ఎలక్‌ట్రాన్ కర్పరాలు (Electron shells)
రెండు పరమాణువులు ఢీకొని చర్య జరుపుకొన్నప్పుడు, రెండూ అతుక్కుని కొన్ని ఎలక్‌ట్రాన్లు పంచుకోవడమైనా జరుగుతుంది. లేదా ఒక దాన్నుంచి మరొక దానికి కొన్ని ఎలక్‌ట్రాన్లు బదిలీ అయ్యి రెండూ వేరుపడడం అయినా జారుగుతుంది. ఈ ఎలక్‌ట్రాన్ల పంపకం, లేదా బదిలీ మీదనే రసాయన చర్యలలో పదార్థాలు వ్యక్తం చేసే లక్షణాలు ఆధారపడతాయి.
అసలు లాక్షణిక X-కిరణాల (characteristic X-rays) కి
సంబంధించిన అధ్యయనాల లోనే ఎలక్‌ట్రాన్ పంపకం గురించి ఎంతో విలువైన సమాచారం బయటకు రాసాగింది. పరమాణువులో ఎలక్‌ట్రాన్లు కొన్ని ఎలక్‌ట్రాన్ కర్పరాలు (electron shells) లో కేంద్రీకృతమై వుంటాయన్న భావన ఆ అధ్యయనాలలో ఆవిర్భవించింది. ఉల్లిపాయలో పొరలకి మల్లె పరమాణువులో కేంద్రకం చుట్టూ వరుసగా పలు పొరలు, లేదా కర్పరాలు ఉన్నట్టుగా ఊహించుకున్నారు. ఒక్కొక్క కర్పరం లోను కొన్ని ఎలక్‌ట్రాన్లు దాగి వుంటాయి. లోపలి కర్పరాల కన్నా పై కర్పరాలలో ఎక్కువ ఎలక్‌ట్రాన్లు పడతాయి. ఈ కర్పరాలకి వరుసగా K, L, M, N… ఇలా అక్షరాలతో పేర్లు పెట్టారు.
కేంద్రానికి అతి దగ్గరిగా ఉండే కర్పరం పేరు K-కర్పరం. ఇందులో రెండే ఎలక్‌ట్రాన్లు పడతాయి. తరువాతది L-కర్పరం. ఇందులో ఎనిమిది పడతాయి. అలాగే M-కర్పరంలో పద్దెనిమిది. ఈ భావన సహాయంతో ఆవర్తన పట్టికని వివరించడానికి సాధ్యమయ్యింది.
ఉదాహరణకి లిథియమ్ పరమాణువులో ఉండే 3 ఎలక్‌ట్రాన్లు 2,1 పద్ధతిలో ఎలక్‌ట్రాన్ కర్పరాలలో అమరి ఉంటాయి. అలాగే సోడియమ్ లోని 11 ఎలక్‌ట్రాన్లు 2,8,1 పద్ధతిలో విస్తరించి వుంటాయి. పొటాషియమ్ పరమాణువులోని 19 ఎలక్‌ట్రాన్లు 2,8,8,1 పద్ధతిలో పంచబడి ఉంటాయి. ఆల్కలీ లోహాలు అన్నిట్లోను బాహ్యతమ ఎలక్‌ట్రాన్ కర్పరంలో (outermost electron
shell) ఎప్పుడూ
ఒకే ఎలక్‌ట్రాన్ ఉంటుంది.
ఎలక్‌ట్రాన్ కర్పరాలు
రెండు పరమాణువులు ఢీ కొన్నప్పుడు
వాటి బాహ్యతమ కర్పరాల మధ్య మాత్రమే చర్య జరుగుతుంది కనుక ఆ కర్పరంలో ఉండే ఎలక్‌ట్రాన్ల సంఖ్యే ఆ మూలకం యొక్క రసాయన చర్యలని శాసిస్తుంది. ఒకే రకమైన బాహ్యతమ ఎలక్‌ట్రాన్ కర్పరం గల వివిధ మూలకాల రసాయన లక్షణాలు కూడా ఇంచుమించు ఒకేలా ఉంటాయి. ఆల్కలీ లోహాల రసాయన లక్షణాలలో ఎంతో పోలిక ఉండడానికి కారణం ఇదే.
అదే విధంగా ఆల్కలిన్ ఎర్త్ మూలకాల (మెగ్నీషియమ్, కాల్షియమ్, స్ట్రాంషియమ్, బేరియమ్)
మధ్య పోలికలకి కూడా కారణం ఇటువంటిదే. వీటి అన్నిట్లోను బాహ్యతమ కర్పరంలో రెండే ఎలక్‌ట్రాన్లు ఉంటాయి. హాలొజెన్లు (ఫ్లోరిన్, క్లోరిన్, బ్రోమిన్, అయొడిన్) అన్నిట్లోను బాహ్యతమ కర్పరంలో ఏడు ఎలక్‌ట్రాన్లు ఉంటాయి. అలాగే జడవాయువులు (నియాన్, ఆర్గాన్, క్రిప్టాన్, గ్సెనాన్) విషయంలో ఎనిమిది ఎలక్‌ట్రాన్లు ఉంటాయి.
నిజానికి మెండెలేవ్ మూలకాలని తన ఆవర్తన
పట్టిక లోని అడ్డు, నిలువు గడులలో పూరిస్తున్నప్పుడు తెలియకుండానే
మూలకాలని బాహ్యతమ కర్పరాలలోని ఎలక్‌ట్రాన్ అమరికని పోలిన అమరికతో పూరించాడు.
ఇక భారీ
పరమాణువులలో ఎలక్‌ట్రాన్ల సంఖ్య పెరుగుతున్న కొద్ది ఎలక్‌ట్రాన్ కర్పరాల మధ్య సరిహద్దులు పలచన అవుతుంటాయి. పక్కపక్కగా పరమాణు సంఖ్యలు గల పరమాణువులలో ఎలక్‌ట్రాన్లు అంతర కర్పరాలలో పోగవుతుంటాయి గాని బాహ్యతమ కర్పరంలో ఎలక్‌ట్రాన్ల సంఖ్యలో మాత్రం మార్పు రాదు. ఇలాంటి విన్యాసం ముఖ్యంగా రేర్ ఎర్త్ మూలకాల విషయంలో కలుగుతుంది. అంటే పరమాణు సంఖ్యలు 57-71 గల మూలకాలు అన్నమాట. అంతర కర్పరాలలోని ఎలక్‌ట్రాన్ల సంఖ్య పెరుగుతున్నా కూడా రేర్ ఎర్త్ మూలకాల బాహ్యతమ కర్పరంలో మాత్రం మూడే ఎలక్‌ట్రాన్లు ఉంటాయి. బాహ్యతమ కర్పరాలలో ఎలక్‌ట్రాన్ సంఖ్యలో సమానతే ఈ మూలకాల కుటుంబంలోని రసాయన లక్షణాల పోలికలకి కారణం.
వివిధ మూలకాల ఎలక్‌ట్రాన్ల విన్యాసం బట్టి కాకుండా, వాటి సంయోజకత (valence)
ఆధారంగా
వాటిని ఆవర్తన పట్టికలో ఏర్పాటు చేశాడు మెండెలేవ్. కనుక మూలకాల సంయోజకతకి వాటి లో ఎలక్‌ట్రాన్ల అమరికకి మధ్య సంబంధం ఉండి ఉండాలని అనుకోవడం మరి సమంజసమే.
(ఇంకా వుంది)
0 comments