கலைக்களஞ்சியம்/அணு

அணு: பொருள்களை ஆக்கும் அடிப்படையான துகள் அணு எனப்படும். இது தனியாகவோ, இதை யொத்த வேறு துகள்களுடன் கூடியோ இருக்கும்.

பழங்காலக் கொள்கைகள்

தத்துவ நூல் துறையில் மேம்பட்டு விளங்கிய பழங்கால இந்தியர்கள் பொருளின் தன்மையையும் ஆராய்ந்ததில் வியப்பில்லை. கதிரொளியில் மின்னும் தூசையும், மென்மையான வான வில்லையும் கண்டு அவர்கள் அணுவைப் பற்றிய கருத்துக்களை அறிய முற்பட்டனர். ஒரு பொருளைத் துண்டித்துக்கொண்டே சென்றால் கடைசியாகப் பிரிக்க முடியாததொரு துகளைப் பெறலாம் என்றும், எல்லாப் பொருள்களும் இத்தகைய துகள்களால் ஆனவை என்றும் அவர்கள் ஊகித்தனர்.

கபில முனிவரே இந்திய நாட்டில் அணுக்கொள்கை தோன்ற ஆதிகாரணமாக இருந்தவர். தமது சாங்கிய வேதாந்தத்தில் இவர் ஆற்றலின் அழிவின்மை விதியையும், பொருளின் அடிப்படையான பண்பான சடத்துவத்தையும் விவரித்துக் கூறினார். இவரை யடுத்துப் பதஞ்சலி முனிவர் பூதாதிகள் என்ற அடிப்படையான துகள்கள் பொருளில் உள்ளன என்றும், பூதாதிகள் ஆற்றலைப் பெற்றுத் தன்மாத்திரைகள் ஆகின்றன என்றும், பல தன்மாத்திரைகள் ஒன்றுகூடிப் பரமாணுக்கள் ஆகின்றன என்றும், பொருள்கள் பரமாணுக்க்ளின் தொகுதிகளே என்றும் விவரித்தார். தன்மாத்திரைகளின் அதிர்வினால் ஒளியும்; வெப்பமும் தோன்றக் கூடும் என்பது இவர் கருத்து. பரமாணுக்களின் சேர்க்கையாலும் பிரிவாலும் வெவ்வேறு ரசாயனப் பொருள்கள் தோன்றுகின்றன எனவும் இவர் கூறினார்.

தமது நியாய-வைசேஷிக வேதாந்தத்தில் கணாதரும் தற்காலக் கொள்கையைப் பெரிதும் ஒத்தவொரு அணுக்கொள்கையை வெளியிட்டார். எல்லாப் பொருள்களும் வாயு, நீர், ஒளி, மண் என்ற நால்வகை அணுக்களால் ஆனவை. எங்கும் பரந்து, எல்லாப் பொருள்களையும் ஊடுருவி நிற்கும் ஆகாசத்தில் இவை உள்ளன. அணுக்களின் சேர்க்கையாலும், பிரிவாலும் பொருள்கள் தோன்றுகின்றன. வெப்ப அணுக்களும், ஒளியணுக்களும் மற்றவகை அணுக்களைத் தாக்கி அவற்றில் மாறுதல்களை விளைவிக்கும். ரசாயன மாறுதல்கள் இத்தகைய தாக்குதல்களால் நிகழக்கூடும். ஒரு பொருளில் சீரான வகையில் அணுக்கள் அமைந்திருந்தால் அது ஒழுங்கான முகங்களையுடைய படிக வடிவுகள் கொண்டிருக்கும் என்பவை அவர் கருத்துக்கள்.

பழங்கால ஜைன தத்துவ ஞானிகளினிடையிலும் அணுக்கொள்கை நிலவியது.

சுமார் 2500 ஆண்டுகளுக்கு முன் வாழ்ந்த கிரேக்கத் தத்துவ ஞானிகளும் அணுக்கொள்கைகளை வெளியிட்டதுண்டு. இவற்றுள் டிமாக்ரெட்டஸ் (Democritus) என்ற அறிஞரது கொள்கை முக்கியமானது. இவரது கருத்துப்படி, பொருள்கள் அணுக்கள் என்ற துகள்களால் ஆனவை. இவை வெற்றிடத்தில் இருந்துகொண்டு பலவகையான மாறுதல்களுக்கு உள்ளாகின்றன. அணுக்கள் பலவேறு வடிவமும் அளவும் கொண்டவை. நெடுங்கணக்கிலுள்ள எழுத்துக்களைப் பலவேறு வகைகளில் அமைப்பதால் சொற்கள் தோன்றுவது போலவே அணுக்கள் பலவகைகளில் அமைந்து பொருள்களை ஆக்கும்.

டிமாக்ரெட்டஸின் கொள்கையைத் தொடர்ந்து எபிக்யூரஸ் என்ற அறிஞர் ஒரு கொள்கையை வெளியிட்டார். இவரது கருத்துப்படி அணுக்கள் எடையுள்ள துகள்கள். உலகில் உள்ள பொருள்களின் தன்மையையும், அதில் நிகழும் விளைவுகளையும் இக்கொள்கை மிகத் தெளிவாக விளக்கும் ஆற்றல் பெற்றிருந்தது. இரும்பின் காந்தத்தன்மையையும் உள்ளத்தில் தோன்றும் மன எழுச்சிகளையும்கூட எபிக்யூரஸ் தமது கொள்கை யினால் விளக்க முயன்றார்.

டால்ட்டன் கொள்கை

தத்துவ அறிஞர்களின் அணுக்கொள்கைகள் தத்துவ விசாரணையின் அடிப்படையில் எழுந்தனவே தவிர விஞ்ஞான அடிப்படையில் தோன்றவில்லை. ஆகையால் அவர்கள் தம் கொள்கைகளுக்குச் சோதனை வாயிலாகச் சான்றுதேட முற்படவில்லை. இதுவே அவற்றின் வளர்ச்சிக்குப் பெருந்தடையாக இருந்தது.

ஆனால் 1840-ல் ஜான் டால்ட்டன் என்ற ஆங்கிலப் பள்ளி ஆசிரியர் விஞ்ஞான முறையில் அணுக் கொள்கை யொன்றை வெளியிட்டார். இதன் பின்னரே அணு அமைப்புப் பற்றிய அறிவு வளர்ந்தது. இவரது கொள்கையின்படி எல்லாப் பொருள்களும் அணுக்களால் ஆனவை. ஒரு பொருளின் அணுக்கள் அனைத்தும் ஒரே வகையின. இவை பிரிக்க முடியாத துகள்கள். வெவ்வேறு பொருள்களின் அணுக்கள் அளவிலும், நிறையிலும் வேறுபடும். இரு தனிமங்கள் ஒன்றுகூடும்போது அவ்விரண்டின் அணுக்கள் ஒன்று கூடி ஒரு கூட்டணுவாகின்றன. உதாரணமாக, ஒரு ஹைடிரஜன் அணுவும், ஒரு குளோரின் அணுவும் கூடி ஹைடிரஜன் குளோரைடு என்ற பொருளின் கூட்டணுவை அளிக்கின்றன. இக்காரணத்தால்தான் கூட்டுக்களில் உள்ள தனிமங்களின் விகிதம் மாறாதிருக்கிறது. இரு தனிமங்கள் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட விகிதங்களில் கூடும்போது கூடும் பொருள்களின் அளவு எளிய முழு எண் விகிதங்களில் இருப்பது இதனால்தான். இவ்வகையில் டால்ட்டன் தமது அணுக்கொள்கையின் உதவி கொண்டு ரசாயனச் சேர்க்கை விதிகளை விளக்கினார். பார்க்க: ரசாயனக் கூடுகை விதிகள்.

கூட்டுப் பொருள்களைப் பகுத்தும் அவற்றில் தனிம அணுக்கள் எவ்விகிதத்தில் கூடியுள்ளன என அறிந்தும் ஒரு தனிமத்தின் அணுவைப்போல் வேறொன்று எத்தனை மடங்கு கனமானது என டால்ட்டன் கணக்கிட்டார். எல்லா அணுக்களிலும் இலேசான ஹைடிரஜனைத் திட்டமாகக் கொண்டு மற்றத் தனிமங்களின் அணுக்கள் இதைப்போல் எவ்வளவு கனமானவை என அவர் அளவிட்டார். இந்த அளவு தனிமத்தின் அணு நிறை எனப்படும். (த.க.) ஆகையால் டால்ட்டனின் அணுக்கொள்கையினால் அணுநிறை என்ற முக்கியமான கருத்துப் பிறந்தது. இது ஒவ்வொரு தனிமத்திற்கும் முக்கியமானதொரு சிறப்பியல்பு என்று புலனாகியது. தற்காலத்தில் அணுநிறைகள் ஆக்சிஜனின் அணுநிறை 16 எனக் கொள்ளப்பட்டு அளவிடப்படுகின்றன. அணு நிறைகளை அளக்கப் பலமுறைகள் வழக்கத்தில் உள்ளன.

பலவேறு வகையான ரசாயன விளைவுகளை விளக்கும் திறன் பெற்றிருந்த டால்ட்டனின் அணுக்கொள்கை ரசாயனத்தில் விரைவில் இடம்பெற்றது. தற்காலத்தில் டால்ட்டனின் கருத்துக்களில் இரு திருத்தங்கள் செய்யப்பட்டுள்ளன, அணுக்கள் பிரிக்கமுடியாத துகள்கள் என டால்ட்டன் கருதினார். ஆனால் தற்காலப் பௌதிகம் அணுவை மின்னேற்றமுள்ள துகள்களாகப் பிரித்துக் காட்டியுள்ளது. (பார்க்க: அணுவடிவங்கள்) அணுவானது இன்னும் சிறு துகள்களாலானது என்பது ரசாயனத்தில் அணுக்கொள்கை பயனாவதைப் பாதிப்பதில்லை. ஒரு தனிமத்தின் எல்லா அணுக்களும் ஒரே நிறையுள்ளவை என டால்ட்டன் கருதினார். ஆனால் வெவ்வேறு நிறைகளுள்ள அணுக்கள் ஒரு தனிமத்தில் இருக்கக்கூடும் என்பது தற்போது தெளிவாகியுள்ளது (பார்க்க: ஐசோடோப்புகள்). ஆனால் ரசாயன வினையில் எண்ணிறந்த அணுக்கள் பங்கு கொள்வதால் தனி அணுக்களின் நிறைகளைவிட அவற்றின் சராசரி நிறைகளே முக்கியமானவை.

டால்ட்டன் கொள்கைக்குப் பின் அணுநிறை அளவீடுகள் மிகத்திருத்தமாகச் செய்யப்பட்டன. அதுவரை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தனிமங்களை அவற்றின் அணு நிறையை யொட்டி வரிசைப்படுத்தினால் ஒரு தனிமமும் அதற்கு எட்டாவதாக உள்ள தனிமமும் ஒத்த பண்புகள் கொண்டிருப்பதை 1869ஆம் ஆண்டில் மெண்டலீபு என்ற அறிஞர் காட்டினார். இதிலிருந்து அவர் வகுத்த நியதி ஆவர்த்த விதி எனப்படும். இந்த விதி சில புதுத் தனிமங்களைக் கண்டுபிடிக்க வழிகாட்டி ரசாயன முன்னேற்றத்திற்கு உதவியது. தனிமங்களின் பண்புகள் சீரான வகையில் மாறுவதிலிருந்து அவற்றின் அணுக்களிடையே அடிப்படையான தொடர்புகள் இருக்கக்கூடும் என்ற கருத்தும் தோன்றியது. இது அணு அமைப்பைப் பற்றிய கொள்கைகள் தோன்ற உதவியது. பார்க்க: ஆவர்த்த விதி.