ప్రొఫెసర్ ఏ. రామచంద్రయ్య
పదార్ధాలన్నీ పరమాణు నిర్మితాలు
(Matter is Made Up of Atoms)
మన చుట్టూ ఎన్నో రకాల పదార్థాలు, వస్తువులు ఉన్నాయి. గాలి, నీరు, ఆహారం, ఇల్లు, నేల, నాగలి, ఫ్యాను, కంప్యూటరు, నక్షత్రాలు, సూర్యుడు, చంద్రుడు, పాదరసం, గాజు, అనాల్జిన్ మాత్ర, పారాసిటిమల్ మందు, దోమ, ఏనుగు ఇలా చిన్నా పెద్దా అన్నీ కూడా పదార్థాలతో తయారయ్యాయి. లోహాలు, కొన్ని వాయువులు, కొన్ని ద్రవాలు తప్ప చాలావరకు మనకు తారసపడేవి సంయోగ పదార్ధాలు. మనక్కనిపించే భౌతిక జగత్తులో కేవలం 100 లోపే మూలకాలున్నాయి.
110వ మూలకాన్ని కూడా మనుషులు కనుగొన్నారు. అయినా కేవలం 92 మూలకాలే మనకు స్పష్టంగా తెలిసిన పదార్ధాల్లో ఉంటాయి. మూలకాలు రకరకాల పద్ధతుల్లో, పరిమాణాల్లో కలిస్తే సంయోగ పదార్ధాలు (compunds) ఏర్పడతాయి. మూలకాలన్నింటిలో ఒకే తరహా పరహాణువులుంటాయి. సంయోగ పదార్థాల్లో వేర్వేరు మూలకాలుంటాయి. కాబట్టి వేర్వేరు తరహా పరమాణువులుంటాయి. ఉదాహరణకు మనము పీల్చే గాలిలో నత్రజని, ఆమ్లజని ఉన్నాయి. నత్రజని లేదా నైట్రోజన్ (N) ఒక మూలకం. దానిలో నైట్రోజన్ పరమాణువులే ఉంటాయి. అలాగే ఆక్సిజన్లో కూడా ఆక్సిజన్ (O) పరమాణులే ఉంటాయి. పాదరసం కూడా ఒక మూలకమే ! ద్రవ రూపంలో ఉన్నా అందులో ఉన్నవన్నీ ఒకే విధమైన పరమాణులు (HG). మనకు ఘనపదార్థంగా కనిపించే బొగ్గు కూడా ఒక మూలకమే. అందులో అన్నీ కార్బన్ (C) పరమాణువులే ఉంటాయి. బంగారంలో కూడా అన్నీ బంగారు పరమాణువులే (AU) ఉంటాయి. అందుకే బంగారు, వెండి, రాగి కూడా మూలకాలే!
కానీ మనం త్రాగే నీరు మూలకం కాదు. ఇది రెండు మూలకాలు ఒక క్రమ పద్ధతిలో కలియడం వల్ల ఏర్పడిన సంయోగ పదార్ధం. రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు ఒక ఆక్సిజన్ పరమాణువు సంధానం ఏర్పరచుకొని అణువులు ఏర్పడుతాయి. అక్షరాలే పరమాణువులనుకొంటే పదాలే అణువులు. నీరు ఏర్పడాలంటే ప్రతి రెండు గ్రాముల హైడ్రోజన్ మూలకంతో 16 గ్రాములు ఆక్సిజన్ అవసరమవుతుంది. ఇలాంటి అణువులన్నీ దగ్గర దగ్గర చేరితే పదార్ధం అగుపిస్తుంది. అణువుల మధ్య బలం హెచ్చుగా ఉంటే ఘన పదార్ధాలుగానూ (ఉదా॥ చక్కెర, కర్పూరం, ఉప్పు, ఇసుక, ఐసుగడ్డ), అణువుల మధ్య బంధం బలహీనంగా ఉంటే ద్రవ రూపంలోనూ (ఉదా॥ కొబ్బరినూనె, కిరోసిన్, నీరు, ఆల్కహాలు, ఆధిక ఉష్ణోగ్రత దగ్గర చక్కెర, గ్లిజరిన్, బెంజీన్, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత దగ్గర అమ్మోనియా), అణువుల మధ్య బంధాలు చెప్పుకోదగినంతగా లేకపోతే ఆ పదార్ధాలు వాయు రూపంలో (నీటి ఆవిరి, నైట్రోజన్, హీలియం, మీథేన్, ఆక్సిజన్) ఉంటాయి. వాయువుల్లో అణువులు విడివిడిగా ఉంటాయి. అణువులు చాలా చిన్నవి కాబట్టి మనకు కనిపించవు.
మనకు అర్ధమయ్యేదేమిటంటే పదార్ధాలు, అవి మూలకాలైనా, సంయోగ పదార్ధాలయినా, చిట్టచివరికి అన్నీ పరమాణుభరితాలే. పరమాణువు అంటే పదార్ధాలన్నింటికీ ద్రవ్యరాశిని అందించే పూసల్లాంటివన్నమాట. పరమాణువుల మొత్తం ద్రవ్యరాశే పదార్ధపు ద్రవ్యరాశి. పరమాణువుల్లో కాకుండా పదార్ధంలో మరోచోట ద్రవ్యరాశి నిలువ ఉండదు. పరమాణువుకున్న ద్రవ్యరాశి మొత్తం దాని మధ్యలో చాలా స్వల్ప ప్రదేశంలో ఉండే కేంద్రకంలో ఉంటుంది. ఆ కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రానులనబడే చిన్న కణాలు తిరుగుతుంటాయి. కాబట్టి పరమాణువు అంటే ప్రధానంగా కేంద్రకమే ! కేంద్రకంలో ఉన్న ప్రోటానుల సంఖ్యను బట్టి ఆ పరమాణువు ఏ మూలకమో నిర్దేశించబడుతుంది.
పరమాణువులు అణువుల కన్నా చాలా చిన్నవి. ఒక నీటి బొట్టులో ఎన్నినీటి అణువులుంటాయో గమనిస్తే అణువు కన్నా చిన్నదయిన పరమాణువు పరిమాణం బోధ పడుతుంది. ఒక చిన్న నీటి బొట్టులో ఉన్న నీటి అణువుల్ని ప్రపంచంలో ఉన్న మనుషులందరికీ (సుమారు 600 కోట్ల మంది జనాభాకు) సమానంగా పంచితే ప్రతి మనిషికి సుమారు 30000 కోట్ల అణువులు దక్కుతాయి. 1, 2, 3, 4, అంటూ సెకను కొకటి చొప్పున లెక్కిస్తూ వెళితే సుమారు పది వేల సంవత్సరాలుపడుతుంది. ప్రతి నీటి అణువులో మూడు పరమాణువులు (H₂O) ఉన్నాయి. పరమాణువులోపల కేంద్రకం ఉందనీ, దానిలోని ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లలోనే ఆ పరమాణువు దాదాపు మొత్తం ద్రవ్యరాశి ఉంటుందనీ ఇంతకు మునుపే తెలుసుకున్నాం. ఈ కేంద్రకం చుట్టూ చాలా దూరంలో ఎలక్ట్రాన్లు తిరుగుతుంటాయి. చివరి ఎలక్ట్రాన్లు తిరిగే కక్ష్యను వేలన్సీ కక్ష్య అంటారు. అదే పరమాణువుకు సరిహద్దు. పరమాణువు సరిహద్దుకు, అదే పరమాణువులోని కేంద్రకం సరిహద్దుకు రేగుపండుకూ, గింజకూ ఉన్నంత దగ్గరి సంబంధం కాదు. ఒక పరమాణు కేంద్రకం హైదరాబాద్ నగరంలోని సికిందరాబాదు వరకే అను కొంటే పరమాణువు అంచు అమెరికా దగ్గర ఉంటుంది. లేదా క్రికెట్ మైదానం మధ్యలో క్రికెట్ బంతిని ఉంచి దాన్ని కేంద్రకం అనుకొంటే పరమాణువు అంచు బౌండరీ దగ్గర ఉంటుంది. పరమాణువును ఛేదించలేమని తప్పుగా డాల్టన్ మహనీయుడు ప్రతిపాదించాడు. పదార్థాలు పరమాణు భరితమని పదార్థాల మధ్య జరిగే రసాయనిక చర్యల ఆధారంగానే ఊహించారు తప్ప వాటిని సూక్ష్మదర్శినితో చూసి కాదు. పరమాణు భావన ప్రవేశ పెట్టే నాడు సూక్ష్మదర్శిని గురించి తెలియదు. అయితే నేడు సాంకేతిక శాస్త్రం ఎంతగా అభివృద్ధి చెందిందంటే ఏక అణువును కూడా సూక్ష్మదర్శినిలో గుర్తించ గలుగుతున్నారు.
