અણુ

અણુ (molecule) : રાસાયણિક સંયોજનનો, તેના સંઘટન (composition) તથા રાસાયણિક ગુણધર્મોને પ્રતિબિંબિત કરતો નાનામાં નાનો મૂળભૂત (fundamental) એકમ. રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં આ કણ ભાગ લે છે. અણુનું વિભાજન થતાં મૂળ પદાર્થ કરતાં ભિન્ન સંઘટન અને ભિન્ન રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવતા કણો કે પરમાણુઓ મળે છે.

પરમાણુઓ એકબીજાની પાસે આવે છે ત્યારે તેમનાં ઋણભારવાહી ઇલેક્ટ્રૉન વાદળો (કક્ષકો, orbitals) વચ્ચે તથા આ વાદળોની તેમના ધનભારવાહી કેન્દ્રો (nucleus) સાથે પારસ્પરિક ક્રિયા થાય છે. આ ક્રિયાને પરિણામે સમગ્ર પ્રણાલીની ઊર્જામાં ઘટાડો થાય તો, પરમાણુઓ વચ્ચે રાસાયણિક બંધ શક્ય બને છે અને અણુનું સર્જન થાય છે. અણુમાંના પરમાણુઓ રાસાયણિક બંધરૂપી મજબૂત બળોથી જોડાયેલ હોઈ તે એક સ્વતંત્ર એકમ તરીકે વર્તે છે.

ઉમદા (noble) વાયુઓના અણુમાં ફક્ત એક જ પરમાણુ હોય છે. તેથી આ અણુઓ એક-પરમાણુક (monatomic) અણુઓ કહેવાય છે (દા.ત., He, Ne). સામાન્ય વાયુઓના અણુમાં બે પરમાણુઓ હોય છે (દા.ત., O₂, N₂). આવા અણુઓ સમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણુક (homonuclear diatomic) અણુઓ કહેવાય છે. બે ભિન્ન પરમાણુઓ ધરાવતા અણુઓ વિષમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણુક (hetero-nuclear diatomic) અણુઓ તરીકે ઓળખાય છે (દા.ત., HCl). બેથી વધુ પરમાણુઓ ધરાવતા અણુઓ બહુપરમાણુક (polyatomic) અણુઓ તરીકે ઓળખાય છે (દા.ત., CO₂, C₅H₁₂). બહુલકો(polymers)ના અણુઓમાં હજારો પરમાણુઓ ગોઠવાયેલા હોય છે.

કોઈ પણ અણુમાં રહેલ પરમાણુઓનું પ્રમાણ ચોક્કસ હોય છે. દા.ત., પાણી(H₂O)ના અણુમાં હંમેશાં ઑક્સિજનના એક પરમાણુની સાથે હાઇડ્રોજનના બે પરમાણુઓ જોડાયેલા હોય છે. પરમાણુઓ એક કરતાં વધુ પ્રમાણમાં જોડાઈને એકથી વધુ પ્રકારના અણુઓ બનાવે છે. દા.ત., હાઇડ્રોજનના બે પરમાણુઓ, ઑક્સિજનના બે પરમાણુઓ સાથે જોડાઈને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ(H₂O₂)નો અણુ આપે છે.

વિવિધ પરમાણુઓનું એક જ પ્રમાણ ધરાવતા એક કરતાં વધુ પ્રકારના અણુઓ શક્ય છે. આમ થવાનું કારણ અણુમાં રહેલ પરમાણુઓની ગોઠવણીમાં રહેલી ભિન્નતા છે. દા.ત., બે કાર્બન, બે ઑક્સિજન અને છ હાઇડ્રોજન બે પ્રકારે ગોઠવી શકાતા હોઈ બે પ્રકારના અણુઓ અને તેથી બે પ્રકારના પદાર્થો શક્ય બને છે : (1) ઇથાઇલ આલ્કોહૉલ (CH₃CH₂OH) અને (2) ડાઈ મિથાઇલ ઈથર (CH₃OCH₃). બંનેનું અણુસૂત્ર સમાન C₂H₆O છે. આ ઘટના સમઘટકતા (isomerism) તરીકે ઓળખાય છે. આ રીતે અણુમાંના પરમાણુઓની ગોઠવણી પદાર્થના ગુણધર્મો નક્કી કરવામાં અગત્યની છે. આ ઉપરાંત અણુઓની ગોઠવણી પદાર્થના સ્થૂળ ગુણો નક્કી કરવામાં પણ અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. પાણી પ્રવાહી છે, કારણ કે પાણીમાં તેના અણુઓ ઝૂમખા રૂપે [(H₂O)n] રહેલા છે. રેસાઓ, રબર વગેરેના વિશિષ્ટ ગુણો તેમાં રહેલા અણુઓની વિશિષ્ટ ગોઠવણીને આભારી છે.

બધા જ પદાર્થોમાં સુસ્પષ્ટ (distinct) અણુઓ રહેલા હોતા નથી. દા.ત., મીઠાના સ્ફટિકોમાં દરેક સોડિયમ આયન (Na+) છ ક્લોરાઇડ આયન (Cl–) વડે ઘેરાયેલો હોય છે અને દરેક ક્લોરાઇડ આયન છ સોડિયમ આયન વડે ઘેરાયેલો હોય છે. આ રચનામાં NACl જેવું જૂથ (aggregate) અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી. આવા પદાર્થોનું સૂત્ર તેમાં રહેલ પરમાણુઓનું પ્રમાણ દર્શાવે છે; દા.ત., NaCl.

અણુમાં રહેલ પરમાણુઓ વચ્ચેના રાસાયણિક બંધની લંબાઈ તથા બંધો વચ્ચેના ખૂણા અગત્યના છે. તેના ઉપરથી અણુનો આકાર નક્કી કરી શકાય છે. દા.ત., H₂માં HH અંતર 0.74 Å અને H₂Oમાં HOH ખૂણો 104° છે. અણુમાંના પરમાણુઓને અલગ કરવા માટે રાસાયણિક બંધ તોડવા પડે છે અને આ માટે ઊર્જા જરૂરી છે. દા.ત., H₂ના અણુના બે H પરમાણુઓને અલગ કરવા માટે 104 કિ.કે. ઊર્જા જરૂરી છે. અણુની રચનાઆકારના અભ્યાસમાં સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી ઘણી ઉપયોગી છે.

અણુભાર, અણુમાં રહેલ ઘટકોના પરમાણુભારના સરવાળા જેટલો હોય છે. દા.ત., એમોનિયા(NH₃)નો અણુભાર 1 × 14 + 3 × 1 = 17 છે. એટલે 17 ગ્રામ, એમોનિયાનો એક ગ્રામ અણુભાર અથવા એક મોલ છે.

રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં અણુઓમાંના પરમાણુઓ જુદા પડીને નવીન અણુઓ રચે છે.

ઇન્દ્રવદન મનુભાઈ ભટ્ટ

પ્રહ્લાદ બે. પટેલ