புள்ளி, புள்ளிவிவரம்

Ludwig Boltzmann

மேட்டர் / அத்தியாயம் 15

இதுவரை நாம் தெரிந்துகொண்டுள்ள விஷயங்களை முதலில் பட்டியலிட்டுவிடுவோம்.

உலகில் பல்வேறு தனிமங்கள் உள்ளன. ஒவ்வொன்றும் பிரத்யேகமானது. ஒன்றை மற்றொன்றாக மாற்றமுடியாது. இவை ஒவ்வொன்றுக்கும் அணு எடை என்ற அடிப்படைப் பண்பு உள்ளது. இருவேறு தனிமங்களுக்கு இருவேறு அணு எடை. இந்தத் தனிமங்களுக்கு இணைதிறன் என்ற வேதிப்பண்பு உள்ளது. இதன் அடிப்படையில்தான் சில தனிமங்கள் குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் ஒன்றோடு ஒன்று இணைந்து சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன.

இந்தத் தனிமங்களை அழகாக ஓர் அட்டவணையாக ஆக்கமுடியும். ஒத்த பண்புகளுடைய தனிமங்களை ஒரு குழுவாகச் சேர்க்க முடியும். இதனை மெண்டலீவ் செய்தார். அப்படிச் செய்ததன்மூலம் இடையிடையே விட்டுப் போயிருந்த, அதுவரை கண்டுபிடிக்கப்படாதிருந்த சில தனிமங்களை சுட்டிக்காட்டினார். அவையெல்லாம் பின்னாள்களில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. ஆக, தனிமங்களுக்கு அடிப்படையாக ஏதோ ஒரு குணம் ஒன்று உள்ளது. அதன் காரணமாக ‘அடுத்தடுத்த’ தனிமங்கள் ஏதோ ஒர் ஒழுங்கைக் கடைப்பிடிக்கின்றன.

இவையெல்லாம் இனிமேல்தான் கண்டுபிடிக்கப்படும். அவற்றைப் பின்னால் பார்ப்போம்.

தனிமங்களோ சேர்மங்களோ, அறை வெப்பநிலையில், சாதாரண காற்றழுத்தத்தில் மூன்று நிலைகளில் இருக்கும். வாயு, திரவம், திடம். வாயு வடிவப் பொருள்களை ஆராய முற்பட்டதன் விளைவாகத்தான் பல்வேறு புதிர்களுக்கான விடை நமக்குக் கிடைக்க ஆரம்பித்தது. வாயுக்களை வைத்துச் செய்த பரிசோதனைகளின் விளைவாக நமக்கு நிறைய விதிகள் கிடைத்தன. 17-ம் நூற்றாண்டிலிருந்தே இந்த விதிகள் நமக்குக் கிடைக்கத் தொடங்கின.

ராபர்ட் பாயில் 1662-ல் முன்வைத்த விதிதான் உள்ளதிலேயே பழமையானது. ஒரு பலூனில் ஒரு வாயு அடைக்கப்பட்டுள்ளது. அது ஒரு குறிப்பிட்ட கொள்ளளவைக் கொண்டுள்ளது. அதன் அழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவில் உள்ளது. அந்த வாயு மாறாத ஒரு வெப்பநிலையில் உள்ளது. இப்போது அந்தப் பலூனை நசுக்கினால், கொள்ளளவு குறையும். ஆனால் அழுத்தம் அதிகரிக்கும். அழுத்தம் எந்த அளவு அதிகரிக்கிறதோ அந்த அளவு கொள்ளளவு குறையும் என்றார் பாயில். அதாவது அழுத்தம், கொள்ளளவு இரண்டையும் பெருக்கினால் அது மாறாத எண்ணிக்கையாக இருக்கும்.

அடுத்து சார்ல்ஸ் விதி. 1678-ல் வெளியான இந்த விதியின்படி, ஒரு வாயு மாறாத அழுத்தத்தில் இருக்கும்போது, அதன் கொள்ளளவானது அதன் வெப்பநிலையை மட்டும்தான் சார்ந்திருக்கும். அதாவது வெப்பநிலை அதிகமானால் வாயு விரிவடையும். வெப்பநிலை குறைந்தால் வாயு சுருங்கும்.

இதோடு தொடர்புடையதுதான் கே லூஸாக்கின் விதி. 1809-ல் வெளியானது. மேலே உள்ள விதியில் கொள்ளளவுக்கு பதில் அழுத்தத்தை வையுங்கள். மாறாத கொள்ளளவு உள்ள ஒரு பாத்திரத்தில் ஒரு வாயு இருக்கும்போது அதன் அழுத்தமானது அதன் வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்திருக்கும். வெப்பநிலையை அதிகப்படுத்தினால் அழுத்தம் அதிகரிக்கும். குறைத்தால் குறையும்.

இந்த மூன்று விதிகளையும் ஒன்றுசேர்த்தால் கிடைப்பதுதான் ‘இலட்சிய வாயு’ விதி. அதனை PV = nRT என்று எழுதி நீங்கள் பார்த்திருக்கலாம். P என்பது அழுத்தம். V என்பது கொள்ளளவு. T என்பது வெப்பநிலை. R என்பது ‘இலட்சிய வாயு மாறிலி’. n என்பது எத்தனை ‘மோல்’ வாயு அந்தக் கொள்ளளவில் உள்ளது என்பது. இலட்சிய வாயு என்றால் என்ன, மோல் என்றால் என்ன என்பதையெல்லாம் விரைவில் பார்ப்போம்.

பரிசோதனைகள்மூலம் கிடைத்த மேலே சொன்ன சமன்பாடு நமக்கு என்ன சொல்கிறது?

ஒரு டப்பாவில் ஒரு வாயு அடைக்கப்பட்டுள்ளது. வாயுவின் மூலக்கூறுகள் அமைதியாக கோலிகுண்டுகள் மாதிரி ஓரிடத்தில் உட்கார்ந்திருக்காது; அங்கும் இங்கும் அலைந்துகொண்டிருக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் யூகித்தனர். இதற்கு என்ன சாட்சி? உள்ளே பார்த்தால் மூலக்கூறுகள் அங்கும் இங்கும் ஓடுவதை, அலைவதைப் பார்க்கமுடியுமா? இல்லை. முடியாது. எனவே இப்போதைக்கு இதனை ஒரு கருதுகோளாக மட்டும் எடுத்துக்கொள்வோம்.

மூலக்கூறுகள் அங்கும் இங்கும் அலைகின்றன என்றால் என்ன வேகத்தில் செல்கின்றன? எல்லா மூலக்கூறுகளும் ஒரே வேகத்தில் செல்கின்றனவா? எந்தத் திசையில் செல்கின்றன?

அவை அங்கும் இங்கும் செல்கின்றன என்றால் நிச்சயம் டப்பாவின் சுவரின்மீது மோதவேண்டும். அப்படி மோதினால் டப்பாவுக்கு என்ன ஆகும்?

வெளியிலிருந்து நாம் பார்க்க்ககூடியது என்ன? வாயு அடங்கிய ஒரு பாத்திரத்தை மேசை மீது வைத்தால் அது அசையாமல் அப்படியே உள்ளது. துள்ளிக் குதிப்பதில்லை. இது எப்படிச் சாத்தியம்? உள்ளே உள்ள மூலக்கூறுகள் டொம் டொம் என்று சுவரின்மீது அடித்துக்கொண்டிருந்தால் அந்தப் பாத்திரம் ஆடவேண்டும் அல்லவா?

இங்குதான் புள்ளிவிவரவியல் (ஸ்டாடிஸ்டிக்ஸ்) முறையில் யோசிக்க ஆரம்பித்தார் லுட்விக் போல்ட்ஸ்மான் (Ludwig Boltzmann). ஆஸ்திரிய நாட்டைச் சேர்ந்தவர். புள்ளிவிவர இயக்கவியல் என்னும் துறையின் தந்தை இவர் என்று சொல்லலாம்.

1844-ல் பிறந்த போல்ட்ஸ்மான் வாயுக்களின் இயக்கக் கோட்பாடு குறித்த ஆராய்ச்சியில் முனைவர் பட்டம் பெற்றார். கல்லூரிப் பேராசிரியர் ஆனார். இவருடைய காலத்தில் மிகப் பெரிய கேள்வியே உண்மையில் அணு அல்லது மூலக்கூறு என்ற ஒன்று இருக்கிறதா என்பதே. தனிம அட்டவணையைக் கண்டிபிடித்த மெண்டலீவே அணு என்று ஒன்று உண்மையில் இருப்பதை நம்பவில்லை. விஞ்ஞானிகள் இரு பிரிவாகப் பிரிந்துகொண்டனர். அணுக்குழு ஒருபக்கம், அ-அணுக்குழு மறுபக்கம்.

அணுக்குழு என்ன சொன்னது? கடைசியில் எல்லாமே குட்டிக் குட்டித் துண்டுகள். அவை ஒன்றோடு ஒன்று சேரும்போதுதான் நாம் கண்ணால் பார்க்கும் பொருள்கள் தென்படுகின்றன. அ-அணுக்குழு என்ன சொன்னது? பொருள் என்பதே ஒன்றான, கட்டியான ஒன்று. அதை எப்படி வேண்டுமானாலும் நறுக்கமுடியும், ஒட்டமுடியும், சேர்க்கமுடியும், பிரிக்கமுடியும்! ஆங்கிலத்தில் சொல்வதானால் continuum vs discrete என்ற பிரச்னை. அணுவைக் கண்ணால் பார்க்க முடியவில்லை. அப்படியானால் அதை எப்படி நம்புவது. கொழுக் மொழுக் என்று இருக்கும் ஒரு பொருளைக் காணமுடிகிறது. எனவே டிஸ்க்ரீட் என்பது தப்பு. கண்டினுவம் என்பதுதான் சரி!

இந்த நிலையில் போல்ட்ஸ்மான் போன்றோர், ஒரு வாயு டப்பாவில் மூலக்கூறுகள் அனைத்தும் தன்னிஷ்டத்துக்கு அங்கும் இங்கும் ஆளுக்கொரு வேகத்தில் அலைகின்றன என்று சொன்னால் யார் நம்புவார்கள்? எங்கே காட்டு என்றால் எதைக் காட்டுவது?

ஆனால் போல்ட்ஸ்மான் அதைப் பற்றிக் கவலைப்படவில்லை. கண்ணில் தெரிந்தால்தான் உண்மையா? ஒரு வாயு என்பது பல மூலக்கூறுகளைக் கொண்டது என்று எடுத்துக்கொண்டு தன் கணக்கை ஆரம்பித்தார்.

அதை அடுத்தவாரம் பார்ப்போம்.

0

ஏகம் ஏகம் அநேகம்

மேட்டர் / அத்தியாயம் 14

வேகவேகமாகப் புத்தகம் எழுதி முடிக்கவேண்டுமே என்ற முனைப்பில் இருந்த மெண்டலீவுக்கு, தனிமங்களைக் கொண்டு ஒருவித ஒழுங்கை நிர்மாணித்திருப்பது உறைத்தது. உடனே அதனை ஒரு கட்டுரையாக ரஷ்ய மொழியிலும் பிரெஞ்சிலும் எழுதினார். ‘அணு எடையையும் வேதி இணைதிறனையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு தனிமங்களை ஒழுங்குபடுத்த ஒரு முயற்சி’ என்ற அந்தக் கட்டுரையை ரஷ்ய மொழியில் 150 பிரதிகளும் பிரெஞ்சில் 50 பிரதிகளும் எடுத்துக்கொண்டார்.

இந்த அட்டவணைதான் 17 பிப்ரவரி 1869 என்ற தேதியிட்ட அந்தக் கட்டுரையில் காணப்பட்டது. ரஷ்யக் கட்டுரை உள்ளூர் ஆட்களுக்காக. பிரெஞ்சுக் கட்டுரையை மெண்டலீவ் ஐரோப்பாவில் தனக்குத் தெரிந்த வேதியியல் விஞ்ஞானிகளுக்கெல்லாம் அனுப்பிவைத்தார்.

மேலே உள்ள படத்தில் பல இடங்களில் கேள்விக்குறிகளைக் காண்பீர்கள். கமா இருக்கும் இட்த்தில் முற்றுப்புள்ளிகளைப் போட்டுக்கொள்ளுங்கள். சில நாடுகளில் 15.6 என்பதை 15,6 என்றுதான் குறிப்பார்கள்.

தனிமக் குறியீடு இருக்கும் இடங்களில் கேள்விக்குறிகளை இடுவதன்மூலம் அந்த இடத்தில் இதுவரை கண்டுபிடிக்காத ஒரு தனிம்ம் இருக்கவேண்டும் என்ற தன் கருத்தை மெண்டலீவ் மென்மையாக முன்வைத்தார். அணு எடைக்கு அருகில் கேள்விக்குறி இட்ட இடங்களில் அதுவரையில் விஞ்ஞானிகள் முன்வைத்துள்ள அணு எடை தவறு என்றும் தான் குறிப்பிட்டிருக்கும் எண்தான் சரி என்றும் தான் கருதுவதை முன்வைத்தார்.

இது அறிவியல் உலகில் பெரும் சலசலப்பு ஒன்றையும் உடனடியாக ஏற்படுத்தவில்லை. ஆனால் மெண்டலீவ் தொடர்ந்து 1870-ல் ஒரு கட்டுரை எழுதி மேலும் பல தனிமங்களின் அணு எடை எண்களை மாற்றினார். 1871-ல் அதே கட்டுரையை மேலும் விரிவாக்கி ஜெர்மன் மொழிக்கு மாற்றப்பட்டது. அப்போதுதான் மிக முக்கியமான பல விஞ்ஞானிகளைச் சென்றடைந்தது.

இந்த 1870 ரஷ்ய, 1871 ஜெர்மன் கட்டுரையில் மிக தைரியமான சில முடிவுகளை மெண்டலீவ் வெளியிட்டிருந்தார். ஆனால் இதற்கான அடிப்படை 1869 அட்டவணையில் கேள்விக்குறிகளிலேயே அடங்கியிருந்தது.

போரானைப் போல நடந்துகொள்ளும், ஆனால் போரானைவிட அதிக அணு எடை கொண்ட ஒரு தனிமம் இருக்கவேண்டும்; அதன் அணு எடை 44 என்று இருக்கும் என்றால் மெண்டலீவ். அது இதுவரையில் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. ஆனால் பின்னர் அதனைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான வாய்ப்புகள் உள்ளன என்றார் அவர். கண்டுபிடிக்கப்படாத அந்தத் தனிமத்துக்கு ஏக-போரான் என்று பெயர் வைத்தார். ‘ஏக’ என்பது ‘ஒன்று’, ‘ஒரேயொரு’, ‘தனித்துவம் கொண்ட’ போன்ற பொருள்களைத் தரும் சமஸ்கிருதச் சொல்.

ஏக-போரான் என்றால் போரானைப் போன்ற, ஆனால் தனித்துவமான ஒரு தனிமம் என்ற பொருளில் மெண்டலீவ் சொல்லியிருக்கவேண்டும். ஏன் மெண்டலீவ் லத்தீன், கிரேக்கம், ரஷ்யன், பிரெஞ்ச், ஜெர்மன் ஆகியவற்றை விட்டுவிட்டு சமஸ்கிருதத்தில் பெயர் வைத்தார் போன்ற ஆராய்ச்சி என் புரிதலுக்கு அப்பாற்பட்டது. இதில் பானினி எங்கு வந்தார் என்பதையும் என்னால் புரிந்துகொள்ள முடியவில்லை. ஆனால் சமஸ்கிருத முன்னொட்டு அது என்பதை மட்டும் தெளிவாகச் சொல்லமுடியும்.

அதேபோல அணு எடை 68 கொண்ட ஏக-அலுமினியம் என்ற ஒரு தனிமம் இருக்கவேண்டும் என்றும் அணு எடை 72 கொண்ட ஏக-சிலிகான் என்ற ஒன்று இருக்கவேண்டும் என்று வலுவாக முன்வைத்தார்.

*

நிறமாலையியல் பற்றி சென்ற வாரமே குறிப்பிட்டிருந்தேன். ஒரு தனிமத்தைச் சூடாக்கி பின் அதைக் குளிர வைக்கும்போது அதிலிருந்து ஆற்றல் கதிர்கள் வெளியாகும். அந்தக் கதிர்கள் எந்த அதிர்வெண்ணில் உள்ளன என்பதை ஆராய முடியும். ஒவ்வொரு தனிமமும் ஒருசில குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்கள் கொண்ட கதிர்களையே வெளியிட்டன. இது ஆச்சரியகரமான ஒரு நிகழ்வு. இதனை நாம் விரிவாகப் பின்னர் பார்க்கப்போகிறோம். ஒருவித்ததில் சொல்வதானால் ஒரு தனிமத்துக்கு அதன் குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்கள் கைரேகை போல. இந்த அதிர்வெண்ணில் ஆற்றல் கதிர்கள் வெளியானால் அது இந்தத் தனிமம். வேறு அதிர்வெண்கள் என்றால் வேறு தனிமம்.

இரண்டு தனிமங்களை ஒன்றாகக் கலந்து அவற்றைச் சூடாக்கிக் குளிர்வித்தால் அவை இரண்டு தனிமங்களின் அதிர்வெண் கலவைகளில் வெப்ப ஆற்றலை வெளிப்படுத்தும்.

இதனை வைத்துக்கொண்டு புதிய தனிமங்களைக் கண்டுபிடிக்கும் முயற்சியில் பலரும் இறங்கினர். புன்சென், கிர்க்காஃப் ஆகியோர் பற்றிப் பார்த்தோம் அல்லவா? அதைப்போல ஒருவர்தான் பிரான்ஸின் பால் எமில் லெகாக் தி போய்ஸ்பாத்ரான். இவர் தன் பங்குக்கு ஐந்து தனிமங்களைக் கண்டுபிடித்தார். ஆனால் இவர் கண்டுபிடித்த முதல் தனிமம்தான் மிக முக்கியமானது. 1875-ல், மெண்டலீவ் கட்டுரை ஜெர்மனில் வெளியான நான்கு ஆண்டுகளுக்குப்பின், லெகாக் தி போய்ஸ்பாத்ரான் தன் முதல் புதுத் தனிமத்தைக் கண்டுபிடித்தார். பிரான்ஸின் பழமையான பெயர் கால் என்பது. எனவே அதன் ஞாபகார்த்தமாக, தான் கண்டுபிடித்த தனிமத்துக்கு கால்லியம் என்று பெயர் கொடுத்தார். இந்தத் தனிமத்தின் அணு எடை ஏக-அலுமினியத்தின் அணு எடையாக இருந்தது. ஆனால் இவருக்கு மெண்டலீவ் என்ற ஒருவர் ஏற்கெனவே இப்படி ஒரு தனிமம் இருக்கும் என்று சொன்னது தெரிந்திருக்கவில்லை.

யாராவது ஒருவர் தன் ஏக தனிமங்களைக் கண்டுபிடிப்பார் என்ற நம்பிக்கையில் இருந்த மெண்டலீவ், பிற மொழி ஆராய்ச்சிக் கட்டுரைகளையெல்லாம் தேடிக்கொண்டே இருந்தார். லெகாக் தி போய்ஸ்பாத்ரான் தன் கண்டுபிடிப்பைப் பற்றி எழுதியிருந்ததைப் பார்த்த மெண்டலீவ் மகிழ்ச்சி அடைந்தார். அணு எடை 68 கொண்ட ஒரு தனிமம் உள்ளது என்று தான் 1870/71-லேயே சொன்னதை நினைவுகூர்ந்து அந்த இதழுக்கு ஒரு கட்டுரையை அனுப்பிவைத்தார். அதன் வேதிப் பண்புகள் எப்படியிருக்கும், அதன் சேர்மங்கள் எப்படியிருக்கும் என்றெல்லாம் அந்தப் பொருளைப் பார்க்காமலேயே விளக்கமாக அந்தக் கட்டுரையில் எழுதினார்.

ஆனாலும் பலர் மெண்டலீவுக்கு உரிய மரியாதையைத் தரவில்லை. ஏதோ குத்துமதிப்பாக இந்த நபர் அடித்துவிட்டுள்ளார் என்று நினைத்தார்களோ என்னவோ.

அடுத்து 1879-ல் ஸ்வீடனின் நில்சன் என்பவர் ஒரு புதிய தனிமத்தைக் கண்டுபிடித்தார். அதற்கு தன் நாட்டின் நினைவாக ஸ்கேண்டியம் என்று பெயர் வைத்தார். இந்த அறிவிப்பு வெளியானது ஸ்வீடிஷ் மொழியில். அது இன்னும் உலகெங்கும் பரவவில்லை. ஆனால் மெண்டலீவின் கண்டுபிடிப்பு பற்றி நன்கு அறிந்திருந்த மற்றொரு ஸ்வீடிஷ் விஞ்ஞானியான பெர் க்ளீவ், மெண்டலீவுக்குக் கடிதம் எழுதினார். ‘நீங்கள் யூகித்திருந்த ஏக-போரான் என்ற தனிமத்தை எங்கள் நாட்டவரான நில்சன் என்பவர் கண்டுபிடித்துள்ளார். அதுதான் ஸ்கேண்டியம்.’

ஆனால் க்ளீவ் அத்துடன் நிற்கவில்லை. ஓர் அட்டவணையை உருவாக்கி, மெண்டலீவ் ஏக-போரான் பற்றிக் குறிப்பிட்டிருந்த இயற்பியல், வேதியியல் பண்புகள் பற்றிய யூகங்களை ஒரு பக்கமும் அதற்கு அருகில் உண்மையாகவே அந்தத் தனிமத்தை எடுத்து அதிலிருந்து பெறப்பட்ட தகவல்களை அருகிலும் கொடுத்திருந்தார். அவை இரண்டுக்கும் அத்தனை ஒற்றுமை!

ஒரு யூகம் சரி, இரண்டாவது யூகமும் சரி. அப்படியானால் மூன்றாவது? அதற்கு மேலும் பல ஆண்டுகள் பிடித்தன. 1886-ல் ஜெர்மன் விஞ்ஞானி கிளமென்ஸ் விங்க்லர், தான் புதிய தனிமம் ஒன்றைக் கண்டுபிடித்திருப்பதை அறிவித்தார். அதற்குத் தன் நாட்டின் பெயரை வைத்து ஜெர்மானியம் என்று அழைத்தார். இவரும் மெண்டலீவ் பற்றிக் கேள்விப்பட்டிருக்கவில்லை போல! ரிக்டர் என்ற ஜெர்மானியர் இந்த ஜெர்மானியத்துக்கும் மெண்டலீவின் ஏக-சிலிகானுக்கும் முடிச்சுப் போட்டார்.

இப்படியாக 1869-ல் மெண்டலீவின் மூளையில் உதித்த கருத்து, 1870-71-ல் வலுவடைந்து ஏக-அலுமினியம், ஏக-போரான், ஏக-சிலிக்கான் என்று பெயர் பெற்று, 1875, 1879, 1886 ஆகிய ஆண்டுகளில் முறையே கண்டுபிடிக்கப்பட்டு மெண்டலீவுக்கு அழியாப் புகழைப் பெற்றுத்தந்தது.

மெண்டலீவின் தனிம அட்டவணையில் அதன்பின் ஏகப்பட்ட பிற தனிமங்கள் வந்து சேர்ந்துகொண்டன. அணு எடை மறைந்துபோய் அணு எண் என்ற கருத்து வந்து புகுந்துகொண்டது. அவற்றைப் பின்னர் பார்ப்போம். பொருள்களைப் புரிந்துகொள்வதில் மெண்டலீவின் சாதனை மிகப் பெரியது என்பது திண்ணம். இப்போது மெண்டலீவிடமிருந்து விடை பெற்றுக்கொள்வோம்.

அடுத்த இரண்டு வாரங்கள் கொஞ்சம் கணக்கு போடப்போகிறோம். வாயுக்களையும் திடப்பொருள்களையும் கொஞ்சம் அதிகமாகப் புரிந்துகொள்ள முடியுமா என்று பார்க்கப்போகிறோம்.

0

நேர நெருக்கடி

மேட்டர் / அத்தியாயம் 13 

மெண்டலீவ் கையில் 63 தனிமங்கள் இருந்தன. ஏற்கெனவே கரிம வேதியியல் பற்றி ஒரு புத்தகம் எழுதிப் பிரபலம் ஆகியிருந்தார். நிரந்தர பேராசிரியர் வேலை கிடைத்திருந்தது. அறிவுலகத்தில் முக்கியமான நபராக இருந்தார். அரசு இவரிடம் ஆலோசனை கேட்டது.

1867-ல் மெண்டலீவின் குருநாதரும் செயிண்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க் பல்கலைக்கழகத்தில் வேதியியல் பேராசிரியருமான வோஸ்க்ரெசென்ஸ்கி வேலையிலிருந்து ஓய்வு பெற்றார். உடனே அந்த இடத்துக்கு மெண்டலீவ் நியமிக்கப்பட்டார். இப்போது மெண்டலீவ் மாணவர்களுக்கு வேதியியல் பாடம் நடத்தவேண்டும்.

அதற்கான பாடப் புத்தகங்களைத் தேட ஆரம்பித்தார் மெண்டலீவ். கரிம வேதியியல் பற்றி அவர் ஏற்கெனவே எழுதிய ஒரு புத்தகம் இருந்தது. ஆனால் பொது வேதியியல் – அதாவது கரிம வேதிப் பொருள்கள் அல்லாத கனிம வேதிப் பொருள்கள் பற்றிய விஷயங்களை விளக்கும் அடிப்படைப் புத்தகங்கள் ஏதும் உருப்படியாக இல்லை. பல மேலை நாட்டுப் புத்தகங்கள் – பிரெஞ்சு, ஜெர்மன் மொழியில் எழுதப்பட்டவற்றின் ரஷ்ய மொழியாக்கங்கள் இருந்தன. ஆனால் மெண்டலீவுக்கு அவை அவ்வளவாகப் பிடிக்கவில்லை. எனவே தானே ஒரு புத்தகத்தை எழுத முடிவு செய்தார். அந்தப் புத்தகம்தான் தனிம அட்டவணையை நோக்கி அவரை இழுத்துச் சென்றது.

‘வேதியியல் கொள்கைகள்’ என்ற தலைப்பில் 1868-ம் ஆண்டு தொடங்கி மெண்டலீவ் தன் புத்தகத்தை எழுத ஆரம்பித்துவிட்டார். எதைப் பற்றியெல்லாம் இந்தப் புத்தகத்தில் எழுதுவது? அதுவரை தெரிந்திருந்த பொருள்களைப் பற்றி வரிசையாக எழுத ஆரம்பித்தார். ஒவ்வொரு பொருள், அதன் இயற்பியல் பண்புகள், அதன் வேதியியல் பண்புகள், எம்மாதிரியான பொருள்களுடன் அது சேரும், எம்மாதிரியான சேர்மங்களை உருவாக்கும், அந்தச் சேர்மங்களின் பண்புகள். இப்படி.

இயற்பியல் பண்புகள் என்றால் என்ன? நிறம், மணம், அடர்த்தி என்று தொடங்கி வேறு பல முக்கியமான பண்புகள் இதில் அடங்கும். உதாரணமாக அறை வெப்பத்தில், இயல்பான வளி அழுத்தத்தில் ஒரு பொருள் திடமாக அல்லது திரவமாக அல்லது வாயுவாக இருக்கிறதா? திடமாக இருக்கிறது என்றால் அது படிகமாக உள்ளதா அல்லது தூளாக உள்ளதா? திரவமாக இருந்தால் அதன் கொழகொழப்பு எவ்வளவு? திடமாக இருந்தால் எந்த வெப்பத்துக்கு அதனை உயர்த்தினால் அது திரவமாக மாறும்? திரவமாக இருக்கும்போது எந்த வெப்பத்துக்கு உயர்த்தினால் அது வாயுவாக ஆகும்? திரவமாக ஆகாமலேயே ஒரு திடப்பொருள் வாயுவாக ஆகிவிடலாம்.

ஒரு குறிப்பிட்ட எடை உள்ள பொருளின் வெப்பநிலையை ஒரு டிகிரி அதிகமாக்க, அதாவது 40 டிகிரி செண்டிகிரேடில் இருந்தால் 41 டிகிரி செண்டிகிரேட் ஆக அதிகரிக்க, எத்தனை வெப்பத்தை அதற்கு அளிக்கவேண்டும்? (இதற்கு தன்வெப்பம் என்று பெயர்.)

இப்படிப் பலப்பல பண்புகள் அனைத்துக்கும் இயற்பியல் பண்புகள் என்று பெயர்.

மெண்டலீவ் தன் புத்தகத்தில் முதலில் ஹைட்ரஜன், ஆக்சிஜன், கரி, நைட்ரஜன் ஆகியவற்றின் பண்புகளை விரிவாக எழுத ஆரம்பித்தார். இவை அனைத்தும் கரிம வேதியியலின் முக்கியமான தனிமங்கள். அடுத்து சமையல் உப்பை எடுத்துக்கொண்டு அதன்மூலம் சோடியம், குளோரின் என்ற இரண்டு தனிமங்களைப் பற்றிப் பேசத் தொடங்கினார். சாதாரண சமையல் உப்பைப் பற்றி, அதன் பண்புகளைப் பற்றி விளக்கியபின், குளோரின் குடும்பத்தை விளக்கத் தொடங்கினார்.

அதென்ன குடும்பம்?

ஃபுளோரின், குளோரின், புரோமின், அயோடின் என்ற நான்கு பொருள்கள் கிட்டத்தட்ட ஒரேமாதிரியாகச் செயல்பட்டன. இதில் முதலிரண்டும் அறை வெப்பநிலையில் வாயுக்கள். மூன்றாவது திரவம். நான்காவது திடம். இவை அனைத்தும் ஹைட்ரஜனுடன் இணைந்து அமிலங்களை உருவாக்கின. சோடியத்துடன் இணைந்து உப்புகளை உருவாக்கின. இந்த நான்கையும் ஒரே குடும்பமாகக் கருதி அதற்கு ‘ஹாலோஜென் குடும்பம்’ என்று பெயர் இடப்பட்டிருந்தது.

இதுவரை எழுதி முடித்ததே ஒரு தொகுதி ஆகிவிட்டது. ஆனால் முழுமையாகத் தொட்டதோ எட்டு தனிமங்கள்தாம். சோடியம் பற்றிப் பேச ஆரம்பித்திருந்தார். ஆனால் அதனை முழுமையாக ஆராயத் தொடங்கவில்லை.

இரண்டாவது தொகுதியில் மெண்டலீவ் சோடியத்திலிருந்து ஆரம்பித்தார். எப்படி ஹாலோஜென் ஒரு குடும்பமோ, அதேபோல சோடியமும் ஒரு குடும்பத்தைச் சேர்ந்தது. இதுவும் அப்போது அனைவருக்கும் தெரிந்த ஒரு விஷயம்தான். சோடியம், பொடாஷியம், ருபிடியம், சீசியம் போன்றவை. இதில் முதல் இரண்டு பொருள்கள் நமக்கு மிகவும் பரிச்சயமானவை. சோடியம் என்பது சோடியம் குளோரைடு வடிவில் சமையல் உப்பில் இருப்பது. பொடாஷியம் என்பதும் கடல் உப்பில் பொடாஷியம் குளோரைடு வடிவில் கிடைக்கும். சமையல் உப்பிலேயே கொஞ்சமாகச் சேர்ந்திருக்கும்.

ருபிடியம், சீசியம் இரண்டும் ராபர்ட் புன்சென், குஸ்தாவ் கிர்க்காஃப் ஆகிய இருவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட உலோகங்கள். சீசியம் 1861-லும், ருபிடியம் 1860-லும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இந்த புன்சென் யார் தெரியுமா? இவருடைய பரிசோதனைச் சாலையில்தான் மெண்டலீவ் 1859-ல் ஓர் உதவியாளராகச் சேர்ந்திருந்தார். இவர்கள் ஸ்பெக்ட்ராஸ்கோபி என்ற நிறமாலையியல் வழியாக இந்தப் புதிய உலோகங்களைக் கண்டுபிடித்திருந்தனர்.

இந்த நான்கு உலோகங்களும் வேதியியல்ரீதியில் ஒரேமாதிரியாக நடந்துகொள்ளக்கூடியவை. இவற்றுக்குக் கார உலோகங்கள் என்று பெயர். ஏனெனில் இவை நீருடன் வினைபுரிந்து ஹைட்ராக்சைடு காரங்களை உருவாக்கும். சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு, பொடாஷியம் ஹைட்ராக்சைடு… இப்படி. இந்த அமிலம், காரம் ஆகியவை பற்றி நம் ஆரம்பத்திலேயே பார்த்திருக்கிறோம். ரசவாதிகளே இவற்றைப் பயன்படுத்தியிருக்கிறார்கள் என்று பார்த்தோம்.

ஆக, இரண்டாம் தொகுதியின் ஆரம்பத்தில் கார உலோகங்களைப் பற்றி விளக்கிய மெண்டலீவ், அடுத்து கால்சியம் பற்றி எழுத ஆரம்பித்தார். இப்போது இதுவும் ஒரு குடும்பமாக இருப்பது தெரிய வந்தது.

மக்னீசியம், கால்சியம், ஸ்ட்ரான்ஷியம், பேரியம் என்று செல்லும் இந்த உலோகங்களுக்கு கார மண் உலோகங்கள் என்று பெயர். இவையும் நீருடன் வினை புரிந்து ஹைட்ராக்சைடு காரங்களை உருவாக்கும்.

ஹாலோஜென் குடும்ப உறுப்பினர்கள் அனைவருக்கும் இணைதிறன் 1. கார உலோகங்களுக்கு இணைதிறன் 1. கார மண் உலோகங்களுக்கு இணைதிறன் 2. இது உடனேயே மெண்டலீவுக்கு ஒரு தெளிவான பாதையைக் காட்டியிருக்கவேண்டும்.

அதற்காக அவர் இணைதிறன் 1 கொண்ட அனைத்துப் பொருள்களையும் ஒன்றாகச் சேர்க்கவில்லை. அப்படியானால் ஹாலோஜென்னும் கார உலோகமும் ஒன்று என்றாகிவிடும். அப்படியல்ல. அவற்றுக்கிடையே வேறு சில ஒற்றுமைகள் இருக்கவேண்டும். ஒரே இணைதிறன் இருக்கவேண்டும் என்பது அவசியம். அத்துடன் அவை ஒரேமாதிரியான வினைகளைப் புரியவேண்டும். அப்படி ஆனபின், அவற்றி மேலிருந்து கீழாக அவற்றின் மூலக்கூறு எடையை அடிப்படையாகக் கொண்டு வரிசைப்படுத்திவிடலாம்.

அப்படிச் செய்யும்போது அந்தக் குடும்பத்தில் ஒரு தனிமம் எப்படி நடந்துகொள்கிறது என்பதை விளக்கிவிட்டால் போதும். பிற தனிமங்கள் எப்படி நடந்துகொள்கின்றன என்பது தெளிவாகப் புரிந்துவிடும்.

ஒவ்வொரு தனிமத்துக்கும் தனித்தனியாக அத்தியாயங்கள் வைத்து எழுதுவது சரிப்படாது என்ற முடிவுக்கு வந்த மெண்டலீவ் அடுத்து இந்த முறையைக் கடைப்பிடிக்கத் தொடங்கினார். ஏனெனில் புத்தகத்தை முடிப்பதாக அவர் ஒப்புக்கொண்டிருந்த நாள் நெருங்கிக்கொண்டிருந்தது.

இந்த நேர நெருக்கடியின் விளைவாக உருவானதுதான் தனிம அட்டவணை. ஆனால் இதிலிருந்துதான் சில ஆச்சரியம் தரத்தக்கப் புதிய கண்டுபிடிப்புகள் நிகழ்ந்தன. அவற்றை அடுத்த வாரம் பார்ப்போம்.

0

இணைதிறன்

மேட்டர் / அத்தியாயம் 12 

இன்று மாணவர்களுக்கு இணைதிறன் (Valency) பற்றிப் பாடம் நடத்துவதாக இருந்தால் நேராக எலெக்ட்ரான்கள், சுற்றுப்பாதை, இணைதிறன் பிணைப்பு என்றெல்லாம் ஆரம்பித்திருப்போம். ஆனால் நாம் இப்போது பார்ப்பது அறிவியல் வளர்ந்த வரலாற்றை. நாம் பேசும் காலகட்டத்தில் எலெக்ட்ரான் என்பதே கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. சொல்லப்போனால் எலெக்ட்ரான் என்பதையே மெண்டலீவ் இறப்பதற்குச் சற்றுமுன்னர்தான் கண்டுபிடித்திருந்தனர். அவர் இறந்து பல ஆண்டுகளுக்குப் பிறகுதான் புரோட்டான் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

எலெக்ட்ரான் பற்றித் தெரிந்துகொள்ளாமலேயே இணைதிறன் பற்றிப் புரிந்துகொள்ள முடியும்.

நீர் என்பது HO என்றுதான் இருக்கும் என்று டால்ட்டன் சொன்னார் அல்லவா? அப்படியல்ல, H2O என்று இருக்கும் என்ற தன் கணக்கை கே லூஸாக் முன்வைத்தார். அதற்கடுத்து, பல்வேறு வாயு வடிவிலான சேர்மங்கள் பற்றியும் ஆராய்ச்சி செய்து அவற்றின் வேதிவடிவங்கள் எழுதப்பட்டன. அம்மோனியா என்பது NH3, கார்பன் டையாக்சைடு என்பது CO2, கார்பன் மோனாக்சைடு என்றும் ஒன்று உள்ளது, அது CO. நைட்ரஜனுக்கு மூன்று நிலையான ஆக்சைடுகள் உள்ளன, அவை முறையே, N2O, NO, NO2 ஆகியவை.

இவற்றைப் பரிசீலிக்கும்போது சில குழப்பங்கள் ஏற்பட்டன. ஹைட்ரஜன், ஆக்சிஜன் சேரும்போது ஒரே ஒரு நிலையான வடிவம் மட்டுமே ஏற்படுகிறது. ஆனால் நைட்ரஜன், ஆக்சிஜன் சேரும்போது பல வடிவங்களில் வெவ்வேறு சேர்மங்கள் ஏற்படுகின்றன. இது ஏன் இப்படி உள்ளது என்பதற்கான பதிலை அந்தக் கட்டத்தில் சொல்லமுடியவில்லை. இப்படி நடக்கிறது; அவ்வளவுதான்.

அடுத்தது, பல உலோகங்கள் ஆக்சிஜன், குளோரின் ஆகிய வாயுக்களுடன் இணைந்து ஆக்சைடுகளையும் குளோரைடுகளையும் உருவாக்குகின்றன. இவற்றில் பலவற்றின் ஃபார்முலாக்கள் என்ன என்பதைக் கண்டுபிடிப்பது கொஞ்சம் சிரமமாக இருந்தது. சேர்மங்கள் வாயுவாக இருந்தால் உடனே அவற்றின் ஃபார்முலா என்ன என்று சொல்லிவிடலாம். திரவமாக இருந்தாலும் குறைந்த காற்றழுத்தத்தில் அவை ஆவியாகும். அப்போது அந்த ஆவியிலிருந்தும் சேர்மத்தின் ஃபார்முலாவைச் சொல்லிவிடலாம். ஆனால் மழுங்குனி போல சேர்மம் ஒரு திடப் பொருளாக, தூளாக இருந்தால் அது என்னவிதமான சேர்க்கை என்பதைக் கண்டுபிடிக்க நிறையத் திண்டாடவேண்டும்.

தனிம அட்டவணை பற்றி ஓரளவுக்குத் தெரிந்தவர்கள், இவ்வாறு குழப்பம் ஏற்படுத்தக்கூடிய தனிமங்கள் அட்டவணையின் எந்தப் பகுதியிலிருந்து வரக்கூடியவை என்பதைப் பட்டென்று சொல்லிவிடுவீர்கள். இந்தத் தொடரில் பின்னர் இவற்றை நாம் பார்ப்போம்.

இப்போதைக்கு, குழப்பம் இல்லாமல் வரக்கூடிய சில ஆக்சைடு சேர்மங்களைப் பார்ப்போம். ஏன் ஆக்சைடு என்றால், பெரும்பாலான தனிமங்கள் ஆக்சிஜனுடன் சேர்ந்து வினை புரியும். அதனால்தான்.

ஹைட்ரஜன் – H – H2O
ஹீலியம் – He – வினை புரியாது
லித்தியம் – Li – Li2O
பெரில்லியம் – Be – BeO
போரான் – B – B2O3 (பெரும்பாலும், ஆனால் B2O, B6O போன்ற ஆக்சைடுகளையும் உருவாக்கும்.)
கார்பன்/கரி – C – CO2 (பெரும்பாலும், ஆனால் CO என்பதையும் உருவாக்கும்.)
நைட்ரஜன் – N – ஏற்கெனவே பார்த்த N2O, NO, NO2 ஆகியவற்றையும் மேலும் பல ஆக்சைடுகளையும் உருவாக்கும்.
ஆக்சிஜன் – O – அதுவே
ஃபுளோரின் – F – மூன்றுவிதமான சேர்மங்களை உருவாக்கும்.
நியான் – N – வினை புரியாது

அடுத்து ஹைட்ரஜனுடன் இதே தனிமங்கள் சேர்ந்தால் என்னமாதிரியான சேர்மங்கள் கிடைக்கும் என்று பார்ப்போம்.

ஹைட்ரஜன் – H – அதுவே
ஹீலியம் – He – வினை புரியாது
லித்தியம் – Li – LiH
பெரில்லியம் – Be – BeH2 (ஆனால் நாம் எடுத்துக்கொண்டிருக்கும் 19-ம் நூற்றாண்டில் இது உருவாக்கப்பட்டிருக்கவில்லை.)
போரான் – B – B2H6 (19-ம் நூற்றாண்டில் இதனை உருவாக்கியிருந்தார்கள், ஆனால் அதிகம் புரிந்துகொள்ளப்படவில்லை. BH3 என்பதாக மனத்தில் கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள்.)
கார்பன்/கரி – C – CH4 (மீத்தேன். இதுதான் மிக எளிதான சேர்மம். இயற்கையில் சதுப்பு நில வாயு என்று கிடைக்கிறது. ஆனால் இந்த இரண்டு தனிமங்களும் சேர்ந்து எண்ணற்ற பல கோடி சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன. கரிம வேதியியலில் அடிப்படைத் தனிமங்கள் இவை.)
நைட்ரஜன் – N – NH3 (அம்மோனியா)
ஆக்சிஜன் – O – H2O (அல்லது OH2 என்று படியுங்கள்.)
ஃபுளோரின் – F – HF
நியான் – N – வினை புரியாது

ஹைட்ரஜன் ஒருமாதிரியாக, 1, 2, 3, 4, 3, 2, 1 என்று வினை புரிவதைப் பாருங்கள். லித்தியம் – 1, பெரில்லியம் – 2, போரான் – 3, கார்பன் – 4, பிறகு மீண்டும் நைட்ரஜன் – 3, ஆக்சிஜன் – 2, ஃபுளோரின் – 1.

ஒரு ஆக்சிஜன் அணு, இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களுடன் இணைகிறது. எனவே அவைதான் முறையே அவற்றின் இணைதிறன்கள். அதாவது ஆக்சிஜனின் இணைதிறன் 2. ஹைட்ரஜனின் இணைதிறன் 1. இந்த இரண்டு தனிமங்களையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு, அவை பிற தனிமங்களுடன் இணைவதைப் பார்த்து, பிற தனிமங்களின் இணைதிறனைக் கண்டுபிடிக்கலாம்.

கார்பனுடன் இணைய நான்கு ஹைட்ரஜன் தேவை (மிக அடிப்படையான சேர்மத்தில்). எனவே கார்பனின் இணைதிறன் 4. கார்பன் டையாக்சைடு உருவாவதிலும் இதுவே கடைப்பிடிக்கப்படுகிறது. ஒரு கார்பனுடன் இணைய இரண்டு ஆக்சிஜன் – எனவே 2×2 = 4. (அப்படியானால் கார்பன் மோனாக்சைடை வைத்துக்கொண்டு என்ன செய்வது என்ற கேள்வியை இப்போது கேட்கக்கூடாது!)

நைட்ரஜனுக்கு மூன்று, ஃபுளோரினுக்கு 1. லித்தியம் 1, பெரில்லியம் 2, போரான் 3.

ஹீலியம் அல்லது நியானுக்கு என்ன இணைதிறன். பூஜ்யம். ஏன் என்றால் அவை யாருடனும் இணைய மறுக்கின்றன.

இப்படியே தொடங்கி அதுவரையில் தெரிந்திருந்த எல்லாவிதமான தனிமங்களோடும் ஹைட்ரஜன் அல்லது ஆக்சிஜனை வினை புரிய வைத்து, கிடைக்கும் சேர்மங்களை ஆராய்ந்து, இணைதிறனைக் கொடுத்துவிடலாம். சரி, ஹைட்ரஜன் அல்லது ஆக்சிஜனுடன் ஒரு பொருள் சேரவில்லை என்றால்? பிரச்னை இல்லை. ஃபுளோரின் அல்லது குளோரினுடன் அவை சேர வாய்ப்புள்ளது. அவை இரண்டுக்கும் இணைதிறன் 1. (ஏனெனில் HF அல்லது HCl உருவாகின்றன.)

மக்னீசியம் என்ற உலோகத்தை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். அது மக்னீசியம் குளோரைடை MgCl2 உருவாக்குகிறது. எனவே மக்னீசியத்தின் இணைதிறன் 2.

(அதே நேரம், கார்பன், நைட்ரஜன் மட்டுமல்ல, இரும்பு, பாதரசம், அலுமினியம், சிலிக்கான் போன்ற பல தனிமங்கள் ஆக்சிஜன், ஹைட்ரஜன் அல்லது குளோரினுடன் சேரும்போது ஒன்றல்ல பல சேர்மங்களை உருவாக்கி, விஞ்ஞானிகளைக் குழப்பின. அந்தக் குழப்பங்களை ஒருபுறம் வைத்துக்கொண்டே, அவற்றின் இணைதிறன் பொதுவாக என்ன என்பதை அவற்றின் பல்வேறு சேர்மங்களைப் பார்த்துச் சொல்லிவிடலாம்.)

18-ம் நூற்றாண்டிலிருந்து ஆரம்பித்து, மெண்டலீவ் தன் ஆராய்ச்சிகளை ஆரம்பிக்கும் 19-ம் நூற்றாண்டில் இடைப்பகுதி வரையில் இணைதிறன் குறித்து ஓரளவுக்குத் தெளிவான புரிதல் இருந்தது.

மெண்டலீவ், இந்த இரண்டையும் வைத்துக்கொண்டுதான் ஆரம்பித்தார். கே லூஸாக் தொடங்கி அவகாட்ரோ, கேன்னிசாரோ வழியாக மூலக்கூறு எடை (அல்லது அணு எடை) என்பது ஓரளவுக்குத் தெளிவாகத் தெரிந்திருந்தது. இணைதிறன் பற்றியும் ஓரளவுக்குத் தெளிவாகத் தெரிந்திருந்தது.

மெண்டலீவ் கையில் 63 தனிமங்கள் இருந்தன. ஆனால் எல்லோரிடமும்தான் அவை இருந்தன. ஆனால் யாரும் செய்யாத ஒன்றை மெண்டலீவ் செய்ய ஆரம்பித்தார். அதற்கு ஒரு விசித்திரமான காரணம் இருந்தது. அதனை அடுத்து பார்ப்போம்.

0

ஒரு ரஷ்யப் பேராசிரியரின் கதை

மேட்டர் / அத்தியாயம் 11

திமித்ரி மெண்டலீவ் (Dmitri Mendeleev) ரஷ்ய நாட்டவர். ஜார் மன்னர்கள் காலத்தில் வாழ்ந்தவர். ரஷ்யப் புரட்சிக்குச் சற்று முந்தைய காலம்.

சைபீரியா பகுதியில் பள்ளிப் படிப்பை முடித்துவிட்டு செயிண்ட் பீட்டர்ஸ்பர்குக்கு மேல் படிப்பு படிக்க வந்தார். செயிண்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க் பல்கலைக்கழகத்தில் அவருக்கு இடம் கிடைக்கவில்லை. 1851-ல் அருகில் உள்ள கல்வியியல் கல்லூரியில் சேர்ந்தார். பள்ளிக்கூட ஆசிரியர்களுக்குப் பயிற்சி அளிப்பதுதான் அந்தக் கல்லூரியின் நோக்கமாக இருந்தது. ஆனால் அதிர்ஷ்டவசமாக மெண்டலீவ் அங்கு சேர்ந்த சமயத்தில் ஆராய்ச்சி செய்தலை நோக்கி அந்தக் கல்லூரி நகரத் தொடங்கியிருந்த்து. அறிவியல் மற்றும் கணிதம் ஒரு பாடமாக இருந்தது. அந்தப் படிப்பைத்தான் மெண்டலீவ் தேர்ந்தெடுத்தார்.

அந்தக் கல்லூரியில் கல்வி இலவசம். ஆனால் அதற்கு பதிலாக அங்கு படிப்பவர்கள் இரண்டாண்டுகள் பள்ளிக் கல்வி ஆசிரியராக இருக்கவேண்டும்.

இந்தக் கல்லூரியில் வேதியியல் பேராசிரியராக இருந்த வோஸ்க்ரெசின்ஸ்கி என்பவர்தான் மெண்டலீவின் குருநாதராக ஆனார். அவரிடமிருந்தே மெண்டலீவ் வேதியியல் ஆர்வத்தைப் பெற்று அத்துறையில் ஆராய்ச்சியில் இறங்கினார்.

படிப்பை முடித்ததும், செய்துகொண்ட ஒப்பந்தப்படி கிரைமியா பகுதியில் உள்ள ஓர் உயர்நிலைப் பள்ளியில் மெண்டலீவ் ஆசிரியராக வேலையைத் தொடங்கினார். ஆனால் அந்தப் பள்ளியோ சுத்த மோசம். வசதிகள் துளிக்கூடக் கிடையாது. மாணவர்களுக்குப் படிப்பில் ஆர்வமே இல்லை. மெண்டலீவுக்குத் தாங்க முடியவில்லை. எனவே அரசுக்குக் கடிதம் எழுதி, கெஞ்சிக் கூத்தாடி அவர்களிடம் உதவித்தொகை வாங்கிக்கொண்டு ஜெர்மனிக்கு மேற்படிப்புக்குச் சென்றார்.

1859-ல், ஹெய்டல்பர்க் நகருக்கு வந்த மெண்டலீவ், ராபர்ட் புன்சென் என்ற வேதியியலாளரின் பரிசோதனைச் சாலையில் உதவியாளராகச் சேர்ந்தார். வேதியியல் மாணவர்கள் புன்சென் சுடரடுப்பு என்பதைக் கேள்விப்பட்டிருப்பீர்கள். அதில்தான் குடுவைகளை வைத்துக் காய்ச்சுவோம்.

ஜெர்மனியில் மெண்டலீவ் இருந்தபோதுதான் கார்ல்ஸ்ரூஹே மாநாடு நடைபெற்றது. அதற்குப் பார்வையாளராகச் சென்றபோதுதான் அவகாட்ரோவின் கருதுகோள், கேன்னிசாரோவின் கருத்துகள் ஆகியவற்றை மெண்டலீவ் அறிந்துகொண்டார். அதுதான் மிகச் சரியான கருத்து என்று கிட்டத்தட்ட அனைவரும் ஏற்றுக்கொள்வதையும் மெண்டலீவ் பார்த்தார்.

தன் மேற்படிப்பை முடித்துக்கொண்டு 1861-ல் மீண்டும் பீட்டர்ஸ்பர்க் வந்த மெண்டலீவுக்குச் சரியான வேலை கிடைக்கவில்லை. பணத்துக்கு என்ன வழி? அவருக்கு ஒரு புதுமையான வழி தோன்றியது. தனக்கோ வேதியியல் நன்றாகத் தெரியும். ஏன் அதை ஒரு புத்தகமாக எழுதி விற்கக்கூடாது? ரஷ்ய மொழியில் அப்போது பாடப் புத்தகங்கள் அவ்வளவு தரமாக இல்லை.

உடனே கரிம வேதியியல் பற்றி ஒரு புத்தகத்தை எழுத ஆரம்பித்துவிட்டார். 1862-ல் அந்தப் புத்தகத்துக்கு சிறந்த புத்தகம் என்ற விருது கிடைத்தது. கணிசமான பணமும் கையில் கிடைத்தது. அந்தப் பணத்தை வைத்து அவர் திருமணம் செய்துகொண்டார்!

மாணவர்களும் மெண்டலீவின் புத்தகத்தை மிகவும் விரும்பி வாங்கத் தொடங்கினர். வேதியியல் துறையில் ரஷ்ய மொழியில் அந்தப் புத்தகத்துக்கு இணையாக வேறு ஒன்றும் கிடையாது என்று மாணவர்கள், ஆசிரியர்கள் என இரு சாராரும் ஒப்புக்கொண்டனர். சொல்லப்போனால் பிற மொழிகளில் உள்ள புத்தகங்களைவிடவும் மெண்டலீவின் புத்தகம் மிகச் சிறப்பானது என்றே நிபுணர்கள் கருத்து தெரிவித்தனர்.

ஆனாலும் ஒரு முழுநேர வேலை வேண்டுமே? மெண்டலீவ் தன் குருநாதர் வோஸ்கிரசின்ஸ்கியிடம் சென்று தனக்கு ஒரு வேலை வாங்கித் தருமாறு கேட்டுக்கொண்டார். பல முயற்சிகளுக்குப் பிறகு அவர் மெண்டலீவுக்கு செயிண்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க் பல்கலைக்கழகத்தில் தாற்காலிக வேலை ஒன்றை வாங்கிக்கொடுத்தார்.

மெண்டலீவ் வேலைக்குச் சேர்ந்த நேரம் அவ்வளவு நல்லதாக இருக்கவில்லை. ஜார் மன்னரையும் அரசாட்சியையும் எதிர்த்து ஒருவிதமான கிளர்ச்சி ஆரம்பித்திருந்தது. அது அத்துமீறிப் போகாமல் இருக்க, பல்கலைக்கழகத்தில் மாணவர்கள் கூட்டம் போட்டுப் பேசுவது தடை செய்யப்பட்டது. மாணவர்கள் இதனை எதிர்த்துக் கிளர்ச்சியில் இறங்கினர். காவலர்கள் பல்கலைக்கழகத்துக்குள் நுழைந்து தடியடியும் துப்பாக்கிச் சூடும் நடத்தினர். நிறைய மாணவர்கள் காயமடைந்தனர்.

1862-ம் ஆண்டில் பல்கலைக்கழகம் இழுத்து மூடப்பட்டது. 1863 வரை திறக்கப்படவில்லை. மாணவர் தரப்புக்கும் அரசுக்கும் இடையில் ஒப்பந்தம் ஏற்பட்டு பல்கலைக்கழகங்களுக்குத் தன்னாட்சி அதிகாரம் கொடுக்கும் புதிய சட்டம் ஒன்று பிரகடனப்படுத்தப்பட்டது. அதற்குச் சில ஆண்டுகளுக்குப்பின் 1867-ல் மெண்டலீவ் பேராசிரியராகப் பதவி உயர்வு பெற்றார்.

அதன்பின் மெண்டலீவ் ரஷ்ய அமைப்பில் மிக முக்கியமான நபராக ஆனார். அரசுக்கு அறிவியல் சார்ந்து எந்தச் சிக்கல் ஏற்பட்டாலும் அதனைத் தீர்த்துவைக்கும் முதல் ஆளாக இவர்தான் நிற்பார். சாராயத்தின் தரம் என்ன என்பதைக் கண்டறிவது, கொலை வழக்கில் கொலை எப்படி நிகழ்ந்திருக்கலாம் என்பதற்கான அறிவியல் ஆதாரங்களைத் தருவது, இப்படி எதுவாக இருந்தாலும் கூப்பிடு மெண்டலீவை என்று ஆனது.

மெண்டலீவ் பல்கலைக்கழக வேலையை எடுத்துக்கொண்டபோது 63 தனிமங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தன. அவகாட்ரோவின் வழிமுறையைப் பின்பற்றி அவை அனைத்துக்கும் அணு எடை, மூலக்கூறு எடை ஆகியவை கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தன.

இந்த 63 தனிமங்களையும் இரண்டாக எளிதாகப் பிரிக்க முடிந்தது. உலோகங்கள். அலோகங்கள்.

அதைத்தவிர அவை உருவாக்கும் சேர்மங்களை ஆராய்வதன்மூலம் இணைதிறன் (வேலன்சி) என்ற ஒரு கருத்தும் அப்போது தெரியவந்திருந்தது.

அடுத்த வாரம், இணைதிறன் என்றால் என்ன என்பதைத் தெரிந்துகொண்டு, அடுத்து மெண்டலீவின் தனிம அட்டவணையை நோக்கிப் போவோம்.

0

மூலக்கூறு எடைக்கு ஒரு முற்றுப்புள்ளி

மேட்டர் / அத்தியாயம் 10

கார்ல்ஸ்ரூஹே மாநாட்டில் மூலக்கூறு எடை, அணு எடை ஆகிய விஷயங்கள் பற்றி நிறையப் பேசினார்கள். மாநாடு ஒருமனதாக முடிவு எதையும் எடுக்கவில்லை. ஆனால் இறுதி நாள் அன்று கேன்னிசாரோ அனுப்பிய சுற்ற்றிக்கை ஒரு பெரும் மாற்றத்தை விஞ்ஞானிகளிடையே கொண்டுவந்திருந்தது.

மாநாட்டுத் தீர்மானம் என்று இல்லாவிட்டாலும், அதன்பின்னர் அனைத்து விஞ்ஞானிகளுமே அணு எடை, மூலக்கூறு எடை ஆகியவற்றைச் சரியாகக் குறிப்பிட ஆரம்பித்தனர். அவகாட்ரோ, ஆம்பியர் ஆகியோரின் கருத்துகளே சரியானவை, டால்ட்டனின் கருத்துகள் சற்றே பிழையானவை என்பது ஏற்கப்பட்டுவிட்டது.

இந்த மாநாட்டுக்குப் பின் என்னவெல்லாம் அறிவியல் சமூகத்துக்குத் தெளிவாகத் தெரிந்தது என்று பார்ப்போம்.

  1.  ஹைட்ரஜனின் அணு எடை 1, கரி 12, ஆக்சிஜன் 16, என்று தொடங்கி அப்போது அதுவரையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட அனைத்துத் தனிமங்களுக்கும் ஹைட்ரஜனுடன் ஒப்பிட்டு அணு எடைகள் கொடுக்கப்பட்டன.
  2. பெரும்பாலான வேதிச் சேர்மங்களின் சமன்பாடு தெளிவாக முடிவானது. நீர் என்றால் H2O, கரியமில வாயு என்றால் CO2, ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் என்றால் HCl – இப்படி.
  3. ஒருசில தனிமங்கள் வெவ்வேறு வகைகளில் சேர்ந்து இருவிதமான சேர்மங்களை உருவாக்கும் என்ற புரிதல் தெளிவானது. உதாரணமாக கரியும் ஆக்சிஜனும் சேர்ந்து வினை புரியும்போது, CO, CO2 என்று இரண்டு வெவ்வேறு வாயுக்கள் உருவாகிறது. பாதரசமும் குளோரினும் சேர்ந்து வினை புரியும்போது இருவிதமான குளோரைடுகள் HgCl, HgCl2உருவாகின்றன. நைட்ரஜன் ஆக்சிஜனுடன் வினை புரிந்து பலவிதமான ஆக்சைடுகளை உருவாக்குகிறது.
  4. எந்தச் சேர்மமாக இருந்தாலும், அதில் எந்தெந்த தனிமங்கள் உள்ளன என்று தெரிந்துவிட்டால், ஒருசில பரிசோதனைகளைச் செய்வதன்மூலம் ஒரு மூலக்கூறின் எத்தனை எத்தனை அணுக்கள் உள்ளன என்பதைத் தெரிந்துகொண்டுவிடலாம்.

இந்தப் புரிதல் மிக முக்கியமானது. இப்போதுதான் முதல் முறையாக ஆணித்தரமாக அறியப்பட்டுள்ள தனிமங்களுக்கு இடையேயான எடை உறவு என்ன, அவை எந்தெந்தச் சேர்மானங்களில் சேர்கின்றன, சேர்ந்து எம்மாதிரியான சமன்பாடு கொண்ட சேர்ம மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகின்றன என்பது புரிய வந்தது.

கே லூஸாக் போன்றோரின் பரிசோதனைகளை அடியொட்டி, தனிமங்களோ சேர்மங்களோ வாயுவாக இருந்தால் பிரச்னையே இல்லாமல் அவற்றின் அணு அல்லது மூலக்கூறு எடையைக் கண்டுபிடிக்க முடிந்தது. ஆனால் ஒரு தனிம திடமாக அல்லது திரவமாக இருந்தால்? அதனை வாயு அல்லது ஆவி நிலைக்குக் கொண்டுசெல்ல முடியாமல் இருந்தால்?

இரண்டு அடுத்தடுத்த வழிமுறைகளைப் பின்பற்ற வேண்டியிருக்கும் என்று சொல்லியிருந்தேன்.

முதலாவதாக, அந்தத் தனிமத்தின் ஏதேனும் ஒரு சேர்மம் ஆவி அல்லது வாயுவாக ஆகக்கூடியதா என்று பார்க்கலாம். உதாரணம்: கரி. கரியமில வாயு (கார்பன் டயாக்சைடு) என்பது எளிதில் உருவாகக்கூடிய வாயு. கரியை நன்கு எரித்தால் கிடைக்கக்கூடியது. இந்த வாயுவை ஹைட்ரஜன் அல்லது ஆக்சிஜன் வாயுவுடன் ஒப்பிட்டு, அதன் மூலக்கூறு எடையைக் கண்டுபிடித்துவிட முடியும். ஒரே கொள்ளளவு கொண்ட, ஒரே மாதிரியான இரு பாத்திரங்களில் ஒன்றில் ஹைட்ரஜன், இன்னொன்றில் கார்பன் டயாக்சைடு. இரண்டும் ஒரே வெப்பத்தில் இருக்கவேண்டும். இரண்டிலும் ஒரே அழுத்தம் இருக்கவேண்டும். அப்போது இரண்டிலும் உள்ள வாயுக்களின் எடைக்கு இடையே உள்ள விகிதம்தான் ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறின் எடைக்கும் கரியமில வாயு மூலக்கூறின் எடைக்கும் இடையே உள்ள விகிதம்.

இதைச் சோதனைமூலம் கண்டுபிடித்துவிடலாம். ஆக்சிஜனின் மூலக்கூறு எடையும் தெரிந்துள்ளது. ஒரு கரியமில வாயு மூலக்கூறில் எத்தனை கரி அணுக்களும் எத்தனை ஆக்சிஜன் அணுக்களும் உள்ளன என்பது ஆரம்பத்தில் நமக்குத் தெரியாது. நாம் பரிசோதிப்பது C2O, CO, CO2அல்லது அதுபோல் வேறு எதுவாக வேண்டுமானாலும் இருக்கலாம். எதைக்கொண்டு நாம் பரிசோதிப்பது CO2தான் என்று உறுதியாகச் சொல்லமுடியும்? அது தெரிந்தால்தானே ஆக்சிஜனின் எடையைக் கழித்துவிட்டு மிச்சம் இருப்பது கரியின் எடை என்று தீர்மானிக்கலாம்.

இது பெரும் சிக்கலாகத் தெரிகிறதே? 1850-களிலிருந்து இந்தச் சிக்கலுக்கு விடை காண்பதில் நிறைய விஞ்ஞானிகள் நேரத்தைச் செலவழித்தனர்.

ஒருசில தனிமங்களில் இந்த விடையை பல்வேறு சோதனைகளைச் செய்வதன்மூலம் கண்டுபிடிக்க முடிந்தது. கரியையே எடுத்துக்கொள்ளுங்கள்.

கரி இரண்டுவிதமான ஆக்சைடு வாயுக்களை உருவாக்குகிறது. இன்று நமக்குத் தெரியும் – ஒன்று கார்பன் மோனாக்சைடு, மற்றொன்று கார்பன் டையாக்சைடு என்று. ஆனால் அன்று இந்த ஃபார்முலாக்கள் யாருக்கும் தெரியாதே? எனவே ஒன்றை வாயு A என்றும், இன்னொன்றை வாயு B என்றும் அழைப்போம்.

இரண்டு வாயுக்களையும் ஹைட்ரஜன் வாயுவோடு ஒப்பிட்டுப் பார்க்கலாம். அப்படிப் பார்த்தால்,

வாயு A, ஹைட்ரஜன்போல் 14 மடங்கு எடை கொண்டதாக இருந்தது.

வாயு B, ஹைட்ரஜன்போல் 22 மடங்கு எடை கொண்டதாக இருந்தது.

இரண்டையும் உருவாக்க எடுத்துக்கொண்ட கரி, ஆக்சிஜன் ஆகியவற்றின் எடைகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கும்போது, வாயு A-வை உருவாக்க, 1 கிராம் கரியை எரிக்க 1.33 கிராம் ஆக்சிஜன் தேவைப்பட்டது. வாயு B-ஐ உருவாக்க, 1 கிராம் கரியை எரிக்க 2.66 கிராம் ஆக்சிஜன் தேவைப்பட்டது.

இதிலிருந்து ஒன்று தெளிவாகத் தெரிந்தது. வாயு B-யில் வாயு A-யில் இருப்பதைப்போல இரு மடங்கு ஆக்சிஜன் உள்ளது. ஆக்சிஜனின் ஒப்பீட்டு அணு எடை 16 என்று இருப்பதால், கரியின் அணு ஒப்பீட்டு எடை 16/1.33 = 12 அல்லது 12-ன் மடங்குகள் அல்லது 12-ஏ கரியின் அணு எடையின் சில மடங்குகளாக இருக்கலாம்.

இதென்ன குழப்பமான கணக்கு? தொடர்ந்து கரியின் பல்வேறு வாயுச் சேர்மங்களை (மீத்தேன் வாயு, ஈத்தேன் வாயு, இப்படி) கணக்கில் எடுத்துப் பார்த்துக்கொண்டே இருக்கும்போது எல்லாவற்றிலும் கரியின் அடிப்படை எண் 12 என்பதாகவே வந்துகொண்டிருந்தது. எங்குமே 12-க்குக் கீழ் செல்லவில்லை. எனவே கரியின் அணு எடையை 12 என்பதாகவே வைத்துக்கொள்ள முடிவு செய்தனர்.

இவ்வாறாக 1860 கார்ல்ஸ்ரூஹே மாநாட்டுக்குப் பிறகு அன்றுவரை தெரிந்திருந்த எல்லா தனிமங்களின் அணு எடையும் தெரிந்திருந்தது. எல்லாம் அற்புதமான முழு எண்களா என்றால் இல்லை. உதாரணத்துக்கு கேன்னிசாரோவின் கையேட்டிலிருந்து பார்த்தால் குளோரினுக்கு 35.5 என்ற எண் வருகிறது. டின் 117.6 என்று வருகிறது. ஹைட்ரஜனுடன் ஒப்பிட்டால் கரி முழுதாக 12 என்று வருவதில்லை. கொஞ்சம் குறைகிறது. 11.9 என்றுதான் வருகிறது.

இதெல்லாம் அப்படியே இருக்கட்டும். இந்த எண்களை வைத்துக்கொண்டு திமித்ரி மெண்டலீவ்தான் என்ற மந்திரவாதி என்ன மாயம் செய்தார் என்பதை அடுத்து பார்ப்போம்.

0

வக்கீலுக்கு ஒரு வக்கீல்

மேட்டர் / அத்தியாயம் 9

ஒரு தனிமம் வாயு வடிவில் இருந்தால், அதில் அத்தனிமத்தின் அணுக்கள் தனித் தனியாக இருக்காது. மாறாக இரண்டிரண்டு அணுக்கள் ஒன்றுசேர்ந்து ஒரு மூலக்கூறாக இருக்கும். இது அவகாட்ரோவின் மிக முக்கியமான கண்டுபிடிப்பு. இப்படி இருந்தால்தான் கே லூஸாக்கின் வாயுக்கள் தொடர்பான பரிசோதனைகளின் முடிவுகள் அர்த்தம் பொருந்தியதாக இருக்கும்.

ஆனால் அவகாட்ரோ சொன்னது அப்போதைய பொதுக்கருத்துக்கு ஏற்புடையதாக இல்லை. ஏன் இப்படி இருக்கவேண்டும் என்பது யாருக்கும் புரியவில்லை. அவகாட்ரோவைத் தொடர்ந்து பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி ஆம்பியரும் இதே முடிவுக்குத்தான் வந்திருந்தார். ஆனால் விஞ்ஞான உலகம் இன்னும் இதனை ஏற்றுக்கொள்ளவில்லை.

அவகாட்ரோ இதனைச் சொல்லி நாற்பது ஆண்டுகள் ஆகியிருந்தன. நிறைய தனிமங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தன. அவை சேர்ந்து சேர்ந்து உருவாக்கும் எண்ணற்ற சேர்மங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தன. கனிம வேதியியல் (இனார்கானிக் கெமிஸ்ட்ரி), கரிம வேதியியல் (ஆர்கானிக் கெமிஸ்ட்ரி) போன்ற துறைகள் ஏற்பட்டிருந்தன. இரு துறைகளிலும் நாளுக்கு நாள் புதுப்புது ரசாயனங்கள் உருவாக்கப்பட்டுக்கொண்டே இருந்தன. ஆனால் ஒவ்வொரு வேதிப்பொருளின் ஒவ்வொரு மூலக்கூறிலும் எந்த அணுக்கள் எத்தனை எத்தனை உள்ளன என்ற கேள்விக்கான பதிலை எப்படிக் கண்டுபிடிப்பது? அதைவிட முக்கியமாக ஒவ்வொரு தனிமத்தின் அணுவின் நிறைகளை எப்படிக் கண்டுபிடிப்பது?

ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகள் அனைவரும் ஜெர்மனியின் கார்ல்ஸ்ரூஹே நகரில் 1860-ல் சந்தித்து இதைப் பற்றி ஆலோசிப்பது, ஒரு முடிவுக்கு வருவது என்று திட்டமிட்டனர்.

அந்த மாநாட்டில்தான் ஸ்டானிஸ்லா கேன்னிசாரோ ஒரு கையேட்டை அனைவருக்கும் விநியோகித்தார். ஏன் அவகாட்ரோ (மற்றும் ஆம்பியரின்) கொள்கைகள் மிகச் சரியானவை என்பதை அந்தக் கையேடு மிக அழகாக விவாதித்தது. பெரும் விவாதங்கள் நடந்தன. கேன்னிசாரோவின் விளக்கங்கள் அவ்வளவு அருமையாக இருந்தன. அவகாட்ரோ வழக்கறிஞராகத்தான் தன் கல்வியை ஆரம்பித்திருந்தார். அங்கிருந்து திசைமாறி இயற்பியலுக்குள் நுழைந்திருந்தார். ஆனால் இயற்பியளரான கேன்னிசாரோ, அவகாட்ரோவுக்கு ஆதரவாக மிகத் திறமையாக வக்காலத்து வாங்கிப் பேசினார்.

கேன்னிசாரோ தனியாக எதையும் கண்டுபிடித்துப் பெரும் பெயரைப் பெறவில்லை. ஆனால் ஐரோப்பிய அறிவியலைச் சரியான பாதைக்குத் திருப்பிய மிக முக்கியமான காரியத்தைச் செய்தார். கார்ல்ஸ்ரூஹே மாநாட்டில் அவர் எழுதி விநியோகித்த துண்டறிக்கையை பின்னர் பல வகுப்புகளாகப் பாடம் எடுத்தார். அதனைச் சிறு நூலாக மாற்றினார். அந்த நூலின் ஆங்கில வடிவம் இன்றும் நமக்குக் கிடைக்கிறது.  இந்த நூலின் ஆங்கில மொழியாக்கத்தை நீங்கள் இங்கிருந்து இறக்கிக்கொள்ளலாம்.

கேன்னிசாரோ என்ன சொன்னார்?

தனிமங்கள் வாயுவாக இருக்கும்போது அதில் எளிமையான மூலக்கூறுகள் உருவாகின்றன. அப்படிப்பட்ட எளிமையான மூலக்கூறுகளில் பெரும்பாலும் இரண்டு அணுக்கள் இருக்கும். சில நேரங்களில் அதைவிட அதிகமான எண்ணிக்கையிலான அணுக்கள் இருக்கலாம். அப்படி இருந்தாலும் அது இரட்டைப்படை அணுக்களாகத்தான் இருக்கும். (ஓசோன் என்ற ஆக்சிஜனின் ஒரு மூலக்கூறு வடிவத்தை கேன்னிசாரோ சரியாகக் கணிக்கவில்லை. அது O3எனப்படுவது. ஆனால் கேன்னிசாரோ அது O4 என்று இருப்பதாகக் கணித்தார். அதனை மட்டும் கண்டுகொள்ளாமல் விட்டுவிடுவோம்.) இரு அல்லது பல தனிமங்களின் மூலக்கூறுகள் வேதிவினை புரிந்து சிக்கலான மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும்.

ஆக மூலக்கூறுகள் இருவகையானவை: (1) ஒரே தனிமத்தின் அணுக்கள் கொண்ட எளிமையான மூலக்கூறுகள் (2) பல தனிமங்களின் பலவேறு எண்ணிக்கை கொண்ட அணுக்களை ஒருங்கே கொண்ட சிக்கலான மூலக்கூறுகள்.

இந்தச் சேர்மங்கள், தனிமங்கள் ஆகியவை வாயு வடிவில் இருக்கும்போது கே லூஸாக்கின் பரிசோதனைகளையும் அவகாட்ரோவின் கருத்தையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு ஒவ்வொரு தனிமத்தின் மூலக்கூறு நிறையைக் கண்டுபிடித்துவிடலாம். அதேபோல ஒவ்வொரு சேர்மத்திலும் உள்ள தனிமங்களின் கூட்டையும் கண்டுபிடித்துவிடலாம்.

ஹைட்ரஜன் அணுவின் எடை H = 1 என்று வைத்துக்கொண்டால், ஹைட்ரஜன் வாயுவில் உள்ள ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு H2 = 2. ஆக்சிஜன் வாயுவில் ஆக்சிஜன் மூலக்கூறு O2 = 32.

சரி. நீர் திரவமாக இருக்கிறதே, அதனை எப்படிக் கையாள்வது? பிரச்னை இல்லை. அதனை ஆவி ஆக்குங்கள். பிறகு ஹைட்ரஜனுக்கு இணையான அழுத்தம், கொள்ளளவு ஆகியவற்றை வைத்துக்கொண்டு அதன் எடையைக் கண்டுபிடியுங்கள். என்ன கிடைக்கிறது? ஒரு லிட்டர் ஹைட்ரஜன் என்ன எடை உள்ளதோ, அதைப்போல ஒரு லிட்டர் நீராவி ஐந்து மடங்கு எடை உள்ளது. நீரில் ஆக்சிஜன், ஹைட்ரஜன் இரண்டும் மட்டும்தான் உள்ளது. அப்படியானால் நீர் என்பது HO வா? H2O வா? அல்லது HO2 வா அல்லது வேறு ஏதேனும் சேர்க்கையா?

ஆக்சிஜன் அணு என்பது ஹைட்ரஜன் அணுவைப் போல எட்டு மடங்கு எடை கொண்டது என்பதை ஏற்கெனவே மேலே பார்த்துவிட்டோம். நீராவியோ ஹைட்ரஜனைப் போல ஐந்து மடங்கு எடை கொண்டதாக உள்ளது. அப்படியானால் H2O என்பது மட்டும்தான் சாத்தியம். மேலும் கே லூஸாக், ஒரு லிட்டர் ஆக்சிஜனுடன் முழுவதுமாக வினை புரிய இரண்டு லிட்டர் ஹைட்ரஜன் தேவைப்பட்டது என்றும் சொல்லியிருக்கிறார். ஆக, ஒரே சாத்தியக்கூறு கீழே உள்ள சமன்பாடு!

2 H2 + O2 = 2 H2O

இதை வைத்துக்கொண்டு கேன்னிசாரோ அப்போதுவரை தெரிந்திருந்த அனைத்துவிதமான வேதிப்பொருள்களையும் பற்றி விளக்கிவிட்டார். சரி, கரி போன்ற திடப்பொருளை எப்படிக் கையாள்வது? சோடியம், பொட்டாஷியம், கால்ஷியம், தங்கம், வெள்ளி ஆகிய உலோகங்களை எப்படிக் கையாள்வது? பாதரசம் போன்ற திரவத் தனிமத்தை எப்படிக் கையாள்வது? அவற்றின் அணு நிறைகளை எப்படிக் கண்டறிவது?

ஒரு தனிமம் திடமாகவோ திரவமாகவோ இருந்தால் அதன் எளிமையான மூலக்கூறு வடிவம் எப்படி இருக்கும் என்பதை எவ்வகையிலும் சொல்ல முடியாது. ஏனெனில் அதற்கான புரிதல் அப்போது இல்லை. ஆனால் அந்தப் பொருளை ஆவியாக்கிவிட்டால் அது பெரும்பாலும் இரட்டை அணுக்கள் கொண்ட மூலக்கூறாக இருக்கும். அப்போது அதன் மூலக்கூறு எடையைக் கண்டிபிடித்துவிடலாம். அதிலிருந்து அதன் அணு எடையைக் கண்டுபிடித்துவிடலாம்.

இதற்காக கரியை எப்படி வாயுவாக ஆக்குவது? தங்கத்தை எப்படி வாயுவாக ஆக்குவது? தங்கத்தையாவது சூடாக்கிக்கொண்டே போனால் ஒரு கட்டத்தில் உருகி, திரவமாகி, பின் தொடர்ந்து சூடாக்க, அது வாயு ஆகும். ஆனால் அதற்கு எக்கச்சக்க வெப்பம் தேவைப்படும். ஆனால் கரி என்பது சூடாக்கினால் உருகாத ஒரு பதார்த்தம்.

எனவே, இரு வேறு முறைகளைப் பயன்படுத்தி இந்தத் தனிமங்களின் அணு/மூலக்கூறு எடையைக் கண்டுபிடித்துவிடலாம். எப்படி என்று அடுத்த வாரம் பார்ப்போம்.

0