30. மூலக்கூறுகளின் இருப்பு (The Existence of Molecules)
கண்டறிந்தவர்: அமீடியோ அவோகேட்ரோ (Amedeo Avogadro)
கண்டறிந்தவர்: அமீடியோ அவோகேட்ரோ (Amedeo Avogadro)
ஆண்டு: 1820
பொருட்கள் அனைத்தும் அணுக்களின் தொகுப்பால் ஆனது என்றாலும் எந்த ஒரு பொருளையும் பிரித்துப் பார்த்தால் அது தனித்தனி அணுவால் ஆனதாக இல்லை. உலகில் இருக்கும் அனைத்துப் பொருட்களுக்கும் எவ்வாறு குறைந்த அளவு எண்ணிக்கையில் இருக்கும் கூறுகளால் ஆக்கப்பட்டவையாக இருக்கின்றன என்று அவோகேட்ரோ கண்டறிந்து கூறும் வரை யாருக்கும் அதைப் பற்றிய எண்ணம் உதிக்கவில்லை.
அவரது கண்டுபிடிப்பும் அவோகேட்ரோ எண்ணும் அங்கக, அனங்கக வேதியியலில் பெரும் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தியதுடன், எண்ணிக்கை வேதியியல் மற்றும் வாயு விதிகளின் பிறப்பை உறுதி செய்வதாய் இருந்தது.
அவோகேட்ரோ எவ்வாறு கண்டறிந்தார்?
1811ன் வேனிற்காலத்தில், ஒருநாள் 35 வயது பேராசிரியர் அவோகேட்ரோ வகுப்பறையில் அமர்ந்திருந்தார். அவரது கைகளில் இரண்டு அறிவியல் குறிப்புகள் கொண்ட காகிதங்கள் இருந்தன. இத்தாலிய மலைப்பிரதேசமான டூரினில் வெர்சிலி கல்லூரியில் இயற்கை அறிவியல் வகுப்புகள் எடுத்துக் கொண்டிருந்தார் அவர். 25 மாணவர்கள் அவருக்கு விருப்பமான அறிவியலில் அவர் கூறும் பல விஷயங்கள் பற்றிக் குறிப்பெடுத்துக் கொண்டும் சந்தேகங்களை நிவர்த்தி செய்து கொண்டும் இருந்தனர். அன்றைய தினம், அவ்விரு அறிவியல் காகிதங்களையும் சுட்டிக் காட்டி அவற்றில் ஒரு புதிர் இருப்பதாகவும் அதை மாணவர்கள் கண்டறியவேண்டும் என்றும் கேட்டுக் கொண்டார் அவோகேட்ரோ.
அவ்விரு காகிதங்களும் ஆங்கில வேதியியல் விஞ்ஞானி டால்டனும், பிரெஞ்சு வேதியியல் விஞ்ஞானி கேய் லஸ்ஸாக்கும் தனித்தனியே எழுதியவை. ஒவ்வொருவரும் அதில் எவ்வாறு ஆக்சிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் அணுக்களைச் சேர்த்து நீராக உருவாக்குவது என்பது பற்றி எழுதியிருந்தனர். அவர்களது சோதனையில் மிகச் சரியாக இரண்டு லிட்டர் ஹைட்ரஜன் வாயு அணுக்களையும், ஒரு லிட்டர் ஆக்ஸிஜன் வாயு அணுக்களையும் சேர்த்தால் மிகச் சரியாக இரண்டு லிட்டர் நீராவி அணுக்கள் கிடைக்கும் என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தது! டால்டன் தனது சோதனையின் மூலம் நீர் என்பது ஹைட்ரஜனின் இரண்டு அணுக்களையும் ஆக்சிஜனின் ஒரு அணுவையும் சேர்த்துக் கிடைப்பது என்று நிரூபித்திருந்தார். கேய் லஸ்ஸாக் தனது சோதனையின் மூலம், ஒரு லிட்டர் கொள்ளளவில் எந்த ஒரு வாயுவின் அணுக்களின் எண்ணிக்கையும் அது எந்த வாயுவாக இருந்தாலும் சரி சமமான எண்ணிக்கையிலேயே இருக்க முடியும் என்று நிரூபித்திருந்தார்.
இவ்விரு ஆராய்ச்சிக் கட்டுரைகளும் மிகப் பெரிய புரட்சியையே ஏற்படுத்தி இருந்தன. ஆனால், அவோகேட்ரோவின் முதல் வாசிப்பிலேயே அவர் அவற்றிலிருக்கும் முரண்பாடுகளை ஏற்றுக் கொள்ள முடியாதவராக இருந்தார். டால்டன், கேய் லஸ்ஸாக் இருவருமே இரண்டு லிட்டர் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஒரு லிட்டர் ஆக்ஸிஜனுடன் தான் தமது ஆராய்ச்சியைத் துவங்கியிருந்தனர். ஆக, மொத்தம் அங்கே இருப்பது மூன்று லிட்டர் வாயு அணுக்கள். ஆனால் இருவருமே இரண்டு லிட்டர் நீராவி அணுக்களுடன் தான் தங்கள் ஆய்வை முடித்திருந்தனர். ஒவ்வொரு அணுவின் ஒவ்வொரு லிட்டர் அளவும் ஒரே அளவு எண்ணிக்கையில் அணுக்களைக் கொண்டிருக்குமானால், எப்படி மூன்று லிட்டர் அணுக்களும் சேர்ந்து இரண்டு லிட்டர் நீராவி அணுக்களுக்குள் அடைத்து வைக்கப்பட முடியும்? நள்ளிரவில் டூரின் தேவாலய மணி ஒலித்த போது அவோகேட்ராவுக்கு ஞானோதயம் பிறந்தது! "டால்டனும் கேய் லஸ்ஸாக்கும் தங்கள் ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்திய சொற்கள் தான் தவறாக இருக்க முடியுமே அன்றி ஆராய்ச்சியே தவறாக இருக்காது. ஒரு நீர் அணு என்பது ஏன் இரு வித அணுக்களின் குழுவாக இருக்க முடியாது? ஓர் அணு என்பதற்குப் பதிலாக ஓர் அணுக்குழு என்று இட்டால் சரியாக இருக்குமோ?" இது தான் அவோகேட்ராவின் எண்ணத்தில் உதித்ததாகும்.
அவோகேட்ரோ இந்த சேர்ந்து பரவும் அணுக்குழுவுக்கு மூலக்கூறு என்னும் சொல்லை உருவாக்கினார். (molecule என்பதற்கு கிரேக்க மொழியில் வாயுக்களின் ஊடே சுதந்திரமாக உலாவுதல் எனும் பொருளாகும்.) அதன் பின்னர் அவர் பல சமன்பாடுகளை உருவாக்கி அதன் மூலம் மூலக்கூறுக்கும் அவற்றில் இருக்கும் அணுக்களுக்கும் எண்ணிக்கையைச் சமன் செய்தார்.
ஒரு ஹைட்ரஜனின் மூலக்கூறில் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களும், அதே போல் ஒரு ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறில் இரண்டு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களும் இருந்து, அதே போல் ஒவ்வொரு நீர் மூலக்கூறிலும் இரண்டு ஹைட்ரஜனும், ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவும் இரு விஞ்ஞானிகளும் கூறியது போல இருந்தால் ஒவ்வொரு லிட்டரில் இருக்கும் ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு எண்ணிக்கை மற்றும் ஒவ்வொரு லிட்டரில் இருக்கும் ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறு எண்ணிக்கையும் சேர்ந்து மிகச் சரியாக இரண்டு லிட்டர் நீராவி மூலக்கூறு எண்ணிக்கைக்குச் சமமாக இருக்கும். அவற்றிலிருக்கும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை வித்தியாசமாக இருக்கலாம். ஆனால் அவற்றிலிருக்கும் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை தான் மாறாமல் இருக்கும் என்று கண்டறிந்தார்.
இதன் மூலம், எந்த ஒரு ஆய்வகத்துக்கும் செல்லாமல், ஒரு சோதனைக் குழாயைக் கூடத் தொடாமல், அடிப்படை வேதியியல் கூட அறியாமல் மூலக்கூறின் இருப்பைக் கண்டறிந்தார் அவோகேட்ரோ! அவர் தமது கண்டுபிடிப்பின் மூலம் அடிப்படை வாயு விதியை நிறுவினார். அதாவது ஒவ்வொரு லிட்டர் வாயுவும் ஒரே அளவு தன்னுள் மூலக்கூறு எண்ணிக்கையைக் கொண்டிருக்கும். அது எந்த வாயுவாக இருந்தாலும் சரி! ஒரு லிட்டர் அளவில் ஒரே அளவு வெப்பம் மற்றும் அழுத்தத்தில் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை மாறுவதில்லை. சரிசமமாக இருக்கும் என்பதே அவரது விதி!
பொருட்கள் அனைத்தும் அணுக்களின் தொகுப்பால் ஆனது என்றாலும் எந்த ஒரு பொருளையும் பிரித்துப் பார்த்தால் அது தனித்தனி அணுவால் ஆனதாக இல்லை. உலகில் இருக்கும் அனைத்துப் பொருட்களுக்கும் எவ்வாறு குறைந்த அளவு எண்ணிக்கையில் இருக்கும் கூறுகளால் ஆக்கப்பட்டவையாக இருக்கின்றன என்று அவோகேட்ரோ கண்டறிந்து கூறும் வரை யாருக்கும் அதைப் பற்றிய எண்ணம் உதிக்கவில்லை.
அவரது கண்டுபிடிப்பும் அவோகேட்ரோ எண்ணும் அங்கக, அனங்கக வேதியியலில் பெரும் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தியதுடன், எண்ணிக்கை வேதியியல் மற்றும் வாயு விதிகளின் பிறப்பை உறுதி செய்வதாய் இருந்தது.
அவோகேட்ரோ எவ்வாறு கண்டறிந்தார்?
1811ன் வேனிற்காலத்தில், ஒருநாள் 35 வயது பேராசிரியர் அவோகேட்ரோ வகுப்பறையில் அமர்ந்திருந்தார். அவரது கைகளில் இரண்டு அறிவியல் குறிப்புகள் கொண்ட காகிதங்கள் இருந்தன. இத்தாலிய மலைப்பிரதேசமான டூரினில் வெர்சிலி கல்லூரியில் இயற்கை அறிவியல் வகுப்புகள் எடுத்துக் கொண்டிருந்தார் அவர். 25 மாணவர்கள் அவருக்கு விருப்பமான அறிவியலில் அவர் கூறும் பல விஷயங்கள் பற்றிக் குறிப்பெடுத்துக் கொண்டும் சந்தேகங்களை நிவர்த்தி செய்து கொண்டும் இருந்தனர். அன்றைய தினம், அவ்விரு அறிவியல் காகிதங்களையும் சுட்டிக் காட்டி அவற்றில் ஒரு புதிர் இருப்பதாகவும் அதை மாணவர்கள் கண்டறியவேண்டும் என்றும் கேட்டுக் கொண்டார் அவோகேட்ரோ.
அவ்விரு காகிதங்களும் ஆங்கில வேதியியல் விஞ்ஞானி டால்டனும், பிரெஞ்சு வேதியியல் விஞ்ஞானி கேய் லஸ்ஸாக்கும் தனித்தனியே எழுதியவை. ஒவ்வொருவரும் அதில் எவ்வாறு ஆக்சிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் அணுக்களைச் சேர்த்து நீராக உருவாக்குவது என்பது பற்றி எழுதியிருந்தனர். அவர்களது சோதனையில் மிகச் சரியாக இரண்டு லிட்டர் ஹைட்ரஜன் வாயு அணுக்களையும், ஒரு லிட்டர் ஆக்ஸிஜன் வாயு அணுக்களையும் சேர்த்தால் மிகச் சரியாக இரண்டு லிட்டர் நீராவி அணுக்கள் கிடைக்கும் என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தது! டால்டன் தனது சோதனையின் மூலம் நீர் என்பது ஹைட்ரஜனின் இரண்டு அணுக்களையும் ஆக்சிஜனின் ஒரு அணுவையும் சேர்த்துக் கிடைப்பது என்று நிரூபித்திருந்தார். கேய் லஸ்ஸாக் தனது சோதனையின் மூலம், ஒரு லிட்டர் கொள்ளளவில் எந்த ஒரு வாயுவின் அணுக்களின் எண்ணிக்கையும் அது எந்த வாயுவாக இருந்தாலும் சரி சமமான எண்ணிக்கையிலேயே இருக்க முடியும் என்று நிரூபித்திருந்தார்.
இவ்விரு ஆராய்ச்சிக் கட்டுரைகளும் மிகப் பெரிய புரட்சியையே ஏற்படுத்தி இருந்தன. ஆனால், அவோகேட்ரோவின் முதல் வாசிப்பிலேயே அவர் அவற்றிலிருக்கும் முரண்பாடுகளை ஏற்றுக் கொள்ள முடியாதவராக இருந்தார். டால்டன், கேய் லஸ்ஸாக் இருவருமே இரண்டு லிட்டர் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஒரு லிட்டர் ஆக்ஸிஜனுடன் தான் தமது ஆராய்ச்சியைத் துவங்கியிருந்தனர். ஆக, மொத்தம் அங்கே இருப்பது மூன்று லிட்டர் வாயு அணுக்கள். ஆனால் இருவருமே இரண்டு லிட்டர் நீராவி அணுக்களுடன் தான் தங்கள் ஆய்வை முடித்திருந்தனர். ஒவ்வொரு அணுவின் ஒவ்வொரு லிட்டர் அளவும் ஒரே அளவு எண்ணிக்கையில் அணுக்களைக் கொண்டிருக்குமானால், எப்படி மூன்று லிட்டர் அணுக்களும் சேர்ந்து இரண்டு லிட்டர் நீராவி அணுக்களுக்குள் அடைத்து வைக்கப்பட முடியும்? நள்ளிரவில் டூரின் தேவாலய மணி ஒலித்த போது அவோகேட்ராவுக்கு ஞானோதயம் பிறந்தது! "டால்டனும் கேய் லஸ்ஸாக்கும் தங்கள் ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்திய சொற்கள் தான் தவறாக இருக்க முடியுமே அன்றி ஆராய்ச்சியே தவறாக இருக்காது. ஒரு நீர் அணு என்பது ஏன் இரு வித அணுக்களின் குழுவாக இருக்க முடியாது? ஓர் அணு என்பதற்குப் பதிலாக ஓர் அணுக்குழு என்று இட்டால் சரியாக இருக்குமோ?" இது தான் அவோகேட்ராவின் எண்ணத்தில் உதித்ததாகும்.
அவோகேட்ரோ இந்த சேர்ந்து பரவும் அணுக்குழுவுக்கு மூலக்கூறு என்னும் சொல்லை உருவாக்கினார். (molecule என்பதற்கு கிரேக்க மொழியில் வாயுக்களின் ஊடே சுதந்திரமாக உலாவுதல் எனும் பொருளாகும்.) அதன் பின்னர் அவர் பல சமன்பாடுகளை உருவாக்கி அதன் மூலம் மூலக்கூறுக்கும் அவற்றில் இருக்கும் அணுக்களுக்கும் எண்ணிக்கையைச் சமன் செய்தார்.
ஒரு ஹைட்ரஜனின் மூலக்கூறில் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களும், அதே போல் ஒரு ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறில் இரண்டு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களும் இருந்து, அதே போல் ஒவ்வொரு நீர் மூலக்கூறிலும் இரண்டு ஹைட்ரஜனும், ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவும் இரு விஞ்ஞானிகளும் கூறியது போல இருந்தால் ஒவ்வொரு லிட்டரில் இருக்கும் ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு எண்ணிக்கை மற்றும் ஒவ்வொரு லிட்டரில் இருக்கும் ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறு எண்ணிக்கையும் சேர்ந்து மிகச் சரியாக இரண்டு லிட்டர் நீராவி மூலக்கூறு எண்ணிக்கைக்குச் சமமாக இருக்கும். அவற்றிலிருக்கும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை வித்தியாசமாக இருக்கலாம். ஆனால் அவற்றிலிருக்கும் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை தான் மாறாமல் இருக்கும் என்று கண்டறிந்தார்.
இதன் மூலம், எந்த ஒரு ஆய்வகத்துக்கும் செல்லாமல், ஒரு சோதனைக் குழாயைக் கூடத் தொடாமல், அடிப்படை வேதியியல் கூட அறியாமல் மூலக்கூறின் இருப்பைக் கண்டறிந்தார் அவோகேட்ரோ! அவர் தமது கண்டுபிடிப்பின் மூலம் அடிப்படை வாயு விதியை நிறுவினார். அதாவது ஒவ்வொரு லிட்டர் வாயுவும் ஒரே அளவு தன்னுள் மூலக்கூறு எண்ணிக்கையைக் கொண்டிருக்கும். அது எந்த வாயுவாக இருந்தாலும் சரி! ஒரு லிட்டர் அளவில் ஒரே அளவு வெப்பம் மற்றும் அழுத்தத்தில் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை மாறுவதில்லை. சரிசமமாக இருக்கும் என்பதே அவரது விதி!
கருத்துகள் இல்லை:
கருத்துரையிடுக