අණුව හා අණුකභාරය
ඕනෑ ම ද්‍රව්‍යයක ස්වාධීනව පැවතීමට පුළුවන් වූ ඉතාමත් කුඩා අංශුව අණුවයි. අණුවක් සෑදී තිබෙන්නෙ නිතර ම පාහේ පරමාණු (පරමාණුව (බ.)) කිහිපයකිනි.
පරමාණුව යන නාමය ව්‍යවහාර කරනු ලබන්නේ මූලද්‍රව්‍ය (බ.) පිළිබඳව පමණකි. එහෙත් අණුව යන්න මූලද්‍රව්‍ය පිළිබඳවත් රසායනික සංයෝග පිළිබඳවත් යොදනු ලැබේ. බොහෝ මූලද්‍රව්‍යයන්ගේ එක් එක් අණුවක පරමාණු එකකට වඩා තිබේ. ඔක්සිජන් අණුව පරමාණු දෙකකින් යුක්තය. එහෙයින් ඔක්සිජන් අණුව පරමාණු සූත්‍රය O2 වශයෙන් ලියනු ලැබේ. හයිඩ්රජන්, නයිට්රජන්, ක්ලෝරීන් වැනි මූලද්‍රව්‍යවල ද අණුවක් පරමාණු දෙකකින් යුක්තය. ආගන්වල (බ.) සහ වායුගෝලයේ තිබෙන අනිකුත් විරල වායුවල එක අණුවක් එක පරමාණුවකින් ම යුක්ත වෙයි. එහෙත් ඕසෝන් (බ.) අණුව සෑදී තිබෙන්නෙ පරමාණු තුනකිනි. පොස්පරස් (බ.) වාෂ්ප අණුවක පරමාණු හතරක් ද ගෙන්දගම් (බ.) වාෂ්ප අණුවක පරමාණු හයක් හෝ අටක් ද තිබේ. සංයෝගයක අණුවක පරමාණු දෙකකට අඩු ගණනක් තිබිය නොහැකිය. එහෙත් සංයෝගයක අණුවක තිබිය හැකි වැඩිම පරමාණු ගණනට සීමාවක් නැත. පිෂ්ට (පිෂ්ටය (බ.)) අණුවක යටත් පිරිසෙයින් පරමාණු 10,000ක් පමණ අඩංගු වන්නට පුළුවන. ඇල්බියුමන් අණුවක මීටත් වඩා පරමාණු සංඛ්‍යාවක් තිබෙන්ට පුළුවන (ප්‍රෝටීන් බ.).
අණුව යනු සාමාන්‍යයෙන් තනි ස්වාධින පරමාණුවක් හෝ සාපේක්ෂ ලෙස බලන කල දැඩි සංයුජතා බල හේතුකොටගෙන එකට රාශි වී පවත්නා පරමාණු සමූහයක් හෝ වශයෙන් ද අර්ථ දැක්වීමට පුළුවන (සංයුජතාව බ.). සංශුද්ධ ද්‍රව්‍යයක් සෑදී තිබෙන්නෙ සමස්ථානිකයන් (බ.) හේතුකොට ඇතිවන ස්වල්ප මාත්‍ර වෙනස්වීම් හැරුණවිට අනික් සෑම අතින් ම එකිනෙකට සමාන වූ වෙන් වෙන්ව පවත්නා ස්වාධීන අණු රාශියකිනි. මේ අණු දෙකක් අතර පවත්නා යම් බලයක් වේ නම් එය ඉතා දුර්වල එකකි. මෙයින් පෙනෙන්නේ යම් ද්‍රවයක් එන්ට එන්ට ම කුඩා වන කුඩා කොටස් බවට කඩමින් ගියහොත් අණුව දක්වා පැමිණෙන තෙක් එහි සංයුතිය හෝ රසායනික ගුණ හෝ වෙනස් නොවන බවයි. අණුව ද බිඳීමට පිළිවන. එහෙත් එසේ කිරීමෙන් ලැබෙන ඊටත් කුඩා අංශූහු සංයුතිය අතින් ද නිතරම පාහේ රසායනික ගුණ අතින් ද මුල් ද්‍රව්‍යයෙන් වෙනස් වෙත්.
ඝන ද්‍රව්‍ය බොහොමයක් සෑදී තිබෙන්නෙ තනි තනි අණු ගණනකින් වුව ද කෑමට ගන්නා ලුණු (සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ්) වැනි සමහර ස්ඵටික ද්‍රව්‍ය සෑදී තිබෙන්නේ මීට ඉදුරා ම වෙනස් ආකාරයකිනි. සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් ස්ඵටිකයක් සෑදී තිබෙන්නේ සෝඩියම් අයන හයක් ද ක්ලෝරයිඩ් අයනයක් වටා සම දුරින් පිහිටි සෝඩියම් අයන හයක් ද ඇතිවන පරිදි සෝඩියම් අයන සහ ක්ලෝරයිඩ් අයන පිහිටීමෙනි. (ස්ඵටික ශාස්ත්‍රය බ.). මේ හේතුකොටගෙන සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් අණුවක් වශයෙන් සැලකිය හැකි පරමාණු සමූහයක් නොමැතියි.
අණුව ඉතා කුඩා එකකි. සාමාන්‍ය ක්‍රමවලින් එහි තරම මැනිය නොහැකිය. එහෙත් ඇතැම් ක්‍රමවලින් මැනීමෙන් සාමාන්‍ය අණුවක දිග සෙමි. 10-6ත් 10-7ත් අතර යැයි දැනගෙන තිබේ. ඇතැම් ප්‍රෝටීන් අණු මීට වඩා විශාලය. ප්‍රෝටීන් අණු කීපයක් ඉලෙක්ට්‍රෝන් අණවික්ෂයේ (අන්වීක්ෂය (බ.)) උපකාරයෙන් දැක ගත හැකිවී තිබේ.
සාමාන්‍ය අණුවක බර ග්රෑම් 10-23ත් 10-20ත් අතරය. මෙය ඉතා ම සුළු බරක් හෙයින් අණුවල බර මනිනු ලබන්නේ එක එකෙහි බරට සාපේක්ෂ ලෙසය. මේ සඳහා මුල දී ඒකකය වශයෙන් ගන්නා ලද්දේ හයිඩ්රජන් පරමාණුක භාරය (බ.) 16,000 යැයි ගෙන සම්මත ඒකකය වශයෙන් ඉන් දහසයෙන් පංගුවක් ගැනීම වඩා පහසු යැයි පසුව වැටහී ගියෙන් දැන් භාවිත කරනු ලබන්නේ මේ අලුත් ඒකකයයි. මේ ඒකකය අනුව හයිඩ්රජන්වල පරමාණුවක භාරය 1.008ක් පමණ වේ.
මේ සම්මත මිනුම් ක්‍රමය අනුව ලැබෙන අණුවක බරට අණුකභාරය යැයි කියනු ලැබේ. එය අණුවක ඇත්තාවු සියලු පරමාණුවල භාරයන්ගේ ඓක්‍යයට සමානය. ඔක්සිජන් අණුවෙහි පරමාණු දෙකක් තිබේ. එහෙයින් ඔක්සිජන්වල අණුකභාරය 32,0000 ය. ජල අණුවක හයිඩ්රජන් පරමාණු දෙකක් ද ඔක්සිජන් පරමාණු එකක් ද තිබේ. එහෙයින් ජලයේ අණුකභාරය 1.008 + 1.008 + 16.0000 = 18.016 ය.
යම්කිසි ද්‍රව්‍යයක අණුකභාරය M නම් ඉන් M ග්රෑමකට ග්රෑම් අණුව යයි කියති. ජලයේ ග්රෑම් අණුවක බර ග්රෑම් 18.016 ය. ඕනෑ ම ද්‍රව්‍යයක ග්රෑම් අණුවක තිබෙන අණු සංඛ්‍යාව ආසන්න වශයෙන් 6.023 х 10 23 බව අවොගාඩ්රෝ කල්පිතය (බ.) අනුව නිගමනය කරගත හැකිය.
පරීක්ෂණාත්මකව අණුකභාරය නිර්ණය කිරීමේ ක්‍රම කිහිපයක් තිබේ. අවොගාඩ්රෝ කල්පිතයේ ආධාරයෙන් වායුවක හෝ වාෂ්පශීල ද්‍රව්‍යයක හෝ අණුකභාරය සොයාගත හැකියි. මේ කල්පිතයට අනුව ඕනෑ ම වායු දෙකක සමාන පරිමා දෙකක, එක ම උෂ්ණත්වයේ දී සහ එක ම පීඩනයේ දී සමාන අණුක සංඛ්‍යාවක් තිබේ. මේ නිසා එක ම උෂ්ණත්වයේ දී හා එකම පීඩනයේ දී යම් වායු දෙකක සමාන පරිමා දෙකක බර සෙයා ගැනීමෙන් ඒ වායු දෙකෙහි අණුකභාරවල අනුපාතය සොයාගත හැකිය. ඉන් එක වායුවක අණුකභාරය දැනගත් කල අනිකේ අණුකභාරය ඒ මගින් ලබාගැනීමට පුළුවන. ඔක්සිජන්වල අණුකභාරය 32.0000 හෙයින් වුවමනා වායුව සමඟ සැසැඳීම පිණිස ඔක්සිජන් ගත හැකිය.
සෙ.00 දී සහ මිමි. 760 දී ඔක්සිජන් ග්රෑම් අණුවක (ග්රෑම් 32.0000ක) පරිමාව ලීටර 22.4කි. එහෙයින් සෙ. 00 දී සහ මිමි.760 දී යම් වායුවක ලීටර 22.4ක බර ඒ වායුවේ ග්රෑම් අණුකභාරයයි. මේ තත්ව යටතේ යම් ද්‍රව්‍යයක් වායුවක් ලෙස නොපවතී නම් පරිපූර්ණ වායු නියමයන් (Perfect Gas Laws) පිහිටි කොටගෙන අවශ්‍ය භාරය සොයා ගත හැකිය.
වාෂ්ප නොවන ද්‍රව්‍යක් නිෂ්ක්‍රිය ද්‍රව්‍යක දිය කළ විට ඒ ද්‍රවයේ හිමාංක පාතනය ද තාපාංක ආරෝහණය ද වාෂ්ප පීඩන පාතනය ද ද්‍රාවණයේ ආස්‍රැති පීඩනය (osmotic pressure) ද වාෂ්ප නොවන ද්‍රව්‍යයේ අණුකභාරය ප්‍රතිලෝම වශයෙන් සමානුපාතික නිසා මේ කවර එකක හෝ උපකාරයෙන් ද අණුකභාරය සොයාගැනීමට පුළුවන. ඕනෑ ම ද්‍රව්‍යයක එක අණුකභාරයක් නිෂ්ක්‍රිය ද්‍රවයක ග්රෑම් 1,000ක ද්‍රවණය කළහොත් එහි හිමාංකය යම්කිසි නිත්‍ය අංශක ගණනකින් අඩුවීම ද තාපාංකය යම්කිසි නිත්‍ය අංශක ගණනකින් අඩුවීම ද තාපාංකය යම්කිසි නිත්‍ය අංශක ගණනකින් ඉහළ යෑම ද සිදු වේ. අණුක භාරය සොයාගැනීමට තිබෙන ද්‍රව්‍යයෙන් කිරාගන්නා ලද යම් ප්‍රමාණයක්, දන්නාවූ නියතයන් (constants) ඇති ද්‍රවයක නිත්‍ය පරමවක දියකොට හිමාංකයේ හෝ තාපාංකයේ හෝ වෙනස්වීම් සොයාගෙන, නියතය ලැබෙන පිණිස ග්රෑම් 1,000ක ද්‍රවණය කළ යුතු බර (අණුකභාරය) සොයාගත හැකිය.
මේ ක්‍රමවලින් ලැබෙන අණුකභාරය නිවැරදි වන්නේ ආසන්න වශයෙන් පමණකි. සාන්ද්‍රණය අඩු ද්‍රාවණ භාවිත කිරීමෙන් ද අවොගාඩ්රෝ නියමය පිහිට කර ගන්නා විට පීඩන භාවිත කිරීමන් ද අණුකභාරය වඩා නිවැරදිව ලබාගත හැකිය.
(සංස්කරණය:1963)
