తండ్రి.. కొడుకు.. శిష్యులకు నోబెల్‌!

పదార్థ క్రియాత్మక నిర్మాణాత్మక ప్రమాణమే పరమాణువు. అనేక పరమాణువుల కలయికతో అణువులు ఏర్పడతాయి. అణువులన్నీ కలిసి పదార్థంగా రూపాంతరం చెందుతాయి. సూకా్ష్మాతి సూక్ష్మమైన ఈ పరమాణువులో ఎలక్ట్రాన్‌లు, ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు ఉంటాయి. పరమాణువు నిర్మాణం, వాటి ఆధారంగా వివిధ శాస్త్రవేత్తలు ప్రతిపాదించిన నమూనాలు, సిద్ధాంతాల గురించి తెలుసుకుందాం..

పరమాణువులు – అణువులు

– ఆంటోని లెవోయిజర్‌ అనే ప్రఖ్యాత ఫ్రెంచి శాస్త్రవేత్తను ఆధునిక రసాయన శాస్త్ర పితామడు అంటారు.

– ఈయన దహన చర్యల గురించి విపులంగా అధ్యయనం చేశాడు.

– మూలకానికి ఉపయుక్తమైన నిర్వచనం ఇచ్చాడు.

– ద్రవ్య నిత్యత్వ నియమాన్ని ప్రతిపాదించాడు.

– ఒక రసాయన చర్యలో క్రియాజనకాల భారం, క్రియాజన్యాల భారం సమానంగా ఉంటుంది. దీన్నే ద్రవ్య నిత్యత్వ నియమం అంటారు.

– ఒక రసాయన చర్యలో శక్తిని సృష్టించలేం నాశనం చేయలేం.

– ద్రవ్య నిత్యత్వ నియమాన్ని ప్రయోగపూర్వకంగా నిరూపించింది – లాండాల్ట్

– ఒక నిర్దిష్ట రసాయన సంయోగ పదార్థం ఎల్లప్పుడూ స్థిర భార నిష్పత్తిలో కలిసిన ఒకే మూలకాలను కలిగి ఉంటుంది. దీన్నే స్థిరానుపాత నియమం అంటారు.

– స్థిరానుపాత నియమాన్ని జోసఫ్‌ ప్రౌస్ట్‍ ప్రతిపాదించారు.

– ద్రవ్య నిత్యత్వ సిద్ధాంతం, స్థిరానుపాత నియమం ఆధారంగా జాన్‌ డాల్టన్‌ ఒక ప్రాథమిక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు.

– ద్రవ్య నిత్యత్వం జరగాలంటే మూలకాలన్నీ తప్పనిసరిగా చిన్న చిన్న కణాలతో నిర్మితమై ఉండాలి. ఆ చిన్న కణాలకు డాల్టన్‌ పరమాణువులు అని పేరు పెట్టాడు.

– స్థిరానుపాత నియమం పాటించాలంటే ఒక పదార్థంలోని అన్ని కణాలు ఒకేలా ఉండాలి.

– పై రెండు నియమాల ఆధారంగా జాన్‌ డాల్టన్‌ A New System Of Chemical Philosophy ని ప్రతిపాదించాడు.

– డాల్టన్‌ రసాయన చర్యల్లో పరమాణువుల పునర్‌వ్యవస్థీకరణ జరుగుతుందని చెప్పాడు.

– ఒక మూలక పరమాణువుల ద్రవ్యరాశి, రసాయన ధర్మాలు ఒకేలా ఉంటాయి.

– భిన్న నిష్పత్తుల్లో సంయోగం చెందే మూలక పరమాణువులు విభిన్న సంయోగ పదార్థాలను ఏర్పరుస్తాయి.

– 2600 సంవత్సరాల పూర్వమే కణాదుడు అనే భారతీయ రుషి రాసిన ‘వైశిష్ట సూత్ర’లో పరమాణువుకు చెందిన అంశాలు స్పష్టంగా ఉన్నాయి.

– కణాదుడి అసలు పేరు కశ్యపుడు.

– పరమాణువు అనే పదం గ్రీకు పదం a-tomio నుంచి పుట్టింది. దీని అర్థం విభజించడానికి వీలుకానిది. కణాలన్నింటిలో పరమాణువులు చాలా ప్రాథమికమైనవి.

– రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరమాణువులు సంయోగం చెంది అణువులను ఏర్పరుస్తాయి.

– ఒకే రకమైన పరమాణువులను కలిగి ఉన్న పదార్థాన్ని మూలకం అంటారు.

– వేర్వేరు మూలక పరమాణువుల కలయిక వల్ల ఏర్పడే అణువులు గల పదార్థాలను సంయోగ పదార్థాలు లేదా సమ్మేళనాలు అంటారు.

– స్వతంత్రంగా ఉండగలిగి అది ఏ పదార్థానికి చెందుతుందో ఆ పదార్థ ధర్మాలన్నీ ప్రదర్శించే అతిసూక్ష్మ కణాన్ని అణువు అంటారు.

– లాటిన్‌ భాషలో హైడ్రో అంటే నీరు అని అర్థం. కాబట్టి ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి నీటిని ఏర్పరిచే స్వభావం గల మూలకానికి హైడ్రోజన్‌ పేరు పెట్టారు.

– లాటిన్‌ భాషలో ఆక్సి అంటే ఆమ్లం అని అర్థం. దీన్ని బట్టి ఆమ్లాన్ని ఏర్పరిచే గుణం ఉన్న ఈ వాయువుకు ఆక్సిజన్‌ అని పేరుపెట్టారు.

– సూర్యుడిలో కనుగొన్న వాయువుకు హీలియం అని పేరుపెట్టారు. గ్రీకు భాషలో హీలియో అంటే సూర్యుడు అని అర్థం.

– కొంతమంది శాస్త్రవేత్తల పేర్ల మీదుగా ఐన్‌స్టీనియం, రూథర్‌ఫోర్డియం, మెండలీనియం, ఫెర్మియం అని మూలకాలను పిలిచారు.

మూలకం పేరు                     లాటిన్‌ పేరు

సోడియం                          నేట్రియం (Na)
వెండి                                అర్జెంటం (Ag)
టంగ్‌స్టన్‌                          వోల్‌ఫ్రం (w)
పొటాషియం                   కాలియం (K)
కాపర్‌                           క్యుప్రమ్‌ (Cu)
బంగారం                      ఆరమ్‌ (Au)
ఇనుము                     ఫెరమ్‌ (Fe)
లెడ్‌                            ప్లంబం (Pb)
టిన్‌                         స్టానమ్‌ (Sn)
పాదరసం               హైడ్రాల్జియం (Hg)

– మూలకాలను సూచించే గుర్తులనే సంకేతాలు అంటారు.

– మూలకాలకు సంకేతాన్ని మొదట సూచించినవారు – జాన్‌ బెర్జిలియస్

– కొన్ని మూలకాలకు మొదటి అక్షరం, కొన్ని మూలకాలకు మొదటి రెండు అక్షరాలు, కొన్ని మూలకాలకు లాటిన్‌ పేర్లను సంకేతంగా సూచించారు.

ఓజోన్‌ సంకేతం: O3, ఇది సూర్యుడి నుంచి వచ్చే హానికరమైన అతినీలలోహిత కిరణాలను భూమి పైకి రాకుండా రక్షణ కవచంలా పనిచేస్తుంది.

– ఒకే పరమాణువు కలిగిన వాటిని ఏకపరమాణుక అణువు అని, రెండు పరమాణువులు కలిగిన వాటిని ద్వి పరమాణుక అణువు అని అంటారు.

సంయోజకత

– ఒక మూలకం వేరొక మూలకంతో సంయోగం చెందే సామర్థ్యాన్ని సంయోజకత అంటారు.

– హీలియం సంయోజకత- 0, హైడ్రోజన్‌-1, ఆక్సిజన్‌-2, నైట్రోజన్‌- 3, కార్బన్‌- 4 కలిగి ఉంటాయి.

అయాన్‌లు

– లోహ, అలోహ సమ్మేళనాలు ఆవేశపూరిత కణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ ఆవేశపూరిత కణాలను అయాన్‌లు అంటారు.

– రుణావేశిత అయాన్‌ను ఆనయాన్‌ అని, ధనావేశిత అయాన్‌ను కాటయాన్‌ అని అంటారు.

– ధనావేశిత అయాన్‌లు ఎలక్టాన్‌లను కోల్పోతాయి.

– రుణావేశిత అయాన్‌లు ఎలక్టాన్‌లను గ్రహించుకుంటాయి.

– ఒక అయాన్‌ సంయోజకత దాని ఆవేశ పరిమాణానికి సమానంగా ఉంటుంది.

ఉదా: క్లోరైడ్‌ అయాన్‌ (Cl-) సంయోజకత-1

సల్ఫేట్‌ అయాన్‌ (SO4-2) సంయోజకత- 2

 

పరమాణు ద్రవ్యరాశి

–కార్బన్‌(C-12) పరమాణువు (C12) ద్రవ్యరాశిని ప్రామాణికంగా తీసుకోవాలని 1961లో అంతర్జాతీయంగా నిర్ధారించారు.

–కార్బన్‌-12 ద్రవ్యరాశిలో సరిగ్గా 1/12వ వంతును పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం amuగా నిర్వచిస్తారు.

1 amu= c12/12

–పరమాణు ద్రవ్యరాశి రెండు రాశుల నిష్పత్తి. దీనికి ప్రమాణాలు ఉండవు.

– ప్రస్తుతం పరమాణు ద్రవ్యరాశిని లెక్కించడానికి amuకు బదులుగా ఏకీకృత ద్రవ్యరాశిని ఉపయోగిస్తున్నాం.

– మూలకాల పరమాణు భారాలను నిర్ణయించడానికి జాన్‌ డాల్టన్‌ హైడ్రోజన్‌ పరమాణు భారాన్ని ప్రమాణంగా తీసుకున్నాడు.

–పరమాణు ద్రవ్యరాశిని కచ్చితంగా కొలవడానికి ద్రవ్యరాశి సెక్టోమీటర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.

–సమ్మేళనాలను సూచించడం కోసం వాడే గుర్తును సాంకేతికం అంటారు.

అణు ద్రవ్యరాశి

–అణువు సాపేక్ష ద్రవ్యరాశిని అణు ద్రవ్యరాశి అంటారు. దీన్ని ఏకీకృత ద్రవ్యరాశితో సూచిస్తారు.

ఉదా: H2SO4 అణు ద్రవ్యరాశి: 2(1)+32+ 16(4)= 2+32+64= 980

సమ్మేళనాలు                   సాంకేతికాలు

సోడియం బైకార్బొనేట్‌              NaHCO3

సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌                  NaOH

కాపర్‌ సల్ఫేట్‌                           CuSO4

సిల్వర్‌ నైట్రేట్‌                            AgNO3

హైడ్రోక్లోరిక్‌ ఆమ్లం                        HCl

సల్ఫ్యూరిక్‌ ఆమ్లం                   H2SO4

నైట్రిక్‌ ఆమ్లం                           HNO3

అమ్మోనియం క్లోరైడ్‌                NH4Cl

పొటాషియం  డై క్రోమేట్‌           K2CrO7

పొటాషియంపర్మాంగనేట్‌         KMnO4

– ఫార్ములా యూనిట్‌ ద్రవ్యరాశి ఒక ఫార్ములాలో ఉంటే యూనిట్‌ పరమాణువు లేదా అణువు అయాన్‌ను సూచిస్తుంది.

– ఒక మోల్‌ అనగా 12 గ్రాముల C12 ఐసోటోప్‌ నందు ఉండే పరమాణువుల సంఖ్యకు సమానమైన సంఖ్యలో కణాలు లేదా ఉపకణాలు కలిగి ఉండే పదార్థం.

– ఏ పదార్థంలోనైనా ఒక మోల్‌లో ఉండే కణాల సంఖ్య ఎల్లప్పుడూ స్థిరం.

–దీని విలువ 6.022X 1023 దీన్ని అవగాడ్రో సంఖ్య అంటారు.

– అవగాడ్రో సంఖ్య= 6.022X1023

–మోల్‌ అనే పదాన్ని విల్‌హెల్మ్‍ ఆస్వాల్ట్‍ లాటిన్‌ పదమైన మోల్స్​‍ నుంచి తీసుకున్నాడు. దీని అర్థం ‘కుప్ప’

–ఒక పెద్ద సంఖ్యకు మోల్‌ అనే ప్రమాణాన్ని వాడాలని 1967లో నిర్ణయించారు.

మోలార్‌ ద్రవ్యరాశి

– ఒక మోల్‌ పదార్థ ద్రవ్యరాశిని గ్రాముల్లో వ్యక్తపరిస్తే దాన్ని మోలార్‌ ద్రవ్యరాశి అంటారు.

–సంఖ్యాత్మకంగా ఏకీకృత ద్రవ్యరాశిలో వ్యక్తపరిచిన ద్రవ్యరాశికి సమానం

ఉదా: నీటి మోలార్‌ ద్రవ్యరాశి 18U, 18 గ్రాముల నీటిలో 6.022×1023 అణువులు ఉంటాయి.

పరమాణువులో ఏముంది?

–పదార్థాలన్నీ పరమాణువులతో నిర్మితమైనవి.

–మొట్టమొదటి పరమాణు సిద్ధాంతాన్ని జాన్‌ డాల్టన్‌ ప్రతిపాదించాడు.

–విద్యుత్‌ విశ్లేషణ ప్రయోగాలు చేస్తున్నప్పుడు పరమాణువులు రుణావేశం పొందుతాయని మైఖెల్‌ ఫారడే కనుగొన్నారు.

–పరమాణువులను విభజింపలేమని డాల్టన్‌ చెప్పారు.

– పరమాణువు విద్యుత్‌ పరంగా తటస్థమైనది కాబట్టి పరమాణువులో కనీసం రెండు ఉపకణాలు ఉండాలి.

– 1897లో జె.జె. థామ్సన్‌ అనే బ్రిటిష్‌ శాస్త్రవేత్త తన ప్రయోగం ఆధారంగా పరమాణువు లోపల రుణావేశ కణాలైన ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయని నిరూపించాడు.

– ఎలక్ట్రాన్‌లు అతి తక్కువ ద్రవ్యరాశి (9.10X10-28గ్రా) కలిగి ఉంటాయి.

– మొదట ఆవిష్కరించి, అధ్యయనం చేసిన ఉప పరమాణు కణం ఎలక్టాన్‌. దీన్ని e-తో సూచిస్తారు.

– దీని ఆవేశాన్ని ప్రమాణ రుణావేశంగా (-ve) తీసుకుంటాం.

–ఎలక్టాన్‌ ఆవేశం= -1.602X10-19 కూలూంబులు.

–ధనావేశ కణం ప్రోటాన్‌ను గోల్డ్​‍ స్టెయిన్‌ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు.

– 1902లో ఈ ధనావేశ కణానికి ప్రోటాన్‌ అని పేరు పెట్టారు.

–ప్రోటాన్‌ ద్రవ్యరాశి ఎలక్టాన్‌ ద్రవ్యరాశికి 1836 రెట్లు అధికంగా ఉంటుంది. దీన్ని P+తో సూచిస్తారు.

–దీని ద్రవ్యరాశి 1.00-18 amu

– ప్రోటాన్‌ ఆవేశాన్ని ప్రమాణ ధనావేశంగా తీసుకుంటాం.

– ప్రోటాన్‌ ఆవేశం +1.602X10-19 కూలూంబులు

– 1932లో జేమ్స్​‍ చాడ్విక్‌ తటస్థ ఆవేశ కణం న్యూట్రాన్‌ను కనుగొన్నాడు.

– ప్రోటాన్‌తో దాదాపు సమాన ద్రవ్యరాశి (1.0087 amu) కలిగి ఉంటుంది. దీన్ని nతో సూచిస్తారు. దీని ఆవేశం 0

– ఎలక్టాన్‌ ద్రవ్యరాశి న్యూట్రాన్‌ ద్రవ్యరాశి కంటే 1840 రెట్లు తక్కువ.

– న్యూట్రాన్‌ హైడ్రోజన్‌ తప్ప మిగతా అన్ని పరమాణు కేంద్రకాల్లో ఉంటుంది.

థామ్సన్‌ పరమాణు నమూనా

– 1898లో థామ్సన్‌ పరమాణు నమూనాను ప్రతిపాదించాడు.

–దీన్ని ప్లమ్‌ ఫుడింగ్‌ నమూనా అని పిలుస్తారు.

–పుచ్చకాయ నమూనా అని కూడా అంటారు.

–ఈ నమూనా ప్రకారం పరమాణువు ధనావేశంతో నిండిన ఒక గోళం. దానిలో ఎలక్ట్రాన్లు పొదగబడి ఉంటాయి.

– భౌతిక శాస్త్రంలో థామ్సన్‌కు అతడి కొడుకు జార్జ్‍, అతడి శిశ్యులు ఏడుగురికి నోబెల్‌ బమతి వచ్చింది.

–థామ్సన్‌ నమూనాను రూథర్‌ఫర్డ్‍ సమీక్షించాడు.

 

పీ ఢిల్లీ బాబు
ఏకేఆర్‌ స్టడీ సర్కిల్‌
వికారాబాద్‌