కాని దీని వల్ల ఓ ప్రగాఢమైన
సమస్య తలెత్తింది. యురేనియమ్, థోరియమ్ ల విచ్ఛిత్తి వల్ల ఏర్పడ్డ ఉత్పత్తుల మాటేమిటి? ఇలాంటి ఉత్పత్తులు డజన్ల కొద్దీ కనుగొనబడ్డాయి. కాని ఆవర్తన పట్టికలో వాటిని ఉంచడానికి కేవలం తొమ్మిది స్థానాలు మాత్రమే వున్నాయి (పరమాణు సంఖ్య 84 గల పోలోనియమ్ నుండి పరమాణు సంఖ్య 92 గల యురేనియమ్ వరకు).
ప్రత్యేక ఉదాహరణగా తీసుకుంటే యురేనియం పరమాణువు ఒక ఆల్ఫా
రేణువుని వెలువరించినప్పుడు, సాడీ సూత్రం ఏర్పడ్డ కొత్త పరమాణువు యొక్క పరమాణు సంఖ్య 90. అంటే థోరియమ్ పరమాణువు ఏర్పడింది అన్నమాట. కాని ఇక్కడ చిక్కేంటంటే మామూలు థోరియమ్ యొక్క అర్థాయుష్షు 14 బిలియన్ సంవత్సరాలైతే, యురేనియమ్ నుండి పుట్టిన థోరియమ్ యొక్క అర్థాయుష్షు విలువ కేవలం 24 రోజులే.
రేడియోధార్మికం కాని మూలకాల లోను, రేడియోధార్మికతతో సంబంధం లేని లక్షణాలలో కూడా భేదాలు కనిపించాయి. ఉదాహరణకి 1913 లో రిచర్డ్స్ ఓ ముఖ్యమైన విషయాన్ని నిరూపించాడు. యురేనియమ్ క్షయ చెందడం వల్ల పుట్టిన సీసం మామూలు సీసం ఒక్కటి కావని అతడు చూపించాడు.
ఇవన్నీ చూసిన సాడీ ఓ విప్లవాత్మకమైన
సూచన చేశాడు. ఆవర్తన పట్టికలో ఒకే స్థానంలో ఒకటి కన్నా ఎక్కువ మూలకాలు పడతాయని అతడు సూచించాడు. 90 వ స్థానం పలు రకాల థోరియమ్ లు ఇముడుతాయి. అలాగే 82 వ స్థానంలో సీసం యొక్క వివిధ రకాలు ఇముడుతాయి. ఈ విధంగా ఒకే స్థానంలో ఇమిడే పరమాణు జాతులని అతడు ఐసోటోప్ లు అని పిలిచాడు. గ్రీకు భాషలో ఈ మాటకి “ఒకే స్థలం” అని అర్థం.
ఆవర్తన పట్టికలో ఒకే స్థానంలో ఉండే వివిధ ఐసోటోప్ ల పరమాణు
సంఖ్య ఒక్కటే అవుతుంది. కనుక వాటి కేంద్రకంలో ప్రోటాన్ల సంఖ్య ఒక్కటే అవుతుంది. వాటి బాహ్య పరిసరాలలో ఎలక్‌ట్రాన్ల సంఖ్య కూడా ఒక్కటే అవుతుంది. కనుక ఒక మూలకం యొక్క ఐసోటోప్ ల రసాయన చర్యలు ఒకే రకంగా ఉంటాయి. ఎందుకంటే రసాయన చర్యలు ఎలక్‌ట్రాన్ల సంఖ్య మీద ఆధారపడతాయి.
కాని అలాంటప్పుడు పరమాణు భారంలోను, రేడియోధార్మిక లక్షణాలలోను భేదాలని అర్థం చేసుకునేదెలా?
ఈ తేడాలు
పరమాణు భారాల వల్ల వస్తున్నాయని అనుకోవాలి. అప్పటికి నూరేళ్ల క్రితం ప్రూట్ ఒక
ప్రఖ్యాత ప్రతిపాదన చేశాడు. ప్రతి పరమాణువు పలు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల సమూహమని, అందుకే పరమాణువులకి పూర్ణసంఖ్యలో పరమాణు భారాలు ఉన్నాయని ఆ ప్రతిపాదన చెప్తుంది. కాని వాస్తవంలో చాలా మటుకు పరమాణు భారాలు పూర్ణ సంఖ్యలు కాకపోవడం ఆ
ప్రతిపాదనని నాశనం చేసింది.
కాని పరమాణువులోని ఈ కొత్త
అంశమైన కేంద్రకాన్నే తీసుకుంటే పలు ప్రోటాన్లు (న్యూట్రాన్లు కూడా) ఉన్నాయని తెలుస్తోంది. ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు భారంలో ఇంచుమించు ఒక్కటే. కనుక హైడ్రోజన్ భారం బట్టి చూస్తే పరమాణువుల భారాలు పూర్ణసంఖ్య కలిగి ఎందుకుండాలో అర్థమయ్యింది. ఒక విధంగా ప్రూట్ ప్రతిపాదనని పునఃస్థాపించినట్టు అయ్యింది. ఆ కారణం చేత అసలు పరమాణు భారాల విలువల పట్లే కొత్త సందేహాలు తలెత్తాయి.
1912లో (ఎలక్‌ట్రాన్ ని కనుక్కున్న) జె.జె. థామ్సన్ కొన్ని ధనావేశం గల నియాన్ అయాన్లని అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రభావానికి గురి చేశాడు. బల క్షేత్ర ప్రభావం వల్ల అయాన్లు పక్కకి మళ్లి ఓ ఫొటోగ్రాఫిక్ ప్లేటు మీద పడసాగాయి. అయాన్లు అన్నీ ఒకే భారం గలవైతే అన్నీ ఒకే మేరకి విచలనం చెంది, ఒకే బిందువు వల్ల ఫొటోగ్రాఫిక్ ప్లేటు మీద పడాలి. కాని ప్లేటు మీద అయాన్లు రెండు బిందువుల వద్ద పడుతున్నాయి. వాటిలో ఒక బిందువు రెండవ బిందువు కన్నా పది రెట్లు మరింత నల్లగా వుంది. తదనంతరం వారి సహోద్యోగి ఫ్రాన్సిస్ విలియమ్ ఆస్టన్ (1877-1945) ఆ పరికరానికి మరిన్ని మెరుగులు దిద్ది ఆ ఫలితాలని నిర్ధారించాడు. ఈ పరికరం రసాయనికంగా ఒక్క పోలికలో వున్న అయాన్లని ఒక విధమైన వర్ణపటంలా నల్లని చుక్కల రూపంలో ప్రదర్శిస్తోంది కనుక దీనికి ద్రవ్యరాశి వర్ణపటం (mass spectrograph) అని పేరొచ్చింది.
ఒకే విద్యుదావేశం గల అయాన్లు
అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఎంత మేరకు మళ్లుతాయి అన్నది వాటి ద్రవ్యరాశి మీద ఆధారపడుతుంది. అయాను ఎంత భారీగా ఉంటే దాన్ని గుర్తుపట్టడం అంత కష్టంగా ఉంటుంది. థామ్సన్, ఆస్టన్ ఫలితాల బట్టి రెండు రకాల నియాన్ అయాన్లు ఉన్నట్టు అర్థమవుతోంది. భారంలో రెండిట్లో తేడా వుంది. ఒకదాని ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (mass number) 20 అయితే రెండవదాని ద్రవ్యరాశి సంఖ్య 22. నియాన్-20 నియాన్-22 కన్నా పది రెట్లు మరింత విరివిగా దొరుకుతుంది కనుక, చుక్కల చిక్కదనాన్ని బట్టి నియాన్ పరమాణు భారం విలువ 20.2 అని నిర్ధారించడానికి వీలయ్యింది. (ఆ తరువాత కాలంలో నియాన్-21 కూడా అందులో కాస్తంత కలిసినట్టు తెలిసింది.)
0 comments