புதன், பிப்ரவரி 21, 2018

அணுவிலிருந்து அறிவியந்திரம் வரை - பகுதி 2: அணுக்களின் சோம்பேறித்தனம்!

நான் பணிபுரிந்த முதல் நிறுவனத்தின் மேலாளர் கூறிய பொன்மொழிகள், "ஓவ்வொரு மனிதனின் இறுதி இலக்கும் சோம்பேறியாய் இருப்பதே". வெகுநாள் இது ஒரு அபத்தம் என்றே நினைத்திருந்தேன், ஆனால் அணுக்களின் தன்மை என்னை யோசிக்க வைத்தது. ஆம் ஒவ்வொரு அணுக்களின் இலக்கும் சோம்பேறியாய் இருப்பதுதான். அணுக்களின் சோம்பேறித்தனத்தை குறித்து பார்க்கலாமா?

சென்ற பகுதியில் கூறுகளைப் பற்றி பார்த்தோம். இப்பகுதியில், கூறுகளை உருவாக்கி இருக்கும் அணுக்களைப்  பார்ப்போம். அணுக்களில் இருக்கும் மூன்றில் இரண்டு கூறுகளான நியூட்ரான்களும் ப்ரோட்டான்களும் அணுக்களின் மையப்பகுதியான அணுக்கருவில் (nucleus) இருக்கும். புதிதாக திருமணமான மனைவியை சுற்றி வரும் கணவனைப் போல, எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவை எப்போதும் ஒரு வட்ட வடிவில் சுற்றிக்கொண்டே இருக்கும். முதல் சுற்றில் இரண்டு எலக்ட்ரான்களும் இரண்டாவது சுற்றில் எட்டு, மூன்றாவது சுற்றில் பதினெட்டு என்கிற கணக்கில் போய்க் கொண்டேயிருக்கும். எந்த வட்டத்தில் எத்தனை எலக்ட்ரான்கள் இருக்க வேண்டும் என்பது சூத்திரமாய், 2(n^2) என்பதாகும்.  

மேலே படத்தில் இருப்பது ஹீலியம் அணு. இதற்க்கு எல்லாமே இரண்டு தான், இரண்டு எலக்ட்ரான்கள், இரண்டு ப்ரோட்டான்கள், இரண்டு நியூட்ரான்கள்.

 இறுதிச் சுற்றில் சுற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை எட்டாக இருக்கும் அணுக்கள் சோம்பேறியானவை. இந்த அணுக்கள் வேறு எந்த அணுக்களோடும் இணைந்து மூலக்கூறுகளை உருவாக்குவதில்லை. எப்போதும் சும்மாவே ஒரு மந்த நிலையில் இருக்கும் வரம். உதாரணத்திற்கு நியான்னின் மொத்த எலெக்ட்ரான்கள் பத்து, உள் சுற்றில் இரண்டு, வெளி சுற்றில் எட்டு. மொத்தம் பத்து. வெளி சுற்றில் எட்டு இருப்பதனால், நியான் ஒரு மந்த வாயு(inert gas).

 எல்லா மனிதர்களும் சுறுசுறுப்பானவர்களைப் பார்த்து ஏங்குகிறார்கள். அவர்களைப் போல செயல்படத் துடிக்கிறார்கள். ஆனால் அணுக்களோ, சோம்பேறிகளைப் பார்த்து ஏங்குகின்றன சோம்பேறியாய் இருப்பதற்கு துடிக்கின்றன. என்ன செய்வது அவற்றுக்கு எல்லாம் இறுதிச் சுற்றில் எட்டு எலெக்ட்ரான்களுக்கு சில கூடுதலாகவோ அல்லது குறைவாகவோ இருக்கும் பிரச்சினை. எப்படியாவது எட்டு எலெக்ட்ரான்களைப் பெற்று விடத் துடிக்கின்றன! இந்த சோம்பேறித்தனத்தை பல விதங்களில் அடைகின்றன.

இதற்கு இரண்டு பெரும்பான்மையான வழிகளைப் பின்பற்றுகின்றன. இது தொழில் செய்யும் முறை போல, உங்களிடம் இருக்கும் பொருட்கள் வேறு ஒருவருக்கு தேவைப்படும், அவரின் பணம் உங்களுக்குத் தேவைப்படும். அவரின் பணத்தைப் பெற்று உங்கள் பொருளைத் தருவது போலத்தான். உங்களின் இருவருக்கும் உள்ள இணைப்புதான் ஐயானிக் இணைப்பு. அது போலவே, என்னிடம் வெளிச்சுற்றில் பத்து எலெக்ட்ரான்கள் இருந்தால், இரண்டை, இரண்டு பற்றாமல் இருக்கும் அணுக்களுக்கு கொடுத்து விடுவது. உதாரணத்திற்கு நாம் பயன்படுத்தும் உப்பு, NaCl அல்லது சோடியம் க்ளோரைட். சோடியத்திற்கு வெளிச்சுற்றில் ஒன்பது எலெக்ட்ரான்கள் உள்ளது. க்ளோரைடுக்கு ஏழு.சோடியத்திற்கு ஒன்றை இழக்க வேண்டி இருக்கிறது. க்ளோரைட் ஒன்றைப் பெற வேண்டி இருக்கிறது. சோடியம் ஒன்றை க்ளோரைடுக்கு கொடுத்து, சோடியமும் க்ளோட்ரைடும் இணைந்து இணைந்து சோம்பேறியாகிவிட்டது.

அடுத்த வழி கோவலன்ட் பிணைப்பு, இது நண்பர்கள் போன்றது. ஒருவரிடம் இருசக்கர வாகனம் இருக்கும், மற்றவரிடம் எரிபொருள் போட காசு இருக்கும். இருவரும் பகிர்ந்து கொள்வது கோவலன்ட். உதாரணத்திற்கு ஆக்சிஜன் மூலக்கூறு. ஆக்சிஜன் அனுதானே, பிறகு எப்படி மூலக்கூறு? ஆக்சிஜனில் வெளிச்சுற்றில் இருப்பது 6 எலெக்ட்ரோன்கள். சோம்பேறியாக இரண்டு தேவை. இரண்டு ஆக்சிஜன் அணுக்கள் இணைந்து, ஆளுக்கு இரண்டு எலக்ட்ரான்களை பகிர்ந்து சோம்பேறியாகின்றன. அதனால் தான், ஆக்சிஜன் எப்போதும் O2 ஆக இருக்கிறது.

மேலே இருப்பது தான் O2. ஆளுக்கு இரண்டு எலெக்ட்ரோன்கள்.

இப்போது உங்களுக்கான கேள்வி, கோவலன்ட் இணைப்பு வலுவானதா இல்லை ஐயானிக் இணைப்பு வலுவானதா? நண்பர்களுக்குள் இருக்கும் நட்பு நீண்டு இருந்தாலும், அணுக்கள் என்னமோ கொடுக்கல் வாங்கலையே விரும்புகிறது.

ஆனால் இதை சோம்பேறித்தனம் என்று சொல்வதை விட, அணுக்கள் சம நிலையை எய்த முயற்சிக்கின்றன என்று சொல்வதே சரி. மனிதனும் அதே போலத்தான், ஒரு சமநிலையைத் தான் பெரும்பாலும் தனது இலக்காக வைத்தது செயல்படுகிறான். அந்த சமநிலையை அடைந்தவுடன், அமைதியாகிறான் அல்லது சோம்பி விடுகிறான். அணுக்கள் உணர்த்தும் பாடம், நம் வாழ்வில் அடைய வேண்டிய பெரும் குறிக்கோளுக்கு உழைக்காமல் தடுப்பது சமநிலை என்னும் சோம்பேறித்தனமே!

5 கருத்துகள்:

செ. அன்புச்செல்வன் சொன்னது…

ஒரு வேதியியலாளனாக சில கருதுகோள்களை (சோம்பேறித்தனம் உள்ளிட்ட) ஒத்துக்கொள்ள முடியவில்லை. ஆயினும் எளிய தமிழில் அணுக்களின் பண்புகளை விளக்குவது அழகு !! தொடருங்கள் சகோ !!

kathir சொன்னது…

..அந்த எதிர்மின்னிகள ஓட ஆரம்பிச்சனுவ எவனாலும் பிடிக்க மிடியாது..ஒளி பரவும் வேகத்தில். 3x10^8 m/s...ஒய்யால சோம்பேறினு சொல்லிப்போட்ட மவனே

Raj சொன்னது…

@kathir, @ Dr. Anbu Selvan, the atoms likes boron, neon already inert nature and are referred as inert gases or noble gases. inert gas என்பதன் நேரடி தமிழாக்கம் மந்த வாயு. மந்த என்பதை மேலும் மந்தப்படுத்தி சோம்பேறியாக்கி விட்டேன் :).

kathir சொன்னது…

But you have generalized..there are semiconductors, insulators..and even super conductors.. Our fellows (students) will completely get a wrong message..if we do not give the a bigger picture. If we discuss atoms, electrons etc.. we got to talk about valence and conduction.. It is all probabilistic ..We do not have to get to Fermi Dirac statistics ..but we cannot be kind of too cool and hand waving..

kathir சொன்னது…

Again.. we need to get a topic..if we are talking about a book. I feel that being an engineer you are better off being applied and talk about 'robotics' in tamil..
I really love to write on basic semiconductor physics.. As per advice of Dr. Selva..my first few attempts were glaringly messing up...when it came down to the language...

Focus on strengths and niche...