ഡാള്‍ട്ടനും ആറ്റം സിദ്ധാന്തവും

ജോണ്‍ ഡാള്‍ട്ടണ്‍ പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആരംഭത്തില്‍ ശാസ്ത്രലോകത്തിനു പരിചയപ്പെടുത്തിയ ആറ്റം സിദ്ധാന്തം ഒരു വഴിത്തിരിവായി മാറി. എ ന്യൂ സിസ്റ്റം ഓഫ് കെമിക്കല്‍ ഫിലോസഫി എന്ന ഗ്രന്ഥത്തിലൂടെയാണ് അദ്ദേഹം സിദ്ധാന്തം അവതരിപ്പിച്ചത്. സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ ആറ്റത്തെ വിഭജിക്കാനാവില്ലെന്നും പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യങ്ങളെല്ലാം നിര്‍മിച്ചിട്ടുള്ളത് ആറ്റങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണെന്നും അദ്ദേഹം പ്രസ്താവിച്ചു.

റുഥര്‍ ഫോര്‍ഡിന്റെ ആറ്റം മോഡല്‍

ആല്‍ഫകണങ്ങള്‍ സ്വര്‍ണത്തകിടില്‍ ഇടിപ്പിച്ച് റുഥര്‍ ഫോര്‍ഡ് 1911 ല്‍ നടത്തിയ സ്‌കാറ്ററിംഗ് പരീക്ഷണം (Scattering Exeriment) ശാസ്ത്രലോകത്ത് വിസ്മയകരമായ മാറ്റത്തിന് വഴിതെളിച്ചു. സ്വര്‍ണ്ണ തകിടിലൂടെ കടന്നു പോകുന്ന ആല്‍ഫ കണങ്ങളുടെ വ്യതിയാനം നിരീക്ഷിക്കാന്‍ സ്വര്‍ണത്തകിടിന് പിറകിലായി സിങ്ക് സള്‍ഫൈഡ് പൂശിയ ഒരു ഫഌറസെന്റ് സ്‌ക്രീനും സ്ഥാപിച്ചിരുന്നു. പരീക്ഷണത്തില്‍ സിംഹഭാഗം ആല്‍ഫ കണങ്ങളും സ്വര്‍ണത്തകിടിലൂടെ വളരെ എളുപ്പത്തില്‍ കടന്നുപോയി. നാമമാത്രമായ ആല്‍ഫാ കണങ്ങള്‍ക്ക് സഞ്ചാരപാതയില്‍ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുകയും ചില കണങ്ങള്‍ തിരിച്ചു വരികയും ചെയ്തു. ആറ്റത്തിനുള്ളില്‍ ശൂന്യമായ വലിയൊരു ഭാഗമുണ്ടെന്നും പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള ആല്‍ഫ കണങ്ങളില്‍ ചില കണങ്ങള്‍ തിരിച്ചു വന്നതിലൂടെ ആറ്റത്തിനുള്ളിലെ അണുകേന്ദ്രത്തില്‍ പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജുളള ഭാഗമുണ്ടെന്നും പരീക്ഷണത്തിനൊടുവില്‍ റൂഥര്‍ ഫോര്‍ഡ് കണ്ടെത്തി.

സ്‌കാറ്ററിംഗ് പരീക്ഷണത്തിലൂടെ റുഥര്‍ ഫോര്‍ഡ് സമര്‍പ്പിച്ച മാതൃകയാണ് സൂര്യനും ഗ്രഹങ്ങളുമടങ്ങിയ സൗരയൂഥത്തിന് സമാനമായിരുന്ന ന്യൂക്ലിയര്‍ മോഡല്‍. സൂര്യനു ചുറ്റും പരിക്രമണം ചെയ്യുന്ന ഗ്രഹങ്ങളെ പോലെ ന്യൂക്ലിയസ്സിനു ചുറ്റും ഇലക്ട്രോണുകള്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നുവെന്ന് റുഥര്‍ ഫോര്‍ഡ് വിശദീകരണം നല്‍കി.അതോടൊപ്പം ഓര്‍ബിറ്റലുകള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന വൃത്താകൃതിയിലുള്ള സഞ്ചാരപഥത്തിലൂടെ അതിവേഗത്തില്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നു വെന്നും ഇലക്ട്രോ സ്റ്റാറ്റിക് ബലം എന്ന പ്രതിഭാസം ഇലക്ട്രോണുകളേയും ന്യൂക്ലിയസ്സിനേയും തമ്മില്‍ ചേര്‍ത്ത് നിര്‍ത്തുന്നു എന്ന നിഗമന ത്തിലും അദ്ദേഹം എത്തി.

പിരിയോഡിക് ടേബിള്‍

ആന്റണ്‍ ലാവോസിയയെ അറിയില്ലേ? ആധുനിക രസതന്ത്രത്തിന്റെ പിതാവായ ഇദ്ദേഹമാണ് മൂലകങ്ങളെ വര്‍ഗീകരിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങളാരംഭിച്ചത്. 1789 ല്‍ അന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന മുപ്പതിലേറെ മൂലകങ്ങളെ .ലോഹം, അലോഹം, വാതകം എന്നിങ്ങനെ ലാവോസിയ വര്‍ഗ്ഗീകരിച്ചു. എന്നാല്‍ പില്‍ക്കാലത്ത് അദ്ദേഹം വര്‍ഗീകരിച്ച പല മൂലകങ്ങളും സംയുക്തങ്ങളാണെന്ന് കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. മൂലകങ്ങളിലെ ഓക്‌സൈഡുകളുടെ അസിഡിക് ബേസിക് സ്വഭാവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഈ വേര്‍തിരിക്കല്‍ നടത്തിയത്. ഉപലോഹങ്ങള്‍ കൃത്യമായ സ്ഥാനം നല്‍കാന്‍ അന്ന് അദ്ദേഹത്തിന് കഴിഞ്ഞിരുന്നില്ല.

ജോഹന്‍ ഡൊബറൈനര്‍

തന്റെ പരീക്ഷണത്തിനിടെ ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡൊബറൈനര്‍ ഒരു കാര്യം കണ്ടെത്തി. കാല്‍സ്യം, ബേരിയം എന്നീ മൂലകങ്ങളുടെ ശരാശരി ആറ്റോമിക ഭാരമാണ് സ്‌ട്രോണ്‍ഷ്യം മൂലകത്തിനുള്ളത്.ഇവയുടെ സ്വഭാവവും സമാനമാണെന്ന് പറയാം. ഇതോടെ ആറ്റോമിക ഭാരത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ മൂലകങ്ങളെ വര്‍ഗീകരിക്കുന്ന കാര്യത്തെക്കുറിച്ച് ചിന്തിച്ചു. സമാന ഗുണങ്ങള്‍ കാണിക്കുന്ന മൂന്നുവീതം മൂലകങ്ങളടങ്ങിയ ചെറിയ ഗ്രൂപ്പുകളെ ഡൊബറൈനര്‍ ട്രയാഡുകള്‍ എന്നുവിളിച്ചു. ജോഹന്‍ ഡൊബറൈനറുടെ ത്രൈത സിദ്ധാന്തം മൂലകങ്ങളുടെ വര്‍ഗീകരണത്തില്‍ പുതിയൊരു മാറ്റം കൊണ്ടുവന്നു. ആദ്യമായി ആവര്‍ത്തന പട്ടികയില്‍ ഗ്രൂപ്പുകള്‍ കൊണ്ടുവന്നത് ഇദ്ദേഹമായിരുന്നു. എന്നാല്‍ എല്ലാ മൂലകങ്ങളേയും അദ്ദേഹത്തിന് വര്‍ഗീകരിക്കാനായില്ല. ഇതുപോലുള്ള നിരവധി മൂലക ഗ്രൂപ്പുകളെ അദ്ദേഹത്തിന് കണ്ടെത്താനായി ലിഥിയം സോഡിയം പൊട്ടാസ്യം,ക്ലോറിന്‍ ,ബ്രോമിന്‍ ,അയഡിന്‍ തുടങ്ങിയവയാണവ.

രസതന്ത്രത്തിലെ സംഗീതം

സംഗീതത്തിലെ സപ്ത സ്വരങ്ങള്‍ കൂട്ടുകാര്‍ക്കറിയില്ലേ സരിഗമ പധനി സ ഇതില്‍ എട്ടാമനായ സ ഒന്നാമത്തെ സ്വരത്തിന്റെ ആവര്‍ത്തനമല്ലേ. ഇതു പോലെ മൂലകങ്ങളെ ആറ്റോമിക മാസിനനുസൃതമായി ആരോഹണക്രമത്തില്‍ വിന്യസിക്കുമ്പോള്‍ എട്ടാമതു വരുന്ന ഓരോ മൂലകവും ആദ്യ മൂലകത്തിന്റെ ആവര്‍ത്തനമാണെന്ന് ജോന്‍ ന്യൂ ലാന്‍്ഡ്‌സ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ മനസിലാക്കി. ഇദ്ദേഹം ഈ തത്വപ്രകാരം അഷ്ടക സിദ്ധാന്തം ലോ ഓഫ് ഒക്റ്ററ്റ്പ്രയോഗത്തില്‍ വരുത്തി രസതന്ത്രത്തില്‍ പുതിയൊരു വഴിത്തിരിവ് സൃഷ്ടിച്ചു.

രഹസ്യങ്ങളുടെ രഹസ്യം

എന്തു കൊണ്ടാണ് മൂലകങ്ങള്‍ ഇങ്ങനെ ക്രമാവര്‍ത്തന പ്രവണത കാണിക്കുന്നത് .ഇതിന്റെ രഹസ്യമന്വേഷിച്ചു പോയ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ക്കു മുന്നില്‍ ആ സത്യം വെളിപ്പെടുക തന്നെ ചെയ്തു.ഓരോ ആറ്റവും ബാഹ്യതമ ഷെല്ലിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പങ്ക് വെച്ചാണല്ലോ രാസ പ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ ഏര്‍പ്പെടുന്നത്.അതായത് ബാഹ്യതമ ഷെല്ലിലെ(ഏറ്റവും പുറമേയുള്ള)ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്വഭാവത്തിനുസരിച്ചാണ് മൂലകങ്ങളുടെ സ്വഭാവവും നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നത്.് ഏറ്റവും പുറമേയുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം തുല്യമായവയാണ് ഒരേ ഗ്രൂപ്പില്‍ വരുന്നതെന്ന് സാരം.

ആവര്‍ത്തന പട്ടികയുടെ
പ്രവാചകന്‍

വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു മുമ്പേ ഭാവിയില്‍ വരാനിരിക്കുന്ന മൂലകങ്ങളെ പ്പറ്റി കൃത്യമായി പ്രവചനം നടത്തിയ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ദിമിത്രി ഇവാനോ വിച്ച് മെന്‍ഡലീയഫ്. അന്നറിയപ്പെട്ടിരുന്ന അറുപത്തി മൂന്ന് മൂലകങ്ങളാണ് മെന്‍ഡലിയഫ് ഇതിനായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയിരുന്നത്. ആറ്റോമിക ഭാരത്തിന്റെ ആരോഹണക്രമത്തില്‍ മൂലകങ്ങളെക്രമീകരിച്ചപ്പോള്‍ ചിലകൃത്യമായ ഇടവേളകളില്‍സമാന സ്വഭാവമുള്ള മൂലകങ്ങള്‍ ആവര്‍ത്തിക്കുന്നതായി അദ്ദേഹം മനസ്സിലാക്കി. ഇവ താഴേക്കു നിരത്തിവച്ചാണ് ആദ്യത്തെ പിരിയോഡിക് ടേബിള്‍ നിര്‍മിച്ചത്.

ആധുനിക ആവര്‍ത്തന പട്ടികയുടെ പിതാവ് എന്നാണ് മെന്‍ഡലിയഫിനെ വിളിക്കുന്നത്. പിരിയോഡിക് ടേബിള്‍ നിര്‍മാണ ശ്രമങ്ങള്‍ക്കിടെ പല തവണ മെന്‍ഡലിയഫിന്റെ കണക്കു കൂട്ടലുകള്‍തെറ്റി. മൂലകങ്ങളുടെ സമാന സ്വഭാവങ്ങളില്‍ വ്യത്യാസം വന്നയിടങ്ങളില്‍ ആ കോളം മെന്‍ഡലിയഫ് ഒഴിച്ചിട്ടു. ഭാവിയില്‍ വരാന്‍ പോകുന്ന മൂലകങ്ങള്‍ക്കു വേണ്ടിയായിരുന്നു അത്.അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രവചനം കൃത്യമായി പുലര്‍ന്നെന്ന് പിന്നീട് ശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് മനസ്സിലായി ഗാലിയവും ജര്‍മ്മനിയവും ഇത്തരത്തില്‍ അദ്ദേഹം പ്രവചിച്ചതാണ്.

ബ്ലോക്കുകള്‍

പിരിയോഡിക് ടേബിളിലെ മൂലകങ്ങളെ നിരവധി ബ്ലോക്കുകളായി തരം തിരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഈ ബ്ലോക്കുകള്‍ വരുന്നതിന് പിന്നിലും ഒരു കാര്യമുണ്ട്. മൂലകത്തിലെ ആറ്റത്തിനുള്ളില്‍ ഷെല്ലുകളും സബ് ഷെല്ലുകളും ഉണ്ടെന്നറിയാല്ലോ. കെ.എല്‍ ,എം,എന്‍,ഒ,പി തുടങ്ങിയവയാണ് ഷെല്ലുകള്‍ എസ്, പി,ഡി,എഫ് തുടങ്ങിയവയാണ് സബ് ഷെല്ലുകള്‍ രാസപ്രവര്‍ത്തന സമയത്ത് ഇലക്ട്രോണുകള്‍ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമ്പോള്‍ ഏത് സബ് ഷെല്ലിലാണോ അവസാനത്തെ ഇലക്ട്രോണ്‍ പൂരണം നടക്കുന്നത് അതിനനുസരിച്ചായിരിക്കും ബ്ലോക്ക് നിശ്ചയിക്കുക.

ഇക്ട്രോ മാഗ്നറ്റിക് തിയറി
ഓഫ് റേഡിയേഷന്‍

ന്യൂക്ലിയസ്സിന് ചുറ്റും ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പരിക്രണം ചെയ്യുന്ന കാര്യം കൂട്ടുകാര്‍ക്കറിയാമല്ലോ. ഈ അതിവേഗ കറക്കത്തിന്റെ ഫലമായി ഇലക്ട്രോണിന് ത്വരണം സംഭവിക്കും. അതോടൊപ്പം വൈദ്യുത കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ പുറപ്പെടുവിച്ച് ഊര്‍ജ്ജം നഷ്ടപ്പെടുത്തി ന്യൂക്ലിയസ്സിനു ചുറ്റും കറങ്ങുകയും ചെയ്യും. ക്രമേണ ഇലക്ട്രോണ്‍ ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ ചെന്ന് പതിക്കും. ഇങ്ങനെയൊരു സിദ്ധാന്തമാണ് ജയിംസ് ക്ലാര്‍ക്ക് മാക്‌സ് വെല്‍ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ഇലക്ട്രോ മാഗ്നറ്റിക് തിയറി ഓഫ് റേഡിയേഷനിലൂടെ വിശദീകരിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ ആറ്റത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഒരിക്കലും ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ ചെന്ന് പതിക്കുന്നില്ല. ഈ കാര്യത്തിന് തൃപ്തികരമായ വിശദീകരണം നല്‍കിയത് മാക്‌സ്പ്ലാങ്ക് ആവിഷ്‌ക്കരിച്ച ക്വാണ്ടം തിയറിയാണ്.

ക്വാണ്ടം തിയറി

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിലെ ഭൗതിക ശാസ്ത്ര വിസ്മയമായിരുന്ന ക്വാണ്ടം തിയറി.വൈദ്യുതി കാന്തിക വികിരണങ്ങളുടെ സ്വഭാവം വിശദീകരിക്കുവാനാണ് മാക്‌സ്പ്ലാങ്ക് ആവിഷ്‌ക്കരിച്ചത്. ക്വാണ്ടം തിയറി അനുസരിച്ച് വൈദ്യുത കാന്തിക വികിരണങ്ങള്‍ അടങ്ങുന്ന വികിരണോര്‍ജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതും പ്രസരിക്കുന്നതും പുറത്ത് വിടുന്നതും തുടര്‍ച്ചയായ ഊര്‍ജ്ജ പ്രവാഹത്തിന് പകരം ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ ചെറിയ പാക്കറ്റുകളായാണ്. ഇത്തരം ചെറിയ പാക്കറ്റുകളെ അദ്ദേഹം വിളിച്ചത് ക്വാണ്ടം എന്നാണ്. ഓരോ ക്വാണ്ടത്തിനും ഒരു നിശ്ചിത ഊര്‍ജ്ജം ഉണ്ടായിരിക്കുന്നതും ഈ ഊര്‍ജ്ജം അവയുടെ ആവൃത്തിക്ക് നേര്‍ അനുപാതത്തിലുമായിരിക്കും. ക്വാണ്ടം ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ പൂര്‍ണ സംഖ്യാഗുണിതങ്ങളായാണ് ഊര്‍ജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുകയോ പുറത്ത് വിടുകയോ ചെയ്യുന്നത്.

ബോര്‍ മാതൃക

മാക്‌സ് പ്ലാങ്കിന്റെ ക്വാണ്ടം തിയറി ഉപയോഗിച്ച് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ബോര്‍ മാതൃക ശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് സ്വീകാര്യമായിരുന്നു. നീല്‍സ് ബോറിന്റെ ആറ്റം മാതൃക ചില നിഗമനങ്ങളിലേക്ക് വെളിച്ചം പകര്‍ന്നു.ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് ന്യൂക്ലിയസ്സിന് ചുറ്റും ഒരു നിശ്ചിത സഞ്ചാര പാതയുണ്ട്. ഇവയെ ഷെല്ലുകള്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഷെല്ലുകള്‍ക്ക് നിശ്ചിത ഊര്‍ജ്ജമുണ്ട്. എന്നാല്‍ ഓരോ ഷെല്ലിന്റേയും ഊര്‍ജ്ജം വ്യത്യസ്ഥവുമായിരിക്കും. ഷെല്ലുകള്‍ അഥവാ ഓര്‍ബിറ്റലുകളെ ഊര്‍ജ്ജ നിലകള്‍ എന്ന് വിളിക്കാം. ഓരോ ഊര്‍ജ്ജ നിലയിലേയും ഏറ്റവും ഊര്‍ജ്ജം കുറഞ്ഞ ഷെല്‍ എസ് ആണല്ലോ. ഒരു നിശ്ചിത ഓര്‍ബിറ്റില്‍ കൂടി ഇലകട്രോണുകള്‍ സഞ്ചരിക്കുമ്പോള്‍ അവയക്ക് ഊര്‍ജ്ജം ലഭിക്കുകയോ നഷ്ടപ്പെടുത്തുകയോ ചെയ്യുന്നില്ല. എന്നാല്‍ ഊര്‍ജ്ജ നിലകള്‍ വ്യത്യസ്ഥമായ നിരവധി ഊര്‍ജ്ജ നിലകളുണ്ട്.

ഇലക്ട്രോണ്‍ നിലവിലുള്ളതിനേക്കാള്‍ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജ നിലയിലേക്ക് മാറുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും താഴ്ന്ന ഊര്‍ജ്ജനിലയിലേക്ക് മാറുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജ്ജം ക്വാണ്ടം രൂപത്തില്‍ പുറം തള്ളുകയും ചെയ്യും.ഊര്‍ജ്ജ നിലകളെ യഥാക്രമം ,െു,റ,ള എന്നിങ്ങനെ സൂചിപ്പിക്കാം.ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ നിന്ന് അകലം കൂടുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഊര്‍ജ്ജം കൂടും.കാരണം താഴ്ന്ന ഊര്‍ജ്ജ നിലയില്‍ നിന്നും ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജ നിലയിലേക്ക് ചലിക്കുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് ഊര്‍ജ്ജം നല്‍കേണ്ടതുണ്ട്.

ആഫ്ബാ തത്വപ്രകാരമാണ് ഓര്‍ബിറ്റലുകളില്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ നിറയുന്നത്.അതായത് ഊര്‍ജ്ജം കൂടുന്ന ക്രമത്തിലായിരിക്കും ഈ പൂരണം.പാതി നിറഞ്ഞതോ പൂര്‍ണ്ണമായതോ ആയ ഷെല്ലുകള്‍ക്ക് കുറഞ്ഞ ഊര്‍ജ്ജവും ഉയര്‍ന്ന സ്ഥിരതയും ഉണ്ടായിരിക്കും. റ സബ് ഷെല്ലില്‍ പരമാവധി ഉള്‍ക്കൊള്ളാവുന്ന ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പത്ത് ആണല്ലോ ഇതില്‍ അഞ്ച് ഇലക്ട്രോണുകള്‍ വന്നാലോ പത്തെണ്ണം വന്നാലോ അവ സ്ഥിരതയുള്ള സബ് ഷെല്‍ ക്രമം സ്വീകരിച്ചതായി മനസ്സിലാക്കണം.

ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രം:
ഒരു പ്രഹേളിക

കൂട്ടുകാര്‍ക്ക് സുപരിചിതമല്ല ഈ വാക്ക്. എന്താണ് ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രം എന്നു പറയാം. താഴ്ന്ന മര്‍ദ്ദത്തിലെടുത്ത ഹൈഡ്രജന്‍ വാതകത്തിലൂടെ ഉന്നത വോള്‍ട്ടേജിലുള്ള വൈദ്യുതി കടത്തിവിട്ടെന്ന് കരുതുക ഈ സമയം വാതകത്തില്‍നിന്നു പുറത്തുവരുന്ന വികിരണങ്ങളാണ് ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രത്തിന് കാരണം. ഈ സ്‌പെക്ട്രം ഒരു സ്‌പെക്ട്രോസ്‌കോപ്പ് കൊണ്ട് വീക്ഷിച്ചാല്‍ കൃത്യമായ സ്‌പെക്ട്രല്‍ രേഖകള്‍ കാണാന്‍ സാധിക്കും. ഇതാണ് ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രം. ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രത്തിലെ വര്‍ണ്ണരാജി രേഖകള്‍ക്കു വിശദീകരണം നല്‍കുന്നതില്‍ റുഥര്‍ ഫോര്‍ഡിന്റെ ആറ്റം മോഡല്‍ പരാജയപ്പെട്ട ട്ടത് റുഥര്‍ ഫോര്‍ഡിന്റെ ആറ്റം മോഡലിനെ ശാസ്ത്രലോകത്ത് നിന്നും പടിയടച്ചു പിണ്ഡം വയ്ക്കാന്‍ കാരണമായി.എന്നാല്‍ പിന്നീട് വന്ന ബോര്‍ മാതൃക പ്രസ്തുത പ്രതിഭാസത്തിന് കാരണം കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി.ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റങ്ങള്‍ ഉത്തേജാവസ്ഥയില്‍ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജ നിലയിലേക്ക് മാറി ഊര്‍ജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ആറ്റം പിന്നീട് താഴ്ന്ന ഊര്‍ജ്ജനിലയിലേക്ക് മടങ്ങി വരുമ്പോള്‍ പുറം തള്ളുന്ന വിഭിന്ന തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള ഫോട്ടോണുകളാണ് ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രത്തിലെ വര്‍ണ്ണരാജി രേഖകള്‍ക്കു കാരണം.

വീണ്ടും ഉയരുന്ന വിവാദം

ബോര്‍ മാതൃക ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രത്തിന് വിശദീകരണം നല്‍കിയ കാര്യം പറഞ്ഞല്ലോ എന്നാല്‍ ശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് പ്രസ്തുത വിശദീകരണത്തില്‍ പൂര്‍ണ്ണമായ തൃപ്തിയുണ്ടായില്ലയെന്നു വേണം കരുതാന്‍.ഹൈഡ്രജനെ പോലെയുള്ള ആറ്റങ്ങളുടെ സ്‌പെക്ട്രത്തില്‍ കാണപ്പെടുന്ന വര്‍ണ്ണരാജികളുടെ സൂക്ഷ്മ ഘടനയ്ക്ക് മതിയായ വിശദീകരണം നല്‍കുന്നതില്‍ ബോര്‍ മാതൃക പരാജയമാണെന്ന് ഒരു കൂട്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ വാദിച്ചു.പിന്നീട് സോമര്‍ ഫെല്‍ഡ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ നീല്‍സ് ബോറിന്റെ സിദ്ധാന്തം വിപുലീകരിച്ചെഴുതി.

ഇലക്ട്രോണുകള്‍ വിവിധ ഊര്‍ജ്ജ നിലകളിലേക്ക് മാറുമ്പോള്‍ പ്രിന്‍സിപ്പല്‍ ക്വാണ്ടം നമ്പരിനൊപ്പം അസിമുത്തല്‍ ക്വാണ്ടം നമ്പറിനെക്കൂടി ആശ്രയിക്കുന്നത് കൊണ്ടാണ് ഹൈഡ്രജന്‍ സ്‌പെക്ട്രത്തില്‍ വര്‍ണ്ണരാജികളുടെ സൂക്ഷ്മ ഘടന പ്രത്യക്ഷമാകുന്നത് എന്നായിരുന്നു സോമര്‍ ഫെല്‍ഡിന്റെ വാദം. അദ്ദേഹത്തിന്റെ തിയറി പ്രകാരം ഓര്‍ബിറ്റിന് വൃത്താകൃതിയല്ല.ദീര്‍ഘ വൃത്താകൃതിയാണ്.

ദീര്‍ഘ വൃത്താകൃതിയില്‍ അനുഭവപ്പെടുന്ന മാറ്റം മാത്രമാണ് വൃത്താകൃതി.ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ന്യൂക്ലിയസ്സിനെ ചുറ്റുന്നത് ദീര്‍ഘവൃത്താകൃതിയിലാണ്.ഈ സമയം ന്യൂക്ലിയസ്സ് ദീര്‍ഘവൃത്തത്തിന്റെ ഏതെങ്കിലും ഒരു കേന്ദ്രത്തിലായിരിക്കും.ഈ ദീര്‍ഘവൃത്തത്തിന് മേജര്‍,മൈനര്‍ ആക്‌സിസുകള്‍ ഉണ്ടെന്ന് സാരം. ഓര്‍ബിറ്റിന് വൃത്താകൃതി കൈവരണമെങ്കില്‍ രണ്ട് ആക്‌സിസുകളുടേയും നീളം തുല്യമായിരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

പ്രിന്‍സിപ്പല്‍ ക്വാണ്ടം നമ്പറും
അസിമുത്തല്‍
ക്വാണ്ടം നമ്പറും

സോമര്‍ ഫെല്‍ഡിന്റെ തിയറിയെക്കുറിച്ച് വിശദീകരിച്ചപ്പോള്‍ കൂട്ടുകാരെ കുഴക്കിയ രണ്ട് പദങ്ങളാണ് ഇവ.ഇവ എന്താണെന്ന് പറയാം.ഇലക്ട്രോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജവും അതോടൊപ്പം ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ നിന്നും ഇലക്ട്രോണിലേക്കുള്ള ശരാശരി ദൂരവും കണക്കാക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന ഘടകമാണ് പ്രിന്‍സിപ്പല്‍ ക്വാണ്ടം നമ്പര്‍. 'n' എന്ന ഇംഗ്ലീഷ് അക്ഷരം കൊണ്ടാണിത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. K ഷെല്ലിന്റെ 'n' മൂല്യം ഒന്നാണ്. L ഷെല്ലിന്റേത് രണ്ടും. ഇങ്ങനെ 'n മൂല്യം എത്രത്തോളം വര്‍ദ്ധിക്കുന്നോ അത്രത്തോളം ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് ന്യൂക്ലിയസ്സില്‍ നിന്നുള്ള അകലവും ഊര്‍ജ്ജവും വര്‍ധിക്കും.

അസിമുത്തല്‍ ക്വാണ്ടം നമ്പറിനെ സബ്‌സിഡറി ക്വാണ്ടം നമ്പര്‍ എന്നും വിളിക്കാറുണ്ട്.ഒരു ഓര്‍ബിറ്റലിന്റെ ആകൃതിയെക്കുറിച്ച് ഈ മനസ്സിലാക്കാനും ഉപ ഊര്‍ജ്ജ നിലയെക്കുറിച്ച് സൂചന ലഭിക്കാനും ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. l എന്ന അക്ഷരം കൊണ്ട് ഇവ സൂചിപ്പിക്കാം n ന്റെ വില ഒന്നാണെങ്കില്‍ l വില 0 ആയിരിക്കും .ഇനി രണ്ടാണെങ്കില്‍ 0,1 എന്നാണ് സൂചിപ്പിക്കുക.3 ആണെങ്കില്‍ 0,1,2. ഇവയുടെ സബ് ഷെല്‍ ആകട്ടെ യഥാക്രമം 1s- , 2s 2p , 3s , 3p ,3d എന്നിങ്ങനെയായിരിക്കും.