அறிவியல் ஆயிரம்

விவரங்கள்

இராசேந்திர சோழன்

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 26 அக்டோபர் 2012

அணுவின் உட்கருவைச் சுற்றி எலக்ட்ரான் துகள்கள் பல்வேறு ஆற்றல் மட்டங்களில் சுற்றி வருகின்றன என்று பார்த்தோமில்லையா. இவ்வாற்றல் மட்டங்களை விஞ்ஞானிகள் K, L, M, N, O,  P என வரையறுத்திருக்கிறார்கள்.

இதில் அணுக்கருவைச் சுற்றியுள்ள முதல் வட்டம் K, அதற்கு அடுத்த வட்டம் L, இப்படியே அடுத்தடுத்த வட்டங்களுக்குப் பெயர்.

சரி. ஒரு அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையளவு எலக்ட்ரான்கள் அணுக் கருவைச் சுற்றி இயங்கி வருகின்றன என்று பார்த்தோமில்லையா... இவை தாறுமாறாக அது பாட்டுக்குத் தான்தோன்றித்தனமாக இயங்கிக் கொண்டிருக்கவில்லை. மாறாக, அவற்றின் இயக்கங்கள் ஒரு சீரொழுங்கான கணித வரையறைக்குட்பட்டே இருக்கின்றன.

அதாவது எந்த ஒரு அணுவிலும் அணுக்கருவைச் சுற்றியுள்ள முதல் வட்டத்தில் 2 எலக்ட்ரான்கள் இருக்கும்; அல்லது இருக்கவேண்டும்; இரண்டாவது வட்டத்தில் 8; மூன்றாவது வட்டத்தில் 18 என ஒரு சீரொழுங்கோடே இயங்கி வருகின்றது.

இந்தச் சீரொழுங்கை விளக்கும் சூத்திரத்தை 2n2 என்கிறார்கள். இதில் n என்பது ஆற்றல் மட்டத்தின் வரிசை எண்ணைக் குறிக்கும். இதன்படி ஒவ்வொரு அணுவிலும் அதைச் சுற்றியுள்ள ஆற்றல் மட்டங்களில் இயங்கி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கீழ்க்கண்டவாறு அமையும்.

K                        2 x 12                  =            2

L                         2 x 22                  =            8

M                        2 x 32                  =          18

N                        2 x 42                  =          32

O                        2 x 52                  =          50

P                        2 x 62                  =          72 

இந்தக் கணக்கெல்லாம் நமக்கு எதற்கு என்று சிலர் நினைக்கலாம். அப்படியல்ல இதற்குக் காரணம் இருக்கிறது. காரணம், அணு என்பது பெரும்பாலும் சில தனித்து இயங்க சாத்தியமுள்ளதும் பல தனித்து இயங்கச் சாத்தியமற்றதுமாக இருவகைப்பட்டு நிலவுகிறது.

அதற்குக் காரணம், எந்த ஒரு அணுவில் அவ்வணுக் கருவைச் சுற்றியுள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, அதன் ஆற்றல் மட்டங்களுக்குரிய தேவையை நிறைவு செய்கிறதோ அந்த அணு மட்டுமே நிலைப்புத் தன்மை கொண்ட அணுவாக இருக்கமுடியும். பெரும்பாலும் அப்படிப்பட்ட அணு மட்டுமே தனித்து இயங்க சாத்தியமுள்ளதாக இருக்கும், ஓரணு மூலக்கூறுள்ள அணுக்கள் இப்படித் தனித்து இயங்கவல்லவை என்று சொல்லப்படுகிறது.

அப்படி அந்த எண்ணிக்கைத் தேவையை நிறைவு செய்யாத அணுக்கள் எல்லாம் நிலைப்புத் தன்மையற்ற அணுக்கள் எனப்படுகின்றன. இந்த அணு தனித்து இயங்க முடியாது. இது ஏதாவது ஒரு குறிப்பிட்ட தனிமத்தின் அணு தான் என்றாலும், அதில் அந்த அணு ஒரு தனித்த அணுவாக இயங்க முடியாமல் இரண்டு அல்லது இரண்டுக்கு மேற்பட்ட ஒரே வித அணுக்கள் ஒன்று சேர்ந்தே அத்தனிமத்தை உருவாக்கியிருக்கும், உருவாக்கவும் முடியும்.

காட்டாக, ஆக்சிஜனில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் 8. இதில் முதல் வட்டத்தில் இரண்டு போக இரண்டாவது வட்டத்துக்கு 6தான் வரும் இல்லையா..? ஆனால் நியாயப்படி 8 எலக்ட்ரான் இருந்தால்தான் நிலைப்புத் தன்மை பெற முடியும். ஆகவே ஆக்சிஜன் அணு என்ன செய்கிறது? இன்னொரு ஆக்சிஜன் அணுவுடன் சேருகிறது. அந்த இன்னொரு ஆக்சிஜன் அணுவும் இரண்டாவது வட்டத்தில் 6 எலக்ட்ரான்களுடன் அலைகிறது இல்லையா..? ஆகவே இந்த இரண்டும் ஒன்று சேர்ந்து இரண்டும் சேர்ந்த நெருக்கத்தில் ஒன்றோடொன்று பிணைந்து, ஒன்றின் எலக்ட்ரான்களை மற்றொன்றுக்குப் பரஸ்பரம் தந்து, இரண்டாவது ஆற்றல் மட்டத்தின் எண்ணிக்கைத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்து நிலைப்புத் தன்மை பெறுகிறது.

தனித்து இயங்க இயலாத இப்படிப்பட்ட நிலைப்புத் தன்மையற்ற அணுக்கள் ஒவ்வொன்றும் இவ்வாறே இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அணுக்களாகச் சேர்ந்து நிலைப்புத் தன்மை பெறுகின்றன.

இதில் ஒரு சின்ன செய்தி. இப்படி ஆற்றல் மட்டங்கள் பற்றியெல்லாம் சொல்வதால், ஒவ்வொரு அணுவிலும், அதன் ஆற்றல் மட்டங்களில் எலக்ட்ரான்கள் அடுக்கடுக்காய் வட்ட வட்டமாய் சாலை போட்ட மாதிரி அதனதன் பாதையில் சுற்றி வருகின்றன போலிருக்கிறது என்று யாரும் யந்திரகதியாய் கருதிக் கொள்ளக் கூடாது. அணுவே மிகமிக நுண்ணிய ஒரு துகள். அதிலும் மிகமிக நுண்ணிய துகள்கள் இந்த எலக்ட்ரான்கள். இப்படிப்பட்ட மிக நுண்ணிய துகள்கள், அதன் இயக்க மெல்லாம், இவ்வளவு நுட்பமானதாக அறியப்படுவதற்கு எவ்வளவு சிக்கலானதாக இருக்கும் என்பதை நாம் சற்று உணர்ந்துகொள்ள வேண்டும். ஆகவே இந்த எலக்ட்ரான்கள் பல்வேறு ஆற்றல் மட்டங்களில் சுற்றி வருகின்றன என்று சொல்லும்போது, இவை படத்தில் காட்டியுள்ளதுபோல் ஒரே நிலைத்த தடத்தில் அல்லாமல் - படம் என்பது ஒரு புரிதலுக்கானதே அன்றி அதுவே எல்லாமும் அல்ல - பல்வேறு தடத்தில் பல்வேறு அடுக்குகளைக் கொண்டதாகச் சுற்றி வருகின்றன என்பதை மட்டும் புரிந்து கொண்டால் போதும்.

அதேபோல, ஆற்றல் மட்டங்களின் எண்ணிக்கைத் தேவையை நிறைவு செய்வது என்கிற கோட்பாட்டிலும், அந்த ஆற்றல் மட்டங்களின் வரிசைக்கேற்ப, இறுதி வட்டத்தில் அதற்கு உரிய எண்ணிக்கையுள்ள எலக்ட்ரான்கள் இருந்தாக வேண்டும் என்கிற அவசியமில்லை. எனவே மிகக் குறைந்த அணு எண்ணிக்கையிலிருந்து, கூடிக் கொண்டே போகும் தனிம அணு வரிசையில் அதன் இறுதி வட்டத்துக்குப் போதுமான எலக்ட்ரான்கள் கிடைக்கப்பெறாத அணு, எட்டு எலக்ட்ரான்களை மட்டுமே பெற்றும் நிலைப்புத் தன்மை பெறும். இது பிற அணுக்களோடு சேரும் செயல்பாட்டுக்கும் பொருந்தும்.

ஆகவே, எதையும் வறட்டுத்தனமாய், யந்திரத்தனமாய்ப் புரிந்து கொள்ளாமல், அணு நிலைப்புத் தன்மை பெற சில நிபந்தனைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டியுள்ளது என்று மட்டும் புரிந்து கொண்டால் போதும்.

அடுத்து, அணு பற்றி முக்கியமாகத் தெரிந்து கொள்ள வேண்டிய ஒன்று, அணுவில் நேர்மின்னூட்டமுடைய புரோட்டான்களும், எதிர்மின்னூட்டமுடைய எலக்ட்ரான்களும் சம அளவில் இருப்பதால் அணு மின்னூட்டமற்றதாக இருக்கிறது அல்லது மின் நடுநிலைத் தன்மையுடையதாக இருக்கிறது என்பது.

எனவே, ஒரு அணு மின்னூட்டமுடையதாக மாற, அது தன்னிடமுள்ள ஒன்று அல்லது ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்களை இழக்க வேண்டியிருக்கிறது. அல்லது ஒன்று அல்லது ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்களைப் பெற வேண்டிய தாயிருக்கிறது.

இவ்வாறு எலக்ட்ரான்களை இழந்தோ அல்லது கூடுதலாய்ப் பெற்றோ மின்னூட்டமுடையதாக மாறும் அணுவை அயனிகள் என்கிறார்கள். இவ்வாறு எலக்ட்ரான்களை இழந்த அணு நேர்மின்னூட்டமுடைய அயனியாகவும், எலக்ட்ரான்களைக் கூடுதலாகப் பெற்ற அணு எதிர்மின்னூட்டமுடைய அயனியாகவும் மாறுகிறது.

உதாரணமாக ஹைட்ரஜன், சோடியம், மக்னீசிய அணுக்கள் எலக்ட்ரான்களை இழந்து நேர் மின்னூடடமுடைய அயனிகளாக மாறுகின்றன. குளோரின், ஆக்சிஜன், புரோமின் அணுக்கள் எலக்ட்ரான்களைப் பெற்று எதிர்மின்னூட்டமுடைய அயனிகளாக மாறுகின்றன.

இம்மாற்றங்களிலாகட்டும், அதாவது அணு அயனிகளாக மாறும் மாற்றத்திலாகட்டும், அல்லது அணு நிலைப்புத்தன்மை பெறும் மாற்றத்திலாகட்டும், அணுக்கருவில் எந்த மாற்றமும் நிகழ்வதில்லை. மாறாக அணுக்கருவை அசுரவேகத்தில் பல்வேறு ஆற்றல் மட்டங்களில் சுற்றிவரும் எலக்ட்ரான் துகள்கள் மட்டத்திலேயே மாற்றங்கள் நிகழ்கின்றன என்பதை மனத்தில் இருத்திக் கொள்ள வேண்டும்.

அணுவின் வேதியியல் பண்புகள்

அணு சக்தி பற்றி எதுவோ சொல்ல ஆரம்பித்து இன்னமும் அணுசக்திக்குப் போகாமல், அணுவைப் பற்றியே நிறைய சொல்லிக் கொண்டிருப்பதுபோல் தோன்றுகிறதா.... இருக்கட்டும். பரவாயில்லை.

மின்விளக்கு எப்படி எரிகிறது என்று கேட்டால் சுவிட்சு போட்டதும் எரிகிறது என்று சொல்லலாம். அல்லது மின்னோட்டம் என்றால் என்ன? அது எப்படி பெறப்படுகிறது? மின் இணைப்பு, சுவிட்ச் இவற்றின் தேவை என்ன? என்பதையெல்லாம் விளக்கியும் சொல்லலாம். அதேபோல அணுசக்தி என்றால் என்ன? என்று கேட்டால் அணுவை உடைத்துப் பெறும் சக்தி என்று சொல்லிவிடலாம். அல்லது அணுவை விளக்கி அதன் கட்டமைப்பை விளக்கி, அதன் பண்புகளை விளக்கி, அதன்மூலம் அணுசக்தி, மற்ற சக்திகளிலிருந்து எவ்வாறு மாறுபட்டது என்றும் சொல்லலாம், இல்லையா?

ஆனால், முன்னது பொதுவானது, மேலோட்டமானது, எளிமையானது. பின்னது அடிப்படையானது, தெளிவானது, ஒரு சரியான புரிதலோடு நம்மைச் சிந்திக்க வைப்பது, சிறப்பானது. ஆகவே, அணுபற்றிய அடிப்படைகளைப் புரிந்து கொள்வதுதான் அணுசக்திபற்றிய புரிதலுக்குப் பயன்படும் என்கிற அடிப்படையில் இதுபற்றி அலுப்படையாமல் சில விஷயங்களைப் பார்த்துக்கொண்டு மேலே செல்வோம்.

சரி. பேரண்டத்தில் நாம் காணும் பொருள்கள் பலதரப்பட்டதாய் இருந்தாலும் அவை எல்லாம் அடிப்படையில் நாம் ஏற்கெனவே கண்ட 92 வகைத் தனிம அணுக்களால் ஆக்கப் பட்டவை என்று பார்த்தோம் இல்லையா...

இப்போது இந்த 92 வகைத் தனிம அணுக்களும் எப்படி தமக்குள் ஒன்று சேர்ந்து பல்வேறு பொருள்களை உருவாக்குகின்றன என்று பார்ப்போம். அதாவது இவ்வகைப் பொருள்களை உருவாக்குவதில் அணு எவ்வாறு செயற்படுகிறது என்பதைப் பார்ப்போம்.

உதாரணத்துக்கு நம் எல்லோருக்கும் தெரிந்த மிக எளிமையான எடுத்துக்காட்டான தண்ணீரையே எடுத்துக் கொள்வோம்.

தண்ணீர் என்பது வேதியியல் மொழியில் என்ன? H2O இல்லையா... அதாவது ஹைட்ரஜன் அணு இரண்டும், ஆக்ஸிஜன் அணு ஒன்றும் சேர்ந்தது தண்ணீர் ஆகிறது இல்லையா... இதைத் தண்ணீரின் ஒரு மூலக்கூறு என்பார்கள்.

ஹைட்ரஜன் அணு எண் 1. அது ஒரு புரோட்டான், ஒரு எலக்ட்ரான் கொண்டது. இதில் புரோட்டான் அணுக்கருவில் இருப்பது. ஆகவே அதைவிட்டு எலக்ட்ரானை மட்டும் எடுத்துக் கொள்வோம். அப்படி எடுத்துக்கொண்டால் ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவில் 1 எலக்ட்ரான், இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுவில் 2 எலக்ட்ரான்கள் இருக்கும் இல்லையா.... சரி இருக்கட்டும்.

அப்புறம், ஆக்ஸிஜன். அதன் அணு எண் 8. ஆகவே அதில் 8 எலக்ட்ரான்கள் இருக்கும். இதில் நாம் ஏற்கெனவே பார்த்தபடி முதல் ஆற்றல் மட்டப்பாதை K வட்டத்தில் 2 போக, இரண்டாவது L வட்டத்தில் எத்தனை மிஞ்சும்? 6 தான் இல்லையா?

ஆனால் நியாயப்படி இரண்டாவது வட்டத்தில் எத்தனை எலக்ட்ரான்கள் இருக்க வேண்டும்? 8. எட்டு இருந்தால்தானே அது நிலைப்புத்தன்மை பெற முடியும். ஆகவே அது என்ன செய்கிறது? இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களையும் ஆயுத எழுத்து போலத் தன் இரு பக்கமும் சேர்த்துக்கொண்டு, அதிலுள்ள இரண்டு எலக்ட்ரான்களையும் எடுத்துக்கொண்டு, தன் இரண்டாவது ஆற்றல் மட்டப் பாதையைப் பூர்த்தி செய்து, நிலைப்புத்தன்மை பெற்றுவிடுகிறது. அதே சமயம் அது வேறு ஒரு பொருளின் மூலக்கூறாகவும் மாறிவிடுகிறது. தனித்து இயங்கும் சாத்தியமுள்ளதாகவும் ஆகிறது.

சரி. இன்னொரு உதாரணம் பார்ப்போம். நாம் உணவுக்குப் பயன்படுத்துகிற சாதாரண உப்பை எடுத்துக் கொள்வோம். இந்த உப்புக்கு வேதியியல் பெயர் என்ன? சோடியம் குளோரைடு. அதாவது சோடியத்தின் ஒரு அணுவும், குளோரினின் ஓர்அணுவும் சேர்ந்தது சோடியம் குளோரைடின் மூலக்கூறு.

இதில் சோடியத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் 11. இதில் முதல் வட்டம் 2 இரண்டாவது வட்டம் 8 போக ஒன்று எஞ்சி நிற்கிறது. அதாவது ஒன்று அதிகமாக இருக்கிறது இல்லையா... இருக்கட்டும்.

அப்புறம் குளோரின். இதில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் 17. இதில் முதல் வட்டம் 2 இரண்டாவது வட்டம் 8 போக மீதி எத்தனை? 7. ஆனால் இறுதி வட்டத்தைப் பூர்த்தி செய்ய குறைந்தபட்சம் 8 எலக்ட்ரான்களாவது இருக்க வேண்டும் என்று பார்த்தோமில்லையா, அந்தக் குறைந்தபட்சத்துக்கு இன்னும் எத்தனை குறைகிறது? ஒன்று.

சோடியத்தில் அதிகமாக உள்ளது ஒன்று. குளோரைடில் குறைவுபடுவது ஒன்று.

எனவே, ஒரு எலக்ட்ரான் அதிகமாக உள்ள சோடியமும், ஒரு எலக்ட்ரான் குறைவுபடுகிற குளோரினும் ஒன்று சேர்ந்து ஒரு மூலக்கூறாகி, இரண்டும் தன் ஆற்றல் மட்டப் பாதையை நிறைவு செய்து நிலைப்புத் தன்மை பெற்றுவிடுகிறது.

நாம் எந்த ஒரு மூலக்கூறை எடுத்துக் கொண்டு பார்த்தாலும், அதில் அடங்கியுள்ள இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அணுக்கள் தன்னிடம் எஞ்சியுள்ள எலக்ட்ரான் துகள்களை அடுத்த அணுவுக்குத் தந்தோ, அல்லது தன்னிடம் குறைவுபடுகிற எலக்ட்ரான் துகள்களை அடுத்த அணுவிடமிருந்து பெற்றோ, எப்படியோ ஒன்று சேர்ந்து, ஒன்றோடொன்று பல்வேறு வடிவங்களில் நெருங்கிப் பிணைந்தும், குறுகியும் மூலக்கூறுகளை உருவாக்கி நிலைப்புத்தன்மை பெறுகின்றன. அதன்மூலம் கணக்கற்ற பொருள்களையும் உருவாக்குகின்றன.

பொதுவில் இச்செயல்பாட்டில் இப்படிப்பட்ட இணைவு இரு வகைப்பட்டு நிகழ்வதாக விளக்கப்பெறுகிறது.ஒன்று Covalant Bonds எனப்படும் சக பிணைப்பு. இது எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக் கொள்வதன் மூலம் நிகழ்கிற பிணைப்பு .மற்றொன்று Ionic Bonds எனப்படும் அயனிப் பிணைப்பு. இது எலக்ட்ரான்களை இழப்பதன் மூலம் நிகழ்கிற பிணைப்பு. உலோக அணுக்கள் எலக்ட்ரானை இழக்கும், அலோக அணுக்கள் எலக்ட்ரானை ஏற்கும் என்று சொல்லப்படுகிறது. சோடியம் ஒரு உலோகம் எனவே அது எலக்ட்ரானை இழக்கிறது. அதாவது ஒரு எலக்ட்ரானை குளோரினுக்குத் தந்து சோடியம் குளோரைடு மூலக்கூறுவை உருவாக்குகிறது

எல்லா அணுக்களும் இந்த விதிமுறைகளுக்கும், கணித வியலுக்கும் உட்பட்டே இயங்குகின்றன. பல்வேறு மூலக் கூறுகளை உருவாக்குகின்றன.

இயற்கை இம்மாதிரி கணிதவியலுக்கு உட்பட்டு இயங்குவது விசித்திரமாக இருக்கிறது இல்லையா...? இருக்கட்டும். இயற்கையின் இயக்கம் எல்லாமே கணிதவியலுக்கு உட்பட்டதுதான். அப்படி உட்படாத இயற்கை இயக்கம் என்று எதுவும் இல்லை.

சரி. இங்கேயும் நாம் முக்கியமாகக் கவனிக்க வேண்டியது - பல்வேறு அணுக்கள் ஒன்று சேர்ந்து மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும் இந்தச் செயல்பாட்டிலும், அணுக்கருவில் எந்த மாற்றங்களும் நிகழ்வதில்லை. மாறாக அணுக்கருவைச் சுற்றிவரும் எலக்ட்ரான் துகள்கள் மட்டத்திலேயே அதாவது எலக்ட்ரான் துகள்கள் பரிமாற்றத்திலேயேதான் எல்லா மாற்றங்களும் நிகழ்ந்து விடுகின்றன என்பதுதான்.

சரி. இதுவரை பார்த்த விஷயங்களைச் சற்று சுருக்குவோம். அதாவது அணு என்பது என்ன? அணுவின் கட்டமைப்பு எப்படிப்பட்டது? அணுவில் அடங்கியுள்ள துகள்கள் யாவை? அத்துகள்கள் எப்படிப்பட்ட மின்சுமை உடையதாக இருக் கின்றன? அணுக்களின் ஐசோடோப்புகள் உருவாவதிலும், அணுக்கள் அயனியாக மாறுவதிலும், அணுக்கள் மூலக்கூறாக மாறுவதிலும், அணுக்கள் நிலைப்புத் தன்மை பெறுவதிலும் செயற்படும் நிகழ்வுகளில் அணுத்துகள்கள் எவ்வாறு இயங்குகின்றன என்று பார்த்தோம்.

இதில் எல்லாவற்றிலும் நாம் முக்கியமாக நினைவில் நிறுத்தவேண்டியது இந்த எல்லாவகைச் செயற்பாடுகளிலும், அணுவைச் சுற்றியுள்ள எலக்ட்ரான் துகள்கள் மட்டுமே மாற்றம் பெறுகின்றனவே தவிர அணுக்கருவில் எந்தவித மாற்றமும் நிகழ்வதில்லை, இன்னும் நாம் அணுக்கருவுக்குள்ளேயே நுழையவில்லை என்பதே. எனவே, நாம் அணுக் கருவுக்குள் நுழைவது பற்றி அடுத்து பார்ப்போம்.

- இராசேந்திர சோழன் (இந்த மின்-அஞ்சல் முகவரி spambots இடமிருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது. இதைப் பார்ப்பதற்குத் தாங்கள் JavaScript-ஐ இயலுமைப்படுத்த வேண்டும்.)

விவரங்கள்

இராசேந்திர சோழன்

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 18 அக்டோபர் 2012

                பொதுவாக அணுக்கரு என்பது எப்படிப்பட்ட கட்டமைப்பைக் கொண்டதாக இருக்கிறது என்பதை ஓரளவு பார்த்தோம். ஆனால் இதுவே எல்லா அணுக்கருக்களையும் பற்றி விளக்கி விட்டதாகச் சொல்ல முடியுமா? முடியாது.

                காரணம், பொதுவாக மனிதன் எப்படியிருப்பான் என்றால், அவனுக்கு இரண்டு கை, இரண்டு கால், ஒரு உடம்பு, கண், காது, மூக்கு, வாய் எல்லாம் இருக்கும் என்று சொல்லிவிட்டால் அதுவே எல்லா மனிதர்களையும் பற்றி விளக்கிவிட்டதாகச் சொல்ல முடியுமா? முடியாது.

                ஏனெனில் அப்படிச் சொன்னால் அது எல்லா மனிதர்களையும் ஒரே மாதிரியாக அல்லவா... அதாவது மனிதர்களுக்குள்ளே வித்தியாசமே இல்லாமல் போனது போல் காட்டுவதாக அல்லவா ஆகிவிடும்? அப்புறம் மனிதர்களுக்குள் வேறுபாடு காண்பதுதான் எப்படி? இதே கதைதான் அணுக்கருவுக்கும். பொதுவாக ஒரு அணுக்கரு எப்படியிருக்கும் என்று சொல்லிவிட்டால் அதுவே எல்லா அணுக்கருவையும் விளக்கிவிட்டதாக ஆகாது.

                அதே சமயம் எல்லா அணுக்கருவும் ஒரே மாதிரியாக இருந்து விட்டால், அதன் சேர்க்கையில் ஆக்சிஜன், ஹைட்ரஜன், கார்பன் போன்ற அலோக தனிமங்களும், இரும்பு, தங்கம், வெள்ளி போன்ற உலோக தனிமங்களும், இதுபோன்ற தனிமங்களின் சேர்க்கையில் நீர், காற்று, மண், மரம் முதலான விதம் விதமான பொருள்களும் கிடைக்காது.

                ஆகவே அணுக்கருக்களில் வித்தியாசமுண்டு. இந்த வித்தியாசம் எப்படி ஏற்படுகிறது? இது ஒவ்வோர் அணுக் கருவிலும் அடங்கியுள்ள மூவகைத் துகள்களான புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை வேறுபாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

காரணம், எல்லா அணுவின் உட்கருவிலும் ஒரே வகையான எண்ணிக்கையுள்ள புரோட்டான், நியூட்ரான்கள் அடங்கியிருக்கவில்லை. அதேபோல அணுக்கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையும் ஒவ்வோர் அணுவுக்கும் வேறுபடுகிறது. எப்படி?

எல்லாப் பொருள்களும் துகள்களால் ஆனது என்றும், அப்படியான எந்த ஒரு பொருளை எடுத்துக் கொண்டு அதை மேலும் மேலும் சிறிய துகளாக ஆக்கிக்கொண்டே போனாலும், சாதாரண முறையில் மேலும் பகுக்க முடியாதபடி அதை எவ்வளவு சிறிய துகளாக ஆக்கினாலும் அந்தத் துகள் மாறாமல் அது எதிலிருந்து பெறப்பட்டதோ அந்தப் பொருளின் துகளாகவே இருப்பதைத் தனிமம் என்கிறார்கள் என்று ஏற்கெனவே பார்த்தோம் இல்லையா? எடுத்துக்காட்டாக, இரும்பை எவ்வளவு சிறிய துகளாக ஆக்கினாலும் அது இரும்புத் துகளாகவே இருக்கும். ஆகவே இரும்பு ஒரு தனிமம். இப்படி அலுமினியம் ஒரு தனிமம் செம்பு ஒரு தனிமம் என்று நிறைய சொல்லலாம்.

இப்படிப்பட்ட தனிமங்கள் இயற்கையில் 92 மட்டுமே இருப்பதாக விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்திருக்கிறார்கள். எல்லாப் பொருள்களும் அணுக்களால் ஆக்கப்பட்டவை என்கிற அடிப்படையில் இந்தத் தனிமங்களும் அணுக்களால் ஆக்கப்பட்டவையே என்பதை நாம் மறந்துவிடக்கூடாது. ஆனால் ஒரு முக்கிய வேறுபாடு இந்த 92 வகைத் தனிமங்களிலும் அடங்கியுள்ள அதன் அணுக்கள், அந்த அணுக்களில் அடங்கியுள்ள புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் துகள்களில் வெவ்வேறு வகையான எண்ணிக்கையைக் கொண்டவையாக இருக்கின்றன. இப்படி வெவ்வேறு வகையான எண்ணிக்கையைக் கொண்டிருப்பதால் தான் இவை வெவ்வேறு வகை தனிமங்களாகவும் இருக்கின்றன.

இப்படி இவை வெவ்வேறு வகைத் தனிமங்களாக இருப்பதால்தான் இவை வெவ்வேறு விகிதத்தில் சேர்ந்து, சேர்மமாகி வெவ்வேறு விதமான பொருள்களாக உருவாகியிருக்கின்றன. இதன்படி இந்த 92 வகைத் தனிமங்களே இப்புவிக் கோளில் பேரண்டத்தில் நிலவும் எல்லா வகைப் பொருள்களுக்குமான அடிப்படையாகவும் இருக்கின்றன.

எனவே, அணுவின் வகைகளைப் புரிந்துகொள்ள நாம் இப்படிச் சொல்லாம். பேரண்டத்தில் நாம் காணும் பொருள்கள் பலதரப்பட்டதாய் இருந்தாலும் அவையெல்லாம் மேற்சொன்ன இந்த 92 வகைத் தனிமங்களால் ஆக்கப்பட்டவையே. இந்தத் தனிமங்களெல்லாம் பொதுவில் அணுக்களால் ஆக்கப்பட்டவையே என்றாலும் ஒவ்வொரு தனிமமும் அது அதற்கேயுரிய பிரத்தியேக அணுக்களால் ஆக்கப்பட்டிருக்கின்றன. அல்லது அப்படிப்பட்ட பிரத்தியேக அணுக்களைக் கொண்டிருக்கின்றன.

இவை அந்தந்த அணுக்களில் அடங்கியுள்ள புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து நிர்ணயிக்கப்படுகின்றன. அதாவது இந்த எண்ணிக்கையின் அளவைப் பொறுத்து அத்தனிமத்தின் தன்மை தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இத்தனிமங்கள் பல்வேறு அளவுகளிலும் விகிதங்களிலும் ஒன்று சேர்ந்தும் கலந்துமே நாம் இப்பிரபஞ்சத்தில் காணும் கோடிக்கணக்கான பொருள்களாக உருப்பெறுகின்றன.

இப்படிப் பல்வேறு பொருள்களிலிருந்து அணுவுக்கு, அணுவிலிருந்து பல்வேறு பொருள்களுக்கு உள்ள பரஸ்பரத் தொடர்புகளை நாம் புரிந்து கொண்டால்தான் அணுவின் வகைகளையும் நாம் புரிந்து கொள்ள முடியும். இந்தப் பரஸ்பரத் தொடர்பு பற்றிய புரிதலில் மேற்சொன்ன 92 வகைத் தனிமங்களைத் தவிர விஞ்ஞானிகள் செயற்கையாக 21 வகைத் தனிமங்களையும் உருவாக்கியிருக்கிறார்கள். ஆக மொத்தம் 103 தனிமங்களினாலேயே இப்பேரண்டம் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதையும் நாம் ஒரு தகவலாக ஒரு புறம் வாங்கி வைத்துக் கொள்வோம்.

என்றாலும், இங்கே நமக்குத் தேவையானது, எல்லாப் பொருள்களுக்கும் அடிப்படையானது, மேற்சொன்ன 92 வகைத் தனிமங்களே என்பதை மட்டும் கவனத்தில் கொண்டு அந்தந்தத் தனிமத்துக்கான அணுக்களைப் பற்றி மட்டுமே ஆராய்வோம்.

அதற்கு முன், மேற்சொன்னவற்றிலிருந்து நமக்கு ஒரு விஷயம் தெளிவாகலாம். அதாவது அணு என்று சொல்லும் போது பொதுவான அணு என்று எதுவும் கிடையாது. அணு என்பது மேற்சொன்ன 92 வகைத் தனிமங்களில் ஏதாவது ஒரு தனிமத்தின் அணுவாகவே இருக்க முடியும். இப்படி அல்லாத ஓர் அணு இயற்கையில் கிடையாது என்பதுதான் அது.

எனவே, அணு என்னும்போது அது ஆக்ஸிஜன் தனிம அணு, ஹைட்ரஜன் தனிம அணு, உறீலியம் தனிம அணு, இரும்பு தனிம அணு என்று இப்படிப்பட்ட ஏதாவது ஒரு தனிமத்தின் அணுவாகத்தான் இருக்க முடியுமே தவிர, இப்படியல்லாத பொதுவான அணுவாக எதுவும் இருக்க முடியாது.

அணு எண்ணும் நிறை எண்ணும்

இதுவரை 92 வகைத் தனிமங்கள், 92 வகைத் தனிமங்களுக்குமான 92 வகை அணுக்கள், இந்த அணுக்களின் வேறுபாடு, இதில் அடங்கியுள்ள புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் துகள்களின் வேறுபாட்டால் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது என்று பார்த்தோம். இல்லையா....

சரி. இப்போது மாதிரிக்குச் சில முக்கிய தனிம அணுக்களையும், அதில் அடங்கியுள்ள புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் துகள்களின் எண்ணிக்கையையும் பார்ப்போம்.

இந்த அட்டவணையை மேலோட்டமாகப் பார்க்கும் போதே நமக்கு ஒன்று புரிய வருகிறது இல்லையா...?

அதாவது எந்த ஒரு தனிமத்தின் அணுவிலும் அவ்வணுவின் கருவில் உள்ள நேர்மின்னூட்டமுடைய புரோட்டான் துகள்களின் எண்ணிக்கையும், கருவைச் சுற்றி அசுர வேகத்தில் இயங்கும் எதிர்மின்னூட்டமுடைய எலக்ட்ரான் துகள்களின் எண்ணிக்கையும் சமம்.

அதோடு, இவற்றின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்தே ஒரு தனிமத்தின் தன்மை அதாவது அது எவ்வகைத் தனிமம் என்பது தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அல்லது அது எந்தத் தனி மத்தின் அணு என்பது அறியப்படுகிறது.

காட்டாக ஒரு அணுவில் 79 புரோட்டான்களும், 79 எலக்ட்ரான்களும் 118 நியூட்ரான்களும் இருந்தால் அது தங்க தனிமத்தின் அணு அல்லது இந்த எண்ணிக்கையுள்ள துகள்களின் சேர்க்கை தங்கம் தனிமமாகவே இருக்குமே தவிர அது வேறு எதுவாகவும் இருக்காது. இருக்கவும் முடியாது.

இதுவே மேற்சொன்ன புரோட்டான் எலக்ட்ரான் துகள்களின் எண்ணிக்கை ஒவ்வொன்று கூடுதலாகி 80 புரோட்டான்களும், 80 எலக்ட்ரான்களும் இருந்து 21 நியூட்ரான்களும் இருப்பதானால் அது பாதரசத் தனிமத்தின் அணுவாக மாறிவிடும். அதாவது இது பாதரசத் தனிமத்தின் அணு என்பதை அடையாளப்படுத்தி விடும்.

எனவேதான், ஒவ்வோர் அணுவும் அது எந்தத் தனிமத்தின் அணு என்பதைக் குறிப்பிட அத்தனிமத்தின் பெயரைக் கொண்டு குறிப்பிடுவதோடு அத்தனிமஅணுவில் அடங்கியுள்ள துகள்களின் எண்ணிக்கையையும் சேர்த்தே குறிப்பிடுகிறார்கள். நடைமுறைப் பயன்பாட்டு வசதிக்காக நபர்களின் எண்ணிக்கைக் கணக்கு எடுக்கும்போது பெயர்களுக்குப் பதில் எண் குறிப்பிட்டு அழைக்கவில்லையா... அதைப்போல அத்தனிமக் குறியீட்டின் இடது கீழ்ப்பக்கம் இந்த எண்ணைக் குறிப்பிடுகிறார்கள். இப்படிக் குறிப்பிடும் அந்த எண்ணையே ஓர் அணுவின், அணு எண் என்கிறார்கள்.

ஆகவே, ஓர் அணுவில் உள்ள புரோட்டான்கள் அல்லது எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை வைத்தே அந்த அணுவுக்குரிய எண் அதாவது அதன் அணு எண் தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்பது தெளிவு. அதோடு, அந்த எண்ணை வைத்தே அது எந்தத் தனிமத்தின் அணு எனவும் அறியப்படுகிறது.

காட்டாக, நைட்ரஜன் தனிமத்தின் உட்க்கருவில் 7 புரோட்டான்களும், 7 எலக்ட்ரான்களும் இருக்கின்றன. எனவே, நைட்ரஜன் தனிமத்துக்ககான குறியீடு NI 7N என்கிறார்கள். அதேபோல மக்னீசியம் அணுக்கருவில் 12 புரோட்டான்களும், 12 எலக்ட்ரான் களும் இருக்கின்றன. எனவே, மக்னீசியம் தனிமத்துக்கான குறியீடு Mg I 12Mg என்கிறார்கள். தனிம வரிசை அட்டவணையில் உள்ள 92 வகைத் தனிமங்களும் அதன் அணு எண்ணைப் பொறுத்தவரை இவ்வாறே குறிப்பிடப்படுகின்றன.

இதில் இன்னொரு விஷயம். அணுவே மிக மிக இலேசான ஒரு துகள் என்று பார்த்தோமில்லையா.... அப்படி என்றால் அந்த அணுவுக்குள்ளும் அடங்கியுள்ள துகள்கள் எவ்வளவு நுண்ணியதாய் இருக்கும் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். என்றாலும் இவ்வளவு நுண்ணிய மிக மிக இலேசான துகள்களின் நிறையையும் விஞ்ஞானிகள் கணக்கிட்டிருக்கிறார்கள்.

அதன்படி ஓர் எலக்ட்ரான் துகளின் நிறை 9.11x 10-28 கிராம் என்கிறார்கள். அதாவது 9.11ஐப் போட்டு அதை ஒன்றின் பக்கத்தில் 28 சைபர் சேர்ந்த எண்ணால் வகுத்தால் என்ன ஈவு கிடைக்குமோ அத்தனை கிராம். ஓர் எலக்ட்ரான் துகளின் நிறை. இந்த எலக்ட்ரானின் நிறையைப்போல் 1,836 மடங்கு அதிகமுடையதாம் அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டானின் நிறை.

ஆகவே, எந்த ஓர் அணுவிலும் புரோட்டான்கள், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை சமமாக இருந்தபோதிலும் அணுக்கருவில் உள்ளதும், நிறை அதிகமாயுள்ளதுமான இந்தப் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை வைத்தே அதன் அணு எண்ணைக் குறிப்பிடுவது வழக்கமாக இருந்து வருகிறது.

எனவே தான் 8O என்று குறிப்பது ஆக்சிஜன் அணுக் கருவில் 8 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன என்பதைக் காட்டிலும் 8 புரோட்டான்கள் உள்ளன என்பதையே அர்த்தப்படுகிறது. காரணம் அதுவே நிறை அதிகமுடையது என்பது ஒன்று. அடுத்தது, இப்படி நிறை அதிகமுடைய அத்துகள்கள் அணுவின் கருவில் அடங்கி, அணுவின் பெரும் பகுதி நிறையைத் தீர்மானிப்பதில் கணிசமான பங்காற்று கின்றன என்பது மற்றொன்று.

சரி, இதுவரை புரோட்டான்கள், எலக்ட்ரான்கள் பற்றி ஒவ்வோர் அணுவிலும் அவை சம எண்ணிக்கையில் இருப்பதையும், அவையே அணு எண்ணைத் தீர்மானிக்கின்றன என்பதையும் பார்த்தோம். சரி ஆனால் இந்த நியூட்ரான்கள் பற்றி இன்னும் ஒன்றுமே பார்க்கவில்லையே.... அணுக்கருவில் அதன் இடம்தான் என்ன? அதன் செயல்பாடுதான் என்ன? அணுக் கருவில் அந்தத் துகள்களுக்கு ஏதும் பங்கே இல்லையா....? எனக் கேள்விகள் எழலாம். நியாயம். அணுக்கருவில் நியூட்ரான் துகள்களுக்கு நிச்சயமாகப் பெரும் பங்கு உண்டு. காரணம், புரோட்டான் துகள்கள் ஒரு அணுவின் அணு எண்ணைக் குறிக்க, அறிய அடிப்படையாய் இருக்கிறது என்றால், இந்த நியூட்ரான் துகள்கள் அணுவின் பொருண்மை எண்ணை அதாவது நிறை எண்ணை அறிய அடிப்படையாயிருக்கின்றன. அதாவது இந்த நியூட்ரான் துகள்களின் எண்ணிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டே அணுவின் பொருண்மை எண் - நிறை எண் அறியப் படுகிறது.

எப்படி? இந்த நியூட்ரான்கள், புரோட்டான்களுடன் சேர்ந்து அணுவின் உட்கருவில் இருப்பதாகப் பார்த்தோம் இல்லையா.... ஆனால் இவை புரோட்டான், எலக்ட்ரான் துகள்களைப் போல எண்ணிக்கையில் சம அளவை மட்டுமே கொண்டதாக இருப்பதில்லை. மாறாக, இது புரோட்டான், எலக்ட்ரான் துகள்களின் எண்ணிக்கையைப் பற்றிக் கவலைப்படாமல் அதற்குச் சமமாகவோ அல்லது அதைவிட எண்ணிக்கையில் சற்றுக் கூடுதலாகவோ குறைவாகவோ ஆக எப்படி வேண்டுமானாலும் இருக்கிறது.

அதோடு, இந்த நியூட்ரான்களும் எலக்ட்ரான்களின் நிறையை விடப் பல மடங்கு கூடுதலானவை. கிட்டத்தட்ட புரோட்டான்களின் நிறைக்குச் சமமானவை. நிறை என்பது அதில் அடங்கியுள்ள பருப் பொருள்களின் திண்மையை எடையைச் சார்ந்ததாகும்.

அணுவின் நியூட்ரான், புரோட்டான்களின் நிறை, அதைச் சுற்றி இயங்கும் எலக்ட்ரான்களின் நிறையை விட, 1836 மடங்கு, சுமாராகக் கூறின் 2000 மடங்கு அதிகம் என்கிறார்கள்.

ஆகவேதான், அணுவின் உட்கருவில் உள்ளதும் நிறை அதிகமுள்ளதுமான புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையையும், அதே அணுக்கருவில் உள்ளதும் புரோட்டான்களுக்குச் சமமான நிறை உடையதுமான நியூட்ரான் துகள்களின் எண்ணிக்கையையும் சேர்த்தே ஓர் அணுவின் நிறை அளவிடப்படுகிறது. அதாவது இந்தப் புரோட்டான், நியூட்ரான் துகள்களின் எண்ணிக்கையைச் சேர்த்தே ஓர் அணுவின் பொருண்மை எண்ணை-நிறைஎண்ணைக் கணக்கிடுகிறார்கள்.

உதாரணமாய் கீழ்க்காணும் அட்டவணையைப் பார்க்க இது புரியும்.

இவ்வாறே நிறை எண் அறியப்படுகிறது. இப்படி அறியப்பட்ட நிறை எண்ணும் தனிம அணுவின் குறியீட்டோடு சேர்த்து எழுதப்படுகிறது. இது குறியீட்டின் வலது மேல் பக்கம் குறிக்கப்பபடுகிறது. இந்த நிறைஎண்ணிலிருந்து புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் கழித்தால் அந்த அணுக் கருவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கிடைத்து விடும். காட்டாக இப்படி, 92 வகைத் தனிம அணுக்களுக்கும் ஒரு பட்டியல் போட்டால், அவ்வணுக்களில் புரோட்டான், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை சமமாக இருப்பதையும், அதில் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை வைத்து அணு எண் குறிப்பிடப்படுவதையும், புரோட்டான், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை வைத்து நிறை எண் குறிப்பிடப்படுவதையும் அறியலாம். இதுவே ஒவ்வோர் அணுவுக்கும், அணு எண்ணும் பொருண்மை எண்ணும் கணக்கிடுவதற்கான முறையாகும்.

உதாரணமாக, ஹீலியம் தனிம அணுவில் இரண்டு புரோட்டான்களும் இரண்டு நியூட்ரான்களும் இருக்கின்றன. ஆகவே அதன் அணு எண் 2. பொருண்மை எண் 4. எனவே அது 2He4 என எழுதப்படுகிறது.

இரும்பு அணுவில் 26 புரோட்டான்களும், 30 நியூட் ரான்களும் இருக்கின்றன. அதன் அணு எண் 26. பொருண்மை எண் 56. எனவே 26Fe56 என எழுதப்படுகிறது.

அதே போல யுரேனிய அணுவில் 92 புரோட்டான்களும், 146 நியூட்ரான்களும் இருக்கின்றன. எனவே இது 92U238 என எழுதப்படுகிறது.

ஆக, இப்படி எழுதப்படுவதிலிருந்து கீழுள்ள அணு எண், அணுக் கருவிலுள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிப்பதையும், மேலுள்ள எண் நிறை எண் என்பதால் அது, அவ்வணுக் கருவிலுள்ள புரோட்டான் நியூட்ரான்களின் இவ்விரண்டின் எண்ணிக்கையையும் சேர்த்துக் குறிப்பதையும் அறியலாம்.

அதோடு, இந்தக் குறியீடுகளின் எண்ணிக்கை எலக்ட்ரான்களைப் பற்றிக் கவலைப்படாமல் அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைப் பற்றி மட்டுமே கவலைப்படுகிறது என்பதை நாம் நினைவில் வைத்துக் கொள்ளவேண்டும்.

இதிலிருந்தே அணு என்பதில், அதாவது அணுவின் கட்டமைப்பில், ஆற்றல் மட்டங்களில் சுற்றிவரும் எலக்ட்ரான்களை விட புரோட்டான், நியூட்ரான் அடங்கியுள்ள அணுக் கருவுக்கே அதிக முக்கியத்துவம் தரப்படுகிறது என்பதையும் நாம் புரிந்து கொள்ளலாம்.

இங்கே இன்னொரு விஷயத்தையும் இலேசாய்த் தெரிந்து வைத்துக் கொள்வது பின்னால் உதவிகரமாக இருக்கும். அது என்ன?

அணு எண், நிறை எண் பற்றி இதுவரை பார்த்தவற்றிலிருந்து நமக்கு ஒன்று தோன்றலாம். அதாவது ஒரு குறிப்பிட்ட அணு எண் கொண்ட ஒரு அணு, ஒரு குறிப்பிட்ட நிறை எண் கொண்டதாக இருக்கும், அல்லது இருக்க வேண்டும் இல்லையா...?

ஆனால் அப்படி மட்டுமே இருப்பதில்லை. காரணம், புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை வைத்துத் தானே நிறை எண் குறிப்பிடப்படுகிறது? இதில் ஒரே அளவு புரோட்டான் எண்ணிக்கையுள்ள ஒரு அணுவில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை சற்றுக் கூடுதலாகவோ குறைவாகவோ இருக்கும். அதாவது ஒரே அணு எண் கொண்ட ஒரு அணுவின் நிறை எண் வெவ்வேறு விதமாக இருக்கும்.

இவ்வாறு ஒரே அணு எண் கொண்ட ஒரு அணு மாறுபட்ட நிறை எண் கொண்ட அணுவாக நிலவுவதை அந்த அணுவின் ‘ஐசோடோப்’ (Isotop) என்கிறார்கள்.

உதாரணமாய் ஹைட்ரஜன் அணுவை எடுத்துக் கொள்வோம். இது உட்கருவில் ஒரு புரோட்டானும், அதைச் சுற்றி ஒரு எலக்ட்ரானும் கொண்டது. நியூட்ரான் கிடையாது. ஆகவே இதன் அணு எண் 1. பொருண்மை எண் 1. இதைப் புரோட்டியம் (Protium) என்கிறார்கள்.

இன்னொரு ஹைட்ரஜன் உட்கருவில் ஒரு புரோட்டானும், ஒரு நியூட்ரானும் உள்ளது. உட்கருவைச் சுற்றி ஒரு எலக்ட் ரான் உள்ளது. ஆகவே இதன் அணு எண் 1. நிறை எண் 2. இதை ட்யூட்ரியம் (Deutrium) என்கிறார்கள்.

மற்றொரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் உட்கருவில் ஒரு புரோட்டானும், ஒரு எலக்ட்ரானும் இரண்டு நியூட்ரானும் உள்ளது. ஆகவே இதன் அணு எண் 1, நிறை எண் 3. இதை ட்ரைடியம் (Tritium) என்கிறார்கள்.

மூன்றும் பொதுவில் ஹைட்ரஜன் அணுதான். அவற்றின் அணு எண் ஒன்றுதான்.என்றாலும் நிறை எண் வேறு. இவ் வேறுபாட்டுக்குக் காரணம் அணுக்கருவில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கைதான். எனவே ஒரு தனிம அணுவில் நிலவும் நியூட்ரரான்களின் எண்ணிக்கையை வைத்து அவை வெவ்வேறு நிறை கொண்டதாக நிலவுவதையே அந்தத் தனிமத்தின் ஐசோடோப் என்கிறார்கள் என்பதை மட்டும் புரிந்து கொண்டு அடுத்துச் செல்வோம்.