పరమాణువులు - అణువులు

      ఒక అణువులో ఏముంటాయి? పరమాణువులు ఎలా ఏర్పడతాయి? ఇవన్నీ కలిసి ఏర్పడే వివిధ మూలకాలు, సమ్మేళనాలు, వాటిని కనిపెట్టిన శాస్త్రవేత్తలు... వారు రూపొందించిన నియమాలు, సిద్ధాంతాలు, మొత్తంగా పరమాణు నిర్మాణం గురించి ఈ పాఠంలో తెలుసుకుందాం.
* ఆంటోని లెవోయిజర్ ప్రఖ్యాత ఫ్రెంచి రసాయన శాస్త్రవేత్త. ఇతడిని ఆధునిక రసాయన శాస్త్ర పితామహుడు అని పిలుస్తారు.
* ఇతడు దహన చర్యల గురించి విపులంగా అధ్యయనం చేశాడు.
* మూలకానికి ఉపయుక్తమైన నిర్వచనాన్ని ఇచ్చాడు.
* ద్రవ్య నిత్యత్వ నియమంను ప్రతిపాదించాడు.
* ఒక రసాయన చర్యలో క్రియాజనకాల భారం, క్రియాజన్యాల భారం సమానంగా ఉంటుంది అనేది ద్రవ్య నిత్యత్వ నియమం.
* ఒక రసాయన చర్యలో శక్తిని సృష్టించలేం, నాశనం చేయలేం.
* లాండాల్ట్ అనే శాస్త్రవేత్త ద్రవ్య నిత్యత్వ నియమాన్ని ప్రయోగపూర్వకంగా నిరూపించాడు.
* ఒక నిర్దిష్ట రసాయన సంయోగ పదార్థం ఎల్లప్పుడూ స్థిరభార నిష్పత్తితో కలిసిన ఒకే మూలకాలను కలిగి ఉంటుంది. దీన్నే స్థిరానుపాత నియమం అంటారు.
* స్థిరానుపాత నియమాన్ని జోసెఫ్ ప్రౌస్ట్ ప్రతిపాదించాడు.
* ద్రవ్యనిత్యత్వ సిద్ధాంతం, స్థిరానుపాత నియమాల ఆధారంగా జాన్ డాల్టన్ ఒక ప్రాథమిక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు.
* ద్రవ్య నిత్యత్వం జరగాలంటే మూలకాలన్నీ తప్పనిసరిగా చిన్న కణాలతో నిర్మితమై ఉండాలి. ఆ చిన్న కణాలకు అతడు పరమాణువులు అని పేరు పెట్టాడు.
* స్థిరానుపాత నియమం పాటించాలంటే ఒక పదార్థంలోని అన్ని కణాలు ఒకేలా ఉండాలి.
    పై రెండు నియమాలను ఆధారంగా చేసుకుని జాన్ డాల్టన్ A New System of chemical philosophyని ప్రతిపాదించాడు.
* డాల్టన్ రసాయన చర్యల్లో పరమాణువుల పునర్ వ్యస్థీకరణ జరుగుతుంది అని చెప్పాడు.
* ఒక మూలక పరమాణువుల ద్రవ్యరాశి, రసాయన ధర్మాలు ఒకేలా ఉంటాయి.
* భిన్న నిష్పత్తుల్లో సంయోగం చెందే మూలక పరమాణువులు విభిన్న సంయోగ పదార్థాలను ఏర్పరుస్తాయి.
* 2600 సంవత్సరాల కిందట కణాదుడు అనే భారతీయ రుషి చెప్పిన వైశిష సూత్రలో పరమాణువులకు చెందిన అంశాలు స్పష్టంగా ఉన్నాయి.
* కణాదుడు అసలు పేరు కశ్యపుడు.
* పరమాణువు (atom) అనే పదం గ్రీకు పదం a-tomio నుంచి పుట్టింది. దీని అర్థం విభజించడానికి వీలులేనిది.
* కణాలన్నింటిలో పరమాణువులు చాలా ప్రాథమికమైనవి.
* రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరమాణువులు సంయోగం చెంది అణువులను ఏర్పరుస్తాయి.
* ఒకే రకమైన పరమాణువులను కలిగి ఉన్న పదార్థాన్ని మూలకం అంటారు.
* వేర్వేరు మూలక పరమాణువుల కలయిక వల్ల ఏర్పడే అణువులున్న పదార్థాలను సంయోగ పదార్థాలు లేదా సమ్మేళనాలు అంటారు.
* స్వతంత్రంగా ఉండగలిగి అది ఏ పదార్థానికి చెందుతుందో ఆ పదార్థ ధర్మాలు అన్ని ప్రదర్శించే అతి సూక్ష్మ కణాన్ని అణువు అంటారు.
* లాటిన్ భాషలో హైడ్రో (Hydro) అంటే నీరు అని అర్థం. కాబట్టి ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి నీటిని ఏర్పరిచే స్వభావం గల మూలకం అని దానికి హైడ్రోజన్ అని పేరు పెట్టారు.
* లాటిన్ భాషలో ఆక్సి (Oxy) అంటే ఆమ్లం (Acid) అని అర్థం. దీన్ని బట్టి ఆమ్లాన్ని ఏర్పరిచే గుణం ఉన్న ఈ వాయువుకు ఆక్సిజన్ అని పేరు పెట్టారు.
* సూర్యుడిలో కనుక్కున్న వాయువుకు హీలియం అని పేరు పెట్టారు. గ్రీకు భాషలో హీలియో అంటే సూర్యుడు అని అర్థం.
* కొంతమంది శాస్త్రవేత్తల పేర్ల మీదుగా ఐన్‌స్టీనియం, రూథర్ ఫోర్డియం, మెండలీవియం, ఫెర్మియం అని మూలకాలను పిలిచారు.
* మూలకాలను సూచించే గుర్తులనే సంకేతాలు (Symbols) అంటారు.
* మూలకాలకు మొదటిసారిగా సంకేతాన్ని సూచించినవారు జాన్ బెర్జిలియస్.
* కొన్ని మూలకాలకు మొదటి అక్షరం, మరికొన్నింటికి మొదటి రెండు అక్షరాలు, ఇంకా కొన్ని మూలకాలకు లాటిన్ పేర్లను సంకేతంగా సూచించారు.

ఓజోన్ సంకేతం: O₃. ఇది సూర్యుడి నుంచి వచ్చే హానికరమైన అతినీలలోహిత (UV) కిరణాలను భూమి పైకి రాకుండా రక్షణ కవచంలా పనిచేస్తుంది.
* ఒకే పరమాణువు కలిగిన వాటిని ఏక పరమాణుక అణువు అని, రెండు పరమాణువులున్న వాటిని ద్విపరమాణుక అణువు అని పిలుస్తారు.
 

సంయోజకత:
 

* ఇప్పటివరకు 115 మూలకాలు కనుక్కున్నారు.
*ఒక మూలకం వేరొక మూలకంతో సంయోగం చెందే సామర్థ్యాన్ని సంయోజకత అంటారు.

అయాన్‌లు:
 

* లోహ, అలోహ సమ్మేళనాలు ఆవేశపూరిత కణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ కణాలను అయాన్‌లు అంటారు.
* రుణావేశిత అయాన్‌ను ఆనయాన్ అని, ధనావేశిత అయాన్‌ను కేటయాన్ అని అంటారు.
* ధనావేశిత అయాన్‌లు ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోతాయి.
* రుణావేశిత అయాన్‌లు ఎలక్ట్రాన్‌లను గ్రహించుకుంటాయి.
* ఒక అయాన్ సంయోజకత దాని ఆవేశ పరిమాణానికి సమానంగా ఉంటుంది.
ఉదా: క్లోరైడ్ అయాన్ (Cl^-) సంయోజకత - 1
          సల్ఫేట్ అయాన్ (SO₄^-2) సంయోజకత - 2
 

పరమాణు ద్రవ్యరాశి:
 

* ఏదైనా పరమాణు ద్రవ్యరాశిని లెక్కించేందుకు కార్బన్ (C - 12) పరమాణువు (C¹²) ద్రవ్యరాశిని ప్రామాణికంగా తీసుకోవాలని 1961లో అంతర్జాతీయంగా నిర్ధారించారు.
* కార్బన్ - 12 (C¹²) ద్రవ్యరాశిలో సరిగ్గా 1/12 వ వంతును పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం (a.m.u.)గా నిర్వచిస్తారు.
* పరమాణు ద్రవ్యరాశి అనేది రెండు రాశుల నిష్పత్తి. దీనికి ప్రమాణాలు ఉండవు.
* ప్రస్తుతం పరమాణు ద్రవ్యరాశిని లెక్కించడానికి amuకు బదులుగా ఏకీకృత ద్రవ్యరాశి (Unified mass)ను ఉపయోగిస్తున్నారు.
* మూలకాల పరమాణు భారాలను నిర్ణయించడానికి జాన్ డాల్టన్ హైడ్రోజన్ పరమాణు భారాన్ని ప్రమాణంగా తీసుకున్నాడు.
* పరమాణు ద్రవ్యరాశిని కచ్చితంగా కొలవడానికి ద్రవ్యరాశి స్పెక్ట్రోమీటరును ఉపయోగిస్తారు.
* సమ్మేళనాలను సూచించడానికి వాడే గుర్తును సాంకేతికం (formula) అంటారు.

అణుద్రవ్యరాశి: (Molecular Mass)
 

* అణువు సాపేక్ష ద్రవ్యరాశిని అణు ద్రవ్యరాశి అంటారు. దీన్ని ఏకీకృత ద్రవ్యరాశి (Unified mass)లో సూచిస్తారు.
ఉదా: H₂SO₄ అణు ద్రవ్యరాశి: 2(1) + 32 + 16(4) = 2 + 32 + 64 = 98 U గా నిర్వచిస్తారు.

* పరమాణు ద్రవ్యరాశి అనేది రెండు రాశుల నిష్పత్తి. దీనికి ప్రమాణాలు ఉండవు.
* ప్రస్తుతం పరమాణు ద్రవ్యరాశిని లెక్కించడానికి amuకు బదులుగా ఏకీకృత ద్రవ్యరాశి (Unified mass)ను ఉపయోగిస్తున్నారు.
* మూలకాల పరమాణు భారాలను నిర్ణయించడానికి జాన్ డాల్టన్ హైడ్రోజన్ పరమాణు భారాన్ని ప్రమాణంగా తీసుకున్నాడు.
* పరమాణు ద్రవ్యరాశిని కచ్చితంగా కొలవడానికి ద్రవ్యరాశి స్పెక్ట్రోమీటరును ఉపయోగిస్తారు.
* సమ్మేళనాలను సూచించడానికి వాడే గుర్తును సాంకేతికం (formula) అంటారు.

 

అణుద్రవ్యరాశి: (Molecular Mass)
 

* అణువు సాపేక్ష ద్రవ్యరాశిని అణు ద్రవ్యరాశి అంటారు. దీన్ని ఏకీకృత ద్రవ్యరాశి (Unified mass)లో సూచిస్తారు.
ఉదా: H₂SO₄ అణు ద్రవ్యరాశి: 2(1) + 32 + 16(4) = 2 + 32 + 64 = 98 U
      యూనిట్ ద్రవ్యరాశి ఒక ఫార్ములాలో ఉంటే యూనిట్ పరమాణువు లేదా అణువు లేదా అయాన్‌ను సూచిస్తుంది.
* ఒక మోల్ అంటే 12 గ్రాముల C¹² ఐసోటోప్‌లో ఉండే పరమాణువుల సంఖ్యకు సమానమైన సంఖ్యలో కణాలు లేదా ఉపకణాలు కలిగి ఉండే పదార్థం-
* ఏ పదార్థంలోనైనా ఒక మోల్‌లో ఉండే కణాల సంఖ్య ఎల్లప్పుడూ స్థిరం. దీని విలువ 6.022 × 10²³. దీన్ని అవగాడ్రో సంఖ్య అంటారు.
అవగాడ్రో సంఖ్య = 6.022 × 10²³
* మోల్ అనే పదాన్ని విల్‌హెల్మ్ ఆస్వాల్ట్ అనే శాస్త్రవేత్త లాటిన్ పదమైన Moles నుంచి తీసుకున్నాడు. దీని అర్థం కుప్ప
* ఒక పెద్ద సంఖ్యకు మోల్ అనే ప్రమాణాన్ని వాడాలని 1967లో నిర్ణయించారు.
 

మోలార్ ద్రవ్యరాశి:
 

* ఒక మోల్ పదార్థ ద్రవ్యరాశిని గ్రాముల్లో వ్యక్తపరిస్తే దాన్ని మోలార్ ద్రవ్యరాశి అంటారు. సంఖ్యాత్మకంగా ఏకీకృత ద్రవ్యరాశిలో వ్యక్తపరిచిన ద్రవ్యరాశికి ఇది సమానం.
ఉదా: నీటి మోలార్ ద్రవ్యరాశి 18 U. 18 gm నీటిలో 6.022 × 1023 అణువులు ఉంటాయి.

అవగాడ్రో సంఖ్య = 6.022 × 10²³
* మోల్ అనే పదాన్ని విల్‌హెల్మ్ ఆస్వాల్ట్ అనే శాస్త్రవేత్త లాటిన్ పదమైన Moles నుంచి తీసుకున్నాడు. దీని అర్థం కుప్ప
* ఒక పెద్ద సంఖ్యకు మోల్ అనే ప్రమాణాన్ని వాడాలని 1967లో నిర్ణయించారు.
 

మోలార్ ద్రవ్యరాశి:
 

* ఒక మోల్ పదార్థ ద్రవ్యరాశిని గ్రాముల్లో వ్యక్తపరిస్తే దాన్ని మోలార్ ద్రవ్యరాశి అంటారు. సంఖ్యాత్మకంగా ఏకీకృత ద్రవ్యరాశిలో వ్యక్తపరిచిన ద్రవ్యరాశికి ఇది సమానం.
ఉదా: నీటి మోలార్ ద్రవ్యరాశి 18 U. 18 gm నీటిలో 6.022 × 1023 అణువులు ఉంటాయి.
 

పరమాణువులో ఏముంది?

* పదార్థాలు అన్నీ పరమాణువులతో నిర్మితమైనవి.
* మొదటి పరమాణు సిద్ధాంతాన్ని జాన్ డాల్టన్ 1808లో ప్రతిపాదించాడు.
* విద్యుత్ విశ్లేషణ ప్రయోగాలు చేస్తున్నప్పుడు పరమాణువులు రుణావేశం పొందుతాయని మైఖేల్ ఫారడే కనుక్కున్నాడు.
* ''పరమాణువులను విభజించలేం" - డాల్టన్.
* పరమాణువు విద్యుత్‌పరంగా తటస్థమైంది కాబట్టి పరమాణువులో కనీసం రెండు ఉప కణాలు ఉండాలి.
* 1897లో జె.జె.థామ్సన్ అనే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త తన ప్రయోగం ఆధారంగా పరమాణువులో రుణావేశిత కణాలైన ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయని నిరూపించాడు.
* ఎలక్ట్రాన్‌లు అతి తక్కువ ద్రవ్యరాశి (9.10 × 10^-28 గ్రా.) కలిగి ఉంటాయి.
* మొదటగా ఆవిష్కరించి, అధ్యయనం చేసిన ఉప పరమాణు కణం ఎలక్ట్రాన్. దీన్ని e-తో సూచిస్తారు.
* దీని ఆవేశాన్ని ప్రమాణ రుణావేశంగా (-ve) గా తీసుకుంటారు.
* ఎలక్ట్రాన్ ఆవేశం = - 1.602 × 10¹⁹ కులూంబ్‌లు.
* ధనావేశ కణం ప్రోటాన్‌ను గోల్డ్ స్టెయిన్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుక్కున్నాడు. 1920లో ఈ కణానికి ప్రోటాన్ అని పేరు పెట్టాడు.
* ప్రోటాన్ ద్రవ్యరాశి ఎలక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశికి 1836 రెట్లు అధికంగా ఉంటుంది.
* దీన్ని p+ తో సూచిస్తారు.
* దీని ద్రవ్యరాశి 1.0078 amu.
* దీని ఆవేశాన్ని ప్రమాణ ధనావేశంగా తీసుకుంటారు.
* ప్రోటాన్ ఆవేశం + 1.602 × 10¹⁹ కూలూంబ్‌లు
* 1932లో జేమ్స్ చాడ్విక్ తటస్థ ఆవేశ కణం న్యూట్రాన్‌ను కనుక్కున్నాడు.
* ప్రోటాన్‌తో దాదాపు సమాన ద్రవ్యరాశి (1.0087 amu) ని ఇది కలిగి ఉంటుంది.
* దీన్ని n^oతో సూచిస్తారు.
* దీని ఆవేశం '0'.
* ఎలక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశి న్యూట్రాన్ ద్రవ్యరాశి కంటే 1840 రెట్లు తక్కువ.
* న్యూట్రాన్ హైడ్రోజన్‌లో తప్ప మిగతా అన్ని పరమాణు కేంద్రకాల్లో ఉంటుంది.
 

థామ్సన్ పరమాణు నమూనా:
 

* 1898లో థామ్సన్ పరమాణు నమూనాను ప్రతిపాదించాడు. దీన్ని ప్లమ్ పుడ్డింగ్ (Plum Pudding) నమూనా అని పిలుస్తారు.
*  పుచ్చకాయ నమూనా అని కూడా పిలుస్తారు.
*  ఈ నమూనా ప్రకారం పరమాణువు ధనావేశంతో నిండిన ఒక గోళం. దీనిలో ఎలక్ట్రాన్‌లు పొదగబడి ఉంటాయి.
*  భౌతిక శాస్త్రంలో థామ్సన్‌కు, అతడి కుమారుడు జార్జ్, శిష్యులు ఏడుగురికి నోబెల్ బహుమతి వచ్చింది.
*  థామ్సన్ నమూనాను రూథర్‌ఫర్డ్ సమీక్షించాడు.
 

రూథర్‌ఫర్డ్ ∝ - కణ విక్షేపణ ప్రయోగం:

* ఎర్నెస్ట్ రూథర్‌ఫర్డ్ న్యూజిలాండ్‌కు చెందిన శాస్త్రవేత్త.
* 1909లో పలుచని బంగారు రేకును, ఆల్ఫాకణాలను ఉపయోగించి ప్రయోగం చేశాడు.
* ఆల్ఫా అనేది రెండు ప్రోటాన్‌లు, న్యూట్రాలను కలిగి ఉన్న కణం. దీనిలో ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉండవు.
* రూథర్‌ఫర్డ్ ప్రయోగంలో బంగారు రేకుపైకి పంపిన 20,000 ∝ - కణాల్లో ఒక్క కణం మాత్రమే వెనుకకు మరలింది.
* ∝ - కణాలు విచలనం లేకుండా వెళ్లిపోవడానికి కారణం పరమాణువులోని ఖాళీ ప్రదేశం.
* రూథర్‌ఫర్డ్ ప్రతిపాదించిన నమూనాను గ్రహ మండల నమూనా అంటారు.
* పరమాణు పరిమాణంతో పోలిస్తే కేంద్రక పరిమాణం చాలా చిన్నది.
* ఎలక్ట్రాన్‌లు కేంద్రకం చుట్టూ తిరుగుతాయని రూథర్‌ఫర్డ్ భావించాడు.

బోర్ నమూనా:
 

* రూథర్‌ఫర్డ్ నమూనాలోని లోపాలను సవరిస్తూ 1913లో నీల్స్‌బోర్ అనే డేనిష్ శాస్త్రవేత్త ఒక పరమాణు నమూనాను ప్రతిపాదించాడు. దీన్నే స్థిరకక్ష్యల నమూనా అని కూడా అంటారు.
* కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్‌లు నిర్దిష్ట కక్ష్యల్లో తిరుగుతుంటాయి. వీటిని K, L, M, Nతో సూచిస్తారు.
* ఎలక్ట్రాన్‌లు ఎక్కువ శక్తిగల స్థాయికి వెళ్లినప్పుడు శక్తిని గ్రహిస్తాయి, తక్కువ శక్తిగల స్థాయికి వెళ్లినప్పుడు శక్తిని కోల్పోతాయి.

* బోర్ హైడ్రోజన్ వర్ణపటాన్ని మాత్రమే వివరించగలిగాడు. కానీ మిగిలిన బహుపరమాణుక అణువుల వర్ణపటాలను వివరించలేకపోయాడు.
* ప్రోటాన్‌లు, న్యూట్రాన్‌లు కేంద్రకంలో ఉంటాయి. వీటిని కేంద్రక కణాలు లేదా న్యూక్లియాన్‌లు అంటారు.
* పరమాణువు ద్రవ్యరాశి మొత్తం కేంద్రకంలో ఇమిడి ఉంటుంది.
* కేంద్రకానికి దగ్గరగా ఉండే కర్పరానికి శక్తి తక్కువగా, దూరంగా ఉండే కర్పరానికి ఎక్కువగా ఉంటుంది.
* ఒక కక్ష్యలోని ఉపస్థిర కక్ష్యలు లేదా ఆర్బిటాళ్ల సంఖ్య 'n²'
* ఒక కక్ష్యలోని గరిష్ఠ ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య 2n²
 

బోర్ - బ్యూరి నియమం:
 

* ఈ నియమం ప్రకారం అత్యంత అంతర కక్ష్యలో రెండు ఎలక్ట్రాన్లకు మాత్రమే చోటు ఉంటుంది.
* బాహ్య కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్‌లనే వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్‌లు అంటారు.
* బాహ్యతమ కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యను సంయోజకత అంటారు.
* ప్రతి కర్పరాన్ని ఉపకర్పరాలుగా విభజించారు. ఈ ఉపకర్పరాల్లో గరిష్ఠంగా 8 ఎలక్ట్రాన్‌లు నిండుతాయి.
* తక్కువ శక్తిగల లోపలి కర్పరాల్లో ఎలక్ట్రాన్‌లు పూర్తిగా నిండే వరకు తర్వాతి కర్పరాల్లోకి ఎలక్ట్రాన్‌లు చేరవు.
* హీలియం తప్ప మిగిలిన అన్ని జడ వాయువులు తమ బాహ్య కక్ష్యలో 8 ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. దీన్నే అష్టక విన్యాసం అంటారు. ఇవి రసాయనికంగా స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉండి, ఇతర పరమాణువులతో సంయోగం చెందే స్వభావాన్ని చూపించవు.
 

పరమాణు సంఖ్య (Atomic Number):
 

* ఒక పరమాణు కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్‌ల సంఖ్యను పరమాణు సంఖ్య అంటారు. దీన్ని 'Z'తో సూచిస్తారు. (లేదా) పరమాణులోని ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యను పరమాణు సంఖ్య అంటారు.
పరమాణు ద్రవ్యరాశి:
* కేంద్రకంలోని కణాల సంఖ్యను (న్యూట్రాన్‌లు, ప్రోటాన్‌ల మొత్తం) పరమాణు ద్రవ్యరాశి సంఖ్య లేదా పరమాణు భారం అంటారు. దీన్ని 'A'తో సూచిస్తారు.
      పరమాణు ద్రవ్యరాశి సంఖ్య = పరమాణు సంఖ్య + న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య
       A = Z + N
* పరమాణువును సంకేత రూపంలో రాయగా 
* పరమాణువులోని న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య = పరమాణు భారం - పరమాణు సంఖ్య
N = A – Z
 లో ప్రోటాన్‌ల సంఖ్య - 9
ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య - 9
న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య = 19 - 9 = 10
 

ఐసోటోపులు:
* ఒకే పరమాణు సంఖ్య, వేర్వేరు ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలు గల వాటిని ఐసోటోపులు అంటారు.
ఉదా: 
* హైడ్రోజన్ , డ్యూటీరియం , ట్రిటీయం  లు హైడ్రోజన్ ఐసోటోపులు.
* కార్బన్ ఐసోటోపులు 

* సీసియం, గ్జినాన్‌లకు గరిష్ఠ సంఖ్యలో దాదాపు '36' ఐసోటోపులు ఉంటాయి.
 

ఐసోటోపులు - అనువర్తనాలు:
 

* యురేనియం ఐసోటోపును కేంద్రక రియాక్టర్‌లలో ఇంధనంగా వాడతారు.
* గాయిటర్ చికిత్సలో అయోడిన్ ఐసోటోపును ఉపయోగిస్తారు.
* కేన్సర్ చికిత్సలో కోబాల్ట్ ఐసోటోపును ఉపయోగిస్తారు.
 

పరమాణు నిర్మాణం (Atomic Structure)

1. వర్ణపటం:
* అనేక తరంగదైర్ఘ్యాల లేదా పౌనఃపున్యాల సముదాయాన్ని వర్ణపటం అంటారు.
* కాంతి తరంగంలా ప్రయాణిస్తుంది. దీన్ని తరంగదైర్ఘ్యం, పౌనఃపున్యం, కాంతి వేగాలతో వ్యక్తపరుస్తారు.
      C = υλ   C = 3 × 10⁸ m/sec

* శూన్యం ద్వారా విద్యుదయస్కాంత వికిరణ శక్తి ప్రయాణం సముద్రంలో నీటి తరంగాల ప్రయాణాన్ని పోలి ఉంటుంది.

* విద్యుదయస్కాంత పౌనఃపున్యాల మొత్తం సముదాయాన్నే విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటం అంటారు.
* విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలో
      i) దృగ్గోచర వర్ణపటం
      ii) పరారుణ కిరణాలు
      iii) UV కిరణాలు
      iv) మైక్రోతరంగాలు
      v) రేడియో తరంగాలు
      vi) X - కిరణాలు
      vii) γ - కిరణాలు
      viii) కాస్మిక్ వికిరణాలు ఉంటాయి.
* మన కంటికి కనిపించే కాంతిని దృగ్గోచర వర్ణపటం అని అంటారు. దృగ్గోచర వర్ణపటంలో ఏడు (VIBGIOR) రంగులు ఉంటాయి.
* ఒక నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యానికి ఉండే శక్తి E = hυ
      'h'ను ప్లాంక్ స్థిరాంకం అంటారు.
      h = 6.626 × 1034 J.s.
      h = 6.626 × 1027 earg. sec
* ఇక్కడ 'υ' అనేది ఉద్గారించి లేదా శోషించిన వికిరణ పౌనఃపున్యం.
* నీల్స్‌బోర్ ప్రతిపాదనలకు 1922లో బోర్‌కు నోబెల్ బహుమతి వచ్చింది.

* బోర్ స్థిరకక్ష్యల నమూనాను ప్రతిపాదించాడు.

* ఎలక్ట్రాన్ ప్రాథమిక శక్తిస్థాయిని భూస్థాయి అని అంటారు. ఎలక్ట్రాన్‌ను గ్రహించి అది ఎక్కువ శక్తిస్థాయిని పొందుతుంది. దీన్ని ఉత్తేజ స్థాయి అంటారు.
* ఎలక్ట్రాన్ ఉత్తేజ స్థాయిలో ఎక్కువ కాలం ఉండలేదు.
* అయస్కాంత క్షేత్రంలో వర్ణపట రేఖలు చిన్న చిన్న ఉపరేఖలుగా విడిపోవడాన్ని జీమన్ ఫలితం అని, విద్యుత్ క్షేత్రంలో వర్ణపట రేఖలు విడిపోవడాన్ని స్టార్క్ ఫలితం అని అంటారు. బోర్ నమూనా వీటిని వివరించలేదు.
* సోమర్ ఫెల్డ్ దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్య అనే భావనను ప్రవేశపెట్టాడు.
* బోర్ - సోమర్ ఫెల్డ్ నమూనా హైడ్రోజన్ వర్ణపటంలోని సూక్ష్మరేఖలను వివరించినప్పటికీ, పరమాణు నిర్మాణం గురించి సంతృప్తికరంగా తెలపలేదు.
* క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని మాక్స్‌ప్లాంక్ 1900లో రూపొందించాడు. కృష్ణవస్తువు వికిరణపు శక్తిని వివరించగలిగాడు.
* ఇతడిని ఆధునిక భౌతికశాస్త్ర పితామహుడు అని పిలుస్తారు.
* ప్లాంక్‌కు 1918లో నోబెల్ బహుమతి వచ్చింది.
* వికిరణపు శక్తి E = hυ అవుతుంది.

* ఇర్విన్ ష్రోడింగర్ 'క్వాంటం యాంత్రిక పరమాణు నమూనా'ను ప్రతిపాదించాడు. ఎలక్ట్రాన్‌కు తరంగ సమీకరణాన్ని కూడా ప్రతిపాదించాడు.

* పరమాణువు కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్‌ను కనుక్కునే సంభావ్యత అధికంగా ఉండే ప్రాంతాన్ని ఆర్బిటాల్ అంటారు.
*  కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్‌ను కనుక్కునే సంభావ్యత '0' గా ఉండే ప్రాంతాన్ని నోడల్ తలం అని అంటారు.
* ఒకే శక్తిస్థాయి ఉన్న ఆర్బిటాళ్ల గురించి క్వాంటం సంఖ్యల ఆధారంగా తెలుసుకోవచ్చు.
* పరమాణువులోని ప్రతి ఎలక్ట్రాన్‌ను n, l, m అనే మూడు సంఖ్యల సమితులతో సూచిస్తారు. వీటినే 'క్వాంటం సంఖ్యలు' అంటారు.
i) ప్రధాన క్వాంటం సంఖ్య: (Principle Quantum Number)
* దీన్ని 'నీల్స్‌బోర్' ప్రతిపాదించాడు. దీన్ని 'n'తో సూచిస్తారు.
* ఇది ఆర్బిటాల్ ప‌రిమాణం, క‌క్ష్య శ‌క్తిని సూచిస్తుంది.
* ప్రధాన క్వాంటం సంఖ్య n = 1, 2, 3, ....ధ‌న‌పూర్ణాంక విలువ‌లు క‌లిగి ఉంటుంది.
* n విలువ పెరిగేకొద్దీ ఆర్బిటాల్ ప‌రిమాణం పెరుగుతుంది.
            K    L    M    N
     n = 1     2     3    4 గా ఉంటుంది.

 ii) కోణీయ ద్రవ్యవేగ క్వాంటం సంఖ్య:

* దీన్ని సోమర్‌ఫెల్డ్ ప్రతిపాదించాడు. దీన్ని 'l'తో సూచిస్తారు.
* l గరిష్ఠ విలువ (n - 1)
* n = 1, 2, 3,.... అయితే l విలువ 0, 1, 2, ....గా ఉంటాయి.
* ఇది ఆర్బిటాళ్ ఆకృతిని గురించి తెలుపుతుంది.
      l                 0    1    2    3
ఆర్బిటాల్ పేరు   s    p   d    f
iii) అయస్కాంత క్వాంటం సంఖ్య:
* దీన్ని 'ml'తో సూచిస్తారు. లాండే అనే శాస్త్రవేత్త దీన్ని ప్రతిపాదించారు.
* ml విలువ '0'తో కలిపి -l నుంచి +l వరకు పూర్ణాంక విలువను కలిగి ఉంటుంది.
* ఒక నిర్ధిష్ట l విలువకు m విలువ (2l + 1) అవుతుంది.
l = 2 అయితే m = 2(2) + 1 = 5; m విలువలు -2, -1, 0, +1, +2 అవుతాయి.
* అయస్కాంత క్వాంటం సంఖ్య ఆర్బిటాళ్ల ప్రాదేశిక దిగ్విన్యాసాన్ని తెలుపుతుంది.
* s - ఆర్బిటాల్ గోళాకారంలో ఉంటుంది.
   p - ఆర్బిటాల్ డంబెల్ (ముద్గరం) ఆకృతిని కలిగి ఉంటుంది.

    d - ఆర్బిటాల్ యుగ్మముద్గరం (డబుల్ డంబెల్) ఆకృతిని కలిగి ఉంటుంది.

    f - ఆర్బిటాల్ సంక్లిష్ట ఆకృతిని కలిగి ఉంటుంది.
* పరమాణు ఆర్బిటాల్‌లోని ఉపకర్పరాలు n²
*  ఆర్బిటాల్‌లోని ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య 2n² అవుతుంది.
ఉదా: 2s ఆర్బిటాల్‌లోని ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య = 2(1² = 2
* p - ఆర్బిటాల్‌లోని ఉపస్థిర కక్ష్యలు 3 అవి p_x, p_y, p_z
* d - ఆర్బిటాల్‌లోని ఉపస్థిర కక్ష్యలు 5 అవి d_xy, d_yz, d_xz, d_{x² - y²}, d_z²
iv) స్పిన్ క్వాంటం సంఖ్య:
* దీన్ని ఉలెన్‌బెగ్, గౌడ్‌స్మిత్ ప్రతిపాదించారు.
* ఇది ఎలక్ట్రాన్ దిగ్విన్యాన్ని గురించి తెలుపుతుంది.
* ఎలక్ట్రాన్ సవ్యదిశలో తిరిగితే + , అపసవ్యదిశలో తిరిగితే - గా సూచిస్తారు.
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:
      పరమాణువుల్లోని కర్పరాలు, ఉపకర్పరాలు, ఆర్బిటాళ్లలో ఎలక్ట్రాన్‌ల పంపిణీని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం అంటారు.

 ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని nl ^xగా సూచిస్తారు.

   n = ప్రధాన క్వాంటం సంఖ్య
    l = అజిముతల్ క్వాంటం సంఖ్య
   x = ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య
*  హైడ్రోజన్ పరమాణువులోని ఎలక్ట్రాన్ కలిగి ఉండే క్వాంటం సంఖ్య సమితి
 

n = 1, l = 0, m = 0, m_s = +1/2 
పౌలివర్జన నియమం:
    ''ఒకే పరమాణువుకు చెందిన ఏ రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లకు నాలుగు క్వాంటం సంఖ్యలు సమానంగా ఉండవు". దీన్ని పౌలివర్జన నియమం అంటారు.
ఉదా: He విన్యాసం 1s2
రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లలో స్పిన్ క్వాంటం సంఖ్య +1/2 , - 1/2 గా ఉంటుంది.
ఆఫ్‌బౌ నియమం:
*  జర్మన్ భాషలో ఆఫ్‌బౌ అంటే ఊర్ధ్వనిర్మాణం అని అర్థం.
*  పరమాణువు భూస్థాయిలో ఉన్నప్పుడు ఎలక్ట్రాన్‌లు తక్కువ శక్తిగల ఆర్బిటాల్‌ను ఆక్రమిస్తాయి. దీన్నే ఆఫ్‌బౌ నియమం అంటారు.

ఈ నియమం ప్రకారం

i) ఎలక్ట్రాన్‌లు వివిధ ఆర్బిటాళ్లలో (n + l) విలువలు పెరిగే క్రమంలో నిండుతాయి.
ii) ఒకవేళ (n + l) విలువలు సమానంగా ఉన్నట్లయితే 'n' విలువ తక్కువగా ఉండే కర్పరాన్ని ఎలక్ట్రాన్ ఆక్రమిస్తుంది.
(n + l) విలువ పెరిగే క్రమం
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p < 8s ....
హుండ్ నియమం:
    సమాన శక్తిగల ఖాళీ ఆర్బిటాళ్లలో (Degenarated Orbitals) ఒక్కో ఎలక్ట్రాన్ ఆక్రమించిన తర్వాతనే ఎలక్ట్రాన్‌లు జతగూడతాయి.
ఉదా: కార్బన్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం 1s² 2s² 2p²