இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாடு
இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாடு (valence bond (VB) theory) என்பது வேதிப் பிணைப்பைப் பற்றி, விளக்குவதற்காக உருவாக்கப்பட்ட ஒரு கொள்கையே இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாடாகும். வேதிப்பிணைப்பை விளக்குவதற்காக உருவாக்கப்பட்ட இரண்டு அடிப்படை விதிகளில் இதுவும் ஒன்றாகும். இக்கோட்பாடுகள் குவாண்டம் இயங்கியலைப் பயன்படுத்தி வேதிப் பிணைப்பை விளக்க முற்படுகின்றன. ஒரு மூலக்கூறு உருவாகும் போது பிரிந்துபோன அணுக்களின் அணு ஆர்பிட்டால்கள் எவ்வாறு இணைந்து வேதிப்பிணைப்புகளாக உருவாகின்றன என்பதில் இக்கோட்பாடு கவனம் செலுத்துகிறது. மாறாக ஆர்பிட்டால்களைக் கொண்டுள்ள மூலக்கூறு ஆர்பிட்டால் கொள்கை முழுமூலக்கூற்றிலும் கவனம் செலுத்துகிறது [1]
வரலாறு
தொகு1916 ஆம் ஆண்டில் வெளியிடப்பட்ட இலூயிசு கொள்கையின்படி ஒரு வேதிப்பிணைப்பு என்பது இரு அணுக்களுக்கிடையே எலெக்ட்ரான் இரட்டைகள் பங்கிடப்படுவதால் தோன்றும் பிணைப்பாகும். மூலக்கூறுகள் இலூயிசு கட்டமைப்புகளாக பிரதிநிதிதுவம் பெறுகின்றன. 1927 இல் இயெட்லர்-லண்டன் கோட்பாடு உருவாக்கப்பட்டது. முதல் முறையாக குவாண்டம் இயங்கியல் பரிசீலனைகள் அடிப்படையில் ஐதரசன் மூலக்கூறு H2 வின் பிணைப்புப் பண்புகளை கணக்கிடுவதற்கு வாய்ப்பு உண்டானது. குறிப்பாக வால்டர் இயெட்லர் சுரோடிங்கர் அலைச் சமன்பாட்டை எவ்வாறு பயன்படுத்தி ஐதரசன் அணுவின் அலைச்செயல் எவ்வாறு கூடி, கழிந்து, பரிமாற்றமடைந்து சகப்பிணைப்பாக மாறுகிறது என்பதை உறுதிப்படுத்தினார். பின்னர் பிரிட்சு லண்டனுடன் சேர்ந்து இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாட்டை உருவாக்கினார் [2]. பின்னாளில் லினசு பாலிங் இக்கோட்பாட்டை விரிவுபடுத்தினார். ஒத்திசைவு (1928), கலப்பினச் சேர்க்கை (1930) என்ற மேலும் இரண்டு முக்கியக் கருத்துகள் முன்வைக்கப்பட்டன. சார்லசு கூல்சன் கருத்துப்படி, பழங்கால இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாடுகளிலிருந்து மாறுபட்ட நவீன இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாட்டின் காலமாக இக்காலம் பார்க்கப்பட்டது. ஒத்திசைவுக் கோட்பாடு சரியானதல்ல என்று சோவியத் வேதியியலாளர்கள் 1950 இல் விமர்சித்தனர் [3].
கோட்பாடு
தொகுஇணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாட்டின்படி இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையில் தோன்றும் சகபிணைப்பானது, அவ்வணுக்கள் ஒவ்வொன்றின் பாதிநிரம்பிய அணு ஆர்பிட்டால்கள் பெற்றுள்ள இணைசேரா எலக்ட்ரான்கள் மேற்பொருந்துவதால் உருவாகிறது. ஒரு இணைதிறன் பிணைப்புக் கட்டமைப்பு ஒரு இலூயிசுக் கட்டமைப்புக்குச் சமமானது ஆகும். ஆனால், ஒரு தனி இலூயிசு கட்டமைப்பை எழுத இயலாது. பல இணைதிறன் பிணைப்புக் கட்டமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு இணைதிறன் பிணைப்புக் கட்டமைப்பும் ஒரு குறிப்பிட்ட இலூயிசு கட்டமைப்பை எடுத்துரைக்கின்றன. இணைதிறன் பிணைப்புக் கட்டமைப்புகளின் இணைப்புதான் ஒத்திசைவுக் கோட்பாட்டிற்கு முக்கியமான தேவையாகும். பங்குபெறும் அணுக்களின் அணு ஆர்பிட்டால்கள் மேற்பொருந்துவதால் வேதிப் பிணைப்பு உருவாகிறது என இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாடு கருதுகிறது. ஏனெனில், மேற்பொருந்துதல் நிகழ்வதற்கு எலக்ட்ரான்கள் பிணைப்பு மண்டலத்தில் இருந்தாக வேண்டும். பிணைப்புகள் என்பவை பலவீனமாக இணைந்த ஆர்பிட்டால்கள் அல்லது ஒரு சிறிய மேற்பொருந்தல் என இக்கோட்பாடு பார்க்கிறது. அடிமட்டநிலை மூலக்கூறுகளில் இக்கோட்பாடு மிக எளிமையாக பொருந்துகிறது. உள்கூடு ஆர்பிட்டால்களும் எலக்ட்ரான்களும் பிணைப்புகள் உருவாகும்போது அவசியத்தோடு மாற்றமடையாமல் நிலைத்திருக்கின்றன.
மேற்பொருந்தும் அணு ஆர்பிட்டால்கள் வேறுபடுகின்றன. சிக்மா, பை என்ற இருவகையான மேற்பொருந்தும் ஆர்பிட்டால்கள் காணப்படுகின்றன. பங்கீடு செய்துகொண்ட எலக்ட்ரான்களின் ஆர்பிட்டால்கள் எதிர் எதிராக மேற்பொருந்துவதால் சிக்மா பிணைப்பு உருவாகிறது. இணையாக உள்ள ஆர்பிட்டால்கள் இரண்டு மேற்பொருந்துவதால் பை பிணைப்பு உருவாகிறது. உதாரணமாக, இரண்டு s- ஆர்பிட்டால் எலக்ட்ரான்களுக்கிடையில் தோன்றும் பிணைப்பு சிக்மா பிணைப்பாகும். ஏனெனில் இரண்டு கோளங்களும் எப்போதும் ஓரச்சில் இருக்கின்றன. பிணைப்பு வரிசையப் பொறுத்தவரை. பிணைப்பு வரிசை அடிப்படையில், ஒற்றைப் பிணைப்புகள் ஒரு சிக்மா பிணைப்பைக் கொண்டுள்ளன. இரட்டைப் பிணைப்புகள் ஒரு சிக்மாபிணைப்பும், ஒரு பை பிணைப்பும் கொண்டிருக்கின்றன. முப்பிணைப்புகளில் ஒரு சிக்மா பிணைப்பும் இரண்டு பை பிணைப்புகளும் காணப்படுகின்றன. எனினும், பிணைப்பக்குத் தேவையான அணு ஆர்பிட்டால்கள் கலப்பினச்சேர்க்கைக்கு உரியதாக இருக்கவேண்டும். பெரும்பாலும், பிணையும் அணு ஆர்பிட்டால்கள் பல்வேறு சாத்தியமுள்ள வகை ஆர்பிட்டால்களாகும் இயல்பைப் பெற்றிருக்க வேண்டும். பிணைப்பிற்கான இத்தகைய இயல்பை அணு ஆர்பிட்டால்கள் பெறும் வழிமுறையே கலப்பினச் சேர்க்கை எனப்படும்.
மூலக்கூற்று ஆர்பிட்டால் கோட்பாட்டை தற்கால நவீன இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாட்டு நிறைவு செய்கிறது. இணைதிறன் பிணைப்பு நுணுக்கத்தை மூலக்கூற்று ஆர்பிட்டால் கோட்பாடு கடைபிடிக்கவில்லை. ஒரு மூலக்கூறிலுள்ள இரண்டு குறிப்பிட்ட அணுக்களில் எலக்ட்ரான் இணை உள்ளடங்கவில்லை. ஆனால், மூலக்கூறு ஆர்பிட்டால்களுக்கு பகிரப்பட்டு அவற்றின் மூலம் முழு மூலக்கூறுக்கும் நீட்டிக்கப்படுகிறது. மூலக்கூற்று ஆர்பிட்டால் கொள்கை நேரடியாக காந்தப்பண்பு, அயனியாகும் பண்பு ஆகியவற்றை முன்கனிக்கிறது. இணைதிறன் பிணைப்புக் கொள்கையும் அதே முடிவுகளைக் கொடுத்தாலும் சிக்கல் நிறைந்ததாக உள்ளது. பை ஆர்பிட்டால்களின் சுழல் சேர்க்கையின் காரணமாக மூலக்கூறுகள் அரோமாட்டிக் பண்புகளைப் பெறுகின்றன என்கிறது இணைதிறன் பிணைப்புக் கொள்கை [4][5][6][7]. இதற்கு கெக்குலே மற்றும் தீவார் கட்டமைப்புகளுக்கிடையிலான ஒத்திசைவு என்ற பழைய வழிமுறை இன்றியமையாததாக உள்ளது. மாறாக, பை-எலக்ட்ரான்களின் உள்ளடங்கா பிணைப்பு நிலையே அரோமாட்டிக் பண்பிற்கான காரணமென்று மூலக்கூற்று ஆர்பிட்டால் கோட்பாடு கருதுகிறது. ஒப்பீட்டளவில் சிறிய மூலக்கூறுகளில் இணைதிறன் பிணைப்புக் கோட்பாடு தடுக்கப்படுகிறது. இணைதிறன் பிணைப்பு ஆர்பிட்டால்களும் இணைதிறன் பிணைப்பு கட்டமைப்புகளுக்கும் இடையில் செங்குத்துத் தன்மை இல்லாமையே இதற்கு பெரிதும் காரணமாகும். அதே சமயம் மூலக்கூற்று ஆர்பிட்டால்கள் செங்குத்தன்மையுடன் உள்ளன. மறுபுறத்தில், ஒரு வேதிவினையின் போது பிணைப்புகள் உருவாதல் மட்டும் உடைதலின் போது ஏற்படும் எலக்ட்ரான் மின்சுமை தொடர்பான தெளிவான விளக்கத்தை இணைதிறன் பினைப்புக் கோட்பாடு வழங்குகிறது.
பயன்பாடுகள்
தொகுபல மூலக்கூறுகளில் சகப்பிணைப்பு உருவாதலை இக்கோட்பாடு விளக்குகிறது. உடனிசைவு , இனக்கலப்பாக்கல் என்ற இரு பயன் மிக்க தோற்றப்பாடுகளை முதன் முதலில் உருவாக் கிய பெருமை இக்கோட்பாட்டிற்கு உரியது ஆகும்.
மேற்கோள்கள்
தொகு- ↑ Murrel, J.N.; Kettle, S.F.A.; Tedder, J.M. (1985). The Chemical Bond (2nd ed.). John Wiley & Sons. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-90759-6.
- ↑ Walter Heitler – Key participants in the development of Linus Pauling's The Nature of the Chemical Bond.
- ↑ I. Hargittai, When Resonance Made Waves, The Chemical Intelligencer 1, 34 (1995))
- ↑ Cooper, David L.; Gerratt, Joseph; Raimondi, Mario (1986). "The electronic structure of the benzene molecule". Nature 323 (6090): 699. doi:10.1038/323699a0. Bibcode: 1986Natur.323..699C.
- ↑ Pauling, Linus (1987). "Electronic structure of the benzene molecule". Nature 325 (6103): 396. doi:10.1038/325396d0. Bibcode: 1987Natur.325..396P.
- ↑ Messmer, Richard P.; Schultz, Peter A. (1987). "The electronic structure of the benzene molecule". Nature 329 (6139): 492. doi:10.1038/329492a0. Bibcode: 1987Natur.329..492M.
- ↑ Harcourt, Richard D. (1987). "The electronic structure of the benzene molecule". Nature 329 (6139): 491. doi:10.1038/329491b0. Bibcode: 1987Natur.329..491H.