ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടിക ; അതിശയങ്ങളുടെ താക്കോല്‍ !

ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടിക (ഇവിടെ ക്ലിക്ക് ചെയ്യുക) യില്‍ നിന്ന് ധാരാളം കാര്യങ്ങള്‍ പഠിക്കാനുണ്ട് . ഞാന്‍ വസ്തുതകള്‍ ജനറലായി പറഞ്ഞു പോവുകയാണ് ചെയ്യുക . കൂടുതല്‍ മനസ്സിലാക്കാന്‍ താല്പര്യമുള്ളവര്‍ ഇവിടെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ലിങ്കുകളില്‍ നിന്നോ ലഭ്യമായ മറ്റു മാര്‍ഗ്ഗങ്ങളില്‍ കൂടിയോ കാര്യങ്ങള്‍ ഗ്രഹിക്കേണ്ടതുണ്ട് . നമ്മള്‍ നിത്യജീവിതത്തില്‍ പല കാര്യങ്ങളെക്കുറിച്ചും സംസാരിക്കുന്നു, മനസ്സിലാക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ അത്ഭുതങ്ങളുടെ കലവറയായ പ്രകൃതിയെക്കുറിച്ചും അവിടെ നടക്കുന്ന രാസ-ഭൌതിക പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ചും മനസ്സിലാക്കാനും നാം ശ്രമിക്കേണ്ടതുണ്ട് . നമ്മുടെ ശരീരം വളരെ സങ്കീര്‍ണ്ണമായ ഒരു യന്ത്രം പോലെയാണ് . അത് എങ്ങിനെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു എന്ന് നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കണ്ടെ ? ഒരു വസ്തുവിനെ നമ്മള്‍ എങ്ങിനെ കാണുന്നു ? അത് തന്നെ ഒരു അത്ഭുതകരമായ പ്രവര്‍ത്തനമാണ് . അങ്ങിനെ നോക്കുമ്പോള്‍ നമ്മുടെ ചുറ്റുപാടുകള്‍ അത്യന്തം അതിശയകരണ് . ഇതിനെപ്പറ്റിയെല്ലാം നമുക്ക് ഒരു ജിജ്ഞാസ തോന്നേണ്ടതാണ് . സയന്‍സ് പഠിക്കുമ്പോള്‍ നമ്മുടെ അകക്കണ്ണ് തുറക്കുന്നു ; എല്ലാറ്റിനേയും കുറിച്ചു ഒരു ഉള്‍ക്കാഴ്ച ലഭിക്കുന്നു. ഒരു ഭാഷയൊ , സാഹിത്യമോ പഠിക്കണമെങ്കില്‍ അദ്യം അതിലെ അക്ഷരമാല പഠിക്കണം . അതേപോലെ സയന്‍സ് പഠിക്കണമെങ്കില്‍ ആദ്യം ആറ്റങ്ങളെ കുറിച്ചു പഠിക്കണം . പ്രപഞ്ചം എന്ന മഹാഗ്രന്ഥത്തിന്റെ അക്ഷരമാലയാണ് ആറ്റങ്ങള്‍

ഇവിടെ   ക്ലിക്ക് ചെയ്താല്‍ ക്രിപ്ടണ്‍ എന്ന മൂലകത്തെ പറ്റി വിവരിച്ചിരിക്കുന്നത് കാണാം . 36-മത്തെ മൂലകമാണ് ക്രിപ്ടണ്‍ . Kr എന്നത് അതിന്റെ പ്രതീകവും (symbol) , 83.80 എന്നത് അതിന്റെ അണുഭാരവുമാണ് . ഏതൊരു അണുവിനും ഭാരമുണ്ടല്ലോ . അണുവിന്റെ ഭാരം എന്നത് അതില്‍ അടങ്ങിയിട്ടുള്ള ദ്രവ്യ (mass) ത്തിന്റെ അളവാണ് . പൊതുവായി പറഞ്ഞാല്‍ അണുവിന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്സിലുള്ള ന്യുട്രോണിന്റെയും,പ്രോട്ടോണിന്റെയും ആകെത്തുകയാണ് അണുവിന്റെ ഭാരം എന്നത് . ഇലക്ട്രോണിന്റെ ഭാരം വളരെ നിസ്സരമാകയാല്‍ നമുക്കത് അവഗണിക്കാം . carbon-12 നെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയാണ് അണുഭാരം ശാസ്ത്രീയമായി നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നത് . നമ്മള്‍ തല്‍ക്കാലം അങ്ങോട്ട് കടക്കേണ്ട . അപ്പോള്‍ ക്രിപ്ടണ്‍ എന്ന അണുവിന്റെ ഭാരം 83.80 എന്നത് റൌണ്ട് ചെയ്ത് 84 ആക്കിയാല്‍ അതിന്റെ കേന്ദ്രത്തില്‍ 36 പ്രോട്ടോണുകളും 48 ന്യൂട്രോണുകളും ഉണ്ടെന്ന് മനസ്സിലാക്കാം . 

ഒരേ ഇനത്തില്‍ തന്നെയുള്ള ആറ്റങ്ങളില്‍ ചിലതിന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം അധികമായിരിക്കും . അത്തരം ആറ്റങ്ങളെ ആ അണുവിന്റെ തന്നെ ഐസൊടോപ്പ് (isotope) എന്ന് പറയുന്നു. ഉദഹരണത്തിന് ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ ഒരു പ്രോട്ടോണ്‍ മാത്രമേയുള്ളൂ . ന്യൂട്രോണ്‍ ഇല്ല . എന്നാല്‍ ചില ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റത്തില്‍ ഒരു ന്യൂട്രോണും മറ്റുചിലതില്‍ രണ്ട് ന്യൂട്രോണുകളും കാണാം . ഇവയെ ഹൈഡ്രജന്റെ ഐസോടോപ്പുകള്‍ എന്നു പറയുന്നു. മിക്കവാറും എല്ലാ മൂലകങ്ങള്‍ക്കും ഒന്നില്‍ കൂടുതല്‍ ഐസോടോപ്പുകള്‍ ഉണ്ടെന്ന് പറയാം . 

ഐസോടോപ്പുകള്‍ക്ക് വളരെയധികം പ്രാധാന്യമുണ്ട്. ഹൈഡ്രജന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ ഒരു ന്യൂട്രോണ്‍ ഉള്ള ഐസോടോപ്പിനെ ഡ്യൂറ്റീരിയം (Deuterium) എന്നും, രണ്ട് ന്യൂട്രോണുകള്‍ ഉള്ളതിനെ ട്രീഷ്യം എന്നും (Tritium) പറയുന്നു. വെള്ളം അഥവാ ജലം രണ്ട് ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റവും ഒരു ഓക്സിജന്‍ ആറ്റവും സംയോജിച്ചുണ്ടായ (H2O) പദാര്‍ത്ഥമാണെന്നറിയാമല്ലോ . ഭൂമിയിലുള്ള മിക്കവാറും മുഴുവന്‍ ജലവും ഉണ്ടായിട്ടുള്ളത് സാധാരണ ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റം ഓക്സിജനുമായി സംയോജിച്ചിട്ടാണ് . എന്നാല്‍ ഹൈഡ്രജന്റെ ഐസോടോപ്പുകളായ ഡ്യൂറ്റീരിയം , ട്രീഷ്യം എന്നിവ ഓക്സിജനുമായി സംയോജിച്ചുണ്ടായ ജലവുമുണ്ട് . അതിനെ ഘനജലം (heavy water) എന്നു പറയുന്നു. ഘനജലത്തിന് വമ്പിച്ച വ്യാവസായികപ്രാധാന്യമുണ്ട് . ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രവര്‍ത്തനത്തിന് ഘനജലം വേണം . അതേപ്പറ്റി പിന്നീട് വിസ്തരിക്കാം .

ആറ്റങ്ങളെ കുറിച്ചു പഠിക്കുമ്പോള്‍ ഐസോടോപ്പുകളെ പോലെ പ്രാധാന്യമുള്ള മറ്റൊന്നാണ് അയണുകള്‍ (ion). സാധാരണയായി ഒരു ആറ്റത്തില്‍ നിന്ന് ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ നഷ്ടപ്പെടുകയോ അല്ലെങ്കില്‍, ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ ആറ്റത്തില്‍ വന്നു ചേരുകയോ ചെയ്യുമ്പോള്‍ ആ ആറ്റത്തെ അതിന്റെ അയണ്‍ എന്നു പറയുന്നു. അയണുകള്‍ക്ക് ഏറ്റവും നല്ല ഉദാഹരണമാണ് സോഡിയവും ക്ലോറിനും .

പതിനൊന്നാമത്തെ മൂലകമാണ് സോഡിയം (sodium) . സോഡിയത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ 11 പ്രോട്ടോണുകളും 11 ന്യൂട്രോണുകളും , k . l . m എന്നീ ഷെല്ലുകളിലായി 11 ഇലക്ട്രോണുകളുമാണുള്ളത് . ഇതില്‍ 2 ഇലക്ട്രോണ്‍ കൊണ്ട് ആദ്യത്തെ k ഷെല്ലും 8 ഇലക്ട്രോണ്‍ കൊണ്ട് രണ്ടാമത്തെ l ഷെല്ലും പൂര്‍ത്തിയായി . മൂന്നാമത്തെ ഷെല്‍ ആയ m പൂര്‍ത്തിയാകണമെങ്കില്‍ 8 ഇലക്ട്രോണ്‍വേണമായിരുന്നു. എന്നാല്‍ ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ മാത്രമേ ബാക്കിയുള്ളൂ . ആ ഷെല്‍ പൂര്‍ത്തിയാക്കാന്‍ ആവശ്യമായ 7 ഇലക്ട്രോണുകളെ സംഘടിപ്പിക്കുക അത്ര എളുപ്പമല്ല . അതുകൊണ്ട് മൂന്നാമത്തെ ഷെല്ലിലെ ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ സോഡിയം ഉപേക്ഷിക്കുന്നു . അപ്പോള്‍ സോഡിയം 11 പ്രോട്ടോണുകളും 10 ഇലക്ട്രോണുകളുമുള്ള ഒരു അയണ്‍ ആയി മാറുന്നു. കാരണം അതില്‍ ഇപ്പോള്‍ പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജ്ജുള്ള ഒരു പ്രോട്ടോണ്‍ കൂടുതലാണ് . ഇങ്ങിനെ പോസിറ്റീവ് ആയ അയണിനെ കാറ്റിയോണ്‍ (cation (cat-eye-on) ) എന്നു പറയുന്നു . പോസിറ്റീവ് അയണുകളെ കാത്തോഡ് (cathode) ആകര്‍ഷിക്കുന്നത് കൊണ്ടാണ് ഈ പേര്‍ വരാന്‍ കാരണം . 

ഇനി ക്ലോറിന്റ കാര്യമെടുക്കാം . 17-മത്തെ മൂലകമാണ് ക്ലോറിന്‍ (chlorine ) . സോഡിയത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ മൂന്നാമത്തെ ഷെല്ലില്‍ ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ മാത്രമാണ് ഉണ്ടായിരുന്നതെങ്കില്‍ ക്ലോറിന്റെ മൂന്നാം ഷെല്ലില്‍ 7 എണ്ണമുണ്ട് . ഈ ഏഴ് ഇലക്ട്രോണുകളെയും അപ്പാടെ ഉപേക്ഷിക്കാന്‍ ക്ലോറിന് മനസ്സില്ല. അതുകൊണ്ട് മൂന്നാമത്തെ ഷെല്‍ പുര്‍ത്തിയാക്കാന്‍ ക്ലോറിന്‍ ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ സ്വീകരിക്കുന്നു. അങ്ങിനെ ക്ലോറിന്‍ ഒരു നെഗറ്റീവ് അയണ്‍ ആയി മാറുന്നു. കാരണം ഇപ്പോള്‍ അതില്‍ 17 പ്രോട്ടോണുകളും 18 ഇലക്ട്രോണുകളുമാണുകളുമാണുള്ളത് . ഇങ്ങിനെ നെഗറ്റീവ് ആയ അയണുകളെ ആനൈയോണ്‍ ( Anion (an-eye-on) ) എന്നു പറയുന്നു . നെഗറ്റീവ് അയണുകളെ ആനോഡ് (anode) ആകര്‍ഷിക്കുന്നത് കൊണ്ടാണ് ഈ പേര്‍ വരാന്‍ കാരണം .

ഇങ്ങിനെ പോസിറ്റീവ് അയണ്‍ ആയ സോഡിയവും, നെഗറ്റീവ് അയണ്‍ ആയ ക്ലോറിനും കൂടിച്ചേര്‍ന്നുണ്ടായ സംയുക്തമാണ് (compound) നാം നിത്യവും ഉപയോഗിക്കുന്ന കറിയുപ്പ് അഥവാ സോഡിയംക്ലോറൈഡ് (NaCl) . ഉപ്പിന് ജൈവശാസ്ത്രപരമായും , വ്യാവസായികമായും വമ്പിച്ച പ്രാധാന്യമാണുള്ളത് . എവിടെ നിന്നാണ് നമുക്ക് കറിയുപ്പ് ലഭിക്കുന്നത് ? പണ്ടൊക്കെ കടല്‍ജലം വറ്റിച്ച് ഉപ്പ് കുറുക്കിയെടുക്കുകയായിരുന്നു പതിവ് . ഇന്ന് അത് പ്രായോഗികമല്ല . അത്കൊണ്ട് ഉപ്പു പാറകളില്‍ (Rock salt ) നിന്ന് വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തില്‍ ഉപ്പ് ഖനനം ചെയ്ത് വിപണനം ചെയ്യപ്പെടുകയാണ് ഇന്ന് . ഇങ്ങിനെ ഉണ്ടാക്കുന്ന ഉപ്പുകളില്‍ അയഡിന്‍ ചേര്‍ക്കണമെന്ന് ഗവണ്മെന്റ് നിയമം മൂലം നിര്‍ബ്ബന്ധമാക്കിയിട്ടുണ്ട് . കടല്‍ജലത്തില്‍ അയഡിന്‍ ഉണ്ടായിരുന്നത് കൊണ്ട് , കടല്‍ജലം വറ്റിച്ചുണ്ടാക്കുന്ന ഉപ്പിലും അയഡിന്‍ ഉണ്ടായിരുന്നു. എന്നാല്‍ ഉപ്പുപാറകളില്‍ അയഡിന്‍ ഇല്ല . അയഡിന്‍ നമ്മുടെ ശരീരത്തിന് വളരെ അത്യന്താപേക്ഷിതമായ ഒരു മൂലകമാണ് . അയഡിന്റെ അഭാവം മൂലമാണ് ഗോയിറ്റര്‍ (തൊണ്ടവീക്കം ) എന്ന അസുഖം ഉണ്ടാവുന്നത് .

(തുടരും)