• facebook
  • whatsapp
  • telegram

పరమాణు నిర్మాణం

విశ్వంలో ఉండే ప్రతి పదార్థం విడగొట్టడానికి వీలుకాని కణాలతో ఏర్పడుతుంది. వీటినే పరమాణువులు అంటారు. ఇలాంటి పరమాణువులన్నీ కలిసి అణువులను, అణువులన్నీ కలిసి పదార్థాలను ఏర్పరుస్తాయి. అంటే ఒక పదార్థం లేదా మూలకం ఏర్పడటంలో పరమాణువులు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. 
...  పరమాణువులు  అణువులు  పదార్థం/మూలకం 
        * భారతదేశంలో వేదకాలం నాడే కణాదుడు అనే మహాశయుడు పదార్థంలో అతిసూక్ష్మ కణాలైన అణువులు, పరమాణువులు కలిసి ఉంటాయని ప్రతిపాదించాడు. తర్వాత డెమోక్రటిస్ అనే గ్రీకు తత్వవేత్త పదార్థంలో అతి సూక్ష్మమైన పరమాణువులు ఉంటాయని ప్రతిపాదించాడు. వీటినే గ్రీకు భాషలో "atoms" అని పిలిచారు. 
       * 1808లో జాన్‌డాల్టన్ అనే శాస్త్రవేత్త పరమాణు సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. దీన్నే డాల్టన్ పరమాణు సిద్ధాంతం అని కూడా అంటారు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం... 'పదార్థం అనేది విభజించడానికి వీలుకాని సూక్ష్మాతి సూక్ష్మమైన పరమాణువులతో ఉంటుంది. ఈ పరమాణువులు పదార్థంలో ప్రాథమిక కణంగా ఉంటాయి. ఒక పదార్థంలో కేవలం పరమాణువులు మాత్రమే రసాయన చర్యలో పాల్గొంటాయి'.


ప్రాథమిక కణాలు 
   డాల్టన్ తర్వాత జె.జె. థామ్సన్, రూథర్‌ఫర్డ్, చాడ్విక్, మిల్లికాన్, బోర్, డీబ్రోగ్లి లాంటివారు పరమాణువుపై పరిశోధనలు చేశారు. పదార్థంలో పరమాణువులే కాకుండా, అంతకంటే సూక్ష్మాతి సూక్ష్మమైన చాలా కణాలు ఉంటాయని కనుక్కున్నారు. వీటిలో ముఖ్యమైన మూడు కణాలను గుర్తించారు. అవి:
1) ఎలక్ట్రాన్
2) ప్రోటాన్
3) న్యూట్రాన్. వీటినే 'ప్రాథమిక కణాలు' అంటారు. విలియం క్రూక్స్ అనే ఇంగ్లండ్ శాస్త్రవేత్త ఉత్సర్గనాళ ప్రయోగాల ద్వారా పరమాణువులోని ప్రాథమిక కణాల గురించి తెలియజేశాడు.


ఎలక్ట్రాన్ (e-) 
   మొదటిసారిగా 1897లో జె.జె. థామ్సన్ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్ ఉత్సర్గనాళికలో ప్రకాశవంతమైన కిరణాలు రుణ విద్యుత్ ద్వారం (Cathode) నుంచి ధనవిద్యుత్ ద్వారం (Anode) వరకు ప్రయాణించడాన్ని గుర్తించాడు. ఈ కిరణాలకు రుణ విద్యుత్ కిరణాలు లేదా కేథోడ్ కిరణాలు అని పేరు పెట్టాడు. ఈ కిరణాలను 'రుణావేశ కణాల సమూహం' అని ప్రతిపాదించాడు. జి.జె. స్టనీ అనే శాస్త్రవేత్త ఈ కేథోడ్ కిరణాలకు 'ఎలక్ట్రాన్' అని పేరు పెట్టాడు.
* ఎలక్ట్రాన్‌ను 'e-' తో సూచిస్తారు.
* దీనికి ఒక యూనిట్ రుణావేశం ఉంటుంది (-1)
* ఎలక్ట్రాన్‌ ఆవేశం (కూలుంబుల్లో) -1.602 × 10-19
* దీని ద్రవ్యరాశి 'H' ద్రవ్యరాశిలో 1/1837 వ వంతు (9.11 × 10-28 గ్రా. లేదా 0.00054 amu) ఉంటుంది. కాబట్టి దీని ద్రవ్యరాశిని దాదాపు 'సున్నా' (zero) అని చెప్పవచ్చు.
గమనిక: amu అనేది పరమాణు ప్రామాణిక ద్రవ్యరాశి (Atomic Mass Unit) 1 amu = 1.64 × 10-24 గ్రా.


ప్రోటాన్
  గోల్డ్ స్టెయిన్ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్ ఉత్సర్గనాళిక ప్రయోగంలో కొన్ని కిరణాలు ఆనోడ్ నుంచి కేథోడ్ దిశగా ప్రయాణించడాన్ని గమనించాడు. వీటికి ఆనోడ్ కిరణాలు లేదా ధన ధ్రువ కిరణాలు అని పేరు పెట్టాడు. ఈ ధన ధ్రువ కిరణాల అతి సూక్ష్మమైన కణాన్ని 'ప్రోటాన్' అంటారు. ఈ కిరణాలనే 'కెనాల్ కిరణాలు' (Canal rays) అని కూడా అంటారు.
* ప్రోటాన్‌ను 'p' తో సూచిస్తారు. 
* దీనికి ఒక యూనిట్ ధనావేశం ఉంటుంది (+1).
* దీని ఆవేశం (కూలుంబుల్లో) +1.602 × 10-19
* దీని ద్రవ్యరాశి హైడ్రోజన్ ద్రవ్యరాశికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశి కంటే 1837 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీని విలువ 1.672 ×10-24 గ్రా. లేదా 1.00727 amu. అంటే ద్రవ్యరాశి దాదాపు 1 కి సమానం.


న్యూట్రాన్ 
* చాడ్విక్ అనే శాస్త్రవేత్త 1932లో పలచని బేరియం రేకు ద్వారా కణాలను తాడనం చేసి, ప్రోటాన్ కంటే కొంచెం ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి ఉన్న తటస్థ కణాలు వెలువడటాన్ని గమనించాడు. ఈ కణాన్నే 'న్యూట్రాన్' అని పిలిచాడు. ఇది ఒక తటస్థకణం. దీనికి దాదాపు ప్రోటాన్‌తో సమానమైన ద్రవ్యరాశి ఉంటుంది.
* న్యూట్రాన్‌ను 'n' తో సూచిస్తారు.
* దీనికి ఎలాంటి ఆవేశం ఉండదు. అంటే ఒక తటస్థ కణం.
* దీని ద్రవ్యరాశి 1.674 × 10 -24 గ్రా. లేదా 1.00866 amu. అంటే దాదాపు 1.


పరమాణు నమూనాలు 
 పరమాణువులో ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, న్యూట్రాన్ల అమరికను పరమాణు నమూనాగా చెప్పవచ్చు. ఈ ప్రాథమిక కణాల అమరికకు సంబంధించి వివిధ శాస్త్రవేత్తలు నమూనాలను ప్రతిపాదించారు.


జె.జె. థామ్సన్ నమూనా 
* మొదటిసారిగా పరమాణు నమూనాను జె.జె. థామ్సన్ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు. ఇతడి నమూనా ప్రకారం పరమాణువు ధనావేశంతో గోళాకారంగా నిర్మితమై ఉంటుంది. దీంట్లో ఎలక్ట్రాన్లు అమరి ఉంటాయి. దీన్ని పుచ్చపండులో గింజలు అమరి ఉండే విధానంతో పోల్చి చెప్పాడు. పుచ్చపండును అడ్డుగా కోసినప్పుడు అందులోని ఎర్రటిగుజ్జును ధనావేశిత కేంద్రకం అనుకుంటే, నల్లటి విత్తనాలను ఎలక్ట్రాన్లతో పోల్చవచ్చు. ఈ నమూనాను 'పుచ్చకాయ నమూనా' అని కూడా అంటారు.
* ఈ నమూనాను చాలామంది శాస్త్రవేత్తలు ఆమోదించలేదు. వ్యతిరేక ఆవేశాలున్న ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్లు రెండు కలసి ఉండటం సాధ్యం కాదని భావించారు.


రూథర్‌పర్డ్ నమూనా
  దీన్నే గ్రహమండల నమూనా అని కూడా పిలుస్తారు. దీని ప్రకారం పరమాణువు గోళాకారంగా ఉంటుంది. ఇందులో ఎక్కువ ఖాళీ ప్రదేశం ఉంటుంది. పరమాణువు మధ్యలో కేంద్రకం ఉంటుంది.
ఒక పరమాణు భారం అంతా దాని కేంద్రకంలో ఇమిడి ఉంటుంది. దీనికి కారణం దీంట్లో ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు అనే రెండు ప్రాథమిక కణాలు కలసి ఉంటాయి.
సూర్యుడి చూట్టూ గ్రహాలు పరిభ్రమించే విధంగా పరమాణువులోని ధనావేశ కేంద్రకం చుట్టూ రుణావేశ ఎలక్ట్రాన్లు పరిభ్రమిస్తాయి. కాబట్టి ఈ నమూనాను గ్రహ మండల నమూనా అని పిలుస్తారు. 
 ఈ నమూనా ప్రకారం పరమాణువులో రెండు రకాల బలాలు పనిచేస్తాయి. అవి:
1) ఆకర్షణ శక్తి
2) అపకేంద్రబలం
* ఆకర్షణశక్తి అనేది ఒక ఎలక్ట్రాన్‌కు, కేంద్రకానికి మధ్య ఉండేది. ఈ శక్తివల్ల ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రం వైపు లాగబడతాయి.
* కేంద్రకం చుట్టూ పరిభ్రమించే ఎలక్ట్రాన్లకు అపకేంద్ర బలం (Centrifugal) ఉంటుంది. దీని ప్రభావంతో ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రకానికి దూరంగా లాగబడతాయి. 
* ఈ రెండు బలాలు సమానంగా, వ్యతిరేకంగా ఉండటం వల్ల పరమాణువు స్థిరంగా ఉంటుందని ఈ నమూనా తెలిపింది. అయినప్పటికీ దీంట్లో కొన్ని లోపాలను గుర్తించారు. సంప్రదాయ భౌతిక నియమాల ప్రకారం కేంద్రకం చుట్టూ పరిభ్రమించే ఎలక్ట్రాన్, నిరంతరం శక్తిని కోల్పోవాలి. ఆ విధంగా శక్తిని కోల్పోయిన ఎలక్ట్రాన్ చివరకు కేంద్రకంలో పడి, పరమాణువు నశించాలి. కానీ, పరమాణువు స్థిరంగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ నమూనాలోని లోపాలను సవరిస్తూ మరో నమూనా వచ్చింది.


బోర్ పరమాణు నమూనా 
రూథర్‌ఫర్డ్ పరమాణు నమూనాలోని లోపాలను సవరిస్తూ నీల్స్‌బోర్ అనే శాస్త్రవేత్త 1913లో మరో పరమాణు నమూనాను ప్రతిపాదించాడు. ఇతడి ప్రతిపాదనల ప్రకారం కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్లు అత్యధిక వేగంతో, నిర్ణీత మార్గాల్లో పరిభ్రమిస్తాయి. ఈ మార్గాలను కక్ష్యలు (Orbits) అంటారు.
ఎలక్ట్రాన్లు ఈ కక్ష్యల్లో తిరుగుతున్నంత కాలం వాటిశక్తి స్థిరంగా ఉంటుంది. అందువల్ల ఈ కక్ష్యలను 'స్థిర కక్ష్యలు' అంటారు. వీటిని 1, 2, 3, ... లేదా K, L, M, N, ... లతో సూచిస్తారు.
కేంద్రకానికి దగ్గరగా ఉన్న స్థిర కక్ష్యకు శక్తి తక్కువగా, దూరంగా ఉన్న కక్ష్యకు శక్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్ ఒక కక్ష్య నుంచి మరో కక్ష్యకు బదిలీ అయినప్పుడు మాత్రమే శక్తి మారుతుంది.


సోమర్‌ఫీల్డ్ నమూనా
ఎలక్ట్రాన్ కేంద్రకం చుట్టూ వృత్తాకారంలో కాకుండా దీర్ఘ వృత్తాకార మార్గంలో తిరుగుతుందని సోమర్‌ఫీల్డ్ ప్రతిపాదించాడు. ఈ నమూనానే 'దీర్ఘ వృత్తాకార నమూనా' అని అంటారు.
 
ఇతడు కేంద్రకం చుట్టూ దీర్ఘ వృత్తాకార కక్ష్యలను ప్రతిపాదించాడు.

 

డీబ్రోగ్లీ సిద్ధాంతం
ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, పరమాణువు, అణువు లాంటి సూక్ష్మకణాలకు రెండు రకాల స్వభావాలు ఉంటాయి.     
1) కణ స్వభావం
2) తరంగ స్వభావం.
కేంద్రకం చుట్టూ పరిభ్రమించే ఎలక్ట్రాన్‌కు తరంగ స్వభావం ఉంటుందని డీబ్రోగ్లీ కనుక్కున్నాడు.

Posted Date : 31-10-2020

గమనిక : ప్రతిభ.ఈనాడు.నెట్లో వచ్చే ప్రకటనలు అనేక దేశాల నుండి, వ్యాపారస్తులు లేదా వ్యక్తుల నుండి వివిధ పద్ధతులలో సేకరించబడతాయి. ఆయా ప్రకటనకర్తల ఉత్పత్తులు లేదా సేవల గురించి ఈనాడు యాజమాన్యానికీ, ఉద్యోగస్తులకూ ఎటువంటి అవగాహనా ఉండదు. కొన్ని ప్రకటనలు పాఠకుల అభిరుచిననుసరించి కృత్రిమ మేధస్సు సాంకేతికతతో పంపబడతాయి. ఏ ప్రకటనని అయినా పాఠకులు తగినంత జాగ్రత్త వహించి, ఉత్పత్తులు లేదా సేవల గురించి తగిన విచారణ చేసి, తగిన జాగ్రత్తలు తీసుకొని కొనుగోలు చేయాలి. ఉత్పత్తులు / సేవలపై ఈనాడు యాజమాన్యానికి ఎటువంటి నియంత్రణ ఉండదు. కనుక ఉత్పత్తులు లేదా సేవల నాణ్యత లేదా లోపాల విషయంలో ఈనాడు యాజమాన్యం ఎటువంటి బాధ్యత వహించదు. ఈ విషయంలో ఎటువంటి ఉత్తర ప్రత్యుత్తరాలకీ తావు లేదు. ఫిర్యాదులు తీసుకోబడవు.

 

కానిస్టేబుల్స్‌ : ప్రిలిమ్స్

పాత ప్రశ్నప‌త్రాలు

 

విద్యా ఉద్యోగ సమాచారం

 

నమూనా ప్రశ్నపత్రాలు

 

లేటెస్ట్ నోటిఫికేష‌న్స్‌