අධ්යාපන ලෝකයට
ඔබේ දැනුම වර්ධනය කරගන්නා ගමන අදම අරඹන්න. නව තාක්ෂණය සමඟ පෙරට යන්න.
සාදරයෙන් පිළිගනිමු!
ඇතුලත් වීමට ඔබගේ ගිණුමේ තොරතුරු ලබා දෙන්න
පරමාණුව පිළිබඳ ග්රහ ආකෘතිය ඉදිරිපත් කරන ලද්දේ අර්නස්ට් රදර්ෆඩ් විසිනි. පරමාණුව තුළ ඇති ධන ආරෝපණ (Positive Charge) ඒකරාශී වූ න්යෂ්ටිය (Nucleus) වටා ඉලෙක්ට්රෝන (Electrons) චලිතයේ යෙදෙමින් පවතී. එය ග්රහලෝක සූර්යයා වටා භ්රමණය වීමට සමාන කර දැක්විය හැකි ය.
න්යෂ්ටියේ ඇති ධන ආරෝපණය මඟින් ඉලෙක්ට්රෝන න්යෂ්ටිය වෙතට ආකර්ෂණය වන නමුත් ඒවා න්යෂ්ටිය මතට පතිත නොවේ. ඊට හේතුව න්යෂ්ටිය වටා ඉලෙක්ට්රෝන ඉතා වේගයෙන් භ්රමණය වීමයි.
රදර්ෆඩ්ගේ ආකෘතිය තවදුරටත් විස්තර කළ නීල්ස් බෝර් (Niels Bohr) ප්රකාශ කළේ ධන ආරෝපිත න්යෂ්ටිය වටා ඇති නිශ්චිත පථවල හෙවත් කක්ෂවල ඉලෙක්ට්රෝන චලිතයේ යෙදෙන බවයි.
පරමාණුව වටා ඉලෙක්ට්රෝන භ්රමණය වන කක්ෂ අයත්වනුයේ පරමාණුවේ පිහිටි කවචවලටයි. මෙම කවච න්යෂ්ටියේ සිට පිටතට පිළිවෙළින් 1, 2, 3, 4... හෝ K, L, M, N ලෙස ද හැඳින්වේ. මේවා ශක්ති මට්ටම් (Energy Levels) ලෙස ද හැඳින්වේ. එක් එක් ශක්ති මට්ටමට නියමිත ශක්තියක් පවතී. න්යෂ්ටියේ සිට ඉවතට යන විට මෙම ශක්තිය ද ක්රමයෙන් වැඩි වේ. නමුත් ශක්ති මට්ටම් අතර පරතරය අඩු වේ. පරමාණුවක ඕනෑම ශක්ති මට්ටමක තිබිය හැකි උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාවක් ඇත. පළමු ශක්ති මට්ටම් හතරෙහි පැවතිය හැකි උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යා වගුවේ දක්වා ඇත.
මූලද්රව්ය පරමාණුවක අඩංගු ප්රෝටෝන (Protons) සංඛ්යාව එහි පරමාණුක ක්රමාංකය (Atomic Number) ලෙස හැඳින්වේ.
එනම්, මූලද්රව්යයේ පරමාණුක ක්රමාංකය = මූලද්රව්යයේ පරමාණුවක ඇති ප්රෝටෝන සංඛ්යාව
නිදසුනක් ලෙස ගතහොත් සෝඩියම් (Sodium) පරමාණුවක න්යෂ්ටියේ ප්රෝටෝන 11 ක් අඩංගු වේ. එම නිසා සෝඩියම්වල පරමාණුක ක්රමාංකය 11 කි. එක ම මූලද්රව්යයක සෑම පරමාණුවක ම අඩංගු ප්රෝටෝන සංඛ්යාව සමාන වේ. එකිනෙකට වෙනස් මූලද්රව්යවල අඩංගු ප්රෝටෝන සංඛ්යා එකිනෙකට වෙනස් ය. එබැවින් එකිනෙකට වෙනස් මූලද්රව්ය පරමාණු දෙකක පරමාණුක ක්රමාංක කිසි විටෙකත් සමාන නොවේ. මේ නිසා මූලද්රව්යයක පරමාණුක ක්රමාංකය එම මූලද්රව්යයට අනන්ය ලක්ෂණයකි. නිදසුනක් ලෙස සැලකුව හොත් මූලද්රව්යයක පරමාණුක ක්රමාංකය 6 නම් ඉන් අදහස් වන්නේ එම මූලද්රව්යය කාබන් (Carbon) බවයි. වෙනත් කිසිදු මූලද්රව්යයක පරමාණුක ක්රමාංකය 6 නොවේ. මූලද්රව්යයක පරමාණුක ක්රමාංකය 'Z' වලින් නිරූපණය කරයි. උදාසීන පරමාණුවක අඩංගු ප්රෝටෝන සංඛ්යාව එහි ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාවට සමාන වේ. එබැවින් මූලද්රව්යයක පරමාණුක ක්රමාංකය එම මූලද්රව්ය පරමාණුවක ඇති ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාවට ද සමාන බව සැලකිය හැකි ය.
එහෙත් රසායනික ප්රතික්රියා (Chemical Reactions) සිදු වීමේදී පරමාණුවලින් ඉලෙක්ට්රෝන ඉවත් වීමක් හෝ ඒවාට ඉලෙක්ට්රෝන එකතු වීමක් සිදු විය හැකි ය. මෙවැනි ආරෝපිත පරමාණු හඳුන්වනු ලබන්නේ අයන (Ions) යනුවෙනි. අයනයක ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව ප්රෝටෝන සංඛ්යාවට අඩු හෝ වැඩි විය හැකි ය. එහෙත් යම් පරමාණුවකින් සෑදෙන අයනයක ප්රෝටෝන සංඛ්යාව වෙනස් නොවන බැවින් පරමාණුක ක්රමාංකය වෙනස් නොවේ.
පරමාණුවක අඩංගු ප්රෝටෝන, නියුට්රෝන (Neutrons) සහ ඉලෙක්ට්රෝන යන මූලික උප පරමාණුක අංශු අතුරින් ඉලෙක්ට්රෝන ඉතාමත් සැහැල්ලු ය. ප්රෝටෝන සහ නියුට්රෝනවල ස්කන්ධ ආසන්න වශයෙන් සමාන වේ.
ආසන්න වශයෙන් ඉලෙක්ට්රෝනයක ස්කන්ධය ප්රෝටෝනයක ස්කන්ධයෙන් 1/1840 කි. පරමාණුවක අඩංගු ඉලෙක්ට්රෝනවල ස්කන්ධය ප්රෝටෝන හා නියුට්රෝනවල ස්කන්ධ සමග සැසඳෙන විට නොගිනිය හැකි තරම් කුඩා ය. එහෙයින් පරමාණුවේ ස්කන්ධය කෙරෙහි බලපාන්නේ ප්රෝටෝන සහ නියුට්රෝනවල ස්කන්ධ පමණි. පරමාණුවක න්යෂ්ටියේ අඩංගු ප්රෝටෝන සංඛ්යාවේත් නියුට්රෝන සංඛ්යාවේත් ඓක්යය ස්කන්ධ ක්රමාංකය (Mass Number) යනුවෙන් හැඳින්වේ.
ස්කන්ධ ක්රමාංකය = ප්රෝටෝන සංඛ්යාව + නියුට්රෝන සංඛ්යාව
මූලද්රව්යයක ස්කන්ධ ක්රමාංකය A සංකේතයෙන් නිරූපණය කෙරේ.
මූලද්රව්යයක පරමාණුක ක්රමාංකය හා ස්කන්ධ ක්රමාංකය ලියා දැක්වීමේ සම්මත ක්රමයක් ඇත. අදාළ මූලද්රව්යයේ සංකේතයේ වම් පස පහළින් පරමාණුක ක්රමාංකය ද වම්පස ඉහළින් ස්කන්ධ ක්රමාංකය ද යොදනු ලැබේ.
ස්කන්ධ ක්රමාංකය හා පරමාණුක ක්රමාංකය අතර අන්තරයෙන් ලැබෙන්නේ පරමාණුවේ අඩංගු නියුට්රෝන සංඛ්යාවයි.
දැනට පිළිගන්නා පරමාණුක ආකෘතිය (Atomic Model) අනුව ඒ ඒ ශක්ති මට්ටම්වල (Energy Levels) තිබිය හැකි උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන (Electrons) සංඛ්යා පිළිබඳ ව කලින් සඳහන් කරන ලදී. පරමාණුවක න්යෂ්ටියේ (Nucleus) සිට පිටතට පිළිවෙළින් ඒ ඒ ශක්ති මට්ටම්වල ඉලෙක්ට්රෝන පිරී ඇති ආකාරය නිරූපණය කිරීම ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය (Electron Configuration) ලෙස හැඳින්වේ.
නිදසුනක් සලකා බලමු. සෝඩියම්වල (Sodium) පරමාණුක ක්රමාංකය 11කි. එබැවින් සෝඩියම් පරමාණුවක ප්රෝටෝන (Protons) 11ක් ද ඉලෙක්ට්රෝන (Electrons) 11ක් ද ඇත. මේ අනුව සෝඩියම් පරමාණුවේ එම ඉලෙක්ට්රෝන 11 පළමු ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන 2ක් ද, දෙවන ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන 8ක් ද, තුන්වන ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන 1ක් ද වශයෙන් පවතී. එබැවින් සෝඩියම්වල ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය පහත ආකාරයට ලියා දැක්විය හැකි ය.
Na - 2, 8, 1
මූලද්රව්ය පරමාණුවක කිසියම් ශක්ති මට්ටමක් එහි ඉලෙක්ට්රෝන අන්තර්ගත අවසාන ශක්ති මට්ටම වන විට එහි තිබිය හැකි උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව 8 කි. එහෙයින් පොටෑසියම් (Potassium) සහ කැල්සියම් (Calcium) හි ඉලෙක්ට්රෝන අන්තර්ගත අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන 9 සහ 10 බැගින් නොපවතී.
මේ වන විට මූලද්රව්ය 115 කට වඩා වැඩි සංඛ්යාවක් සොයාගෙන ඇත. ඒවායේ ගුණ වෙන් වෙන් ව අධ්යයනය කිරීම ඉතා අපහසු කටයුත්තකි. මූලද්රව්යවල සහ ඒවායේ සංයෝගවල තොරතුරු ලෝකයේ විද්යාඥයින් විසින් නොකඩවා රැස් කරනු ලැබේ. මේ තොරතුරු සම්භාරය කෙතරම් විශාල ද විවිධ ද යත් සියලු කරුණු මතක තබා ගැනීම කිසිවෙකුටත් කළ නොහැක්කකි. මේ නිසා විවිධ විද්යාඥයින් විසින් මූලද්රව්ය විවිධ ක්රම අනුව වර්ග කිරීමට උත්සාහ දරා ඇත. එම උත්සාහයේ අග්රගණ්ය ප්රතිඵලයකි ආවර්තිතා වර්ගීකරණය.
මූලද්රව්ය වර්ගීකරණය සඳහා ආවර්තිතා වගුවක් මුලින් ම ඉදිරිපත් කරන ලද්දේ රුසියානු ජාතික විද්යාඥයෙක් වන ද්මිත්රී මෙන්ඩලීෆ් විසිනි.
නූතන ආවර්තිතා වගුව පදනම් වී ඇත්තේ පරමාණුක ක්රමාංකය හා ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය මතයි. ඉන් කියැවෙන්නේ මූලද්රව්යවල ගුණ ඒවායේ පරමාණුක ක්රමාංකවල ආවර්තිතා ශ්රිතයක් බවයි. ඉන් අදහස් වනුයේ පරමාණුක ක්රමාංකය ආරෝහණය වන පිළිවෙළට මූලද්රව්ය සකස් කළ විට කිසියම් මූලද්රව්ය පරාසයකට පසුව සමාන ගුණ සහිත මූලද්රව්ය යළිත් හමුවෙන බවයි.
මෙම ශ්රේණියේ දී අධ්යයනය කරනු ලබන්නේ පරමාණුක ක්රමාංකය 1 - 20 දක්වා වූ මූලද්රව්ය පමණක් අඩංගු නූතන ආවර්තිතා වගුවේ කොටසක් පමණි. එම කොටස රූපයේ දක්වා ඇත. ආවර්තිතා වගුවේ තිරස් පේළි ආවර්ත යනුවෙන් ද සිරස් පේළි කාණ්ඩ යනුවෙන් ද හැඳින්වේ.
යම් මූලද්රව්යයක් අයත් වන්නේ ආවර්තිතා වගුවේ කවර ආවර්තයට ද යන්න තීරණය වන්නේ එම මූලද්රව්යයේ පරමාණුවක තිබෙන ඉලෙක්ට්රෝන ව්යාප්ත ව පවතින “ශක්ති මට්ටම්” (කවච) ගණනෙනි.
මූලද්රව්යයක ගුණ රඳා පවතින්නේ එහි අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඇති ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව මතයි. මේවා සංයුජතා ඉලෙක්ට්රෝන යනුවෙන් හැඳින්වේ. මූල ද්රව්යයක ගුණ බොහෝ දුරට එහි අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඇති ඉලෙක්ට්රෝන ගණන මත රදා පවතී. ඉහත වගුව අනුව ලිතියම්, සෝඩියම් හා පොටෑසියම්වල අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන එකක් පමණක් ඇත. එබැවින් පෙනෙන්නේ සංයුජතා ඉලෙක්ට්රෝන එකක් පමණක් ඇති ලිතියම්, සෝඩියම් හා පොටෑසියම්වල රසායනික ගුණ බොහෝ දුරට සමාන බවයි. මෙම මූලද්රව්ය තුනම ආවර්තිතා වගුවේ එකම සිරස් පේළියේ පවතී.
මෙසේ ඉහළ තිරස් පේළියේ ඇති ඕනෑ ම මූලද්රව්යයක ගතිගුණ ඊට පහළින් ඇති මූලද්රව්යයේ ගතිගුණවලට සමාන වන බව පෙනේ.
යම් මූලද්රව්යයක් අයත් වන කාණ්ඩය තීරණය වන්නේ එහි අවසාන ශක්ති මට්ටමේ අඩංගු ඉලෙක්ට්රෝන ගණන අනුව ය.
යම්කිසි මූලද්රව්යයක් ආවර්තිතා වගුවේ කවර ස්ථානයකට අයත් දැයි සොයා ගන්නා ආකාරය.
නිදසුන්: මැග්නීසියම්වල පරමාණුක ක්රමාංකය 12
ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය - 2, 8, 2
මැග්නීසියම් පරමාණුවක ඉලෙක්ට්රෝන පවතින ශක්ති මට්ටම් 3 කි. එමනිසා එය තුන් වන ආවර්තයේ මූලද්රව්යයකි.
මැග්නීසියම් පරමාණුවක අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන 2 කි.
- එය දෙවන කාණ්ඩයට අයත් වේ.
ආවර්තිතා වගුවේ මැග්නීසියම් ඇත්තේ තුන්වන ආවර්තයේ දෙ වන කාණ්ඩයේ ය.
නිදසුන්: පොටෑසියම් පරමාණුක ක්රමාංකය 19
ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය - 2, 8, 8, 1
පොටෑසියම් පරමාණුවක ඉලෙක්ට්රෝන පවතින ශක්ති මට්ටම් 4කි. එම නිසා එය හතරවන ආවර්තයේ මූලද්රව්යයකි.
පොටෑසියම් පරමාණුවක අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන 1 කි.
- එය පළමු කාණ්ඩයට අයත් වේ.
ආවර්තිතා වගුවේ පොටෑසියම් ඇත්තේ 4 වන ආවර්තයේ පළමු කාණ්ඩයේ ය.
එක ම මූලද්රව්යයේ පරමාණුවල වුව ද නියුට්රෝන සංඛ්යාව වෙනස් පරමාණු තිබිය හැකි ය. එහෙත් ඒවායේ පරමාණුක ක්රමාංකය එනම් ප්රෝටෝන සංඛ්යාව සමාන වේ. මේ අනුව එක ම මූලද්රව්යයේ වෙනස් ස්කන්ධ ක්රමාංක සහිත පරමාණු තිබිය හැකි ය. එකම මූලද්රව්යයේ ඇති වෙනස් ස්කන්ධ ක්රමාංක සහිත පරමාණු එම මූලද්රව්යයේ සමස්ථානික (Isotopes) ලෙස හැඳින්වේ.
3517Cl සහ 3717Cl
ආවර්තිතා වගුවේ ආවර්තයක් ඔස්සේ වමේ සිට දකුණට යන විට සහ කාණ්ඩයක් දිගේ ඉහළ සිට පහළට යන විට මූලද්රව්යවල භෞතික සහ රසායනික ගුණ ක්රමානුකූල රටාවකට විචලනය වන බව පෙනේ. එම රටා අධ්යයනය සඳහා මූලද්රව්යවල පහත සඳහන් ගුණ සලකා බලමු.
පරමාණුව පිළිබඳ න්යෂ්ටික ආකෘතිය අනුව එහි ඉලෙක්ට්රෝන න්යෂ්ටිය වටා භ්රමණය වෙමින් පවතී. ඍණ ආරෝපිත ඉලෙක්ට්රෝන වෙත ධන ආරෝපිත න්යෂ්ටිය මගින් ආකර්ෂණයක් ඇති කරයි. එබැවින් පරමාණුවකින් ඉලෙක්ට්රෝනයක් ඉවත් කිරීමට නම් එම ආකර්ෂණය අබිබවා යාමට තරම් ශක්තියක් සැපයිය යුතුයි. මෙසේ පරමාණුවකින් ඉලෙක්ට්රෝනයක් ඉවත් කළ විට එය ධන අයනයක් බවට පත් වේ.
වායුමය අවස්ථාවේ ඇති මූලද්රව්ය පරමාණුවකින් ඉලෙක්ට්රෝනයක් ඉවත් කර වායුමය ඒක ධන අයනයක් සෑදීමට සැපයිය යුතු අවම ශක්තිය එහි ප්රථම අයනීකරණ ශක්තියයි.
වායුමය අවස්ථාවේ ඇති පරමාණුවකින් ඉලෙක්ට්රෝනයක් ඉවත් කර වායුමය අවස්ථාවේ පවතින ධන අයනයක් සෑදීම මේ ආකාරයට රසායනික සමීකරණයකින් නිරූපණය කළ හැකි ය.
පරමාණුවක් සඳහා මෙම ශක්තිය සාපේක්ෂ ව කුඩා අගයකි. එම නිසා මෙම අගය පරමාණු 6.022 x 1023 ප්රමාණයක් හෙවත් මවුලයක් සඳහා ඉදිරිපත් කරයි. 3.7 රූපයේ දක්වා ඇත්තේ පරමාණු මවුලයක් සඳහා ඉදිරිපත් කරන ලද අගයන් ය. ඒ අනුව, සෝඩියම්වල පළමු අයනීකරණ ශක්තිය 495 kJmol-1 වේ.
ආවර්තයක් සැලකූ විට එහි අඩු ම ප්රථම අයනීකරණ ශක්තිය ඇත්තේ I කාණ්ඩයේ මූලද්රව්යවලට යි. එමෙන් ම සෑම ආවර්තයක ම උපරිම ප්රථම අයනීකරණ ශක්තිය ඇත්තේ VIII කාණ්ඩයේ මූලද්රව්යයටයි. ආවර්තයක වමේ සිට දකුණට යන විට ක්රමානුකූල රටාවකට ප්රථම අයනීකරණ ශක්තිය විචලනය වේ. 2 වන හා 3 වන ආවර්තවල අයනීකරණ ශක්තිවල විචලන ප්රස්තාරය ඇසුරෙන් අධ්යයනය කළ විට මේ බව තහවුරු වේ.
I කාණ්ඩයේ මූලද්රව්යවල කාණ්ඩයේ ඉහළ සිට පහළට ප්රථම අයනීකරණ ශක්ති අගයන් අඩු වී ඇති බව පෙනේ. අනෙකුත් කාණ්ඩවල අගයන් සැලකීමෙන් ද ඔබට මේ බව අවබෝධ කර ගත හැකි ය. ඒ අනුව කාණ්ඩයක ඉහළ සිට පහළට යාමේ දී අයනීකරණ ශක්තිය අඩුවීමක් සිදුවන බව නිගමනය කළ හැකි ය. කාණ්ඩයේ පහළට යන විට මූලද්රව්ය පරමාණුවක් සතු ශක්ති මට්ටම් ගණන වැඩිවන නිසා අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝනවලට න්යෂ්ටියෙන් යෙදෙන ආකර්ෂණය අඩු ය. එබැවින් ඉලෙක්ට්රෝන ඉවත් කිරීම පහසු වේ.
විද්යුත් ඍණතාව යන්නෙන් අදහස් වන්නේ මූලද්රව්ය පරමාණුවක් තවත් මූලද්රව්ය පරමාණුවක් සමග සහසංයුජ බන්ධනයකින් බැඳී ඇති විට එම බන්ධනයේ ඉලෙක්ට්රෝන තමා වෙතට ඇදගැනීමේ හැකියාවයි. විද්යුත් ඍණතාව වැඩි පරමාණුවක් ඉලෙක්ට්රෝන කෙරෙහි දක්වන ආකර්ෂණය විද්යුත් ඍණතාවෙන් අඩු පරමාණුවක එම හැකියාවට වඩා වැඩි ය. රසායනික බන්ධන ඒකකය යටතේ දී විද්යුත් සෘණතාව පිළිබඳ ව වැඩිදුරටත් සාකච්ඡා කෙරේ.
විද්යුත් ඍණතාව ප්රකාශ කිරීම සඳහා විවිධ පරිමාණ ඇති අතර අප මෙහි දී සලකා බලනුයේ පෝලිං පරිමාණයයි. පෝලිං පරිමාණය අනුව විද්යුත් ඍණතාවෙන් ඉහළ ම මූලද්රව්ය ලෙස සලකන්නේ ෆ්ලුවොරීන් ය. උච්ච වායු සඳහා විද්යුත් ඍණතා අගයක් පෝලිං පරිමාණයෙහි ලබා දී නැත. (උච්ච වායු රසායනික බන්ධන සෑදීම කෙරෙහි අඩු නැඹුරුවක් ඇත.)
මූලද්රව්යවල විද්යුත් ඍණතාව විචලනය වන අන්දම දක්වා ඇති ඉහත ප්රස්තාරය හොඳින් අධ්යයනය කරන්න. ආවර්තයක් දිගේ වමේ සිට දකුණට යන විට විද්යුත් ඍණතාව වැඩි වන බවත් කාණ්ඩයක් දිගේ ඉහළ සිට පහළට යනවිට විද්යුත් ඍණතාව අඩුවන බවත් නිරීක්ෂණය කළ හැකිය.
රූපයේ දැක්වෙන ආවර්තිතා වගුවේ දීර්ඝ ආකාරය හොඳින් අධ්යයනය කරන්න. එහි බෝරෝන් (Boron) B සිට ඇස්ටටීන් (Astatine) At දක්වා පියගැට පෙළක් මෙන් ඇඳ ඇති රේඛාව සලකන්න.
මෙම රේඛාව වම් පසින් ඇති නිල් පාටින් දක්වා ඇති කොටුවල අඩංගු මූලද්රව්ය ලෝහ වේ. දකුණු පස දුඹුරු පාටින් දක්වා ඇති මූලද්රව්ය අලෝහ වේ. පියගැට පෙළ අවට ලා කොළ පාටින් දක්වා ඇති මූලද්රව්යවලට ලෝහ හා අලෝහවලට අතරමැදි ගුණ ඇති බැවින් ඒවා ලෝහාලෝහ ලෙස හැඳින්වේ.
දැනට හඳුනාගෙන ඇති මූලද්රව්ය අතරින් සියයට අසූවක් පමණ සංඛ්යාවක් ලෝහ වේ. මේවා ස්වභාවයේ නිදහස් ලෝහ ලෙස මෙන් ම සංයෝග ලෙස ද පවතී. රන්, රිදී වැනි ලෝහ නිදහස් ලෝහ ලෙස ස්වභාවයේ හමු වන අතර යකඩ, ඇලුමිනියම්, මැග්නීසියම්, සෝඩියම් වැනි බොහෝ ලෝහ ඇත්තේ එම ලෝහවල සංයෝග වශයෙනි.
ලෝහවල භෞතික ගුණ කිහිපයක් පහත දැක්වේ.
සෝඩියම් (Sodium)
සෝඩියම් ආවර්තිතා වගුවේ පළමු කාණ්ඩයට අයත් ලෝහ මූලද්රව්යයකි. එය අධික ප්රතික්රියාශීලි මූලද්රව්යයකි. කිසි විටෙකත් ලෝහය ලෙස ස්වභාවයේ නො පවතී. අධික ප්රතික්රියාකාරීත්වය නිසා සෝඩියම් ස්වභාවයේ පවතිනුයේ වෙනත් මූලද්රව්ය සමඟ සංයෝජිත තත්ව වලිනි. සෝඩියම් අඩංගු ප්රධාන සංයෝගයක් වන සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් මුහුදු ජලයේ පවත්නා ප්රධාන සංයෝගයකි.
සෝඩියම් ලෝහයේ ඇති අධික ප්රත්රික්රියාශීලීත්වය නිසා වාතය නොගැටෙන පරිදි පැරෆින් තෙල් හෝ භූමිතෙල් තුළ ගබඩා කර තබනු ලැබේ. සෝඩියම් කැබැල්ලක් පැරෆින් තෙල්වලින් ඉවතට ගත්විට එහි දිස්නයක් දක්නට නොලැබේ. එය පිහියකින් ඉතා පහසුවෙන් කැපිය හැකි ය. කැපූ පෘෂ්ඨයේ රිදීවන් ලෝහමය දිස්නයක් ඇත. ටික වේලාවකින් දිස්නය ක්රමයෙන් අඩු වේ.
මැග්නීසියම් (Magnesium)
මැග්නීසියම්ද ප්රතික්රියාශීලී සැහැල්ලු ලෝහයකි. නිදහස් ලෝහය ලෙස ස්වභාවයේ නො පවතී. මුහුදු ජලයේ එය මැග්නීසියම් ක්ලෝරයිඩ් ලෙස පවතී. වාතයට විවෘත ව ඇති විට මලින වන නිසා දිස්නයක් දැකිය නොහැකි ය. එහෙත් වැලි කඩදාසියකින් මැදගත් විට දිස්නය දැක ගත හැකි වේ.
අලෝහ (Non-metals)
අලෝහ නිදහස් මූලද්රව්ය ලෙස මෙන් ම වෙනත් මූලද්රව්ය සමඟ සංයෝජනය වී සංයෝග ලෙස ද පවතී. සාමාන්ය උෂ්ණත්වයේ දී ඝන අවස්ථාවේ පවතින අලෝහ ලෙස මෙන් ම ද්රව හා වායු අවස්ථාවේ පවතින අලෝහ මූලද්රව්ය ඇත. කාබන්, සල්ෆර්, පොස්පරස්, අයඩීන් ඝන අවස්ථාවේ පවතී. බ්රෝමීන් සාමාන්ය උෂ්ණත්වයේදී පවතින්නේ ද්රව අවස්ථාවේ ය. ක්ලෝරීන්, ෆ්ලුවොරීන්, හයිඩ්රජන්, නයිට්රජන් සහ ඔක්සිජන් වායු අවස්ථාවේ ඇති අලෝහ මූලද්රව්ය කිහිපයකි. අලෝහවලට ලෝහමය දිස්නයක් නැත. තහඩුවක් සේ තලා ගැනීමට හෝ කම්බියක් මෙන් ඇද ගැනීමට ද නොහැකි ය. බොහෝ අලෝහ භංගුර වන අතර දුර්වල විද්යුත් හා තාප සන්නායක ගති ලක්ෂණ දක්වයි. එහෙත් කාබන් හී එක් බහුරූපී අවස්ථාවක් වන මිනිරන් අලෝහයක් වුව ද විද්යුත් සන්නායකයකි. අලෝහවල ඝනත්වය සාපේක්ෂ ව අඩු ය. එසේ වුව ද කාබන් හී එක් බහුරූපී අවස්ථාවක් වන දියමන්තිවල ඝනත්වය වැඩි ය.
* අලෝහ සෘණ අයන (ඇනායන) සාදයි.
* අලෝහ ඔක්සිජන් සමඟ සාදන ඔක්සයිඩ බොහෝ විට ආම්ලික ඔක්සයිඩ වේ. මේවා බොහෝ විට වායු අවස්ථාවේ පවතී. ජලයේ දිය වී අම්ල සාදයි.
වායු ගෝලයේ නිදහස් ද්විපරමාණුක වායුවක් ලෙස පවතී. වාතයේ පරිමාවෙන් 78.1% ක් පමණ නයිට්රජන් වායුව ඇත. සත්ත්ව හා ශාක ප්රෝටීන්වල සංඝටක මූලද්රව්යයක් ලෙස නයිට්රජන් මූලද්රව්යය අඩංගු ය. පාංශු වාතයේ සංඝටකයක් ලෙස ද හියුමස් වැනි කාබනික ද්රව්යවලද නයිට්රේට, නයිට්රයිටල ඇමෝනියම් සංයෝග ආදියේ ද සංඝටක මූලද්රව්යයක් ලෙස නයිට්රජන් පවතී.
සල්ෆර් (Sulfur)
සාමාන්ය ව්යවහාරයේදී සල්ෆර් ගෙන්දගම් නමින් ද හැදින්වේ. ස්වභාවයේ විවිධ ස්වරූපවලින් පවතී. කිසියම් මූලද්රව්යයක් ස්වභාවයේ විවිධ ස්වරූපවලින් ඇති විට ඒවා එම මූලද්රව්යයේ බහුරූපී ආකාර (Allotropes) ලෙස හැඳින්වේ. සල්ෆර් බිඳෙනසුලු කහ පැහැති ස්ඵටික ලෙස ද (3.14 රූපය) සුදු පැහැති කුඩු වැනි අස්ඵටික ස්වරූපයෙන් ද පවතී. ඉහත ආකාරයට ස්වභාවයේ නිදහස් මූලද්රව්යය ලෙස මෙන් ම සල්ෆේට, සල්ෆයිඩ වැනි සංයෝග ලෙස ද සල්ෆර් හමු වේ. ජීවීන්ගේ දේහ තුළ ඇති සමහර ඇමයිනෝ අම්ලවල සංඝටක මූලද්රව්යයකි. පැහැදිලි ලෙස අලෝහ ගුණ දක්වයි.
දියමන්ති හා මිනිරන්
බහුල වශයෙන් පවතින අලෝහ මූලද්රව්යයකි. වායුගෝලයේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වායුව ලෙස කාබන් පවතී. සත්ත්ව හා ශාක පටකවලත් සියලු ම කාබනික සංයෝග හා ගල් අඟුරු, පෙට්රෝලියම් නිෂ්පාදන යනාදියේත් වෙනත් හයිඩ්රොකාබනවලත් ප්රධාන තැනුම් ඒකකය කාබන් ය. කාබන්වල ස්ඵටික ආකාර (Crystalline) මෙන් ම අස්ඵටිකරූපී (Amorphous) ආකාර ද ඇත. ස්ඵටිකරූපී ආකාරවල පරමාණු නිශ්චිත රටාවකට පිහිටා ඇත. අස්ඵටිකරූපී ආකාරවල එවන් නිශ්චිත රටාවක් නැත. ස්ඵටිකරූපී ආකාර බහුරූපීතාව දක්වයි.
ස්ඵටිකරූපී කාබන් (කාබන්වල බහුරූපී ආකාර): දියමන්ති, මිනිරන්, ෆුලරීන්
අස්ඵටිකරූපී කාබන්: අඟුරු, ලාම්පු දැලි, ගල් අඟුරු
ඒ ඒ කාබන් ස්වරූපය අනුව භෞතික ගුණ වෙනස් වේ. දියමන්ති හැර අනෙකුත් කාබන් ස්වරූප කළු පැහැතියි. ඝන අවස්ථාවේ පවතී. ඝනත්වය සාපේක්ෂ ව අඩු ය. එහෙත් දියමන්ති වැඩි ම ඝනත්වයක් ඇති කාබන් ස්වරූපය වේ. ඉහළ වර්තනාංකය හා දැඩි බව යන ගුණ නිසා දියමන්තිවල ට විශාල වටිනාකමක් ලැබී ඇත. දියමන්ති විද්යුත් කුසන්නායක ද්රව්යයකි. එහෙත් මිනිරන් විද්යුත් සන්නායකයකි. අඟුරුවලට වායු වර්ග අධිශෝෂණය (Adsorption) කර ගැනීමේ හැකියාව ඇත.
කාබන්වල බහුරූපී ස්වරූප විවිධාකාරයෙන් ප්රයෝජනයට ගැනේ. කාබන්වල ප්රයෝජන සමහරක් වගුවෙහි දක්වා ඇත.
සිලිකන් (Silicon)
පෘථිවි කබොලෙහි ඔක්සිජන් හැරුණු විට වැඩි වශයෙන් ම දක්නට ඇති මූලද්රව්යය සිලිකන් ය. සිලිකන් සංයෝග ස්වභාවයේ ස්ඵටිකරූපී මෙන් ම අස්ඵටිකරූපී ආකාර ලෙස ද පවතී. තිරුවාන හා වැලි, එමරල්ඩ් වැනි මැණික් වර්ග ස්ඵටිකරූපී සිලිකන් සංයෝග වේ. මැටි සිලිකන් අඩංගු සංයෝගයකි. සිලිකන්වල ද්රවාංකය 1410 °C වේ.
බෝරෝන් (Boron)සංශුද්ධ බෝරෝන් කළු පැහැති ස්ඵටිකරූපී ඝන මූලද්රව්යයක් ලෙස පවතී. බෝරෝන්වල ඝනත්වය 2340 kg m-3 වන අතර ද්රවාංකය 2200 °C වේ. ප්රතික්රියාශීලී බව සාපේක්ෂ ව අඩු ය. ඒ නිසා වාතය තුළ දී ඉහළ උෂ්ණත්වවලට රත් කළ ද ප්රතික්රියා නො කරයි. අස්ඵටිකරූපී බෝරෝන් ඉතා ඉහළ උෂ්ණත්වවල දී ඔක්සිජන්, නයිට්රජන්, නයිට්රික් අම්ලය, සාන්ද්ර සල්ෆියුරික් අම්ලය, කාබන්, සල්ෆර් වැනි ද්රව්ය සමඟ ප්රතික්රියා කර අනුරූප සංයෝග සාදයි.
මූලද්රව්ය ඔක්සිජන් සමඟ සම්බන්ධ වී සාදන සංයෝග එම මූලද්රව්යයේ ඔක්සයිඩ ලෙස හැඳින්වේ.
| තුන්වන ආවර්තයේ මූලද්රව්ය | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ඔක්සයිඩය | Na2O | MgO | Al2O3 | SiO2 | P2O5 | SO3 | Cl2O7 |
| ආම්ලික / භාෂ්මික ස්වභාවය | ප්රබල භාෂ්මික | දුබල භාෂ්මික | උභයගුණී | දුබල ආම්ලික | දුබල ආම්ලික | ප්රබල ආම්ලික | ප්රබල ආම්ලික |
තුන්වන ආවර්තයේ වම් පස පිහිටි සෝඩියම්හි ඔක්සයිඩය ප්රබල භාස්මික වන අතර මැග්නීසියම් ඔක්සයිඩ් දුබල ලෙස භාස්මික ය. සිලිකන් සිට ක්ලෝරීන් දක්වා යන විට ඔක්සයිඩවල ආම්ලික ගතිගුණය වැඩි වේ. ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ සමහර ආම්ලික හා භාෂ්මික යන ගුණ දෙකම දක්වයි. එවැනි ඔක්සයිඩ උභයගුණී ඔක්සයිඩ ලෙස හැඳින්වේ. මේ අනුව ආවර්තිතා වගුවේ ආවර්තයක වමේ සිට දකුණටයත් ම එම මූලද්රව්ය සාදන ඔක්සයිඩවල භාෂ්මික ස්වභාවය අඩුවන අතර ආම්ලික ස්වභාවය වැඩි වේ.
සංයුජතාව (Valency) යනු යම් මූලද්රව්ය පරමාණුවක සංයෝජනය වීමේ හැකියාවයි. මෙය මනිනු ලබන්නේ හයිඩ්රජන්වලට සාපේක්ෂවයි. මේ අනුව මූලද්රව්යයක සංයුජතාව යනු එම මූලද්රව්ය පරමාණුවක් සමග සංයෝජනය විය හැකි හෝ ඒ මගින් ප්රතිස්ථාපනය කළ හැකි හෝ හයිඩ්රජන් පරමාණු සංඛ්යාවයි. මූලද්රව්ය පරමාණුවක අවසාන ශක්ති මට්ටමේ ඇති ඉලෙක්ට්රෝන හඳුන්වනු ලබන්නේ සංයුජතා ඉලෙක්ට්රෝන (Valence electrons) යනුවෙනි.
සමහර මූලද්රව්යවලට සංයුජතා කිහිපයක් තිබිය හැකි ය. මූලද්රව්ය පරමාණුවක ඇති සංයුජතා ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව සාමාන්යයෙන් මූලද්රව්යයේ උපරිම සංයුජතාවට සමාන වේ.
මූලද්රව්යයක සංයුජතාවල රසායනික සංයෝජනයේ දී එම මූලද්රව්යයේ පරමාණුවකින් ඉවත් වන ඉලෙක්ට්රෝන ගණනට හෝ එම මූලද්රව්ය පරමාණුවකින් ලබාගන්නා ඉලෙක්ට්රෝන ගණනට හෝ මූලද්රව්ය පරමාණු අතර හවුලේ පවතින ඉලෙක්ට්රෝන යුගල ගණනට හෝ සමාන වේ.
මූලද්රව්ය පහසුවෙන් හැඳින්වීම සඳහා රසායනික සංකේත (Chemical symbols) භාවිත කරන බව අපි දනිමු.
එමෙන් ම සංයෝග පහසුවෙන් හැඳින්වීම සඳහා ද අපි රසායනික සංකේත ඇතුළත් වන ක්රමයක් භාවිතා කරමු. හයිඩ්රජන් පරමාණු දෙකක් හා ඔක්සිජන් පරමාණු එකකින් සැදි ඇති සංයෝගය වන ජලය හැඳින්වීම සඳහා අප යොදා ගන්නේ H2O යන්න ය. මෙය ජලයේ රසායනික සූත්රය (Chemical formula) ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ.
රසායනික සූත්රයකදී මූල ද්රව්යයක සංකේතය ළඟට පහළින් අංකයක් ඇතොත් ඉන් දැක්වෙන්නේ සංයෝගයේ අණුවක ඇති එම මූලද්රව්යයේ පරමාණු සංඛ්යාව ය. එවැනි අංකයක් නොමැති නම් එම සංයෝගයේ අණුවක ඇත්තේ එම මූලද්රව්යයේ පරමාණු එකක් බව ය.
නිදසුනක් ලෙස ගතහොත් ග්ලූකෝස්වල රසායනික සූත්රය C6H12O6 වේ. මින් අදහස් වන්නේ ග්ලූකෝස් අණුවක කාබන් පරමාණු 6ක්, හයිඩ්රජන් පරමාණු 12ක් සහ ඔක්සිජන් පරමාණු 6ක් ඇති බවයි.
රසායනික සූත්රයෙන් අණුවක් නිරූපණය නොවන අවස්ථා ද ඇත. සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් (Sodium chloride) යනුවෙන් හඳුන්වෙන මේස ලුණු එවැන්නකි. ඝන සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ්වල එකිනෙකින් වෙන් වූ අණු නැත. එහි ඇත්තේ එකක් හැර එකක් Cl- අයන සහ Na+ අයනවලින් සමන්විත අයන දැලිසකි. එම අයන දැලිසෙහි Cl- හා Na+ 1:1 අනුපාතයෙන් ඇති බැවින් එහි රසායනික සූත්රය NaCl ලෙස ලියනු ලැබේ.
සංයෝග සැදී ඇත්තේ මූලද්රව්යවල පරමාණු හෝ අයන බන්ධනවලින් බැඳීමෙනි. එබැවින් සංයෝගයක සූත්රය ලිවීමට ඒවායේ සංයෝජන බල හෙවත් සංයුජතා දැන ගත යුතු ය. එම සංයෝජන බල තුලනය වන පරිදි සූත්රය ලියනු ලැබේ.
මේ අනුව ඔක්සිජන් පරමාණු එකක් සමග හයිඩ්රජන් පරමාණු දෙකක් සංයෝජනය විය හැකි ය.
මේ අනුව නයිට්රජන් පරමාණු එකක් සමග හයිඩ්රජන් පරමාණු 3 ක් සංයෝජනය විය හැකි ය.
කාබන් හි සංයුජතාව 4 කි. මේ අනුව C පරමාණු එකක් සමග හයිඩ්රජන් පරමාණු 4ක් සංයෝජනය විය හැකි ය.
| පරමාණුක ක්රමාංකය (Atomic Number) | මූලද්රව්යය (Element) | සංකේතය (Symbol) | සංයුජතාව (Valency) |
|---|---|---|---|
| 1 | හයිඩ්රජන් (Hydrogen) | H | 1 |
| 2 | හීලියම් (Helium) | He | 0 |
| 3 | ලිතියම් (Lithium) | Li | 1 |
| 4 | බෙරිලියම් (Beryllium) | Be | 2 |
| 5 | බෝරෝන් (Boron) | B | 3 |
| 6 | කාබන් (Carbon) | C | 4 |
| 7 | නයිට්රජන් (Nitrogen) | N | 3 |
| 8 | ඔක්සිජන් (Oxygen) | O | 2 |
| 9 | ෆ්ලුවොරීන් (Fluorine) | F | 1 |
| 10 | නියෝන් (Neon) | Ne | 0 |
| 11 | සෝඩියම් (Sodium) | Na | 1 |
| 12 | මැග්නීසියම් (Magnesium) | Mg | 2 |
| 13 | ඇලුමිනියම් (Aluminium) | Al | 3 |
| 14 | සිලිකන් (Silicon) | Si | 4 |
| 15 | පොස්ෆරස් (Phosphorus) | P | 5, 3 |
| 16 | සල්ෆර් (Sulfur) | S | 6, 2 |
| 17 | ක්ලෝරීන් (Chlorine) | Cl | 7, 1 |
| 18 | ආගන් (Argon) | Ar | 0 |
| 19 | පොටෑසියම් (Potassium) | K | 1 |
| 20 | කැල්සියම් (Calcium) | Ca | 2 |
මේ අනුව,
සංයෝගයක රසායනික සූත්රය ලිවීමේ දී සිදු කරනු ලබන්නේ ඒවායේ සංයෝජන බල තුලනය වන පරිදි පරමාණු සම්බන්ධ කිරීම ය. මූලද්රව්ය දෙකෙහි සංකේතවල දකුණු පස පහළින්, මූලද්රව්යවල සංයුජතා මාරුකර ලිවීමෙන් මෙය සිදු කරනු ලැබේ.
බහු පරමාණුක අයනයක් යනු ආරෝපණයක් සහිත කිසියම් රටාවකට සැකසුණු මූලද්රව්ය පරමාණු එකතුව කි.
| බහු පරමාණුක අයනය (Polyatomic Ion) | රසායනික සූත්රය (Chemical Formula) | සංයුජතාව (Valency) |
|---|---|---|
| ඇමෝනියම් (Ammonium) | NH4+ | 1 |
| හයිඩ්රෝනියම් (Hydronium) | H3O+ | 1 |
| නයිට්රේට් (Nitrate) | NO3- | 1 |
| හයිඩ්රජන්කාබනේට් (Hydrogen carbonate) / බයිකාබනේට් (Bicarbonate) | HCO3- | 1 |
| හයිඩ්රොක්සයිඩ් (Hydroxide) | OH- | 1 |
| පර්මැංගනේට් (Permanganate) | MnO4- | 1 |
| හයිඩ්රජන්සල්ෆේට් (Hydrogensulphate) / බයිසල්ෆේට් (Bisulphate) | HSO4- | 1 |
| ක්රෝමේට් (Chromate) | CrO42- | 2 |
| ඩයික්රෝමේට් (Dichromate) | Cr2O72- | 2 |
| සල්ෆේට් (Sulphate) | SO42- | 2 |
| කාබනේට් (Carbonate) | CO32- | 2 |
| පොස්පේට් (Phosphate) | PO43- | 3 |
බහු පරමාණුක අයනවලින් සමන්විත පහත දැක්වෙන සංයෝගවල සූත්ර සලකා බලමු.
සංයෝගයක රසායනික සූත්රයේ බහු පරමාණුක අයන එකකට වඩා ඇතුළත් වන විට ඒවා වරහන් තුළ ලියනු ලැබේ.