ఈ అమరికని ఊహించుకోవాలంటే
కార్బన్ యొక్క మూడు బంధాలని ఒక ట్రైపాడ్ బల్ల యొక్క మూడు కాళ్ల లాగా ఊహించుకోవచ్చు.
నాలుగవ బంధం నేరుగా పైకి తిరిగి వుంటుంది. ప్రతీ బంధం ఇతర బంధాల నుండి సమదూరంలో ఉంటుంది.
ప్రతీ బంధానికి దానికి ఇరుగు పొరుగు బంధాలకి మధ్య కోణం సుమారు 109 డిగ్రీలు ఉంటుంది.
టెట్రహెడ్రన్
ఆకారంలో కార్బన్ పరమాణువు. దాని నాలుగు బంధాలు టెట్రహెడ్రన్ యొక్క నాలుగు కొసల దిశలో
తిరిగి వున్నాయి.
ఆ విధంగా కార్బన్
పరమాణువులోని నాలుగు బంధాలు ఆ పరమాణువు చుట్టూ సౌష్టవంగా అమరి ఉంటాయి. ఆ బంధాలకి వేరు
వేరు రకాల ఇతర పరమాణువులు గాని, పరమాణు సమూహాలు గాని అతుక్కున్నప్పుడే అసౌష్టవం ఏర్పడుతుంది.
అలాంటప్పుడు ఆ నాలుగు సమూహాలని సరిగ్గా రెండు భిన్న రీతుల్లో ఏర్పాటు చెయ్యవచ్చు. ఆ
రెండూ ఒక దానికొకటి ప్రతిబింబంలా ఉంటాయి. పాశ్చర్ తన స్ఫటికాలలో గమనించిన అసౌష్టవం
కూడా కచ్చితంగా ఇలాంటిదే.
ఇంచుమించు అదే
సమయంలో ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త జోసెఫ్ అచీల్ ల బెల్ (1847-1930) అలాంటి సూచనే చేశాడు.
అందుకే కార్బన్ పరమాణువు టెట్రహెడ్రన్ ఆకారంలో ఉంటుంది అన్న సిద్ధాంతాన్ని వాంట్ హోఫ్
– ల బెల్ సిద్ధాంతం అంటారు.
ఈ కొత్త టెట్రహెడ్రన్
సిద్ధాంతంతో ఎన్నో వైజ్ఞానిక విశేషాలని వివరించడానికి వీలయ్యింది. అందుకే దాన్ని త్వరలోనే
వైజ్ఞానిక సమాజం సమ్మతించింది. ఆ సిద్ధాంతం యొక్క ఫలితాలని వర్ణిస్తూ 1887 లో యోహానెస్ అడోల్ఫ్ విస్లైసెనుస్ అనే జర్మన్ రసాయన
శాస్త్రవేత్త ఓ పుస్తకం కూడా రాశాడు. ఆ విధంగా ఆ సిద్ధాంతానికి మంచి పరపతి గల సీనియర్
శాస్త్రవేత్త అండదండలు దొరికాయి.
శాస్త్రవేత్తల
ఆమోదాన్ని పక్కన బెడితే ఈ కొత్త సిద్ధాంతం ఇచ్చిన సత్ఫలితాలు గణనీయంగా వున్నాయి. అసౌష్టవమైన
బంధాలు గల కార్బన్ పరమాణువులు (వివిధ బంధాలకి వివిధ పరమాణు సమూహాలు అతుక్కుని వున్నవి)
ఉన్న సమ్మేళనాలలో కాంతీయ ప్రవృత్తి కనిపించింది. అలాంటి అసౌష్టవం లేని కర్బన రసాయనాలలో
అలాంటి ప్రవృత్తి కనిపించలేదు. అంతేకాక కాంతీయ సదృశాల సంఖ్య ఎప్పుడూ వాంట్ హోఫ్ – ల
బెల్ సిద్ధాంతం నిర్ణయించిన సంఖ్యతో కచ్చితంగా సరిపోయింది.
జర్మన్ రసాయన
శాస్త్రవేత్త విక్టర్ మెయెర్ (1848-1897) నైట్రోజన్ పరమాణువు యొక్క బంధాలని త్రిమితీయ
ఆకాశంలో విస్తరించి వున్నట్టుగా పరిగణిస్తే కొన్ని రకాల కాంతీయ సదృశాలని వివరించొచ్చని
నిరూపించాడు. ఇవే సూత్రాలు సల్ఫర్, సిలీనియమ్, టిన్ మొదలైన పరమాణువులకి కూడా వర్తిస్తాయని
ఇంగ్లీష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త విలియమ్ జాక్సన్ పోప్ (1870-1939) నిరూపించాడు. ఈ అధ్యయనాలని
కోబాల్ట్, క్రోమియమ్, రోడియమ్ మొదలైన లోహాలకి విస్తరింపజేసినవాడు జర్మన్-స్విస్ శాస్త్రవేత్త
ఆల్‍ఫ్రెడ్ వెర్నర్ (1866-1919).
1891 లో వెర్నెర్ మనసులో అణువిన్యాసాన్ని వివరించే ఓ
కొత్త ‘సంతులనాత్మక సిద్ధాంతం’ (coordination theory) రూపుదిద్దుకోవడం ఆరంభించింది. ఈ ఆలోచన అతడికి నిద్రలో వచ్చింది, అర్థరాత్రి
2 గంటలకి ఆ ఆలోచన రాగానే హఠాత్తుగా మెలకువ
వచ్చిందని చెప్పుకుంటాడు. అణువులో పరమాణువుల మధ్య నిర్మాణ సంబంధాలు (structural
relationships) మామూలు సంయోజనీయ బంధాలకే (covalent bonds) పరిమితం కాదని ఈ సిద్ధాంతం
చెప్తుంది. ముఖ్యంగా కొన్ని సమ్మేళనాలలో, ప్రత్యేకించి కొన్ని సంక్లిష్టమైన అకర్బన
అణువులలో, ఒక కేంద్ర పరమాణువు చుట్టూ పరమాణు సమూహాలు కొన్ని జ్యామితిబద్ధమైన సూత్రాలని
అనుసరించి విస్తరించి వుంటాయని, ఆ విస్తరణకి సంయోజకతతో సంబంధం లేదని ఈ సిద్ధాంతం ప్రతిపాదిస్తుంది.
ఇలాంటి నవీన భావాలు వేళ్లూని ఆమోదం పొందడానికి మరో అర్థశతాబ్ద కాలం పట్టింది. సంయోజకత
అన్న భావనకి మరిన్ని మెరుగులు దిద్దారు. తదనంతరం ఫ్రాంక్లాండ్, కేకులే మొదలగువారు అందించిన
భావాలతో ఒక పక్క సరళమైన సమ్మేళనాలని వివరించడానికి వీలైనట్టే, వెర్నర్ ప్రతిపాదించిన
భావాలతో మరింత సంక్లిష్టమైన ‘సంతులనాత్మక సమ్మేళనాల’ని (coordination compounds) కూడా
వివరించడానికి వీలయ్యింది.
అణువులకి త్రిమితీయ
విన్యాసం ఉంటుందనే భావన మరెన్నో సత్పరిమాణాలకి దారి తీసింది. మామూలుగా ఒక పరమాణు సమూహం
తక్కిన అణువుతో ఒకే బంధంతో ముడివడి వున్న పరిస్థితిలో ఆ పరమాణు సమూహం ఆ బంధం మీదుగా
తిరగగలదు. కాని కొన్ని సార్లు ఆ అణువులో ఉన్న తక్కిన పరమాణువులు అడ్డుపడడం వల్ల అలాంటి
భ్రమణం సాధ్యం కాదని విక్టర్ మెయెర్ నిరూపించాడు. అలాంటి అవరోధాన్ని steric
hindrance అంటారు. దీనికి ఓ చిన్న పోలికని
చెప్పుకోవాలంటే… మామూలుగా తలుపు దాని ఇరుసు మీద సాఫీగా తిరుగుతుంది. కాని తలుపు వెనుక
ఏదైనా అవరోధం ఉన్నప్పుడు అలా తిరగలేకపోతుంది. ఈ స్టీరిక్ హిండ్రన్స్ వల్ల ఒక అణువు
అసౌష్టవంగా ప్రవర్తించే అవకాశం వుందని పోప్ నిరూపించాడు. అణువులోని పరమాణువుల స్థాయిలో
అసౌష్టవం లేకపోయినా స్టీరిక్ హిండ్రన్స్ వల్ల అణువు మొత్తం మీద అసౌష్టవం ఏర్పడటం వల్ల
అలాంటి సమ్మేళనం కాంతీయ సాదృశ్యాన్ని ప్రదర్శించగలదు.
(ఇంకా వుంది)
0 comments