப்டான், ஸெனான், ரேடான் ஆகிய மந்த வாயுக்களே உதாரணம். ஆற்றலின் சமநிலை ஏதோ ஒரு வகையில் எட்டால் நிறுவப் படுகிறது. இவைகள் மிகவும் தனித்துவம் வாய்ந்தவை. உலகில் எந்த விதமான பொருட்களுடனும் இவைகள் கலப்பதில்லை. வேதியல் வினைகளுக்கு அப்பாற்பட்டவை. நிறைகுடம் கூத்தாடுவதில்லை என்பதற்கு சரியான உதாரணம். இவைகளுக்கு நிறம், மணம், சுவை விருப்பு, வெறுப்பு கிடையாது. முற்றும் துறந்த யோகிகள் போன்றவர்கள். உயர்ந்த நிலைப்புத் தன்மை பெற்றவை. மிகவும் குறைந்த அளவில் காணப்படுபவை. அணு நிலையில் (எப்படி முனிவர்கள் நிர்வாண நிலையில் காணப் படுவார்களோ அது போன்ற நிலையில்) காணப்படுபவை.

அப்படி ஒரு மோன நிலை எய்துவதற்கான, எட்டை எட்டி விடும் எலக்ட்ரான்களின் முயிற்சியில் தான் எத்தனை தில்லுமுல்லு, கூட்டணி, பொதுவுடைமை, வேற்றுமை, விட்டுக்கொடுத்தல், பிரித்தாளுதல் அடேங்கப்பா சொல்லி மாளாது. எட்டை எட்டி விடும் எலக்ட்ரான்களின் முயற்சியில் ஏற்பட்டவைதான் நான், நீங்கள்,எனது எழுத்து, மாறுபட்ட பொருட்களின் உருவாக்கம், குறைந்தபட்ச நிலைப்புத் தன்மைக்கு ஏற்ற, பொருட்களின் இணைப்பு வகைகள், இயக்கம், காற்றோட்டம், நீரோட்டம், உயிரோட்டம் என கணக்கிலடங்காது. அதனால்தான் எட்டுக்குள்ளே உலகம் இருக்கிறது என்பதை நானும் ஆதரிக்கிறேன்.

பொருட்கள் எந்த நிலையில் இருந்தாலும் அமைதி நிலை அல்லது ஆற்றல் குறைந்த நிலையை எட்டிவிடும் வரை ஆற்றலை இழந்தோ, பெற்றோ சமநிலையை (Equalibrium) அடைவதற்க்காகப் போராடிக் கொண்டிருக்கின்றன.

இந்த உலகில் எத்தனை வகையான பொருட்கள் உள்ளனவோ, கிட்டத்தட்ட அத்தனை வகையான யுக்திகளைப் பயன்படுத்தி எலக்ட்ரான்கள் எட்டை அடைகின்றன. எல்லாவற்றிற்கும் விதிவிலக்கு இருப்பது போல் இங்கும் ஆதிமூலமான ஹைட்ரஜனுக்கு மட்டும் விதி விலக்கு உள்ளது. ஹைட்ரஜன் மட்டும் தனது கடைசி K அடுக்கில் ஒரே ஒரு எலக்ட்ரான் தான் கொண்டுள்ளது. இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் அதாவது கூடுதலாக ஒரு எலக்ட்ரான் கிடைத்தாலே ஹீலியம் அடைந்த மோன நிலையை பெற்றுவிடும். ஆகவே ஹைட்ரஜன் சாதாரணமாக அணு நிலையில் இருப்பதில்லை. மூலக்கூறு (Molecule) நிலையில் தான் காணப்படும். அதாவது இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் தங்களது எலக்ட்ரான்களை பொதுவில் போட்டு ஒவ்வொன்றும் தனது கடைசி அடுக்கில் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் வருமாறு இணைந்து கொண்டு இரட்டையர்களாகவே திரிகின்றன. அதாவது குறைந்தபட்ச மோனநிலை அல்லது முக்தி நிலை அடைந்தாக காட்டிக் கொள்கின்றன. இதனால்தான் உலகத்தில் மந்த வாயுக்களைத் தவிர எதுவுமே அணு நிலையில் இருப்பதில்லை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இந்த எட்டை எட்டி விடும் தத்துவத்தில்தான் இந்த அண்டத்தின் அனைத்துப் பொருட்களின் தோற்றத்திற்கும் இயக்கத்திற்கும் காரணமான சூட்சுமம் அடங்கியுள்ளது.

நியானில் உள்ள எலக்ட்ரான் புரோட்டான் நியூட்ரான் ஆகியவற்றின் அமைப்பை ஆராய்ந்தால் எல்லாவற்றிற்குமான காரணம் கிடைத்துவிடும். இயற்கையின் முழுமை அதில்தான் இருக்கிறது.அது சரி ஒருவேளை ஸ்ட்ரிங் தியரி ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டால் இந்த ”எட்டை எட்டி விடும் எலக்ட்ரானின்” நிலை என்ன? என்ற கேள்வி எழும். கவலையில்லை அப்பொழுதும் எட்டு என்பது அந்த நுண்ணிய ஆற்றல் ஸ்ட்ரிங்கின் நீளம் அல்லது அதிர்வெண் சார்ந்து ஒரு அலகாக அமைந்துவிடும். ”எட்டு” என்பதன் பெயர்தான் மாறியிருக்கும்.

ஆக்ஸிஸன் அணுவின் கடைசி அடுக்கான L அடுக்கில் ஆறு எலக்ட்ரான்கள் தான் உள்ளன. முக்தி நிலை அல்லது உன்னத நிலை அடைவதற்கு இன்னும் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் தேவைப்படுகிறது. ஆகவே ஒரு எலக்ட்ரான் உள்ள இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களுடன் இணைந்து தனது கடைசி அடுக்கில் எட்டு எலக்ட்ரான்கள் வருமாறு பார்த்துக் கொண்டு H2O என சொல்லப்படும் எளிதில் பிரிக்க முடியாத தண்ணீராக உருவானது.



அந்த தண்ணீரின் சிறப்புக் குணமே திட, திரவ, வாயு என்ற மூன்று நிலைகளிலும் இப்பூமியில் காணப்படுவது தான். தண்ணீருக்கு இந்த ஒரு சிறப்புக் குணம் மட்டுமில்லை பல உண்டு. தண்ணீரின் சிறப்பு பற்றி நூறு காரணம் சொல்வேன் என்று வைரமுத்து ஏற்கனவே ஒரு கவிதை பாடியுள்ளார். அந்தப் பாடலுடன் அடுத்து தொடருவோம்...............................



முந்தைய பதிவு

11 comments:

Scribbles of Mani said...

Newland only tabled the elements in the form of eight and it is called as Newland's law of octaves. Mendeleef arranged the elements in their increasing order of atomic weights.

guna said...

good thankyou

Vijayaraghavan said...

ஆஹா ஒவ்வொரு அத்தியாய்த்திலும் ஒரு வைரமுத்துவின் கவிதையையும் அறிவியலோடு கலந்து விட்டீர்கள். வைரமுத்து சந்தோஷ்ப் படுவார்.

chandru said...

மணிமொழி, வருகைக்கும் கருத்துப்பதிவுக்கும் நன்றி.இது ஒரு மேலோட்டமான விளக்கம் என்பதால் வரலாற்றுக்குள் செல்லவில்லை.

அட்டவணை என்ற ஐடியா மாண்ட்லீப் உடையது என்பதால் அதற்கு சற்று அழுத்தம் கொடுக்கவேண்டியதாயிற்று.

chandru said...

குணா மற்றும் விஜயராகவனுக்கு நன்றியை தெரிவித்துக் கொள்கிறேன்.

வைரமுத்துவின் கவிதைகள் இன்னும் வரும்.

நாட்டாமை said...

//அது சரி ஒருவேளை ஸ்ட்ரிங் தியரி ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டால் இந்த ”எட்டை எட்டி விடும் எலக்ட்ரானின்” நிலை என்ன? என்ற கேள்வி எழும். கவலையில்லை அப்பொழுதும் எட்டு என்பது அந்த நுண்ணிய ஆற்றல் ஸ்ட்ரிங்கின் நீளம் அல்லது அதிர்வெண் சார்ந்து ஒரு அலகாக அமைந்துவிடும். ”எட்டு” என்பதன் பெயர்தான் மாறியிருக்கும்.//

ஈதர் மாதிரி எலக்ட்ரானும் சீக்கிரம் காலை வாரிவிட்டா என்ன செய்வது என்ற முன்னெச்சரிக்கையா?

Vijayaraghavan said...

எலக்ட்ரான் புரோட்டான் இவையெல்லாம் கிடையாது. இவைகளும் போஸான்ஸ், பெர்மியான்ஸ் போன்ற துகள்களின் கலவை என்று 3 ஆம் பாகத்தில் சொல்லிவிட்டு மீண்டும் அவைகளை வைத்து ஒரு அத்தியாயமே எழுதியிருக்கிறீர்கள் இது எப்படி?

Sathasivam said...

super, pls continue

Kanakaraj Raj said...

உங்கள் பதிவுகளை படித்துதான் அடிப்படையான அறிவியலை தெரிந்து கொண்டு வருகிறேன் ...பல புத்தகங்களை படித்து தெரிந்து கொள்ள வேண்டியதை சில பக்கங்களில் மிக அருமையாகவும் எளிமையாகவும் கொடுத்திருக்கிறீர்கள் ....தமிழ் பதிவுகளுக்கு மிக்க மகிழ்ச்சி ...மிக்க நன்றி....

Kanakaraj Raj said...

உங்கள் பதிவுகளை படித்துதான் அடிப்படையான அறிவியலை தெரிந்து கொண்டு வருகிறேன் ...பல புத்தகங்களை படித்து தெரிந்து கொள்ள வேண்டியதை சில பக்கங்களில் மிக அருமையாகவும் எளிமையாகவும் கொடுத்திருக்கிறீர்கள் ....தமிழ் பதிவுகளுக்கு மிக்க மகிழ்ச்சி ...மிக்க நன்றி....

Kanakaraj Raj said...

உங்கள் பதிவுகளை படித்துதான் அடிப்படையான அறிவியலை தெரிந்து கொண்டு வருகிறேன் ...பல புத்தகங்களை படித்து தெரிந்து கொள்ள வேண்டியதை சில பக்கங்களில் மிக அருமையாகவும் எளிமையாகவும் கொடுத்திருக்கிறீர்கள் ....தமிழ் பதிவுகளுக்கு மிக்க மகிழ்ச்சி ...மிக்க நன்றி....

top