Category: ಹೊಸಗಾಲದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ (modern physics)

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು

  By ,

ಈ ಮುಂಚಿನ ಬರಹವೊಂದರಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳ ಮೂಲ ಘಟಕವಾದ ಅಣುವಿನ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಿದ್ದೆವು. ಅದನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸುತ್ತಾ ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಅಣುವಿನ ಒಳರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಹೇಗೆ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಈ ಹಿಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಂತೆ, ಅಣುವಿನ ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಅಣುವಿನ ಕುರಿತ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಶುರುವಾದಾಗಿನ ಮೊದಲ ಕೆಲವು ದಶಕಗಳವರೆಗೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಬರೀ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಅಂತಾ ಅಂದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಹೊಸ ಹೊಸ ಅರಕೆಗಳು ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಡೆದುದರಿಂದ ಕಂಡುಬಂದಿದ್ದೇನೆಂದರೆ,

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುವ ನೆಲೆಯನ್ನು 100% ರಷ್ಟು ನಿಕ್ಕಿಯಾಗಿ ಹೇಳಲು ಆಗುವುದಿಲ್ಲ, ಗಣಿತ ಸೂತ್ರಗಳ ತಳಹದಿಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 90% ರಷ್ಟು ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಯಿಂದ ಇಂತಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು ಅಂತಾ ಹೇಳಬಹುದಷ್ಟೆ.

ಜರ್ಮನಿಯ ವಾರ್ನರ್ ಹಯ್ಸನ್‍ಬರ್ಗ್ (Werner Heisenberg) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಯು 1927 ರಲ್ಲಿ ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದ, ಹಯ್ಸನ್‍ಬರ್ಗ್ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಲ್ಲದ ನಿಯಮ (Heisenberg uncertainty principle) ತಳಹದಿಯ ಮೇಲೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ನೆಲೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು.

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತಲು ಬಳಸುವ ದಾರಿಗಳನ್ನು ಆರ್ಬಿಟಲ್ಸ್ (Orbitals) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು. ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು ಬಗೆಗಳಿವೆ. ಆ ಬಗೆಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು,

orbitals‘s’ ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಗುಂಡನೆಯ ಆಕಾರದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ‘p’ ಮತ್ತು ‘d’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಬಲೂನಿನ ರೂಪವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ. ಅದೇ ‘f’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸುತ್ತಿ ಬಳಸಿದ ದಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ಇನ್ನೊಂದು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ವಿಷಯವೆಂದರೆ, ಈ ನಾಲ್ಕು ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು, ಹಾದಿಯೊಂದರಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೊಂದಿರಬಹುದು.

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಗಳಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ತೀರ್ಮಾನವಾಗುತ್ತವೆ. ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಹೊಂದಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ’1s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಿದರೆ, ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಹೊಂದಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ’2s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತಾ ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ 2p, 3s, 3p… ಮುಂತಾದ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.

ಇಲ್ಲಿ s,p,d,f ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಅಂಕಿಗಳಾದ 1, 2, 3, 4… ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ (ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯೆಡೆಗೆ)

ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಅನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಿವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ 10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿದ್ದರೆ ಮೊದಲಿಗೆ ’1s’ ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು ’2s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಇನ್ನೆರಡು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇನ್ನುಳಿದ 6 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2px ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ, 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2py ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2pz ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ.

10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ ಈ ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ,

1s2 2s2 2p6

(ಇಲ್ಲಿ 1 ನೇ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು 2 ನೇ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ 2+6= 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು)

ನೆನಪಿರಲಿ: ಒಂದು ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಷ್ಟೇ ಇರಬಹುದು. ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಿಂದ ಶುರುವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.

ಚಿಪ್ಪುಗಳು (Shells):

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುವಿಕೆಯನ್ನು ಅವುಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲದೇ, ಚಿಪ್ಪುಗಳು (shells) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಬಗೆಯಲ್ಲೂ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅವುಗಳು ಇಂತಿಷ್ಟು ಚಿಪ್ಪುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಬಗೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅಣುವೊಂದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣವನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪುಗಳನ್ನು ’n’ ನಿಂದ ಸೂಚಿಸಿದರೆ, 2*(n)2 ಲೆಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹಂಚಿಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ,
ಚಿಪ್ಪು 1 –> 2*(1)2 = 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 2 –> 2*(2)2 = 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 3 –> 2*(3)2 = 18 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಇದನ್ನು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ, ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಎನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಚಿಪ್ಪುಗಳಿವೆ (shells) ಇವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು.
ಉದಾ: 10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿದ್ದರೆ ಮೇಲೆ ತೋರಿಸಿದಂತೆ, 2 (ಚಿಪ್ಪು1) + 8 (ಚಿಪ್ಪು2) ಒಟ್ಟು 2 ಚಿಪ್ಪುಗಳಿರುತ್ತವೆ.

ಚಿಪ್ಪುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುವಿನ ಗುಣ:
ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದಂತೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದುವ ಚಿಪ್ಪಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು 2*(n)2 ರಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಚಿಪ್ಪೊಂದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದರೆ ಅಂತಹ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಬೇರೊಂದು ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಒಡನಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ: ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ 12 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಅದರಲ್ಲಿ ಚಿಪ್ಪುಗಳು ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 1 –> 2*(1)2 = 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 2 –> 2*(2)2 = 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 3 –> 2*(3)2 = 18 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು ಆದರೆ ಉಳಿದವು 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಷ್ಟೇ (12-2-8=2) ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಚಿಪ್ಪು3 ರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಿಂತ (18) ಕಡಿಮೆ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ (2) ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಇಂತಹ ಅಣು ಬೇರೊಂದು ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಒಡನಾಡಬಲ್ಲದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

(ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇನ್ನಷ್ಟು ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತಿಳಿಯೋಣ)

One Comment

ಅಣು

  By , ,

ಅಣು ಎಂದರೇನು?

ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಒಡೆಯುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಅದು ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಚಿಕ್ಕ ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಕೊನೆಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ಒಡೆಯಲು ಕಷ್ಟವಾಗುವ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಕಿರುತುಣುಕೊಂದು ತನ್ನಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರಿದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಡಕವಾಗಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದು, ಈ ರಚನೆಗಳು ಒಗ್ಗೂಡಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ.

ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ಕಿರು ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುವಂತಹ, ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಕಿರಿದಾದ ಈ ಅಡಕವನ್ನು (constituent) ಅಣು (atom) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

 

matter_atoms(ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

 

ವಸ್ತುವೊಂದು ಇಂತಹ ಹಲವು ಕೋಟಿಗಳಷ್ಟು ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ 1 cm3 ಅಳತೆಯ ತಾಮ್ರದ ತುಣುಕಿನಲ್ಲಿ ಸರಿ ಸುಮಾರು 8.49 × 1022 ಅಣುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವೊಂದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣ (ಬೇರೆ ವಸ್ತುಗಳೊಡನೆ ಹೇಗೆ ಒಡನಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಗುಣ), ಮಿಂಚಿನ (ವಿದ್ಯುತ್ / electric) ಗುಣ, ಗಟ್ಟಿತನದ ಗುಣ ಮುಂತಾದ ಇತರೆ ಹಲವು ಗುಣಗಳು ಅದರಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತವೆ.

ಜೀವಿಗಳು ಕೂಡ ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದರೆ, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳು ನೈಟ್ರೋಜನ್, ಉಸಿರ್ಗಾಳಿ (ಆಕ್ಸಿಜನ್), ನೀರುಟ್ಟುಕ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್) ಮತ್ತು ಕರಿಗೆಗಳ (ಕಾರ್ಬನ್) ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಮನುಷ್ಯರ ಮೈಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗ ನೀರಿನಿಂದ ಕೂಡಿದ್ದು, ನೀರು ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.

organisms_atoms(ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

ಅಣುಗಳ ರಚನೆ (structure of atom):

ಅಣುಗಳಿಗೆ ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಇಂತದೇ ಆಕಾರವಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲು ಕಷ್ಟವಾದರೂ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ದುಂಡನೆ ಆಕಾರದಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣುವಿನ ದುಂಡಿ (radius) ಸುಮಾರು 30 pm ನಿಂದ 300 pm ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. (pm = picometer / ಪಿಕೊಮೀಟರ್ = 1×10−12 m).

ಅಣುವು ಕೆಳಗಿನ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ,

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ

2. ನಡುವಿನಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು

3. ನಡುವಿನ ಭಾಗದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು

 

atom_structure

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ:
ಅಣುವಿನ ಈ ಭಾಗವನ್ನು ನಡುವಣ (nucleus) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿಯ (mass) ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಾಲು ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ದುಂಡಗಲ (diameter) 1.75 fm ನಿಂದ 15 fm ನಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ. (fm = femtometer / ಪೆಮ್ಟೊಮೀಟರ್ = 1 × 10−15 m). ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಅಳತೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ನಡುವಣವು ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

2. ನಡುವಣದಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ವಿಶೇಷ ಗುಣಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇಂತಹ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೆಂದರೆ ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳು ಹೇಗೆ ನಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬಂತಹ ಗುಣ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಇವುಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡಿದಾಗ, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುವ ತುಣುಕುಗಳು ’+’ ಹುರುಪು (charge) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳೆಂದು (proton) ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ’ಕೂಡು’ (+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲ್ಪಡುವ ಈ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಕೂಡುವಣಿಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸದ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು (neutron) ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ನೆಲೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

proton_nuetron

ಕೂಡುವಣಿಗಳು (protons) ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳು (neutrons) ಇನ್ನೂ ಚಿಕ್ಕದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೂಡುವಣಿ ಇಲ್ಲವೇ ನೆಲೆವಣಿಯಲ್ಲಿ ಮೂರು ಕಿರಿವಣಿಗಳಿದ್ದು, ಅಂಟುವಣಿ (gluon) ಎಂಬ ರಚನೆಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ.

quarks(ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕಿರಿವಣಿಗಳ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

quarks_gluons(ಕೂಡುವಣಿ ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳ ಒಳರಚನೆ)

  3. ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಹಲವು ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ, ಇವುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿನ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತವೆ. ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳನ್ನು ’ಕೂಡು’(+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಗುರುತಿಸುವಂತೆ, ಈ ಕಿರುತುಣುಕಗಳನ್ನು ಕಳೆ (-) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳು ಕಳೆ ಹುರುಪು (negatively charged) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಳೆ ಹುರುಪು ಹೊಂದಿರುವ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಕಳೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

electron spread

ಕಳೆವಣಿಗಳು (electrons) ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಬರೀ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂದು ಮೊದಲೆಲ್ಲಾ ಅಂದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿತ್ತು ಆದರೆ ಈ ಕುರಿತಾಗಿ ನಡೆದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅರಕೆಗಳು, ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ದುಂಡನೆಯ ಆಕಾರವನ್ನಷ್ಟೇ ಹೊಂದಿರದೇ ಹಲವು ಬೇರೆ ಆಕಾರಗಳನ್ನೂ ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂತು. (ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ವಿವರವಾಗಿ ಬೇರೆ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು)

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಕಳೆವಣಿಗಳ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳನ್ನಷ್ಟೇ ಎಣಿಕೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

atom_structure_2

ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು:

ಅಣುಗಳ ಒಳರಚನೆಗಳಾದ ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks), ಅಂಟುವಣಿಗಳು (gluons) ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ (electrons) ಒಳಗೆ ಇನ್ನಾವುದೇ ರಚನೆಗಳು ಇಲ್ಲವಾದುದರಿಂದ (ಅವುಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಾನ್ನಾಗಿಸಲು ಆಗದಿರುವುದರಿಂದ) ಇವುಗಳನ್ನು ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು (elementary particles) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ನಮ್ಮ ಸುತ್ತುಮುತ್ತ ಕಂಡುಬರುವ ವಸ್ತುಗಳು, ಜೀವಿಗಳು ಈ ’ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕು’ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದಾದ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳ ಒಟ್ಟುನೋಟವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

elementary particles

 

ಕೂಡುವಣಿ, ನೆಲೆವಣಿ ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೇಗೆ ಅಣುವೊಂದರ ಗುಣವನ್ನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತದೆ? ಮೂಲವಸ್ತು ಎಂದರೇನು? ಐಸೋಟೋಪ್‍ಗಳು ಅಂದರೇನು? ಮುಂತಾದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು.

 

(ಚಿತ್ರಸೆಲೆಗಳು: www.studyblue.com, wikipedia.org)