ஒரு ஆராய்ச்சியாளனின் பாதை - 9

வேதியியல் பாடம் மிகவும் சிரமம் என பல மாணவர்கள் கருதுகிறார்கள். இங்கிலாந்து நாட்டில் மருத்துவ படிப்பிற்கு மிகவும் முக்கியமாக வேதியியல் பாடம் கருதப்படுகிறது. உயிரியில் பாடம் ஒரு வருடம் படித்தால் கூட போதும், ஆனால் வேதியியல் பாடம் இரண்டு வருடம் படிக்க வேண்டும். கொஞ்சம் கற்பனையுடன்  படிக்கத் தொடங்கி விட்டால் எல்லாம் மிகவும் எளிதாகிவிடும். ஆனால் அடிப்படை அறிவினை முறையாக கற்றுக்கொள்ளாமல் நாம் பயிலும்போது சிரமங்கள் இருக்கத்தான் செய்யும். 

எனக்கு அத்தனை ஆழமாக வேதியியல் ஒன்றும் தெரியாது, வேதியியல் மட்டுமா எந்த ஒரு விசயமும் எனக்கு சரிவரத் தெரியாது. தேர்வுக்கு படித்து, தேர்வில் தோற்றுப் போய்விடக்கூடாதே என்ற அச்சத்தில் படித்து தெரிந்து கொண்டேன் எனச் சொல்லலாம், புரிந்து கொண்டேன் எனச் சொல்ல முடியாது. வேதியியல் வினையானது நடக்க ஒரு மூலக்கூறு உடைய வேண்டும், உடைந்தவுடன் மற்றொன்றுடன் இணைந்து புதியதாக ஒரு மூலக்கூறு உருவாக வேண்டும். இது அத்தனை எளிதில் புத்தகத்தில் இருப்பது போன்று நடைபெறுவதில்லை. 

நான் புதிதாக ஆராய்ச்சிக்கூடத்தில் வந்து இணைந்ததும் எனது ஆய்வுக்கூடத்தில் என்னிடம் ஒரு மூலக்கூறினை உருவாக்கச் சொன்னார்கள். அந்த கடைசி மூலக்கூறினை அடைய பத்து பாதைகள் கடக்க வேண்டும். ஒவ்வொரு பாதையிலும் ஒரு மூலக்கூறு கிடைக்கும், அதில் மாற்றம் செய்து அடுத்த மூலக்கூறு, அதற்கடுத்து அதில் மாற்றம் செய்து என கடைசியில் இந்த மூலக்கூறினை பெற வேண்டும். என்ன ஆச்சரியம் அழகாக அந்த மூலக்கூறினை உருவாக்கி விட்டேன். இது அந்த ஆய்வுக்கூடத்தில் மற்றவர்களால் முன்னரே செய்ததுதான். எனவே மிகவும் எளிதாக இருந்தது. இதை என்னைச் செய்ய சொன்னதன் காரணம், நான் மருந்தாக்கியல் மட்டுமே படித்திருந்தேன், மருத்துவ வேதியியல் தனிப்பட்ட முறையில் செய்தது இல்லை, ஆதலால் எனக்கு வேதியியல் முறை அனுபவப்படட்டும் என செய்யச் சொன்னார்கள். 

பின்னர் இந்தியாவில் பெங்களூரில் உள்ள ஒரு புகழ்பெற்ற ஆய்வுக்கூடத்தால் செய்யப்பட்ட மூலக்கூறினை நான் எனது ஆராய்ச்சிக்காக செய்ய வேண்டும். இதுதான் எனது முதல் பணி. நான் கொடுக்கப்பட்ட முறைப்படி செய்தேன், ஆனால் நான் உருவாக்கின மூலக்கூறும், அவர்கள் உருவாக்கியதாக கூறப்பட்ட மூலக்கூறும் வெவ்வேறாகவே இருந்தது. பலமுறை மாற்றங்கள் செய்தும் ஒரே மாதிரியாக வரவே இல்லை. ஆய்வுக்கூடத்தில் இருந்த சிறந்த ஆராய்ச்சியாளர் ஒருவர் கூட முயற்சி செய்து பார்த்தார், ஆனால் நான் உருவாக்கியதைப் போலவே அவரும் உருவாக்கியதும் அப்படியே அந்த மூலக்கூறினை வைத்துக் கொண்டோம். இதுவரை அந்த மூலக்கூறினை யாருமே உருவாக்காமல் இருந்ததால் நான் அந்த மூலக்கூற்றுக்கு பார்வரைன் என பெயரிட்டேன். துரதிருஷ்டம் அந்த மூலக்கூறு மருந்தாகும் ஆற்றல் பெற்றிருக்கவில்லை. பார்வரைன் முடங்கிப் போனது. ஆராய்ச்சிக் கட்டுரையில் சொல்லப்பட்டு இருப்பதை போல எளிதாக செய்யலாம் என நினைத்த எனக்கு அந்த மூலக்கூறு அற்புதமான பாடம் சொல்லிக் கொடுத்தது. எனது ஆராய்ச்சிக்கான பொறுமையை கற்றுத் தந்த முதல் மூலக்கூறு அதுதான். எனவே வேதியியல் படிப்பதற்கும் செய்முறைக்கும் வித்தியாசப்படும். தெரிந்து கொண்ட அறிவினை கொண்டு முயற்சிகள் செய்தால் முடியலாம். இந்தியா ஆய்வுக்கூடத்திற்கு தொடர்பு கொண்டு கேட்டபோது அவர்கள் பதில் அளிக்க சற்றும் முயற்சிக்கவில்லை. எனவே அந்த மூலக்கூறினை உருவாக்கும் எண்ணம்தனை கைவிட்டு விட்டோம். 

இந்த கதை இங்கு எதற்கு என்றால் எப்படி ஒரு வேதியியல் வினையானது நடைபெறுகிறது, அதற்கான காரணிகள் எவை என்பது குறித்துப் பார்க்கப் போகிறோம். 


ஒரு வேதி வினையானது நிகழ்வதற்கு தேவையான காரணிகள் எனப் பார்த்தால், சாதாரணமாக ஒரு வேதி வினையானது எங்கும் நிகழ்ந்து கொண்டுதானிருக்கிறது. உதாரணமாக ஆக்ஸிஜன் தனித்து இருப்பதில்லை, மற்றொரு ஆக்ஸிஜனுடன் இணைந்து ஒரு மூலக்கூறாக மாறிவிடுகிறது. இதைப் போன்று வாயுவில் இருக்கும் நைட்ரஜனும் அவ்வாறே, ஹைட்ரஜனும் அவ்வாறே. இதற்காக எந்தவொரு குடுவையும் தேவையில்லை. 

பூமியானது சூரியனிலிருந்து பிரிந்து நீள்வட்டத்தில் சுற்றி வந்து கொண்டு இருந்தபோது பில்லியன் காலங்களுக்கு மீத்தேனும் அம்மோனியாவும் அதிக அளவில் இருந்ததாக அறிவியல் வல்லுநர்கள் தெரிவிக்கிறார்கள். எரிமலை குழம்புகள் வெளிப்படும் போது இந்த அம்மோனியா அதிக அளவில் உருவாகிறது. ஒரு வேதியியல் வினையினை பார்ப்போம். இங்கு நான் குறிப்பிட போவது எழுத்துருவிலான வேதியியல் வினைதான். மூலக்கூறு கொண்டு பின்னர் எழுதலாம்.

ஹைட்ரஜன் + நைட்ரஜன் -----------> அம்மோனியா 
                                              <-----------

(அம்புக்குறி பாதியாகத்தான் இருக்க வேண்டும்) 

இதுதான் வேதியியல் வினை. இங்கே மூன்று பங்கு ஹைட்ரஜனும் ஒரு பங்கு நைட்ரஜனும் வினைபுரிந்து இரண்டு பங்கு அம்மோனியா உருவாகிறது. இந்த வினையானது நடக்கும்போது வெளிவினையாதல் வெப்பம் அதிகரிகரிக்கிறது. அதாவது வெப்பத்தை இந்த வினையானது உண்டு பண்ணுகிறது. இந்த வினையானது அவ்வாறு நடக்கட்டும் என இருந்தோம் எனில் பல நாட்கள் ஆகலாம். 

ஆனால் அம்மோனியாவை உடனடியாக உருவாக்க வேண்டும் எனில் அதிக வெப்பத்தினையும், அதிக அழுத்தத்தையும் நாம் இந்த வேதியியல் வினைக்குத் தர வேண்டும். மேலும் வினையூக்கி இருந்தால் இன்னும் வேதி வினையானது வேகமாகச் செல்லும். ஆனால் வெப்பத்தை அதிகரித்தால் லீ சாட்லியர் தத்துவப்படி வெளிவினையாதல் வெப்பம் தரும் வேதியியல் வினையானது முன்னோக்கி செல்லாது பின்னோக்கி செல்லும். பின்னர் எப்படி வேகமாக அம்மோனியா உருவாகும்? ஆனால் வெப்பம்தனை அதிகரித்தால் அம்மோனியா வேகமாக உருவாகிறது. இது எதனால் எனில் சுழல் முறை. ஹைட்ரஜனும் நைட்ரஜனும் 100% அம்மோனியா தரும். ஆனால் 10% அம்மோனியா மட்டுமே மிஞ்சும், மீதி 90% ஹைட்ரஜன், நைட்ரஜனாக திரும்பி விடும். ஆனால் இவ்வாறு திரும்பத் திரும்ப நடந்து இறுதியில் 100% அம்மோனியா கிடைத்துவிடும். இந்த வழி முறையானது மிக வேகமாக நடைபெறும். ஆக ஒரு வேதிவினையானது நடைபெற வெப்பம், அழுத்தம், மூலக்கூறு அளவு, வினையூக்கி என காரணிகள் மிகவும் கவனத்தில் எடுத்துக் கொள்ள வேண்டும். இது மட்டுமல்லாது மேலும் பல விசயங்கள் இருக்கின்றன. ஒவ்வொன்றாக விளக்கமாக பார்ப்போம். இந்த வினைக்கு ஹேபர் (அறிவியலார் பெயர்) முறை எனப்படும். 


மூலக்கூறுகள் வினைபுரிவதற்கு சக்தி தேவைப்படுகிறது என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் அதற்கென மிகவும் குறைந்த பட்சம் சக்தியை வினைபுரிவதற்கு அடைய வேண்டும். அப்படி அந்த சக்தியை அடையாத பட்சத்தில் எந்த ஒரு வினையும் நடைபெற வாய்ப்பு குறைவு. 

மூலக்கூறுகள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதிக்கொள்ளும்போது வினையானது ஏற்படுகிறது. ஆனால் அவ்வாறு மோதும்போது குறிப்பிட்ட அளவான சக்தி வெளிப்படவில்லையெனில் வினையானது நிகழ்வதில்லை. பொதுவாக இந்த ''மோதல்'' வேதியியல் வினையில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக கருதப்படுகிறது.

உதாரணத்திற்கு மூலக்கூறுகளின் அளவினை அதிகரிக்கும்போது அந்த மூலக்கூறுகள் மோதிக் கொள்வதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் அதிகமாகின்றன. இடப்பரப்பளவானது குறைவாக இருக்கும் பட்சத்தில் இந்த மோதல் அதிகமாக நடைபெறும்.

அதே போல் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கும் போது மூலக்கூறுகள் சக்தியினை அதிகம் பெற்று அதிர்வடைந்து மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் மோதும் வாய்ப்பானது அதிகரிக்கிறது. இதே போல் வினையூக்கிகளும் மூலக்கூறுகள் மோதுவதற்கான காரணியாக முன்னர் சொன்னது போல் இடப்பரப்பளவு குறைவாக இருப்பதால் வினை நடக்க ஏதுவாகிறது. வினையூக்கியானது மூலக்கூறுகளை தனது பரப்பில் அமரச் செய்யும் வகையில் இருக்கும், அவ்வாறு மூலக்கூறுகள் வந்து அமர்ந்து ஒன்றுக்கு ஒன்று வினைபுரிந்து புதியதாய் உருவாகும் மூலக்கூறுகள் அந்த வினையூக்கியை விட்டு வெளியேறும் வண்ணம் வடிவமைப்பு கொண்டு இருக்கும், எனவே இந்த வினையூக்கியானது வினைக்கு மட்டும் உதவியதோடு இருந்துவிட்டு தன்னில் எந்த ஒரு மாற்றத்தையும் அடைவதில்லை எனலாம். 

அழுத்தம் பற்றியதும் இதுவே. அழுத்தம் அதிகரிக்கும்போது மூலக்கூறுகள் ஒன்றோடு ஒன்று நெருங்கும் வாய்ப்பு அதிகம். 


பொதுவாக வேதியியல் வினைகள் நடைபெற ஒரு மூலக்கூறு எலக்ட்ரானைத் தர தயாராக இருக்க வேண்டும், மற்றொரு மூலக்கூறு எலக்ட்ரானை பெறத் தயாராக இருக்க வேண்டும். அப்படி இல்லாத பட்சத்தில் வேதியியல் வினை நடைபெற வாய்ப்பு இல்லாமல் போய்விடும். எலக்ட்ரான்கள் இழப்பைப் பொருத்தும், பெறுவது பொருத்தும் வேதிவினையானது விரைவாகவோ, மெதுவாகவோ நடைபெறும்.

இதன்படி உலோகங்கள் அனைத்தும் எத்தனை வேகமாக வினைபுரியக்கூடிய தன்மை உடையவை என அறிந்து வைத்து இருக்கிறார்கள். அதன்படி பொட்டாசியம், சோடியம், கால்சியம், மெக்னீசியம் கார்பன் துத்தநாகம், இரும்பு, அலுமினியம், தாமிரம், சில்வர் என அதிக வினைபுரிதல் தன்மையிலிருந்து வரிசையாக செல்கிறது, இதில் தங்கம் வினைபுரிதல் இல்லை. 

எனவே அதிகமாக வினைபுரியும் தன்மையுடைய உலோகங்களைப் பிரிப்பது மிகவும் சற்று சிரமமான காரணம். உலோகங்களைப் பிரித்தெடுக்கும் முறையில் கார்பன் கொண்டு பிரிக்கும் முறையும், மின்சாரம் கொண்டு பிரிக்கும் முறையும் அதிகபட்சமாக உபயோகிக்கப்படுகிறது.