அணுக்களின் அமைப்பு - பொருளின் அடிப்படை துகள்கள், எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள்

இயற்கையில் உள்ள அனைத்து உடல் உடல்களும் மேட்டர் எனப்படும் ஒரு வகைப் பொருளால் ஆனவை. பொருட்கள் இரண்டு முக்கிய குழுக்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளன - எளிய மற்றும் சிக்கலான பொருட்கள்.

சிக்கலான பொருட்கள் என்பது இரசாயன எதிர்வினைகள் மூலம், மற்ற, எளிமையான பொருட்களாக சிதைக்கக்கூடிய பொருட்கள். சிக்கலான பொருட்களைப் போலல்லாமல், எளிய பொருட்கள் என்பது வேதியியல் ரீதியாக இன்னும் எளிமையான பொருட்களாக உடைக்க முடியாதவை.

ஒரு சிக்கலான பொருளின் உதாரணம் நீர், இது ஒரு இரசாயன எதிர்வினை மூலம் இரண்டு எளிய பொருட்களாக சிதைக்கப்படலாம் - ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன். கடைசி இரண்டைப் பொறுத்தவரை, அவை இனி வேதியியல் ரீதியாக எளிமையான பொருட்களாக சிதைக்கப்படாது, எனவே அவை எளிய பொருட்கள் அல்லது வேறுவிதமாகக் கூறினால், இரசாயன கூறுகள்.

19 ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் பாதியில், வேதியியல் கூறுகள் ஒன்றுக்கொன்று பொதுவான உறவைக் கொண்டிருக்காத மாறாத பொருட்கள் என்று அறிவியலில் ஒரு அனுமானம் இருந்தது. இருப்பினும், ரஷ்ய விஞ்ஞானி டி.ஐ. மெண்டலீவ் (1834 - 1907) முதல் முறையாக 1869 இல்வேதியியல் கூறுகளின் உறவை வெளிப்படுத்துகிறது, அவை ஒவ்வொன்றின் தரமான பண்பு அதன் அளவு பண்பு - அணு எடையைப் பொறுத்தது என்பதைக் காட்டுகிறது.

வேதியியல் தனிமங்களின் பண்புகளை ஆய்வு செய்த D.I. மெண்டலீவ், அவற்றின் அணு எடையைப் பொறுத்து அவற்றின் பண்புகள் அவ்வப்போது திரும்பத் திரும்ப வருவதைக் கவனித்தார். அவர் இந்த கால இடைவெளியை ஒரு அட்டவணையின் வடிவத்தில் காட்டினார், இது "மெண்டலீவின் தனிமங்களின் கால அட்டவணை" என்ற பெயரில் அறிவியலில் நுழைந்தது.

மென்டலீவின் இரசாயன தனிமங்களின் நவீன கால அட்டவணை கீழே உள்ளது.

மெண்டலீவ் அட்டவணை

அணுக்கள்

நவீன விஞ்ஞானக் கருத்துகளின்படி, ஒவ்வொரு வேதியியல் தனிமமும் அணுக்கள் எனப்படும் மிகச்சிறிய பொருள் (பொருள்) துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது.

ஒரு அணு என்பது ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் மிகச்சிறிய பகுதியாகும், அது இனி வேதியியல் ரீதியாக மற்ற சிறிய மற்றும் எளிமையான பொருள் துகள்களாக சிதைக்க முடியாது.

வெவ்வேறு இயற்கையின் வேதியியல் கூறுகளின் அணுக்கள் அவற்றின் இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகள், அமைப்பு, அளவு, நிறை, அணு எடை, சொந்த ஆற்றல் மற்றும் வேறு சில பண்புகளில் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் அணு ஆக்ஸிஜன் அணுவிலிருந்து அதன் பண்புகள் மற்றும் கட்டமைப்பில் கடுமையாக வேறுபடுகிறது, மேலும் பிந்தையது யுரேனியம் அணுவிலிருந்து, மற்றும் பல.

வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்கள் மிகவும் சிறிய அளவில் காணப்படுகின்றன. அணுக்கள் ஒரு கோள வடிவத்தைக் கொண்டிருப்பதாக நாம் நிபந்தனையுடன் கருதினால், அவற்றின் விட்டம் ஒரு சென்டிமீட்டரின் நூறு மில்லியனுக்கு சமமாக இருக்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் விட்டம் - இயற்கையின் மிகச்சிறிய அணு - ஒரு சென்டிமீட்டரில் நூறு மில்லியனில் ஒரு பங்கு (10-8 செ.மீ), மற்றும் மிகப்பெரிய அணுக்களின் விட்டம், எடுத்துக்காட்டாக, யுரேனியம் அணு, முந்நூறுக்கு மேல் இல்லை. ஒரு சென்டிமீட்டரில் மில்லியனில் ஒரு பங்கு (3 10-8 செ.மீ.).எனவே, ஹைட்ரஜன் அணு ஒரு சென்டிமீட்டர் ஆரம் கொண்ட கோளத்தை விட பல மடங்கு சிறியது, பிந்தையது பூகோளத்தை விட சிறியது.

அணுக்களின் மிகச்சிறிய அளவு காரணமாக, அவற்றின் நிறை மிகவும் சிறியது. உதாரணமாக, ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் நிறை m = 1.67· 10-24 அதாவது ஒரு கிராம் ஹைட்ரஜனில் சுமார் 6·1023 அணுக்கள் உள்ளன.

வேதியியல் தனிமங்களின் அணு எடையை அளவிடுவதற்கான வழக்கமான அலகுக்கு, ஆக்ஸிஜன் அணுவின் எடையில் 1/16 எடுக்கப்படுகிறது. ஒரு இரசாயன தனிமத்தின் இந்த அணு எடைக்கு இணங்க, ஒரு சுருக்க எண் அழைக்கப்படுகிறது, இது கொடுக்கப்பட்ட வேதியியல் தனிமத்தின் எடை ஆக்ஸிஜன் அணுவின் எடையில் 1/16 ஐ விட எத்தனை மடங்கு அதிகமாக உள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது.

டி.ஐ. மெண்டலீவின் தனிமங்களின் கால அட்டவணையில், அனைத்து வேதியியல் தனிமங்களின் அணு எடைகள் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன (உறுப்பின் பெயரின் கீழ் எண்ணைப் பார்க்கவும்). 1.008 அணு எடையைக் கொண்ட ஹைட்ரஜன் அணுதான் இலகுவான அணு என்பதை இந்த அட்டவணையில் இருந்து பார்க்கிறோம். கார்பனின் அணு எடை 12, ஆக்ஸிஜன் 16, மற்றும் பல.

கனமான இரசாயன தனிமங்களைப் பொறுத்தவரை, அவற்றின் அணு எடை ஹைட்ரஜனின் அணு எடையை விட இருநூறு மடங்கு அதிகமாகும். எனவே பாதரசத்தின் அணு மதிப்பு 200.6, ரேடியம் 226, மற்றும் பல. தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் ஒரு இரசாயன உறுப்பு ஆக்கிரமித்துள்ள அதிக எண் வரிசை, அணு எடை அதிகமாகும்.

வேதியியல் தனிமங்களின் பெரும்பாலான அணு எடைகள் பின்ன எண்களாக வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன. இத்தகைய வேதியியல் கூறுகள் வெவ்வேறு அணு எடைகள் கொண்ட ஆனால் அதே வேதியியல் பண்புகளுடன் எத்தனை வகையான அணுக்களின் தொகுப்பைக் கொண்டிருக்கின்றன என்பதன் மூலம் இது ஓரளவிற்கு விளக்கப்படுகிறது.

தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் ஒரே எண்ணை ஆக்கிரமித்து, அதனால் ஒரே வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கும் ஆனால் வெவ்வேறு அணு எடைகள் கொண்ட இரசாயன தனிமங்கள் ஐசோடோப்புகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

ஐசோடோப்புகள் பெரும்பாலான வேதியியல் கூறுகளில் காணப்படுகின்றன, இரண்டு ஐசோடோப்புகள் உள்ளன, கால்சியம் - நான்கு, துத்தநாகம் - ஐந்து, டின் - பதினொரு, முதலியன பல ஐசோடோப்புகள் கலை மூலம் பெறப்படுகின்றன, அவற்றில் சில பெரும் நடைமுறை முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை.

பொருளின் அடிப்படைத் துகள்கள்

நீண்ட காலமாக, வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்கள் பொருளின் வகுக்கும் வரம்பு என்று நம்பப்பட்டது, அதாவது, பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை "கட்டுமான தொகுதிகள்". நவீன விஞ்ஞானம் இந்தக் கருதுகோளை நிராகரித்து, எந்தவொரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவும் அணுவை விடவும் சிறிய பொருள் துகள்களின் கூட்டுத்தொகை என்று நிறுவுகிறது.

பொருளின் கட்டமைப்பின் எலக்ட்ரான் கோட்பாட்டின் படி, எந்தவொரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவும் ஒரு மையக் கருவைக் கொண்ட ஒரு அமைப்பாகும், அதைச் சுற்றி எலக்ட்ரான்கள் எனப்படும் பொருளின் "அடிப்படை" துகள்கள் சுழலும். அணுக்களின் கருக்கள், பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கருத்துக்களின்படி, "தொடக்க" பொருள் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது - புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்.

அணுக்களின் கட்டமைப்பையும் அவற்றில் உள்ள இயற்பியல்-வேதியியல் செயல்முறைகளையும் புரிந்து கொள்ள, அணுக்களை உருவாக்கும் அடிப்படை துகள்களின் அடிப்படை பண்புகளை குறைந்தபட்சம் சுருக்கமாக அறிந்து கொள்வது அவசியம்.

எலக்ட்ரான் என்பது இயற்கையில் காணப்படும் மிகச்சிறிய எதிர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு உண்மையான துகள் என்று தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

ஒரு துகள் என எலக்ட்ரான் ஒரு கோள வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது என்று நிபந்தனையுடன் கருதினால், எலக்ட்ரானின் விட்டம் 4 · 10-13 செ.மீ.க்கு சமமாக இருக்க வேண்டும், அதாவது ஒவ்வொரு அணுவின் விட்டத்தையும் விட பல்லாயிரக்கணக்கான மடங்கு சிறியது.

ஒரு எலக்ட்ரானும் மற்ற பொருள் துகள்களைப் போலவே நிறை கொண்டது. எலக்ட்ரானின் "ஓய்வு நிறை", அதாவது ஒப்பீட்டு ஓய்வு நிலையில் அது கொண்டிருக்கும் நிறை, mo = 9.1 · 10-28 G க்கு சமம்.

எலக்ட்ரானின் மிகச்சிறிய "ஓய்வு நிறை" எலக்ட்ரானின் செயலற்ற பண்புகள் மிகவும் பலவீனமாக இருப்பதைக் குறிக்கிறது, அதாவது எலக்ட்ரான், ஒரு மாற்று மின்சாரத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், பல பில்லியன் காலகட்டங்களின் அதிர்வெண்ணுடன் விண்வெளியில் ஊசலாட முடியும். இரண்டாவது.

எலக்ட்ரானின் நிறை மிகவும் சிறியது, ஒரு கிராம் எலக்ட்ரான்களை உற்பத்தி செய்ய 1027 அலகுகள் ஆகும். இந்த மிகப்பெரிய எண்ணைப் பற்றி குறைந்தபட்சம் சில உடல் யோசனைகளைப் பெற, நாங்கள் ஒரு உதாரணம் தருவோம். ஒரு கிராம் எலக்ட்ரான்களை ஒன்றுக்கொன்று நெருக்கமாக நேர்கோட்டில் அமைக்க முடிந்தால், அவை நான்கு பில்லியன் கிலோமீட்டர் நீளமுள்ள சங்கிலியை உருவாக்கும்.

எலக்ட்ரானின் நிறை, மற்ற பொருள் நுண் துகள்களைப் போலவே, அதன் இயக்கத்தின் வேகத்தைப் பொறுத்தது. ஒப்பீட்டு ஓய்வு நிலையில் உள்ள எலக்ட்ரானானது, எந்த ஒரு பௌதிக உடலின் வெகுஜனத்தைப் போலவே ஒரு இயந்திர இயல்புடைய "ஓய்வு நிறை"யைக் கொண்டுள்ளது. எலக்ட்ரானின் "இயக்கத்தின் நிறை", அதன் இயக்கத்தின் வேகம் அதிகரிக்கும் போது அதிகரிக்கிறது, அது மின்காந்த தோற்றம் கொண்டது. நிறை மற்றும் மின்காந்த ஆற்றலைக் கொண்ட ஒரு வகைப் பொருளாக நகரும் எலக்ட்ரானில் மின்காந்த புலம் இருப்பது இதற்குக் காரணம்.

எலக்ட்ரான் எவ்வளவு வேகமாக நகரும், அதன் மின்காந்த புலத்தின் செயலற்ற பண்புகள் வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன, பிந்தைய வெகுஜன மற்றும், அதன்படி, அதன் மின்காந்த ஆற்றல். எலக்ட்ரானின் மின்காந்த புலத்தின் உந்த வெகுஜனமானது எலக்ட்ரானுக்கே நேரடியாகக் கூறப்படும்.

எலக்ட்ரான், ஒரு துகளின் பண்புகளுடன் கூடுதலாக, அலை பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது.ஒரு ஒளி ஓட்டம் போன்ற எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் அலை போன்ற இயக்கத்தின் வடிவத்தில் பரவுகிறது என்பது சோதனை ரீதியாக நிறுவப்பட்டது. விண்வெளியில் எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தின் அலை இயக்கத்தின் தன்மை எலக்ட்ரான் அலைகளின் குறுக்கீடு மற்றும் மாறுபாட்டின் நிகழ்வுகளால் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது.

எலக்ட்ரானிக் குறுக்கீடு என்பது எலக்ட்ரான் விருப்பங்களை ஒன்றுக்கொன்று மற்றும் எலக்ட்ரான் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் மீது சூப்பர் போசிஷன் ஆகும் - இது எலக்ட்ரான் அலைகள் ஒரு குறுகிய பிளவின் விளிம்புகளில் வளைக்கும் நிகழ்வு ஆகும், இதன் மூலம் எலக்ட்ரான் கற்றை கடந்து செல்கிறது. எனவே, எலக்ட்ரான் ஒரு துகள் மட்டுமல்ல, ஒரு "துகள் அலை" ஆகும், இதன் நீளம் எலக்ட்ரானின் நிறை மற்றும் வேகத்தைப் பொறுத்தது.

எலக்ட்ரான், அதன் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்துடன் கூடுதலாக, அதன் அச்சைச் சுற்றி ஒரு சுழற்சி இயக்கத்தையும் செய்கிறது என்பது நிறுவப்பட்டது. இந்த வகை எலக்ட்ரான் இயக்கம் "சுழல்" என்று அழைக்கப்படுகிறது (ஆங்கில வார்த்தையான "ஸ்பின்" - ஸ்பிண்டில்). இந்த இயக்கத்தின் விளைவாக, எலக்ட்ரான், மின் கட்டணம் காரணமாக மின் பண்புகளுடன் கூடுதலாக, காந்த பண்புகளையும் பெறுகிறது, இது ஒரு அடிப்படை காந்தத்தை ஒத்திருக்கிறது.

புரோட்டான் என்பது எலக்ட்ரானின் மின் கட்டணத்திற்கு சமமான நேர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு உண்மையான துகள் ஆகும்.

புரோட்டான் நிறை 1.67 ·10-24 ஆர், அதாவது எலக்ட்ரானின் "ஓய்வு நிறை"யை விட தோராயமாக 1840 மடங்கு அதிகம்.

எலக்ட்ரான் மற்றும் புரோட்டானைப் போலல்லாமல், நியூட்ரானுக்கு மின் கட்டணம் இல்லை, அதாவது, இது ஒரு மின்சார நடுநிலையான "ஆரம்ப" துகள் ஆகும். நியூட்ரானின் நிறை நடைமுறையில் புரோட்டானின் நிறைக்கு சமம்.

அணுக்களை உருவாக்கும் எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்கின்றன. குறிப்பாக, எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் எதிர் மின்னேற்றங்களைக் கொண்ட துகள்களாக ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன.அதே நேரத்தில், எலக்ட்ரானிலிருந்து எலக்ட்ரானும், புரோட்டானிலிருந்து புரோட்டானும் ஒரே மின் கட்டணங்களைக் கொண்ட துகள்களாக விரட்டுகின்றன.

இந்த மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் அனைத்தும் அவற்றின் மின்சார புலங்கள் மூலம் தொடர்பு கொள்கின்றன. இந்த புலங்கள் ஃபோட்டான்கள் எனப்படும் அடிப்படை பொருள் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்ட ஒரு சிறப்பு வகையான பொருள். ஒவ்வொரு ஃபோட்டானிலும் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட ஆற்றல் (ஆற்றல் குவாண்டம்) உள்ளது.

மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பொருட்களின் துகள்களின் தொடர்பு ஃபோட்டான்களை ஒருவருக்கொருவர் பரிமாறிக்கொள்வதன் மூலம் நடைபெறுகிறது. மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் தொடர்பு சக்தி பொதுவாக மின்சார விசை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அணுக்களின் அணுக்களில் உள்ள நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களும் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்கின்றன. இருப்பினும், அவற்றுக்கிடையேயான இந்த தொடர்பு இனி ஒரு மின்சார புலம் மூலம் நடைபெறாது, ஏனெனில் நியூட்ரான் என்பது பொருளின் மின்சார நடுநிலை துகள், ஆனால் அழைக்கப்படும் அணுசக்தி புலம்.

இந்த புலம் மீசான்கள் எனப்படும் அடிப்படைப் பொருள் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்ட ஒரு சிறப்பு வகை பொருளாகும்... நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் தொடர்பு மீசான்களின் பரிமாற்றத்தின் மூலம் நடைபெறுகிறது. நியூட்ரான்களுக்கும் புரோட்டான்களுக்கும் இடையிலான தொடர்பு விசை அணுக்கரு விசை எனப்படும்.

அணுக்களின் அணுக்கருக்களில் அணுசக்திகள் மிகச் சிறிய தூரத்தில் செயல்படுகின்றன என்று நிறுவப்பட்டது - சுமார் 10-13 செ.மீ.

அணுவின் அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் பரஸ்பர விரட்டலின் மின் சக்திகளை அணுசக்திகள் பெரிதும் மீறுகின்றன. அணுக்களின் கருக்களுக்குள் இருக்கும் புரோட்டான்களின் பரஸ்பர விரட்டல் சக்திகளை கடப்பது மட்டுமல்லாமல், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் சேகரிப்பில் இருந்து கருக்களின் மிகவும் வலுவான அமைப்புகளை உருவாக்கவும் முடிகிறது என்பதற்கு இது வழிவகுக்கிறது.

எந்தவொரு அணுவின் கருவின் நிலைத்தன்மையும் இரண்டு முரண்பட்ட சக்திகளின் விகிதத்தைப் பொறுத்தது - அணு (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் பரஸ்பர ஈர்ப்பு) மற்றும் மின்சாரம் (புரோட்டான்களின் பரஸ்பர விரட்டல்).

அணுக்களின் கருக்களில் செயல்படும் சக்திவாய்ந்த அணுசக்திகள் நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களை ஒன்றுக்கொன்று மாற்றுவதற்கு பங்களிக்கின்றன. நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் இந்த இடைவினைகள் இலகுவான அடிப்படைத் துகள்களின் வெளியீடு அல்லது உறிஞ்சுதலின் விளைவாக நடைபெறுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக மீசான்கள்.

நம்மால் கருதப்படும் துகள்கள் அடிப்படை என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை மற்ற, எளிமையான பொருளின் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை. ஆனால் அதே நேரத்தில், அவர்கள் ஒருவருக்கொருவர் மாற்றவும், மற்றவரின் இழப்பில் எழவும் முடியும் என்பதை நாம் மறந்துவிடக் கூடாது. எனவே, இந்த துகள்கள் சில சிக்கலான வடிவங்கள், அதாவது, அவற்றின் அடிப்படை இயல்பு நிபந்தனைக்குட்பட்டது.

அணுக்களின் வேதியியல் அமைப்பு

அதன் கட்டமைப்பில் எளிமையான அணு ஹைட்ரஜன் அணு ஆகும். இது இரண்டு அடிப்படை துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது - ஒரு புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான். ஹைட்ரஜன் அணு அமைப்பில் உள்ள புரோட்டான் ஒரு குறிப்பிட்ட சுற்றுப்பாதையில் எலக்ட்ரான் சுழலும் மையக் கருவின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. அத்திப்பழத்தில். 1 ஹைட்ரஜன் அணுவின் மாதிரியை திட்டவட்டமாக காட்டுகிறது.

அரிசி. 1. ஹைட்ரஜன் அணுவின் கட்டமைப்பின் வரைபடம்

இந்த மாதிரி யதார்த்தத்தின் தோராயமான தோராயம் மட்டுமே. உண்மை என்னவென்றால், எலக்ட்ரான் ஒரு "துகள்களின் அலை" என வெளிப்புற சூழலில் இருந்து கூர்மையாக வரையறுக்கப்பட்ட அளவைக் கொண்டிருக்கவில்லை. எலக்ட்ரானின் சில சரியான நேரியல் சுற்றுப்பாதையைப் பற்றி அல்ல, ஆனால் ஒரு வகையான எலக்ட்ரான் மேகத்தைப் பற்றி ஒருவர் பேச வேண்டும் என்பதே இதன் பொருள். இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான் பெரும்பாலும் மேகத்தின் சில நடுத்தர கோட்டை ஆக்கிரமிக்கிறது, இது அணுவில் அதன் சாத்தியமான சுற்றுப்பாதைகளில் ஒன்றாகும்.

எலக்ட்ரானின் சுற்றுப்பாதை அணுவில் கண்டிப்பாக மாறாமல் மற்றும் நிலையானதாக இல்லை என்று சொல்ல வேண்டும் - இது எலக்ட்ரானின் வெகுஜனத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் காரணமாக ஒரு குறிப்பிட்ட சுழற்சி இயக்கத்தை செய்கிறது. எனவே, ஒரு அணுவில் எலக்ட்ரானின் இயக்கம் ஒப்பீட்டளவில் சிக்கலானது. ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவும் (புரோட்டான்) அதைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரானும் எதிர் மின் கட்டணங்களைக் கொண்டிருப்பதால், அவை ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன.

அதே நேரத்தில், எலக்ட்ரானின் இலவச ஆற்றல், அணுவின் கருவைச் சுற்றி சுழலும், மையவிலக்கு விசையை உருவாக்குகிறது, அது கருவில் இருந்து அதை அகற்ற முனைகிறது. எனவே, அணுவின் கருவுக்கும் எலக்ட்ரானுக்கும் இடையிலான பரஸ்பர ஈர்ப்பு மின்சாரம் மற்றும் எலக்ட்ரானில் செயல்படும் மையவிலக்கு விசை ஆகியவை எதிர் சக்திகளாகும்.

சமநிலையில், அவற்றின் எலக்ட்ரான் அணுவின் சில சுற்றுப்பாதையில் ஒப்பீட்டளவில் நிலையான நிலையை ஆக்கிரமிக்கிறது. எலக்ட்ரானின் நிறை மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், அணுவின் உட்கருவை ஈர்க்கும் சக்தியை சமநிலைப்படுத்த, அது ஒரு வினாடிக்கு சுமார் 6·1015 புரட்சிகளுக்குச் சமமான மகத்தான வேகத்தில் சுற்ற வேண்டும். இதன் பொருள் ஹைட்ரஜன் அணுவின் அமைப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான், மற்ற அணுவைப் போலவே, அதன் சுற்றுப்பாதையில் வினாடிக்கு ஆயிரம் கிலோமீட்டருக்கும் அதிகமான நேரியல் வேகத்துடன் நகர்கிறது.

சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு எலக்ட்ரான் அணுக்கருவுக்கு மிக அருகில் உள்ள சுற்றுப்பாதையில் சுழலும். அதே நேரத்தில், இது குறைந்தபட்ச ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு காரணத்திற்காக அல்லது இன்னொரு காரணத்திற்காக, எடுத்துக்காட்டாக, அணு அமைப்பை ஆக்கிரமித்த பிற பொருள் துகள்களின் செல்வாக்கின் கீழ், எலக்ட்ரான் அணுவிலிருந்து அதிக தொலைவில் உள்ள சுற்றுப்பாதைக்கு நகர்கிறது என்றால், அது ஏற்கனவே சற்று பெரிய அளவிலான ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கும்.

எவ்வாறாயினும், எலக்ட்ரான் இந்த புதிய சுற்றுப்பாதையில் ஒரு சிறிய நேரத்திற்கு உள்ளது, அதன் பிறகு அது அணுவின் கருவுக்கு மிக நெருக்கமான சுற்றுப்பாதையில் மீண்டும் சுழலும்.இந்த பாடத்திட்டத்தின் போது அது அதன் அதிகப்படியான ஆற்றலை ஒரு குவாண்டம் காந்த கதிர்வீச்சின் வடிவில் கொடுக்கிறது-கதிரியக்க ஆற்றல் (படம் 2).

அரிசி. 2. ஒரு எலக்ட்ரான் தொலைதூர சுற்றுப்பாதையில் இருந்து ஒரு அணுவின் அணுக்கருவிற்கு அருகில் செல்லும் போது, ​​அது ஒரு குவாண்டம் கதிரியக்க ஆற்றலை வெளியிடுகிறது.

எலக்ட்ரான் வெளியில் இருந்து அதிக ஆற்றலைப் பெறுகிறது, அது அணுவின் அணுக்கருவிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள சுற்றுப்பாதையில் நகர்கிறது, மேலும் அணுக்கருவுக்கு மிக நெருக்கமான சுற்றுப்பாதையில் சுழலும் போது அது வெளியிடும் மின்காந்த ஆற்றலின் அளவு அதிகமாகும்.

வெவ்வேறு சுற்றுப்பாதைகளிலிருந்து அணுவின் அணுக்கருவுக்கு மிக நெருக்கமான இடத்திற்கு மாறும்போது எலக்ட்ரானால் வெளிப்படும் ஆற்றலின் அளவை அளவிடுவதன் மூலம், ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் அமைப்பில், மற்ற எந்த அமைப்பிலும் எலக்ட்ரான் இருப்பதை நிறுவ முடிந்தது. அணு, ஒரு சீரற்ற சுற்றுப்பாதைக்கு செல்ல முடியாது, ஒரு வெளிப்புற சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் அது பெறும் இந்த ஆற்றலுக்கு ஏற்ப கண்டிப்பாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒரு அணுவில் எலக்ட்ரான் ஆக்கிரமிக்கக்கூடிய சுற்றுப்பாதைகள் அனுமதிக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவின் நேர்மறை மின்னூட்டமும் (புரோட்டானின் மின்னேற்றம்) மற்றும் எலக்ட்ரானின் எதிர்மறை மின்னூட்டமும் சமமாக இருப்பதால், அவற்றின் மொத்த மின்னூட்டம் பூஜ்ஜியமாகும். இதன் பொருள் ஹைட்ரஜன் அணு அதன் இயல்பான நிலையில் ஒரு மின் நடுநிலை துகள் ஆகும்.

இது அனைத்து வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களுக்கும் பொருந்தும்: நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை கட்டணங்களின் எண் சமத்துவம் காரணமாக அதன் இயல்பான நிலையில் உள்ள எந்த வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவும் ஒரு மின் நடுநிலை துகள் ஆகும்.

ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவில் ஒரே ஒரு "எலிமெண்டரி" துகள் மட்டுமே இருப்பதால் - ஒரு புரோட்டான், இந்த கருவின் நிறை எண் என்று அழைக்கப்படுவது ஒன்றுக்கு சமம். எந்தவொரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவின் அணுக்கருவின் நிறை எண், அந்த அணுக்கருவை உருவாக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையாகும்.

இயற்கை ஹைட்ரஜன் முக்கியமாக ஒன்றுக்கு சமமான நிறை எண் கொண்ட அணுக்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், இது மற்றொரு வகை ஹைட்ரஜன் அணுக்களையும் கொண்டுள்ளது, நிறை எண் இரண்டிற்கு சமம். இந்த கனரக ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் கருக்கள், டியூட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை இரண்டு துகள்களால் ஆனது, ஒரு புரோட்டான் மற்றும் ஒரு நியூட்ரான். ஹைட்ரஜனின் இந்த ஐசோடோப்பு டியூட்டீரியம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இயற்கை ஹைட்ரஜனில் மிகக் குறைந்த அளவு டியூட்டிரியம் உள்ளது. ஒவ்வொரு ஆறாயிரம் ஒளி ஹைட்ரஜன் அணுக்களுக்கும் (நிறை எண் ஒன்றுக்கு சமம்), ஒரே ஒரு டியூட்டீரியம் அணு (கனமான ஹைட்ரஜன்) உள்ளது. ஹைட்ரஜனின் மற்றொரு ஐசோடோப்பு உள்ளது, ட்ரிடியம் எனப்படும் சூப்பர் ஹெவி ஹைட்ரஜன். இந்த ஹைட்ரஜன் ஐசோடோப்பின் அணுவின் கருவில், மூன்று துகள்கள் உள்ளன: ஒரு புரோட்டான் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்கள், அணுசக்திகளால் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. டிரிடியம் அணுவின் கருவின் நிறை எண் மூன்று, அதாவது ட்ரிடியம் அணு ஒளி ஹைட்ரஜன் அணுவை விட மூன்று மடங்கு கனமானது.

ஹைட்ரஜன் ஐசோடோப்புகளின் அணுக்கள் வெவ்வேறு வெகுஜனங்களைக் கொண்டிருந்தாலும், அவை இன்னும் அதே வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக, ஒளி ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜனுடன் ஒரு வேதியியல் எதிர்வினைக்குள் நுழைந்து, அதனுடன் ஒரு சிக்கலான பொருளை உருவாக்குகிறது - நீர். அதேபோல், ஹைட்ரஜனின் ஐசோடோப்பு, டியூட்டிரியம், ஆக்ஸிஜனுடன் இணைந்து தண்ணீரை உருவாக்குகிறது, இது சாதாரண தண்ணீரைப் போலல்லாமல், கன நீர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அணு (அணு) ஆற்றல் உற்பத்தியில் கன நீர் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

எனவே, அணுக்களின் வேதியியல் பண்புகள் அவற்றின் கருக்களின் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தது. ஒளி ஹைட்ரஜன், டியூட்டீரியம் மற்றும் ட்ரிடியத்தின் அணுக்கள் ஒரே எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருப்பதால் (ஒவ்வொரு அணுவிற்கும் ஒன்று), இந்த ஐசோடோப்புகள் ஒரே வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் வேதியியல் தனிமம் ஹைட்ரஜன் முதல் எண்ணை ஆக்கிரமித்தது தற்செயலாக அல்ல.உண்மை என்னவென்றால், தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் உள்ள ஒவ்வொரு தனிமத்தின் எண்ணிக்கைக்கும் அந்த தனிமத்தின் அணுவின் அணுக்கருவில் உள்ள மின்னூட்டத்தின் அளவுக்கும் இடையே சில தொடர்பு உள்ளது. இது பின்வருமாறு உருவாக்கப்படலாம்: தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் உள்ள ஒவ்வொரு வேதியியல் தனிமத்தின் வரிசை எண் அந்த தனிமத்தின் கருவின் நேர்மறை மின்னூட்டத்திற்கு எண்ணியல் ரீதியாக சமமாக இருக்கும், எனவே அதைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை.

தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் ஹைட்ரஜன் முதல் எண்ணை ஆக்கிரமித்துள்ளதால், அதன் அணுவின் அணுக்கருவின் நேர்மறை மின்னூட்டம் ஒன்றுக்கு சமம் என்றும் ஒரு எலக்ட்ரான் கருவைச் சுற்றி வருகிறது என்றும் பொருள்.

ஹீலியம் என்ற வேதியியல் தனிமம் தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் இரண்டாவது இடத்தில் உள்ளது. இதன் பொருள் இது இரண்டு அலகுகளுக்கு சமமான கருவின் நேர்மறை மின் கட்டணத்தைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது, அதன் கருவில் இரண்டு புரோட்டான்கள் இருக்க வேண்டும், மேலும் அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல் - இரண்டு மின்முனைகள்.

இயற்கை ஹீலியம் இரண்டு ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளது - கனமான மற்றும் லேசான ஹீலியம். கனரக ஹீலியத்தின் நிறை எண் நான்கு. அதாவது மேற்கூறிய இரண்டு புரோட்டான்கள் தவிர மேலும் இரண்டு நியூட்ரான்கள் கனமான ஹீலியம் அணுவின் கருவுக்குள் நுழைய வேண்டும். ஒளி ஹீலியத்தைப் பொறுத்தவரை, அதன் நிறை எண் மூன்று, அதாவது, இரண்டு புரோட்டான்களுக்கு கூடுதலாக, ஒரு நியூட்ரான் அதன் கருவின் கலவையில் நுழைய வேண்டும்.

இயற்கை ஹீலியத்தில் ஒளி ஹீலியம் அணுக்களின் எண்ணிக்கை கனரக ஜென் அணுக்களில் ஒரு மில்லியனில் ஒரு பங்கு என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது. அத்திப்பழத்தில். 3 ஹீலியம் அணுவின் திட்ட மாதிரியைக் காட்டுகிறது.

அரிசி. 3. ஹீலியம் அணுவின் கட்டமைப்பின் வரைபடம்

வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களின் கட்டமைப்பின் மேலும் சிக்கலானது, இந்த அணுக்களின் கருக்களில் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையில் அதிகரிப்பு மற்றும் ஒரே நேரத்தில் அணுக்களைச் சுற்றி சுழலும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையில் அதிகரிப்பு (படம் 4) காரணமாகும். தனிமங்களின் கால அட்டவணையைப் பயன்படுத்தி, வெவ்வேறு அணுக்களை உருவாக்கும் எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிப்பது எளிது.

அரிசி. 4. அணுக்கருக்களை உருவாக்குவதற்கான திட்டங்கள்: 1 - ஹீலியம், 2 - கார்பன், 3 - ஆக்ஸிஜன்

ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் வழக்கமான எண் அணுவின் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் அதே நேரத்தில் அணுக்கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். அணு எடையைப் பொறுத்தவரை, இது அணுவின் நிறை எண்ணுக்குச் சமமாக இருக்கும், அதாவது கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை. எனவே, ஒரு தனிமத்தின் அணு எடையிலிருந்து தனிமத்தின் அணு எண்ணுக்குச் சமமான எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம், கொடுக்கப்பட்ட கருவில் எத்தனை நியூட்ரான்கள் உள்ளன என்பதைத் தீர்மானிக்க முடியும்.

ஒளி வேதியியல் தனிமங்களின் கருக்கள், அவற்றின் கலவையில் சம எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை மிக அதிக வலிமையால் வேறுபடுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றில் உள்ள அணுசக்திகள் ஒப்பீட்டளவில் பெரியவை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கனமான ஹீலியம் அணுவின் கரு மிகவும் நீடித்தது, ஏனெனில் அது இரண்டு புரோட்டான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்கள் சக்தி வாய்ந்த அணுசக்திகளால் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது.

கனமான வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களின் கருக்கள் ஏற்கனவே அவற்றின் கலவையில் சமமற்ற புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன, அதனால்தான் கருவில் உள்ள அவற்றின் பிணைப்பு ஒளி வேதியியல் கூறுகளின் கருக்களை விட பலவீனமாக உள்ளது. அணு "புராஜெக்டைல்கள்" (நியூட்ரான்கள், ஹீலியம் கருக்கள், முதலியன) மூலம் குண்டுவீச்சினால் இந்த தனிமங்களின் கருக்கள் ஒப்பீட்டளவில் எளிதாகப் பிரிக்கப்படும்.

கனமான இரசாயன தனிமங்களைப் பொறுத்தவரை, குறிப்பாக கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டவை, அவற்றின் கருக்கள் குறைந்த வலிமையால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அவை தன்னிச்சையாக அவற்றின் கூறு பாகங்களாக சிதைகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, 88 புரோட்டான்கள் மற்றும் 138 நியூட்ரான்களின் கலவையைக் கொண்ட ரேடியம் என்ற கதிரியக்க தனிமத்தின் அணுக்கள், தன்னிச்சையாக சிதைந்து, ரேடான் என்ற கதிரியக்க தனிமத்தின் அணுக்களாக மாறுகின்றன. பிந்தையவற்றின் அணுக்கள், அவற்றின் கூறுகளாக உடைந்து, மற்ற உறுப்புகளின் அணுக்களுக்குள் செல்கின்றன.

இரசாயன தனிமங்களின் அணுக்களின் உட்கருவின் கூறுகளை சுருக்கமாக அறிந்த பிறகு, அணுக்களின் எலக்ட்ரான் ஷெல்களின் கட்டமைப்பைக் கருத்தில் கொள்வோம். உங்களுக்கு தெரியும், எலக்ட்ரான்கள் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதையில் மட்டுமே அணுக்களின் கருக்களை சுற்றி வர முடியும். மேலும், அவை ஒவ்வொரு அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல்லிலும் தனித்தனி எலக்ட்ரான் ஷெல்களை வேறுபடுத்தி அறியக்கூடிய அளவுக்குக் குவிந்துள்ளன.

ஒவ்வொரு ஷெல்லிலும் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்கள் இருக்கலாம், அவை கண்டிப்பாக குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையை விட அதிகமாக இருக்காது. எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அணுவின் கருவுக்கு மிக நெருக்கமான முதல் எலக்ட்ரான் ஷெல்லில் அதிகபட்சம் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் இருக்கலாம், இரண்டாவதாக - எட்டு எலக்ட்ரான்களுக்கு மேல் இல்லை.

வெளிப்புற எலக்ட்ரான் ஓடுகள் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட அந்த அணுக்கள் மிகவும் நிலையான எலக்ட்ரான் ஷெல் கொண்டவை. இதன் பொருள் ஒரு அணு அதன் அனைத்து எலக்ட்ரான்களையும் உறுதியாக வைத்திருக்கிறது மற்றும் வெளியில் இருந்து கூடுதல் அளவைப் பெற வேண்டிய அவசியமில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஹீலியம் அணுவில் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் முதல் எலக்ட்ரான் ஷெல்லை முழுமையாக நிரப்புகின்றன, மேலும் நியான் அணுவில் பத்து எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, அவற்றில் முதல் இரண்டு முதல் எலக்ட்ரான் ஷெல்லை முழுமையாக நிரப்புகிறது மற்றும் மீதமுள்ளவை - இரண்டாவது (படம் 5).

அரிசி. 5. நியான் அணுவின் கட்டமைப்பின் வரைபடம்

எனவே, ஹீலியம் மற்றும் நியான் அணுக்கள் மிகவும் நிலையான எலக்ட்ரான் ஓடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை எந்த அளவு வழியிலும் அவற்றை மாற்ற முனைவதில்லை. இத்தகைய கூறுகள் வேதியியல் ரீதியாக செயலற்றவை, அதாவது அவை மற்ற உறுப்புகளுடன் வேதியியல் தொடர்புகளில் நுழைவதில்லை.

இருப்பினும், பெரும்பாலான வேதியியல் கூறுகள் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளன, அங்கு வெளிப்புற எலக்ட்ரான் ஓடுகள் எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்படவில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பொட்டாசியம் அணுவில் பத்தொன்பது எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, அவற்றில் பதினெட்டு முதல் மூன்று ஷெல்களை முழுமையாக நிரப்புகின்றன, மேலும் பத்தொன்பதாவது எலக்ட்ரான் அடுத்த, நிரப்பப்படாத எலக்ட்ரான் ஷெல்லில் உள்ளது. நான்காவது எலக்ட்ரான் ஷெல்லை எலக்ட்ரான்களுடன் பலவீனமாக நிரப்புவது அணுவின் கரு மிகவும் பலவீனமாக வெளிப்புறத்தை வைத்திருக்கிறது - பத்தொன்பதாவது எலக்ட்ரான், எனவே பிந்தையதை அணுவிலிருந்து எளிதாக அகற்ற முடியும். …

அல்லது, எடுத்துக்காட்டாக, ஆக்ஸிஜன் அணுவில் எட்டு எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, அவற்றில் இரண்டு முதல் ஷெல்லை முழுமையாக நிரப்புகின்றன, மீதமுள்ள ஆறு இரண்டாவது ஷெல்லில் அமைந்துள்ளன. எனவே, ஆக்ஸிஜன் அணுவில் இரண்டாவது எலக்ட்ரான் ஷெல் கட்டுமானத்தை முழுமையாக முடிக்க, அதில் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே இல்லை. எனவே, ஆக்ஸிஜன் அணு அதன் ஆறு எலக்ட்ரான்களை இரண்டாவது ஷெல்லில் உறுதியாக வைத்திருப்பது மட்டுமல்லாமல், அதன் இரண்டாவது எலக்ட்ரான் ஷெல்லை நிரப்புவதற்கு காணாமல் போன இரண்டு எலக்ட்ரான்களை தன்னிடம் ஈர்க்கும் திறனையும் கொண்டுள்ளது. வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் கருக்களுடன் பலவீனமாக தொடர்புடைய தனிமங்களின் அணுக்களுடன் வேதியியல் கலவையால் இதை அவர் அடைகிறார்.

எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட வெளிப்புற எலக்ட்ரான் அடுக்குகள் இல்லாத வேதியியல் கூறுகள், ஒரு விதியாக, வேதியியல் ரீதியாக செயலில் உள்ளன, அதாவது, அவை விருப்பத்துடன் ஒரு வேதியியல் தொடர்புக்குள் நுழைகின்றன.

எனவே, வேதியியல் கூறுகளின் அணுக்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட வரிசையில் அமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன, மேலும் அவற்றின் இடஞ்சார்ந்த ஏற்பாடு அல்லது அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல் அளவு ஆகியவற்றில் ஏதேனும் மாற்றம் பிந்தையவற்றின் இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகளில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

அணு அமைப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையின் சமத்துவமே அதன் மொத்த மின் கட்டணம் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதற்குக் காரணம். அணு அமைப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையின் சமத்துவம் மீறப்பட்டால், அணு மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அமைப்பாக மாறும்.

ஒரு அணு அதன் எலக்ட்ரான்களின் ஒரு பகுதியை இழந்துவிட்டதால் அல்லது அதற்கு மாறாக அவற்றை அதிகமாகப் பெற்றதன் காரணமாக எதிர் மின் கட்டணங்களின் சமநிலை தொந்தரவு செய்யப்படுகிறது, இது ஒரு அயனி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மாறாக, ஒரு அணு அதிக எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களைப் பெற்றால், அது எதிர்மறை அயனியாக மாறும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கூடுதல் எலக்ட்ரானைப் பெற்ற குளோரின் அணு ஒற்றை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எதிர்மறை குளோரின் அயனியாக மாறும் Cl-... இரண்டு கூடுதல் எலக்ட்ரான்களைப் பெற்ற ஆக்ஸிஜன் அணு இரட்டிப்பு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எதிர்மறை ஆக்ஸிஜன் அயன் O ஆக மாறுகிறது, மேலும் பல.
அயனியாக மாறிய ஒரு அணு வெளிப்புற சூழலைப் பொறுத்து மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அமைப்பாக மாறுகிறது. இதன் பொருள், அணு ஒரு மின்சார புலத்தைக் கொண்டிருக்கத் தொடங்கியது, அதனுடன் அது ஒரு ஒற்றை பொருள் அமைப்பை உருவாக்குகிறது, மேலும் இந்த புலத்தின் மூலம் அது மற்ற மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பொருளின் துகள்களுடன் மின் தொடர்புகளை மேற்கொள்கிறது - அயனிகள், எலக்ட்ரான்கள், அணுக்களின் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருக்கள், முதலியன

வெவ்வேறு அயனிகள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கும் திறன், அவை வேதியியல் ரீதியாக ஒன்றிணைந்து, பொருளின் மிகவும் சிக்கலான துகள்களை உருவாக்குகின்றன - மூலக்கூறுகள்.

முடிவில், அணுவின் பரிமாணங்கள் அவை இயற்றப்பட்ட உண்மையான துகள்களின் பரிமாணங்களுடன் ஒப்பிடும்போது மிகப் பெரியவை என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். மிகவும் சிக்கலான அணுவின் கரு, அனைத்து எலக்ட்ரான்களுடன் சேர்ந்து, அணுவின் அளவின் பில்லியனில் ஒரு பங்கை ஆக்கிரமித்துள்ளது. ஒரு கன மீட்டர் பிளாட்டினத்தை மிக இறுக்கமாக அழுத்தினால் உள்-அணு மற்றும் அணு-அணு இடைவெளிகள் மறைந்துவிடும், அப்போது ஒரு கன மில்லிமீட்டருக்கு சமமான அளவு பெறப்படும் என்று ஒரு எளிய கணக்கீடு காட்டுகிறது.