கனிம வேதியியல் (Inorganic chemistry) என்பது கரிமம்
அல்லாத சேர்மங்கள் மற்றும் கரிமவுலோகச் சேர்மங்கள் முதலானவற்றின்
நடத்தைகளையும் அவற்றின் தயாரிப்பு முறைகளையும் விவரிக்கின்ற ஓர் வேதியியல்
பிரிவு ஆகும். அசேதன இரசாயணம் என்ற பெயராலும் அழைக்கப்படும் இப்பிரிவு
மிகவிரிவாக வளர்ச்சியடைந்துள்ள கரிமச் சேர்மங்கள் (பெரும்பாலும் C-H
பிணைப்புக் கொண்ட சேர்மங்கள்) தவிர்த்து, அனைத்து வகையான வேதிச்
சேர்மங்களையும் ஆராய்கின்றது. C-H பிணைப்புக் கொண்ட சேர்மங்கள் கரிம வேதியியல்
என்ற வேதியியல் பிரிவில் ஆராயப்படுகின்றன. இரண்டு துறைகளுக்கும் இடையில்
உள்ள வேறுபாடானது, கரிமவுலோக வேதியியல் என்ற இவற்றின் துணைப்பிரிவு காரணமாக
முழுமையில் இருந்து வெகு தொலைவுக்கு விலகியுள்ளது. வினையூக்கி, பொருள் அறிவியல், நிறமிகள், புறப்பரப்புச் செயலிகள், மேற்பூச்சுகள், மருந்துகள், எரிபொருட்கள் மற்றும் விவசாயம் உள்ளிட்ட அறிவியல் துறைகளின் ஒவ்வொரு அம்சத்திலும் கரிமவுலோக வேதியியல் பயன்பாடுகளை கொண்டிருக்கிறது [1].
பல கனிமச் சேர்மங்கள் நேர்மின் அயனிகளும் எதிர்மின் அயனிகளும் அயனிப்
பிணைப்பால் பிணைக்கப்பட்டுள்ள அயனிச் சேர்மங்களாகும். மக்னீசியம் குளோரைடு,
சோடியம் ஆக்சைடு போன்றவை அயனிச்சேர்மத்துக்கு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். மக்னீசியம் நேர்மின் அயனியும் (Mg2+) குளோரைடு எதிர்மின் அயனியும் இணைந்து மக்னீசியம் குளோரைடும் சோடியம் நேர்மின் அயனியும் ஆக்சைடு (O2−) எதிர்மின் அயனியும் இணைந்து சோடியம் ஆக்சைடும்
உருவாகியுள்ளன. எந்தவொரு உப்பை எடுத்துக் கொண்டாலும் அயனிகளின்
மின்சுமைக்கு ஈடாக நடுநிலையாக்கப்படும் வகையில் எதிர் அயனிகளைப் பெற்று
உப்பு நடுநிலையில் இருக்குமாறு அமைகிறது. உப்பில் உள்ள அயனிகள் ஆக்சிசனேற்ற
நிலை எண்ணால் குறிக்கப்படுகின்றன. நேர்மின் அயனியெனில் அயனியாக்கும்
திறனிலிருந்தும், எதிர்மின் அயனியெனில் அணுக்கரு நாட்டத்திலிருந்தும்
தாய்த்தனிமங்களிலிருந்து உப்புகளின் உருவாக்கத்தை உய்த்துணர முடிகிறது.
ஆக்சைடுகள், கார்பனேட்டுகள், சல்பேட்டுகள், மற்றும் ஆலைடுகள் போன்றவை கனிமச் சேர்மங்களின் முக்கியமான சில வகைபாடுகளாகும். பல கனிமச் சேர்மங்கள் உயர் உருகுநிலையால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. கனிம உப்புக்கள் பொதுவாக திட நிலையில் நல்ல கடத்திகள் என்று கருதப்படுவதில்லை. உயர் கொதிநிலையும் படிகமாகும் தன்மையும் கனிமச்சேர்மங்களின் சிறப்பு அம்சங்களாகும். சில உப்புகள் தண்ணீரில் அதிகமாக கரைகின்றன. (சோடியம் குளோரைடு) சில உப்புகள் சரியாகக் கரைவதில்லை. (சிலிக்கன் டையாக்சைடு).
இரட்டை இடப்பெயர்ச்சி வினை கனிம வேதியியலின் எளிய வினை வகையாகக் கருதப்படுகிறது. இரண்டு உப்புக்களை ஒன்றாகக் கலக்கும் போது அவற்றின் ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் எந்த மாற்றமும் அடையாமல் அயனிகள் பரிமாறிக் கொள்ளப்படுகின்றன. ஒடுக்க-ஏற்ற வேதிவினைகளில் ஒரு வினைபடுபொருள் அதாவது ஆக்சிசனேற்றி அதன் ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் குறைகிறது மற்றும் மற்றொரு வினைபடுபொருள் அதாவது ஒடுக்கி, அதன் ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் உயர்கிறது. நிகர விளைவு எலக்ட்ரான்கள் பரிமாற்றப்படுகின்றன என்பதே இவ்வினையின் நிகர விளைவாகும். எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் மறைமுகமாகவும் சில சூழ்நிலைகளில் நிகழ்கிறது, உதாரணம், மின்வேதியியலின் முக்கிய அம்சமான மின்கலன்களில் மறைமுகமாக எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் நிகழ்கிறது.
ஒரு வினைபடுபொருளில் ஐதரசன் அணுக்கள் இருந்தால், அது ஈடுபடும் வினையில் புரோட்டான் பரிமாற்றம் நிகழ்கிறது. அமில கார வேதியியலில் இவ்வகை வினைகள் நிகழ்கின்றன. எலக்ட்ரான் இணைகளுடன் பிணையும் வல்லமை பெற்ற வேதியியல் இனங்கள் அனைத்தும் இலூயிக் அமிலங்கள் எனப்படுகின்றன என பொதுவாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இதேபோல எலக்ட்ரான் இணையை வழங்கும் வல்லமை பெற்ற எந்தவொரு வேதி இனமும் இலூயிக் காரம் எனவும் பொதுவாக வரையறுக்கப்படுகிறது. அமில கார இடைவினைகளை ஆய்வுசெய்கையில் பியர்சன் அமிலக் காரக் கோட்பாடு கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது. முனைவாகுந்திறனும் அயனிகளின் அளவும் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகின்றன.
கனிமச் சேர்மங்கள் இயற்கையில் கனிமங்களாகக் காணப்படுகின்றன. மண்ணில் பைரைட்டு என்ற பெயரில் இரும்பு சல்பைடும் அல்லது கிப்சம் என்ற பெயரில் கால்சியம் சல்பேட்டும் கலந்துள்ளன. மேலும் உயிர்மூலக்கூறுகளில் கனிம சேர்மங்கள் பண்முகத்தன்மையை கொண்டுள்ளன. ஆற்றல் சேமிப்பில் மின்பகுளியாக(சோடியம் குளோரைடு), அல்லது கட்டுமானத்தில் பாலிபாசுபேட்டாக (டிஎன்ஏ வின் முதுகெலும்பாக) இவை செயல்படுகின்றன.
முதல் முக்கியமான மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட முதலாவது முக்கியமான கனிமச் சேர்மம் அமோனியம் நைட்ரேட்டு ஆகும். மண் வளத்தை அதிகரிப்பதற்காக ஏபர் செயல்முறை மூலம் இச்சேர்மம் உருவாக்கப்பட்டது. வனேடியம்(V) ஆக்சைடு, தைட்டானியம்(III) குளோரைடு போன்ற சேர்மங்கள் வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்துவதற்காகத் தொகுப்பு முறையில் தயாரிக்கப்பட்டன. இலித்தியம் அலுமினியம் ஐதரைடு போன்ற சேர்மங்கள் கரிம வேதியியல் வினைப்பொருளாகப் பயன்படுத்த தொகுக்கப்பட்டன.
கரிம உலோக வேதியியல், கொத்து வேதியியல், உயிர்கனிம வேதியியல் முதலியன கனிம வேதியியலின் துணைப்பிரிவுகளாகும்.புதிய வினையூக்கிகள், மீக்கடத்திகள், சிகிச்சைகள் முதலியனவற்றை நோக்கமாகக் கொண்டு கனிம வேதியியலின் இத்துறைகள் விரிவாக ஆராய்ச்சி செய்யப்படுகின்றன.
பொட்டாசியம் ஆக்சைடு அயனிச் சேர்மத்தின் கட்டமைப்புடன்
ஆக்சைடுகள், கார்பனேட்டுகள், சல்பேட்டுகள், மற்றும் ஆலைடுகள் போன்றவை கனிமச் சேர்மங்களின் முக்கியமான சில வகைபாடுகளாகும். பல கனிமச் சேர்மங்கள் உயர் உருகுநிலையால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. கனிம உப்புக்கள் பொதுவாக திட நிலையில் நல்ல கடத்திகள் என்று கருதப்படுவதில்லை. உயர் கொதிநிலையும் படிகமாகும் தன்மையும் கனிமச்சேர்மங்களின் சிறப்பு அம்சங்களாகும். சில உப்புகள் தண்ணீரில் அதிகமாக கரைகின்றன. (சோடியம் குளோரைடு) சில உப்புகள் சரியாகக் கரைவதில்லை. (சிலிக்கன் டையாக்சைடு).
இரட்டை இடப்பெயர்ச்சி வினை கனிம வேதியியலின் எளிய வினை வகையாகக் கருதப்படுகிறது. இரண்டு உப்புக்களை ஒன்றாகக் கலக்கும் போது அவற்றின் ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் எந்த மாற்றமும் அடையாமல் அயனிகள் பரிமாறிக் கொள்ளப்படுகின்றன. ஒடுக்க-ஏற்ற வேதிவினைகளில் ஒரு வினைபடுபொருள் அதாவது ஆக்சிசனேற்றி அதன் ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் குறைகிறது மற்றும் மற்றொரு வினைபடுபொருள் அதாவது ஒடுக்கி, அதன் ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் உயர்கிறது. நிகர விளைவு எலக்ட்ரான்கள் பரிமாற்றப்படுகின்றன என்பதே இவ்வினையின் நிகர விளைவாகும். எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் மறைமுகமாகவும் சில சூழ்நிலைகளில் நிகழ்கிறது, உதாரணம், மின்வேதியியலின் முக்கிய அம்சமான மின்கலன்களில் மறைமுகமாக எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் நிகழ்கிறது.
ஒரு வினைபடுபொருளில் ஐதரசன் அணுக்கள் இருந்தால், அது ஈடுபடும் வினையில் புரோட்டான் பரிமாற்றம் நிகழ்கிறது. அமில கார வேதியியலில் இவ்வகை வினைகள் நிகழ்கின்றன. எலக்ட்ரான் இணைகளுடன் பிணையும் வல்லமை பெற்ற வேதியியல் இனங்கள் அனைத்தும் இலூயிக் அமிலங்கள் எனப்படுகின்றன என பொதுவாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இதேபோல எலக்ட்ரான் இணையை வழங்கும் வல்லமை பெற்ற எந்தவொரு வேதி இனமும் இலூயிக் காரம் எனவும் பொதுவாக வரையறுக்கப்படுகிறது. அமில கார இடைவினைகளை ஆய்வுசெய்கையில் பியர்சன் அமிலக் காரக் கோட்பாடு கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது. முனைவாகுந்திறனும் அயனிகளின் அளவும் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகின்றன.
கனிமச் சேர்மங்கள் இயற்கையில் கனிமங்களாகக் காணப்படுகின்றன. மண்ணில் பைரைட்டு என்ற பெயரில் இரும்பு சல்பைடும் அல்லது கிப்சம் என்ற பெயரில் கால்சியம் சல்பேட்டும் கலந்துள்ளன. மேலும் உயிர்மூலக்கூறுகளில் கனிம சேர்மங்கள் பண்முகத்தன்மையை கொண்டுள்ளன. ஆற்றல் சேமிப்பில் மின்பகுளியாக(சோடியம் குளோரைடு), அல்லது கட்டுமானத்தில் பாலிபாசுபேட்டாக (டிஎன்ஏ வின் முதுகெலும்பாக) இவை செயல்படுகின்றன.
முதல் முக்கியமான மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட முதலாவது முக்கியமான கனிமச் சேர்மம் அமோனியம் நைட்ரேட்டு ஆகும். மண் வளத்தை அதிகரிப்பதற்காக ஏபர் செயல்முறை மூலம் இச்சேர்மம் உருவாக்கப்பட்டது. வனேடியம்(V) ஆக்சைடு, தைட்டானியம்(III) குளோரைடு போன்ற சேர்மங்கள் வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்துவதற்காகத் தொகுப்பு முறையில் தயாரிக்கப்பட்டன. இலித்தியம் அலுமினியம் ஐதரைடு போன்ற சேர்மங்கள் கரிம வேதியியல் வினைப்பொருளாகப் பயன்படுத்த தொகுக்கப்பட்டன.
கரிம உலோக வேதியியல், கொத்து வேதியியல், உயிர்கனிம வேதியியல் முதலியன கனிம வேதியியலின் துணைப்பிரிவுகளாகும்.புதிய வினையூக்கிகள், மீக்கடத்திகள், சிகிச்சைகள் முதலியனவற்றை நோக்கமாகக் கொண்டு கனிம வேதியியலின் இத்துறைகள் விரிவாக ஆராய்ச்சி செய்யப்படுகின்றன.
No comments:
Post a Comment