1904 లో జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త రిచర్డ్ ఎబెగ్ (1869-1910) జడ వాయువుల ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం చాలా సుస్థిరమైనదని సూచించాడు. జడ వాయువుల పరమాణువులలో ఆ సంఖ్య పెరిగే సూచనలు గాని, తరిగే సూచనలు గాని కనిపంచవు. అవి రసాయనిక చర్యలలో పాల్గొనకపోవడానికి అదే కారణం కావచ్చు. దీన్ని
బట్టి చూస్తే ఇతర పరమాణువులు ఎలక్‌ట్రాన్లని గ్రహించినా, విడిచినా జడ వాయువుల ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసంలో లాగ సుస్థిరమైన విన్యాసాన్ని పొందేందుకేనని అర్థమవుతుంది.
ఉదాహరణకి సోడియమ్ యొక్క 11 ఎలక్‌ట్రాన్లు ఈ విధంగా
ఏర్పాటై ఉంటాయి – 2, 8, 1. అలాగే క్లోరిన్ యొక్క పదిహేడు ఎలక్‌ట్రాన్లు ఈ విధంగా ఏర్పాటు అవుతాయి – 2, 8, 7. సోడియమ్ ఒక ఎలక్‌ట్రాన్ ని విడిచిపెడితే, క్లోరిన్ ఒక ఎలక్‌ట్రాన్ ని గ్రహిస్తుంది. తత్ఫలితంగా సోడియమ్ ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం 2,8 అవుతుంది. ఇది జడ వాయువు అయిన నియాన్ ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసంతో సమానం. ఒక ఎలక్‌ట్రాన్ ని తీసుకున్న క్లోరిన్ ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం 2,8,8, అవుతుంది. ఇది జడ వాయువైన ఆర్గాన్ ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసంతో సమానం.
ధనావేశం గల ఎలక్‌ట్రాన్ ని వొదులుకున్న సోడియమ్ ధనావేశం గల సోడియమ్ అయాన్ గా మారుతుంది. ఒక ఎలక్‌ట్రాన్ ని గ్రహించిన క్లోరిన్ పరమాణువు ధనావేశం గల క్లోరైడ్ అయాన్ గా మారుతుంది. ధన, ఋణ ఆవేశాల మధ్య ఉండే సహజ ఆకర్షణ కారణంగా ఈ రెండు అయాన్లు పరస్పరం ఆకర్షించుకుంటాయి. ఈ విషయాన్ని ఓ శతాబ్దం క్రితమే బెర్జీలియస్ ఊహించాడు.
దీన్ని బట్టి సోడియమ్ సంయోజకత 1 ఎందుకు కావాలో అర్థమవుతుంది. సుస్థిర ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం అయిన 2,8 ని చేరుకోవాలంటే అది 1 ఎలక్‌ట్రాన్ ని మించి ఎక్కువ వొదులుకోకూడదు. అలాగే క్లోరిన్ ఒకటి కన్నా ఎలక్‌ట్రాన్లు గ్రహించలేదు. ఇక కాల్షియమ్ విషయానికొస్తే దాని ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం 2,8,8,2. కనుక అది రెండు ఎలక్‌ట్రాన్లు వొదులుకోగలదు. అలాగే ఆక్సిజన్ ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం 2,6 కనుక అది రెండు ఎలక్‌ట్రాన్లు తీసుకోగలదు. ఈ చివరి రెండు మూలకాలకి
సంయోజకత 2.
ఈ ఎలక్‌ట్రాన్ బదిలీల కారణంగానే అయాన్ల రూపంలో విద్యుదావేశాన్ని ఒక చోట గాని, మరో చోట గాని కేంద్రీకరించడానికి వీలవుతుంది. అందుకే రసాయన చర్యల కారణంగా విద్యుత్ ప్రవాహం పుడుతుంది. నూరేళ్ల క్రితం వోల్టా కనుక్కున్న బాటరీ ఈ సూత్రం మీదే పని చేస్తుంది.
ఎలక్‌ట్రాన్ పరంగా చూస్తే తుల్యభారం అన్న పదానికి కొత్త అర్థాన్ని ఇవ్వొచ్చు. ఒక మూలకం
నుండి మరో మూలకానికి ఒక ఏకైక ఎలక్‌ట్రాన్ బదిలీ జరగడానికి ఆ రెండు మూలకాల తుల్యభారాలు ఎలా ఉండాలో చెప్పేదే తుల్యభారం. పరమాణు భారాన్ని సంయోజకతతో భాగిస్తే వచ్చేదే తుల్యభారం. మరో విధంగా చెప్పాలంటే అది పరమాణు భారాన్ని బదిలీ అయిన ఎలక్‌ట్రాన్ల సంఖ్యతో భాగించగా వచ్చే రాశి.
ఎబెగ్ వర్ణనల్లో ఒక మూలకం నుండి మరో మూలకానికి పూర్తిగా ఎలక్‌ట్రాన్ బదిలీ అయిన సందర్భాలనే తీసుకోవడం జరిగింది. అలాంటి బదిలీ వల్ల ధన, ఋణ ఆవేశం గల అయాన్లు ఏర్పడి విద్యుత్ స్థితిక ఆకర్షణ (electrostatic
attraction) కి
లోనవుతాయి. దీన్నే విద్యుత్ సంయోజకత (electrovalence) అంటారు. 1916 తరువాత
గిల్బర్ట్ న్యూటన్ లువిస్ (1875-1946), ఇర్వింగ్ లాంగెముయిర్ (1881-1957) అదే ఇద్దరు అమెరికన్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఈ భావనని మరింత విస్తరింపజేశారు. ఈ కొత్త సిద్ధాంతంతో ఉదాహరణకి క్లోరిన్ అణువు యొక్క విన్యాసాన్ని వివరించడానికి వీలయ్యింది. క్లోరిన్ అణువులో రెండు క్లోరిన్ పరమాణువులు గాఢంగా ఒకదాన్నొకటి అతుక్కుని ఉంటాయి. ఒక క్లోరిన్ పరమాణువు నుండి మరో క్లోరిన్ పరమాణువుకి ఎలక్‌ట్రాన్లు బదిలీ ఎందుకు కావాలి? కనుక వాటి మధ్య విద్యుత్ స్థితిక ఆకర్షణ ఉండే అవకాశం లేదు. ఈ సందర్భంలో మరేదో జరుగుతోంది. పరమాణ్వంతర అంతశ్చర్యల విషయంలో బెర్జీలియస్ చెప్పిన సిద్ధాంతాలే కాక, ఏబెగ్ చెప్పిన సిద్ధాంతాలు కూడా ఇక్కడ వమ్ము అవుతున్నాయి.
లువిస్-లాంగెముయిర్ ల సూచన
కాస్త నవీనంగా వుంది. వీరి వర్ణన ప్రకారం పరమాణువులు ఒక దానికొకటి ఎలక్‌ట్రాన్లు ఇచ్చిపుచ్చుకోవడం లేదు. రెండూ ఒక సామాన్య కూటమికి చెందిన ఎలక్‌ట్రాన్లని పంచుకుంటున్నాయి. అలా
సామాన్య కూటమిలో ఉండే రెండు ఎలక్‌ట్రాన్లు రెండు పరమాణువుల బాహ్యకర్పరాలలోను ఉంటాయి. ఒక క్లోరిన్ అణువులోని ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసాన్ని ఈ విధంగా ఊహించుకోవచ్చు.
రెండు క్లోరిన్ పరమాణువులు పంచుకుంటున్న ఎలక్‌ట్రాన్ లని పై చిత్రంలో
‘1 కింద
1’ తో సూచించడం
జరిగింది. రెండు ఎలక్‌ట్రాన్లు రెండు పరమాణువుల బాహ్య కర్పరాలలోను ఉంటాయి. కనుక రెండు పరమాణువులకి 2,8,8 ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం ఉంటుంది. కోరిన్ పరమాణువుకి ఉండే అస్థిరమైన 2,8,7 ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసం కాస్తా ఆ విధంగా సుస్థిరమైన 2,8,8, ఎలక్‌ట్రాన్ విన్యాసంగా మారుతోంది. అందుకే క్లోరిన్ పరమాణువు కన్నా క్లోరిన్ అణువు మరింత సుస్థిరంగా ఉంటుంది.
రెండు పరమాణువులు వాటి బాహ్యతమ కర్పరాలని పంచుకోగలగాలంటే రెండు బాగా సన్నిహితంగా ఉండాలి. కనుక వాటిని వేరు చెయ్యడానికి అధిక శక్తి అవసరమవుతుంది. అలాంటి వ్యవస్థలో ఒక పరమాణువు సామాన్య ఎలక్‌ట్రాన్ కూటమికి ఒక ఎలక్‌ట్రాన్ ని ఇచ్చినప్పుడు ఆ ఇచ్చిన పరమాణువు యొక్క సంయోజకత 1 అనుకోవాలి. ఆ విధంగా రెండు పరమాణువుల సహకారం వల్ల ఏర్పడ్డ సంయోజకతని సమయోజకత (covalence) అంటారు.
సమయోజక బంధం (covalent bond)
(ఇంకా వుంది)
0 comments