රසායන විද්යාව
රසායන විද්යාව (ඊජිප්තු බසින් keme යනු පෘථිවිය යන්නයි) යනු පදාර්ථය සෑදී ඇති ආකාරය යොදාගත හැකි ආකාර , සංයෝජනයන් ගැන හැදෑරීම මෙන්ම රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක අභ්‍යන්තරය හැදෑරීමයි. අතීතය දෙස හැරී බලන විට රසායන විද්යාව ඇල්කෙමි යුගයෙන් ඉවත්ව නූතන රසායන විද්යාව ආරම්භවීම 1773 දී සිදු වූ රසායන විද්‍යා විප්ලවයෙන් සිදුවුනි. රසායන විද්යාව යනු න්‍යෂ්ටි , පරමාණු, ස්ඵටික මෙන්ම සමස්ත පදාර්ථය පිළිබදව තනි තනිව හෝ සංයෝග වශයෙන් භෞතිකව හැදෑරීමයි. එමෙන්ම එයට ශක්තිය හා එන්ට්‍රොපි පිළිබදව සංකල්ප ද ඇතුළත් වේ.
රසායන විද්යාව හැදෑරීමේ පහසුව සදහා එය එහි හැසිරීම් අනුව කොටස්වලට වෙන් කර ඇත. ඒවා නම් අකාබනික රසායනය එනම් අකාබනික පදාර්ථය පිළිබද හැදෑරීම. කාබනික රසායනය , කාබනික පදාර්ථය පිළිබද හැදෑරීම. ජෛව රසායන විද්යාව එනම් සතුන්ගේ විවිධ පද්ධතිවලදී හමුවන රසායන ද්රව්ය පිළිබද හැදෑරීම.භෞතික රසායන විද්යාව පදාර්ථයේ විවිධ පද්ධතින්වලට නියමිත ප්‍රමාණවල ශක්තිය පිළිබද හැදෑරීම. ප්‍රමාණාත්මක රසායන විද්යාව එනම් යම්කිසි ද්‍රව්‍යයක් සෑදී අති ද්රව්ය පිළිබද හැදෑරීම හා එහි අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය පිළිබද හැදෑරීම. එමෙන්ම තවත් බොහෝ විශේෂිත කොටස්වලට නූතනයේදී රසායන විද්යාව බෙදී පවතී. උදා - ස්නායු රසායන විද්යාව එනම් ස්නායු පිළිබදව රසායනිකව සිදු කරන හැදෑරීමයි.
රසායන විද්යාව (සමස්ථ විග්‍රහය)
සංස්කරණයරසායන විද්යාව යනු පරමාණු හෝ ප්‍රෝටෝන , නියුට්‍රෝන , ඉලෙක්ට්‍රෝන වැනි උපපරමාණුක අංශුවල අන්තර් ක්‍රියාකාරීත්වය පිළිබදවත් විද්‍යාත්මකව හැදෑරීමයි. පරමාණු සංයෝජනය වී අණු හෝ ස්ඵටික සාදයි. තාරකා විද්යාව , භෞතික විද්යාව , ජීව විද්යාව හා භූ විද්යාව වැනි අනෙකුත් ස්වාභාවික විද්‍යා සමග සෘජු සබදතා දක්වන නිසා රසායන විද්යාව ප්‍රධාන විද්යාව ලෙසද හැදින්වේ.
රසායන විද්‍යාවේ ආරම්භය ලෙස ඇල්කිමි (alchemy) ලෙස හැදින්වූ පරීක්ෂණ ක්‍රමය දැක්විය හැක. මෙම ක්‍රමය පහසු ගණනක් තිස්සේ ලොව විවිධ කොටස්වල සිදු කර ඇත. විශේෂයෙන් මැද පෙරදිග මේ සදහා ප්‍රසිද්ධියක් උසුලයි.
අප නිතර භාවිතා කරන ද්රව්ය වල ව්‍යුහය හා ගුණ රසායනික ද්රව්ය හා ඒවායේ අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වය නිසා ඇතිවන ප්‍රතිඵලයකි. උදාහරණයක් ලෙස යකඩ වලට වඩා වානේ ශක්තිමත්ය. එයට හේතුව වානේවල පරමාණු වඩා දෘඪ ස්පටික දැලිසකින් එකට බැදී පැවතීමයි. යම් කිසි උෂ්ණත්වකට පත් වූ පසු දැව , ඔක්සිජන් සමග නිසගව ප්‍රතික්‍රියා කරන නිසා දැවීමට හෝ වේගවත් ඔක්සිකරණයට ලක්වෙයි. ලුණු හා සීනි ජලයේ දියවෙයි. එයට හේතුව ඒවායේ අණුක / අයනික ගුණ වලට අනුව පරිමන්දිත තත්ව යටතේ ඒවා ද්‍රවණය වීමට වැඩි කැමැත්තක් දැක්වීමයි.
රසායන විද්‍යාවේ දී අප විසින් අධ්‍යයනය කරන පරිවර්තන විවිධ රසායනික ද්රව්ය අතර හෝ පදාර්ථය හා ශක්තිය අතර සිදු වන අන්තර් ක්‍රියාවල ප්‍රතිඵලයයි. පාරම්පරික රසායන විද්‍යාවේ දී සිදු කරන ලද්දේ විද්‍යාගාර උපකරණ භාවිතයෙන් විද්‍යාගාරයක් තුළ රසායන ද්රව්ය ප්‍රතික්‍රියා කරන ආකාරය අධ්‍යයනය කිරීමයි.
විද්‍යාගාරය , ජෛව රසායනික ආයතනය
සංස්කරණයරසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් යනු සංයෝග කිහිපයක් යම් එක් සංයෝගයකට හෝ සංයෝග කිහිපයකට පරිවර්තන වීමයි. රසායනික සමීකරණයක් මගින් එය සංකේතාත්මකව නිරූපණය කළ හැකිය. සමීකරණයේ වම් හා දකුණු පස ඇති ඒ ඒ පරමාණු සංඛ්‍යා බොහෝ විට සමාන විය යුතුය. සංයෝගයක් භාජනය විය හැකි රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක පසුබිම එමගින් සිදුවන ශක්ති වෙනස ‘රසායනික නීති’ නමින් හදුන්වන යම් මුලික නීති කිහිපයක් මගින් සීමා කර තිබේ.
සෑම රසායනික අධ්යනයක දී ම පාහේ ශක්තිය හා එන්ට්‍රොපිය සැලකීම නිත්‍ය වශයෙන්ම වැදගත් වේ. රසායනික සංයෝග ඒවායේ ව්‍යුහය , කලා මෙන්ම රසායනික සංයුතිය අනුව ද වර්ගීකරණයට ලක් කෙරේ. ඒවා රසායනික විශ්ලේෂණ මගින් විශ්ලේෂණය කළ හැකිය. උදා - වර්ණාවලීක්ෂණය හා වර්ණාලේච ශිල්පය.
පාසල් මුල් අවධියේ දී මෙන්ම උසස් අධ්‍යාපනයේ දී ද රසායන විද්යාව විෂය නිර්දේශයේ අත්‍යවශ්‍ය කොටසක් වෙයි. මුල් අවධියේ දී සාමාන්ය රසායනය ලෙස හදුන්වන මෙය අතිමහත් වූ රසායන විද්‍යාවේ මූලික සංකල්පය සිසුන්ට හදුන්වා දෙන අතර උසස් පෙළ අධ්යයනයේ දී සිසුන්ට අවශ්ය මූලික කුසලතා මෙමගින් ලබා දේ. උසස් පෙළ සිසුන් නිත්‍යය වශයෙන්ම රසායන විද්‍යාවේ විවිධ පැති ගණනාවක් පිළිබදව හදාරයි. රසායනික පර්යේෂණවල නියුතු විද්‍යාඥයින් රසායනඥයින් ලෙස හදුන්වනු ලැබේ. බොහෝ රසායනඥයන් රසායන විද්‍යාවේ අංශ එකක් හෝ කිහිපයක් පිළිබද විශේෂයෙන් අධ්‍යයනය කළ අය වෙති.
නාම නිරුක්තිය
සංස්කරණයඉංග්රීසි බසින් අප රසායන විද්යාව ‘chemistry’ නමින් හදුන්වන අතර එය ඉතා පැරණි ‘ඇල්කෙමි’ (alchemy) අධ්‍යාපනය හරහා පැමිණි වචනයක්. ඇල්කෙමි අධ්‍යාපනයේ ආරම්භය වූයේ මිනිසුන් එදිනෙදා යොදාගන්නා අමුද්‍රව්‍ය මගින් රත්‍රං නිපදවීමට උත්සාහ කිරීමයි.
නමුත් ඇල්කෙමි චචනයේ ආරම්භය විවාදාත්මක කරුණක් වේ. එය ඇතැම් විට ග්‍රීක වචයක් විය හැකි අතර නමුත් (E. Wallis Budge) ඉ. වැලිස් බජ් ට අනුව එයට ඊජිප්තු වචනයකි පැරණි ප්‍රංශ බසට අනුව ඇල්කයිම් හා අරාබි බසට අනුව ඇල්කෙමියා යනු පරිවර්තනය කිරීමේ කලාවයි. නමුත් මෙහිදී අරාබි ජාතිකයන් ග්‍රීකයන් ගෙන් කිමියා (kimia) යන වචනය ලබාගෙන ඇත්තේ ග්‍රීක ජාතිකයින් 642AD හිදී ඇලෙක්‍සැන්ඩ්‍රියාව ආක්‍රමණය කළ අවස්ථාවේ දීය.
- ඊජිප්තු ඇල්කෙමි යුගය [3.000BCE – 400BCE]ඔක්ඩෝඩ් වැනි මුල් යුගයේ මූලද්‍රව්‍ය සංකල්පයන් පැහැදිලි කිරීම
- ග්‍රීක ඇල්කෙමි [332 BCE – 642CE ]ග්‍රීක මහා ඇලෙක්‍සැන්ඩ්‍රියා රජු ඊජිප්තුව ආක්‍රමණය කොට එහි ලොව විශාලතම පුස්තකාලය ඇරඹීය. ඉන් පසු එහි දාර්ශනිකයන් හා උගත් මිනිසුන් එක්වී අධ්‍යාපනය ලැබීම.
- අරාබි ඇල්කෙමි [542CE – 1200]අරාබි ජාතිකයින් නැවත ඇලෙක්‍සැන්ඩ්‍රියාව යට‍ත් කොට ගනි. (Jabir) ජබීර් ප්‍රධාන රසායන විද්‍යාඥයාය.
- යුරෝපා ඇල්කෙමි [1300 - මේ දක්වා][Pseudo – Geber] ව්‍යාජ - ජෙබර් විසින් අරාබි රසායන විද්යාව පදනම්කොට ගෙන ඉදිරියට ගෙන යන ලදී.
- රසායන විද්යාව (1661) බොයිල් තම පෞරාණික රසායන විද්‍යා පොත වන ‘The Sceptical Chymist’ ලිවීම.
- රසායන විද්යාව (1787) ලැවොෂියර් විසින් Element of Chemistry පොත ලිවීම.
- රසායන විද්යාව (1803) ඩෝල්ටන් විසින් Atomic Theory පොත ප්‍රකාශනට පත් කිරීම.
‘alchemist’ යනු පොදු ව්‍යවහාරයේදී වූ අතර ‘chemist’ පසුව පොදු ‘ry’ පදය ද එක්වී ‘Chemistry’ නැමැති වචනය සෑදිණි.
රසායන විද්‍යාවේ අර්ථ දැක්වීම
සංස්කරණයඅතීතය දෙස බැලීමෙන් රසායන විද්‍යාවේ අර්ථ දැක්වීම් තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමග හා නව ක්‍රමවේද හා සොයා ගැනීම් විද්‍යාවට එකතුවීමත් සමග වෙනස්වීම්වලට දශක ගණනාවක් ඔස්සේ ලක්ව ඇත. රසායන විද්‍යාවට සමහරක් රසායනඥයින් කිහිපයක් විසින් යෝජනා කරන ලද සම්මත අර්ථ දැක්වීම් කිහිපයක් පහත දක්වා ඇත.
- ආදිරසායනය (330) - ජලයේ සංයුතිය , චලනයන් , වර්ධනය, ශරීරයට බද්ධ කිරීම,ශරීරයෙන් වෙන්කිරීම, ශරීරයෙන් ආත්මය වෙන්කිරීම හා බද්ධ කිරීම් ආදිය පිළිබඳ අධ්‍යයනය.
(Zosimos)
- රසායන විද්යාව (1661) - භෞතික මූලධර්ම හා මිශ්‍ර වස්තූන් පිළිබඳව වූ විෂය (Boyle)
- රසායන විද්යාව (1663) - යම් භෞතික ද්‍රව්‍යයක් දිය කිරීම, එයින් වෙනත් ද්රව්ය සොයා ගැනීම හා ඒවා වෙන්කර ඒවා උපරිම පරිපූර්ණතාවයකින් වෙන් කර ගැනීමේ විද්‍යාත්මක ක්‍රම වේදයකි. (Glaser)
- රසායන විද්යාව (1730) - මිශ්‍රණයක් , සංයෝගයක් හෝ සමූහනය කරන ලද වස්තු ඒවායේ මූලිකයන් බවට වෙන් කිරීම හා එවැනි වස්තු මූලිකයන්ගෙන් නිපදවීමයි. (Stahl)
- රසායන විද්යාව (1837) - අණුක බල පිළිබඳ නීති හා ක්‍රියා පිළිබදව දැඩි සැලකිල්ලක් දක්වන විද්යාව (Dumas)
- රසායන විද්යාව (1947) - ද්‍රව්‍යයන්ගේ ව්‍යුහය, ඒවායේ ගුණ සහ ඒවා වෙනත් ද්‍රව්‍යවලට පරිවර්තනය වීමේ ප්‍රතික්‍රියාව පිළිබඳව වූ විද්‍යාවයි. (pauling)
- රසායන විද්යාව (1998) - පදාර්ථය හා ඒවා වෙනස් වීමේ ක්‍රියාවලිය පිළිබඳ අධ්‍යයනයයි. (Chang)
මූලික සංකල්ප
සංස්කරණයරසායන විද්යාව අධ්‍යයනය සඳහා මූලික සංකල්ප කිහිපයක් අත්‍යාවශ්‍ය වේ. ඉන් සමහරක් පහත පරිදිය.
පරමාණුව.
සංස්කරණයමූලද්රව්යයක මූලික ඒකකය පරමාණුවයි. ප්‍රෝටෝන(p) සහ නියුට්‍රෝනවලින්(n) සමන්විත ධන ආරෝපිත හරයක් (න්‍යෂ්ටිය) සහ එම ධන ආරෝපණය තුල්‍යය කිරීමට ප්‍රමාණවත් ඉලෙක්ට්‍රෝන(e) ප්‍රමාණයක් සහිත ස්කන්ධ සමූහයක එකතුව පරමාණුවක් නම් වේ. මූලද්‍රව්‍යයක රසායනික ගුණ යම් ප්‍රමාණයකට හෝ දැක්විය හැකි කුඩාම ව්‍යුහය ද පරමාණුවයි. මෙවන් ගුණ අතරට විද්‍යුත් සෘණතාව, අයනීකරණ විභවය, ඔක්සිකරණ තත්ව සංයුජතා අංකය සහ මූලික බන්ධන ක්‍රමය (උදා - ලෝහමය, අයනික හෝ සහසංයුජ බව)
මූලද්‍රව්‍යය
සංස්කරණයමූලද්රව්යය යන සංකල්පය රසායනික ද්‍රව්‍යය යන සංකල්පය හා බැ‍ඳේ. මූලද්‍රව්‍යයකට එහි න්‍යෂ්ටියේ අඩංගු ලාක්ෂණික ප්‍රෝටෝන සංඛ්‍යාවක් ඇත. මෙම අගය අදාල මූලද්‍රව්‍යයේ පරමාණුක ක්‍රමාංකය නම් වේ. උදාහරණයක් ලෙස න්‍යෂ්ටියේ ප්‍රෝටෝන 6 ක් අඩංගු සියළු පරමාණු කාබන් මූලද්‍රව්‍යයේ පරමාණු වන අතර න්‍යෂ්ටියේ ප්‍රෝටෝන 92 ක් පමණක් ඇති සියළු පරමාණු යුරේනියම් මූලද්‍රව්‍යයේ පරමාණු වේ. නමුත් න්‍යෂ්ටියේ අඩංගු නියුට්‍රෝන සංඛ්‍යාවෙන් එකිනෙකට වෙනස් වූ සමස්ථානි කිහිපයක් මූලද්‍රව්‍යයකට තිබිය හැක.
පරමාණුක ක්‍රමාංකය මත පදනම්ව මූලද්‍රව්‍ය වර්ගීකරණය කර ඇති ආවර්තිතා වගුව මූලද්‍රව්‍ය නිරූපණය සඳහා වඩාත් පහසුම ආකාරයයි. ආවර්තිතා වගුව අති දක්ෂ ලෙස සැලසුම් කර ඇති නිසා එහි කාණ්ඩ හෙවත් තීර සහ ආවර්ත හෙවත් පේලි ඔස්සේ ඇති මූලද්‍රව්‍ය ගොණු එක්කෝ රසායනික ගුණ ප්‍රදර්ශනය කරයි, නැතහොත් පරමාණුක අරය සහ විද්‍යුත් සෘණතාව වැනි ගුණයන්ගේ ක්‍රමවත් විචලනයක් දක්වයි. නම, සංකේතය හෝ පරමාණුක ක්‍රමාංකය ඇසුරෙන් සකස් කළ මූලද්‍රව්‍ය ලැයිස්තු ද පවතී.
සංයෝගය යනු නිශ්චිත මූලද්‍රව්‍ය නියමිත අනුපාතයකට අඩංගු වන නියමිත ආකාරයකට මූලද්‍රව්‍ය පරමාණු සකස් වීමෙන් සෑදී ඇති ද්‍රව්‍යයකි. සංයෝගයක සංයුතිය එහි මූලද්‍රව්‍ය අනුපාතය මතත් රසායනික ගුණ මූලද්‍රව්‍ය පරමාණු සකස් වී ඇති ආකාරය මතත් පදනම් වේ. උදාහරණයක් ලෙස ජලය ඔක්සිජන් හා හයිඩ්‍රජන් පරමාණු 1:2 අනුපාතයෙන් අන්තර්ගත , හයිඩ්‍රජන් පරමාණු දෙකකට මැදිව ඔක්සිජන් පරමාණුවක් පිහිටන, හයිඩ්‍රජන් , ඔක්සිජන් , හයිඩ්‍රජන් කෝණය 104.50 ක් වන අණුවලින් යුක්ත සංයෝගයකි. රසායනික ප්‍රතික්‍රියා මඟින් රසායනික සංයෝග නිපදවීම හා ඒවා නව සංයෝග බවට පරිවර්තනය කිරීම කළ හැක.
සංයෝග
සංස්කරණයනිශ්චිත ගුණ සහ නිශ්චිත සංයුතියකින් යුත් පදාර්ථයන් රසායන ද්‍රව්‍යයක් ලෙස හැඳින්වේ. නියමාකාරයෙන් සලකන කල්හි සංයෝග, මූලද්‍රව්‍ය හෝ සංයෝග හා මූලද්‍රව්‍ය අතර මිශ්‍රණයක් රසායන ද්‍රව්‍යයක් ලෙස හැඳින්විය නොහැක. එහෙත් එවැනි මිශ්‍රණයක් රසායනිකයක් ලෙස හැඳින්විය හැක. නමුත් අපට එදිනෙදා ජීවිතයේ හමුවන බොහෝ ද්‍රව්‍යයන් කිනම් හෝ ආකාරයක මිශ්‍රණයක් වේ. (උදා - වාතය, මිශ්‍ර ලෝහ , ජෛව ස්කන්ධ)
රසායනික භාෂා විධියේ වැදගත් ස්ථානයක් ද්රව්ය නාමකරණයට හිමි වේ. දළ වශයෙන් මෙය රසායනික සංයෝග නාමකරණ විධියක් සේ සැලකිය හැක. රසායනය ආරම්භ වූ අවධියේ විවිධ ද්රව්ය හා සංයෝග ඒවා සොයාගත්තවුන් විසින් නම් කිරීම සිදු වූ බැවින් අපහසු හා අවුල් සහගත තත්වයන් ඇති විය. නමුත් වර්තමාන IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) මඟින් හඳුන්වා දුන්නකි. මේ යටතේ රසායනික ප්‍රභේද නාමකරණය සඳහා නිශ්චිත ක්‍රමවේද හඳුන්වාදී තිබේ. මේ යටතේ කාබනික සංයෝග නාමකරණ ක්‍රමවේදය යටතේ කාබනික සංයෝගත් , අකාබනික සංයෝග නාමකරණ ක්‍රමවේදය ඔස්සේ අකාබනික සංයෝගත් නම් කිරීම සිදුවේ. මේ හැරුණු විට රසායනික ද්රව්ය සුචියක් ද Chemical Abstracts Service ආයතනය මඟින් හඳුන්වා දී තිබේ. මෙම ක්‍රමය යටතේ එක් එක් රසායනික සංයෝගය ඊට අදාල CAS ලියාපදිංචි අංකය නම් අංකයක් ඇසුරින් හඳුනාගැනේ.
අණුව
සංස්කරණයපරමාණුව හැරුණු විට ශුද්ධ රසායනික ද්‍රව්‍යක ලාක්ෂණික රසායනික ගුණ පෙන්වන , එනම් නිශ්චිත ද්රව්ය සමඟ නිශ්චිත රසායනික ප්‍රතික්‍රියා සමූහයකට සහභාගී වීමේ හැකියාව දරණ තවදුරටත් බෙදිය නොහැකි කුඩාතම කොටස අණුවක් නම් වේ. අයන මෙන් නොව අණු විද්‍යුත් වශයෙන් උදාසීනව පැවතිය හැක. ලාක්ෂණික වශයෙන් සහසංයුජ බන්ධනවලින් එකට බැඳුනු පරමාණු සහිත සියළු ඉලෙක්ට්‍රෝන බන්ධන තැනීමේ දී හෝ තනි තනිව යුගලනය වී ඇත, විද්‍යුත් වශයෙන් උදාසීන ව්‍යුහයක් අණුවක අඩංගු වේ.
අණුවක පරමාණුවල සාපේක්ෂ පිහිටුම සහ ඒවා අතර බන්ධන දක්වන ව්‍යුහයක් මෙම රූපයෙන් දැක්වේ.
අණුවක මූලික ලක්ෂණයක් වන්නේ එහි ව්‍යුහය හෙවත් ජ්‍යාමිතියයි. ද්වි, ත්‍රිත්ව හෝ චතුර් පරමාණුක අණුවල ව්‍යුහය එතරම් වැදගත් නොවිය හැකි නමුත් (මෙය බොහෝ විට රේඛීය, කෝණික හෝ පිරමිඩාකාර වේ) පරමාණු 6කට වැඩි සංඛ්‍යාවක් (විවිධ මූලද්‍රව්‍යවල) අඩංගු බහු පරමාණුක අණුවල හැඩය එහි රසායනික ස්වභාවයට අතිශය වැදගත් විය හැක.
මවුලය
සංස්කරණයකිසියම් ද්‍රව්‍යයක මවුලයක් යනු , බන්ධනය නොවූ, භූමි අවස්ථාවේ පවතින කාබන් - 12 පරමාණු ඇති කාබන් -12 නියැදියක 0.012 kilogram (or 12 grams) ක අඩංගු වන කාබන් - 12 පරමාණු සංඛ්‍යාවට සමාන සංඛ්‍යාවකි. මෙම සංඛ්‍යාව ඇවගාඩ් රෝ නියතය ලෙස හැඳින්වෙන් අතර ප්‍රත්‍යක්ෂ මූලව තීරණය කරනු ලැබේ. වර්තමානයේ මේ සඳහා පිළිගත් අගය වන්නේ 6.02214179(30)×1023 mol-1 (2007 CODATA ඇසුරින්) යන්නයි. මවුලයක් බොහෝ දුරට දුසිමක් හා සම ලක්ෂණ සහිත නිරපේක්ෂ (ඒකක රහිත) සංඛ්‍යාව වන අතර ඕනෑම මූලික වස්තූන් ප්‍රමාණයක් ගණනය කිරීමට යොදාගත හැක. නමුත් මවුලය බොහෝ දුරට උප පරමාණුක හා අණුක ව්‍යුහ ආශ්‍රිත ගණනය කිරීම් සඳහා පමණක් යොදා ගැනේ.
කිසියම් ද්‍රව්‍යයක ද්‍රාවණයක එක් ලීටරයක් තුළ අඩංගු එම ද්‍රව්‍යයේ මවුල ප්‍රමාණය ද්‍රාවණය තුළ එම ද්‍රව්‍යයේ මවුලිකතාව නම් වේ. භෞතික රසායනයේ දී ද්‍රාවණය සාන්ද්‍රණය ප්‍රකාශ කිරීමට පොදුවේ යොදාගන්නා ඒකකය මවුලිකතාවයි.
අයන සහ ලවණ
සංස්කරණයඅයනයක් යනු ඉලෙක්ට්‍රෝන එකක් හෝ වැඩි සංඛ්‍යාවක් ලබාගැනීම හෝ පිට කිරීම නිසා ආරෝපිත තත්වයට පත් ව ඇති පරමානුක හෝ අණුක ප්‍රභේදයකි. ධන ආරෝපිත කැටායන (උදා - Na+සෝඩියම් කැටායන) සහ සෘණ ආරෝපිත ඇනායන (Cl− වැනි ඇනායන) එක්ව උදාසීන ස්ඵටිකරූපී ලවණ දැලිසක් නිර්මාණය විය හැක. (උදා - NaCl - සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ්) අම්ල භෂ්ම ප්‍රතික්‍රියාවලදී තවදුරටත් බිඳ නොවැටෙන බහු පරමාණුක අයන සඳහා හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (OH−) සහ පොස්පේට් (PO43−) අයන උදාහරණ වේ.
වායු අවස්ථාවේ පවතින අයන ප්ලාස්මා ලෙස හැඳින්වේ.
කලාපය
සංස්කරණයවිවිධ රසායනික වර්ගීකරණයන්වලදී භාවිතා වන රසායනික ලක්ෂණ හැරුණු විට රසායන ද්රව්ය විවිධ කලාපවල පවතී. බොහෝ විට රසායනික වර්ගීකරණය මෙම කලාප වර්ගීකරණයන්ගෙන් ස්වායත්ත වේ. එහෙත් සමහර අසාමාන්‍ය කලාපයන් නොයෙක් රසායනික ලක්ෂණ හා නොගැලපෙන හැසිරීම් පෙන්විය හැක. කලාපයක් යනු කිසියම් රසායනික පද්ධතියක උෂ්ණත්වය හෝ පීඩනය වැනි තත්ව පරාසයක් යටතේ සමාන ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ පෙන්වන තත්වයන් සමූහයක් වේ. කිසියම් කලාපයක් තුළ දී ද්‍රව්‍යයක් එම කලාපයට නියමිත භෞතික ලක්ෂණ සමූහයක් පෙන්වනු ලබයි. මෙවැනි ලක්ෂණ සඳහා ඝනත්වය, වර්තනාංකය උදාහරණ වේ. ද්‍රව්‍යයක කලාපය එහි කලාප සංක්‍රමණය මත නිර්ණය කෙරේ. කලාප සංක්‍රමණ යනුවෙන් හැඳින්වෙන්නේ පද්ධතියකට සපයන හෝ ඉන් ඉවත් වන ශක්තිය නිසා පද්ධතියේ නිතර තත්වයන් වෙනස් වීම වෙනුවට පද්ධතියේ ව්‍යුහයේ නැවත සකස් වීම් ඇති වන අවස්ථාවන්ය.
සමහර අවස්ථාවලදී ද්‍රව්‍යයක කලාප දෙකක් අතර පැහැදිලි සීමාවක් පැවතිම වෙනුවට කලාප දෙක අතර ක්‍රමයෙන් සන්තතිකව සිදුවන වෙනස්වීමක් දැකිය හැක. මෙවන් අවස්ථා අත්‍යවධි තත්ව වේ. මෙම තත්වයන් මත පදනම්ව අවස්ථා තුනක් හමුවන අචල ලක්ෂ්‍යය ත්‍රික ලක්ෂය නම් වන අතර මෙය යොදා ගෙන තත්වයන් සමූහයක් අර්ථ දැක්වීම පහසුවෙන් කළ හැක.
කලාප සඳහා සුලභම උදාහරණ ඝන ද්‍රව සහ වායු කලාප වේ. බොහෝ ද්‍රව්‍යයයන්ට ඝන කලාප කිහිපයක් ඇත. උදාහරණයක් ලෙස පීඩනය හා උෂ්ණත්වය මත පදනම්ව විචලනය වන ඇල්ෆා, ගැමා හා ඩෙල්ටා යනුවෙන් කලාප 3ක් යකඩ සඳහා පවතී. ඝන කලාපයන් අතර පවතින මූලික වෙනස්කමක් වනුයේ ඒවායේ පරමාණුක සකස් වී ඇති ආකාරය හෙවත් ස්ඵටික ව්‍යුහයයි. චුම්භක, අණු චුම්භක හා අයශ් චුම්භක කලාපත්, ප්ලාස්මා, කලාපය, බෝස් අයින්ස්ටයින් ඝනීභවිතය සහ ෆර්මියානු සනීභවිතයන් වඩාත් දුලභ හා අසාමාන්‍ය කලාප සඳහා නිදසුන් වේ. බොහෝ කලාපයන් ත්‍රිමාණ පද්ධතීන් හා බැඳී ඇති නමුත් එම කලාපවල ප්‍රතිසමක අවස්ථා ද්විමාන පද්ධති සඳහා යෙදිය හැකි වන අතර, ජීව විද්‍යාත්මක පද්ධති සඳහා මෙම ප්‍රතිසමක වැදගත් වේ.
රසායනික බන්ධන
සංස්කරණයපරමාණුක හා අණුක ඉලෙක්ට්‍රෝන කාක්ෂික
සංස්කරණයඅණුවක ඉලෙක්ට්‍රෝන එකට බැඳී ඇති ආකාරය තේරුම් ගැනීම සඳහා යොදාගන්නා සංකල්පය රසායනික බන්ධන නම් වේ. මෙය පරමාණුක න්‍යෂ්ටියේ අඩංගු ධන ආරෝපණ සහ ඒ වටා දෝලනය වෙමින් පවතින සෘණ ආරෝපණ අතර බහු ධ්‍රැවීය තුල්‍යතාවයක් සේ සිතිය හැක. (සරල ආකර්ෂණ හා විකර්ෂණයන්ට වඩා) ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ශක්තීන් සහ පැතිරීම තවත් පරමාණුවක් හා බන්ධන තැනීමට ඉලෙක්ට්‍රෝනයකට ඇති හැකියාව නිරූපණය කරයි. මෙම විභවයන් අණු හා ස්ඵටිකවල පරමාණු එකට බැඳ තබා ගන්නා අන්තර්ක්‍රියා ඇති කිරීමට හේතු වේ. බොහෝ සරල සංයෝගවල අණුක ව්‍යුහය හා සංයුතිය ගැන අනාවැකි පළ කිරීම සඳහා සංයුජතා බන්ධනවාදය, සංයුජතා කවච ඉලෙක්ට්‍රෝන යුගල විකර්ෂණ ආකෘතිය (VSEPR) සහ ඔක්සිකරණ අංකය පිළිබඳ සංකල්පය යොදාගත හැක. බොහෝ අයනික ව්‍යුහ සඳහා ද මෙවැනිම පැරණි භෞතික විද්‍යා සංකල්ප ඇසුරින් අනාවැකි පළ කළ හැක. ලෝහ සංකීර්ණ වැනි වඩාත් සංකීර්ණ සංයෝග සඳහා සංයුජතා බන්ධන වාදය යෙදිය නොහැකි අතර ඒ වෙනුවට ප්‍රධාන වශයෙන්ම ක්වොන්ටම් රසායන විද්යාව මත පදනම් වූ අණුක කාක්ෂික වාද වැනි විකල්ප ක්‍රම යොදාගත යුතු වේ. (ඉලෙක්‍ ට්‍රෝන කාක්ෂික පිළිබඳ රූප සටහන අධ්‍යයනය කරන්න)
රසායනික ප්‍රතික්‍රියා
සංස්කරණයකිසියම් රසායන ද්‍රව්‍යයක් තවත් රසායන ද්‍රව්‍යයක් හෝ ශක්ති ප්‍රභේදයක් සමඟ ඇතිවන අන්තර්ක්‍රියාවක් හේතුවෙන් පරිණාමනය වීමේ ක්‍රියාවලිය හා බැඳුණු රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව නම් වේ. මෙවැනි රසායනික ප්‍රතික්‍රියා ස්වාභාවිකව සිදුවීම හෝ විද්‍යාගාරයක් තුළ විශේෂයෙන් පිළියෙල කළ බඳුන් තුළ රසායනඥයන්ගේ උත්සාහයෙන් සිදුවිය හැක. මෙහිදී රසායනාගාරවල බොහෝ විට යොදා ගැනෙන බඳුන් වන්නේ රසායනාගාර වීදුරු උපකරණයි. මෙවැනි රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී අණුවක් හරහා හෝ ඒ තුළ පරමාණු ඇසිරීම වෙනස්වීම / නැවත සකස් වීම අණු විඝටනය හෙවත් වඩාත් කුඩා අණු 2ක් හෝ වැඩි ගණක් බවට බිඳී යාම හෝ අණු එක්ව තව අණු නිර්මාණය වීම සිදුවිය හැක. රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී බොහෝ විට රසායනික බන්ධන බිඳීම හෝ හට ගැනීම සිදුවේ. බහුලව භාවිතා වන රසායනික ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රම අතරට ඔක්සිකරණය , ඔක්සිහරණය, විඝටනය, අම්ල - භෂ්ම උදාසීනීකරණය සහ අණුකව නැවත සකස් වීම් යනාදිය අයත්ය.
රසායනික සමීකරණයක් මඟින් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සංකේතාත්මක නිරූපණය කළ හැක. න්‍යෂ්ටික නොවන රසායනික සමීකරණයක දෙපස පරමාණු සංඛ්‍යා සහ වර්ග සමාන වන නමුත් න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාවක් සඳහා මෙය සත්‍ය වන්නේ ප්‍රෝටෝන හා නියුට්‍රෝන වැනි න්‍යෂ්ටික අංශු සඳහා පමණි.
රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී රසායනික බන්ධන නැවත සකස්වීමේ ක්‍රියාවලිය සිදුවන පියවර අනු පිළිවෙල එහි යාන්ත්‍රණය ලෙස හැඳින්වේ. රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් එකිනෙකට වෙනස් සීග්‍රතා සහිත පියවර කිහිපයක් ඔස්සේ සිදුවන සේ සැලකිය හැක. මේ අනුව විවිධ ස්ථායීතාවයන් සහිත ප්‍රතික්‍රියා අතරමැදි සංයෝග ගණනාවක් ප්‍රතික්‍රියාවක් අතරතුර ඇති විය හැක. ප්‍රතික්‍රියාවක චාලක යාන්ත්‍රණය සහ සාපේක්ෂ ප්‍රතිඵල මිශ්‍රණය පැහැදිලි කිරීම සඳහා ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණ යෝජනා කෙරේ. බොහෝ භෞතික රසායනඥයින් විවිධ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා පිළිබඳ අධ්‍යයනය කර ඒවාට අනුරූප ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණ යෝජනා කිරීම සඳහා විශේෂඥයෝ වෙති . රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සඳහා යාන්ත්‍රණයක් ඉදිරිපත් කිරීමේ දී වුඩ්වර් - හොෆ්මන් නීති වැනි ප්‍රත්‍යක්ෂ මූල නීති කිහිපයක් බොහෝ විට වැදගත් වේ.
රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සඳහා වඩාත් සියුම් අර්ථ කථයනයක් වන්නේ එය රසායනික ප්‍රභේදයක අන්තර් පරිවර්තනයට හේතු වන ක්‍රියාවලියන්ය යන්නයි. මෙම අර්ථ දැක්වීමට අනුව රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් මූලික ප්‍රතික්‍රියාවක් හෝ පියවරමය ප්‍රතක්‍රියාවක් විය හැක. ප්‍රතික්‍රියාවට සහභාගී වන ප්‍රහේදයන්හි අන්තර් පරිවර්තනය පරීක්ෂණාත්මකව නිරීක්ෂණය කළ හැකි අවස්ථා පමණක් මෙම අර්ථ දැක්වීමට අයත් වන බව ද නියම වී තිබේ. මෙම අර්ථ දැක්වීමෙන් දැක්වෙන ආකාරයටම මෙවැනි නිරීක්ෂණය කළ හැකි ප්‍රතික්‍රියා බොහෝ විට අණුක භූතාර්ථ ගණනාවක් අතර සිදුවේ. නමුත් මෙය ඒක අණුක භූතාර්ථයන්හි සිදුවන විපර්යාස සඳහා ද යොදා ගැනීම සංකල්පිතව වඩාත් පහසු වේ. (උදා - අන්වීක්ෂය /අත්‍යන්ත රසායනික ක්‍රියාවලි)
ශක්තිය
සංස්කරණයරසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීමේ දී අනිවාර්යයෙන්ම ඊට සහභාගී වූ ප්‍රතික්‍රියකවල ශක්තියේ අඩු වීමක් හෝ වැඩිවීමක් සිදුවේ. තාපය හෝ ආලෝකය ලෙස ප්‍රතික්‍රියාවක දී ප්‍රතික්‍රියක හා පරිසරය අතර ශක්තිය යම් ප්‍රමාණයක් හුවමාරු වන බැවින් ප්‍රතික්‍රියාවේ ඵලවල ශක්තිය ප්‍රතික්‍රියකවල ශක්තිය වඩා අඩු හෝ වැඩි විය හැක. ප්‍රතික්‍රියාවක ඵල ශක්තියෙන් ප්‍රතික්‍රියකවලට වඩා අඩු වේ නම් එවන් ප්‍රතික්‍රියා තාපදායක ප්‍රතික්‍රියා ලෙසත් ආරම්භක ප්‍රතික්‍රියකවලට වඩා අවසාන ඵලවල ශක්තිය වැඩි ප්‍රතික්‍රියා තාපාවශෝෂක ලෙස ද හැඳින්වේ.
රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීම සඳහා ප්‍රතික්‍රියක සක්‍රියන ශක්තිය ලෙස හැඳින්වෙන ශක්ති බාධකය බිඳ හෙලීමට ප්‍රමාණවත් ශක්තියක් ගොඩනඟා ගැනීම අත්‍යාවශ්‍ය වේ. දෙන ලද T උෂ්ණත්වයකදී ප්‍රතික්‍රියාවක සීඝ්‍රතාව බෝල්ට්ස්මාන් ඝනත්ව සාධකය e − E / kT (හෙවත් දෙන ලද T උෂ්ණත්වයේ දී ප්‍රතික්‍රියක අණුවක් සතු ශක්තිය ප්‍රතික්‍රියාවේ සක්‍රියන ශක්තිය E ට සමාන හෝ වැඩි වීමේ සම්භාවිතාවය) මඟින් ප්‍රතික්‍රියාවේ සක්‍රියන ශක්තිය වන E හා බැඳී තිබේ. මෙසේ ප්‍රතික්‍රියා සීඝ්‍රතාව ඝාතීය ලෙස උෂ්ණත්වය මත පරායත්ත වීම ආහීනියස් සමීකරණය මඟින් දෙනු ලැබේ. ප්‍රතික්‍රියාවකට අවශ්ය සක්‍රියන ශක්තිය තාපය, ආලෝකය, විද්‍යුතය, යාන්ත්‍රික ශක්තිය (අති ධ්වනි තරංග ආකාරයට) ආදී ඕනෑම එකකට මේ හැකියාව පවතී.
රසායනික තාපගති විද්‍යාවේ දී එන්ට්‍රොපිය ද අන්තර්ගත නිදහස ශක්තිය පිළිබඳ සංකල්පය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීමට ඇති හැකියාව ගැන අනාවැකි පල කිරීමට සහ රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක සමතුලිතතා තත්ව නිර්ණය කිරීමේ දී ඉතා වැදගත් වේ. කිසියම් ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීම සඳහා එම ප්‍රතික්‍රියාවට අදාලව ගිබ්ස් නිදහස් හක්ති වෙනස ඍණ අගයක් විය යුතු අතර එය ශුන්‍ය වේ නම් ප්‍රතික්‍රියාව සමතුලිතතාවයේ පවතී යැයි කියනු ලැබේ.
ඉලෙක්ට්‍රෝන , පරමාණු සහ අණු සඳහා තිබිය හැකි ශක්ති අගයන් නිශ්චිත සීමිත සංඛ්‍යාවක් පවතීත මෙම අගයයන් බැඳුණු පද්ධතියක ශක්තියක් ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව ඇසුරින් ක්වොන්ටමීකරණය මඟින් ලබා ගනු ලැබේ. උච්ච ශක්ති මට්ටම්වල පවතින පරමාණු සහ අණු උත්තේජිත තත්වයේ පවතී යැයි කියනු ලැබේ. උත්තේජිත තත්වයේ පවතින අණු / පරමාණු බොහෝ විට වඩාත් ප්‍රතික්‍රියාශීලී වේ. එනම් වඩාත් පහසුවෙන් ප්‍රතික්‍රියාවලට සහභාගී වේ.
කිසියම් ද්‍රව්‍යයක කලාපය හැමවිටම එය හා එය අවට පරිසරයේ ඇති ශක්තිය නිර්ණය වේ. කිසියම් ද්‍රව්‍යයක අන්තර් අණුක බල අවට පරිසරයේ ඇති ශක්තියෙන් බිඳ හෙලිය නොහැකි තරම් ප්‍රභල වූ විට එම ද්රව්ය ද්‍රව හෝ ඝන වැනි වඩාත් සංවිධානාත්මක කලාපයකට අයත් වේ. ජලය මේ සඳහා උදාහරණයක් සේ ගත හැක. ජල අණු එකිනෙක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන මඟින් බැඳී ඇති හෙයින් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ජලය ද්‍රවයක්‍ වේ. එහෙත් අන්තර් අණුක බල වඩාත් දුර්වල ද්වී ධ්‍රැව ද්විධ්‍රැව බන්ධන වන හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ් සාමාන්ය පීඩනයේ දී කාමර උෂ්ණත්වයේ දී වායුවක් වේ.
එක් රසායනික ද්‍රව්‍යයක සිට තවෙකක් වෙත ශක්තිය සම්ප්‍රේෂණය වීම එක් ද්‍රව්‍යයක් මගින් නිකුත් කරන ශක්ති ක්වොන්ටමයේ ප්‍රමාණය මත රඳා පවතී. කෙසේ නමුත් තාප ශක්තිය බොහෝ දුරට ඕනෑම ද්‍රව්‍යයක සිට තවෙ‍කකට ඉතා පහසුවෙන් ගලා යයි. මීට හේතුව ද්‍රව්‍යයක කම්පන හා භ්‍රමණ ශක්ති මට්ටම් එකිනෙකට ඉතා ළඟින් පිහිටීමයි. නමුත් ඉලෙක්ට්‍රෝන ශක්ති මට්ටම් අතර පරතරයන් තාප ශක්ති මට්ටම් පරතරයන් තරම් කුඩා නොවන හෙයින් විද්‍යුත් ශක්තිය හෝ පාරජම්බුල විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණ ශක්තීන් තාප ශක්තිය තරම් පහසුවෙන් හුවමාරු නොවේ.
විවිධ රසායනික ද්‍රව්‍යවලට විවිධ ලාක්ෂණික ශක්ති මට්ටම් පිහිටීම ඒවා විවිධ වර්ණාවලීන්හි වර්ණාවලි රේඛා අධ්‍යයනය මඟින් හඳුනාගැනී‍මේ දී යොදා ගැනේ. මෙම ක්‍රියාවලි වර්ණාවලීක්ෂණය නම් වේ. මේ සඳහා විවිධ විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණ පරාස යොදා ගැනේ. IR (අධෝරක්ත කිරණ) , ක්ෂුද්‍ර තරංග , NMR හා ESR මේ සඳහා උදාහරණ වේ. වර්ණාවලීක්ෂය මගින් ළඟා විය නොහැකි වස්තූන් වන තාරකා සහ මන්දාකිණිවල සංයුතිය ඒවා මගින් නිකුත් වන විකිරණ ඇසුරින් නිර්ණය කිරීමට භාවිතා කෙරේ. (වැඩිදුර විස්තර සඳහා “වර්ණාවලීක්ෂණය” බලන්න)
ග්‍රන්ථ නාමාවලිය
සංස්කරණය- Atkins, Peter; de Paula, Julio (2009) [1992]. Elements of Physical Chemistry (5th ed.). නිව්යෝක්: ඔක්ස්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලය. ISBN 978-0-19-922672-6.
{{cite book}}: Invalid|ref=harv(help) - Burrows, Andrew; Holman, John; Parsons, Andrew; Pilling, Gwen; Price, Gareth (2009). Chemistry3. ඉතාලිය: ඔක්ස්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලය. ISBN 978-0-19-927789-6.
{{cite book}}: Invalid|ref=harv(help) - Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2008) [2001]. Inorganic Chemistry (3rd ed.). හර්ලෝ, එසෙක්ස්: Pearson Education. ISBN 978-0-13-175553-6.
{{cite book}}: Invalid|ref=harv(help)
වැඩිදුර කියවීම
සංස්කරණය- ජනප්‍රිය කියවීම
- Atkins, P.W. Galileo's Finger (Oxford University Press) ISBN 0-19-860941-8
- Atkins, P.W. Atkins' Molecules (Cambridge University Press) ISBN 0-521-82397-8
- Kean, Sam. The Disappearing Spoon - and other true tales from the Periodic Table (Black Swan) London, 2010 ISBN 978-0-552-77750-6
- Primo Levi|Levi, Primo The Periodic Table (Penguin Books) [1975] translated from the Italian by Raymond Rosenthal (1984) ISBN 978-0-14-139944-7
- Stwertka, A. A Guide to the Elements (Oxford University Press) ISBN 0-19-515027-9
- "අදහස් වල ඉතිහාසයේ ශබ්දකෝෂය".
- හඳුන්වාදීමේ උපාධි අපේක්ෂක පෙළ පොත්
- Atkins, P.W., Overton, T., Rourke, J., Weller, M. and Armstrong, F. Shriver and Atkins inorganic chemistry (4th edition) 2006 (Oxford University Press) ISBN 0-19-926463-5
- Chang, Raymond. Chemistry 6th ed. Boston: James M. Smith, 1998. ISBN 0-07-115221-0.
- Voet and Voet Biochemistry (Wiley) ISBN 0-471-58651-X
- උසස් උපාධි අපේක්ෂක මට්ටමේ හෝ උපාධිධාරී පෙළ පොත්
- Atkins, P.W. Physical Chemistry (Oxford University Press) ISBN 0-19-879285-9
- Atkins, P.W. et al. Molecular Quantum Mechanics (Oxford University Press)
- McWeeny, R. Coulson's Valence (Oxford Science Publications) ISBN 0-19-855144-4
- Pauling, L. The Nature of the chemical bond (Cornell University Press) ISBN 0-8014-0333-2
- Pauling, L., and Wilson, E. B. Introduction to Quantum Mechanics with Applications to Chemistry (Dover Publications) ISBN 0-486-64871-0
- Smart and Moore Solid State Chemistry: An Introduction (Chapman and Hall) ISBN 0-412-40040-5
- Stephenson, G. Mathematical Methods for Science Students (Longman) ISBN 0-582-44416-0