ஆங்கில அகராதியில் 26 எழுத்துக்கள் மட்டுமே உள்ளன, ஆனால் அவை ஒன்றிணைந்து லட்சக்கணக்கான சொற்களை உருவாக்குகின்றன. இதேபோல் உலகில் 118 மூலகங்கள் மட்டுமே உள்ளன — ஆனால் அவை இரசாயனப் பிணைப்புகள் மூலம் மில்லியன் கணக்கான சேர்வைகளை உருவாக்குகின்றன.
ஈலியம் (He), நியோன் (Ne), ஆகன் (Ar) போன்ற மூலகங்கள் விழுமிய வாயுக்கள் (Noble gases) எனப்படுகின்றன. இவை இயற்கையில் ஒரணு வாயுமூலக்கூறுகளாகக் காணப்படுகின்றன — சேர்வைகள் உருவாக்குவதில்லை.
| மூலகம் | இலத்திரன் நிலையமைப்பு | வலுவளவு ஓட்டில் இலத்திரன்கள் |
|---|---|---|
| நியோன் (Ne) | 2, 8 | 8 (நிறைந்தது) |
| ஆகன் (Ar) | 2, 8, 8 | 8 (நிறைந்தது) |
| சோடியம் (Na) | 2, 8, 1 | 1 (குறைவு) |
| குளோரீன் (Cl) | 2, 8, 7 | 7 (ஒன்று குறைவு) |
வலுவளவு ஓடு (Valence shell) என்பது ஒரு அணுவின் மிக வெளியே உள்ள சக்தி மட்டம். Ne, Ar-ன் வலுவளவு ஓட்டில் 8 இலத்திரன்கள் உள்ளன — இது உறுதியான நிலை, எனவே இவற்றின் இரசாயனத் தாக்குதிறன் மிகவும் குறைவு. Na, Cl-ன் வலுவளவு ஓட்டில் 8 இல்லை — உறுதியற்ற நிலை, எனவே இவை இலத்திரனை இழத்தல், ஏற்றல் அல்லது பகிர்தல் மூலம் உறுதியான நிலை பெற முயற்சிக்கின்றன.
இரசாயனப் பிணைப்பு இரண்டு முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கப்படும் — இலத்திரன் இழத்தல்/ஏற்றல் மூலம் உருவாகும் அயன் பிணைப்பு, இலத்திரன் பகிர்தல் மூலம் உருவாகும் பங்கீட்டுவலுப் பிணைப்பு.
Na அணுவின் இலத்திரன் நிலையமைப்பு 2, 8, 1 — வலுவளவு ஓட்டில் 1 இலத்திரன் மட்டுமே உள்ளது. இதை இழந்தால் Ne-ன் உறுதியான 2,8 அமைப்பு கிடைக்கும்:
நேரயன் (Cation / கற்றயன்): அணுவொன்று இலத்திரனை இழப்பதன் மூலம் நேர் ஏற்றம் பெறும் அயன். Na⁺ = சோடியம் நேரயன்.
Cl அணுவின் இலத்திரன் நிலையமைப்பு 2, 8, 7 — ஒரு இலத்திரன் கூடுதலாக ஏற்றால் Ar-ன் உறுதியான 2,8,8 அமைப்பு கிடைக்கும்:
மறை அயன் (Anion / அனயன்): அணுவொன்று இலத்திரனை ஏற்பதன் மூலம் மறை ஏற்றம் பெறும் அயன். Cl⁻ = குலோரைட்டு மறை அயன்.
Na⁺ (+1) மற்றும் Cl⁻ (−1) எதிரெதிரான ஏற்றங்களைக் கொண்டிருப்பதால் ஒன்றையொன்று வலிமையான நிலை மின் கவர்ச்சியினால் (electrostatic attraction) பிணைக்கின்றன — இதுவே அயன் பிணைப்பு.
NaCl-ல் ஒவ்வொரு Na⁺ அயனையும் 6 Cl⁻ அயன்கள் சூழும்; ஒவ்வொரு Cl⁻ அயனையும் 6 Na⁺ அயன்கள் சூழும் — இவ்வாறு உருவாகும் முப்பரிமாண அமைப்பே அயன் சாலகம் (Ionic lattice), இதனால் திண்டான NaCl பளிங்குச் சாலகம் உருவாகின்றது.
| சேர்வையின் பெயர் | இரசாயனச் சூத்திரம் |
|---|---|
| சோடியம் குலோரைட்டு | NaCl |
| இலிதியம் ஒட்சைட்டு | Li₂O |
| மகனீசியம் சல்பைட்டு | MgS |
| கல்சியம் குலோரைட்டு | CaCl₂ |
| பொற்றாசியம் புலோரைட்டு | KF |
| அமோனியம் குலோரைட்டு | NH₄Cl |
| கல்சியம் காபனேற்று | CaCO₃ |
இரு அணுக்கள் தமக்கிடையே இலத்திரன்களைப் பங்கிட்டுக் கொள்வதன் மூலம் ஏற்படும் பிணைப்பே பங்கீட்டுவலுப் பிணைப்பு.
F₂: F (2,8,7) இரண்டு அணுக்கள் தலா ஒரு இலத்திரன் பங்கிட்டுக் கொள்கின்றன — ஒரு பங்கீட்டு சோடி = ஒற்றைப் பிணைப்பு (F−F); ஒவ்வொரு F-உம் 8 இலத்திரன் நிலையமைப்பைப் பெறுகின்றது. H₂: H (1 இலத்திரன்) இரண்டு அணுக்கள் ஒரு சோடி பங்கிட்டுக் கொள்கின்றன — ஒவ்வொரு H-உம் He-ன் 2 இலத்திரன் அமைப்பைப் பெறுகின்றது (H−H). O₂: O (2,6) இரண்டு அணுக்கள் 2 சோடி பங்கிட்டுக் கொள்கின்றன — இரட்டைப் பிணைப்பு (O=O). N₂: N (2,5) இரண்டு அணுக்கள் 3 சோடி பங்கிட்டுக் கொள்கின்றன — மும்மைப் பிணைப்பு (N≡N).
H₂O: ஒரு O அணு இரண்டு H அணுக்களுடன் 2 ஒற்றைப் பிணைப்புகள் (H−O−H); O-யின் வலுவளவு ஓட்டில் 2 தனிச்சோடி இலத்திரன்களும் உள்ளன. NH₃: ஒரு N அணு மூன்று H அணுக்களுடன் 3 ஒற்றைப் பிணைப்புகள்; N-யில் 1 தனிச்சோடி உண்டு. CH₄: ஒரு C அணு நான்கு H அணுக்களுடன் 4 ஒற்றைப் பிணைப்புகள் (H−C−H). CO₂: C-யுடன் இரு O அணுக்கள் தலா இரட்டைப் பிணைப்பு (O=C=O).
| மூலக்கூறு | லூயிசின் கட்டமைப்பு | பிணைப்பு வகை |
|---|---|---|
| H₂ | H−H | ஒற்றை |
| F₂ / Cl₂ | F−F / Cl−Cl | ஒற்றை |
| O₂ | O=O | இரட்டை |
| N₂ | N≡N | மும்மை |
| H₂O | H−O−H (V வடிவம்) | இரண்டு ஒற்றை |
| NH₃ | 3 பிணைப்பு + 1 தனிச்சோடி | மூன்று ஒற்றை |
| CH₄ | H−C−H (4 பிணைப்பு) | நான்கு ஒற்றை |
| CO₂ | O=C=O | இரண்டு இரட்டை |
இலத்திரன் அட்டகம் (Octet rule): பிணைப்பு உருவான பின் பெரும்பாலான அணுக்களின் வலுவளவு ஓட்டில் 8 இலத்திரன்கள் நிறைந்திருக்கும் (H-க்கு மட்டும் 2). இவ்வாறான சேர்வைகள் இலத்திரன் அட்டகம் பூரணமடைந்த சேர்வைகள் எனப்படும்.
சில மூலகங்கள் பங்கீட்டுவலுப் பிணைப்பில் ஈடுபட்டு அணுச்சாலக (molecular lattice) வடிவில் ஒழுங்கமைந்து காணப்படுகின்றன. கரியம் இரண்டு அணுச்சாலக வடிவங்களில் இயற்கையில் காணப்படுகின்றது — இவை கரியத்தின் பிறதிருப்பங்கள் (Allotropes of carbon).
| பண்பு | கரீயம் (Graphite) | வைரம் (Diamond) |
|---|---|---|
| கட்டமைப்பு | அடுக்கு-அடுக்கான படைகள் | முப்பரிமாண நிரம்பிய அமைப்பு |
| ஒவ்வொரு C-உம் | 3 C-உடன் பிணைப்பு | 4 C-உடன் பிணைப்பு |
| தன்மை | மசகிடும் பதார்த்தம் | மிக வன்மையான பதார்த்தம் |
| பயன் | எழுதுகோல், மசகு | நகை, வெட்டும் கருவிகள் |
பங்கீட்டு சோடி இலத்திரன்களை பிணைப்பில் ஈடுபடும் ஒரு அணு தன்பால் கவரும் ஆற்றலே மின்னெதிர்த்தன்மை (Electronegativity) எனப்படும்.
முனைவற்ற பிணைப்பு (Non-polar): H₂-ல் இரண்டு H-உம் சமமான மின்னெதிர்த்தன்மை கொண்டவை — பிணைப்பு இலத்திரன்கள் சமச்சீராகப் பரவல் அடைகின்றன. முனைவான பிணைப்பு (Polar): HF-ல் F-ன் மின்னெதிர்த்தன்மை H-ஐவிட அதிகம் — F பிணைப்பு இலத்திரன்களை அதிகமாகக் கவர்கின்றது; F-ல் சிறிய மறை ஏற்றம் (δ⁻), H-ல் சிறிய நேர் ஏற்றம் (δ⁺) உருவாகி முனைவாக்கமடைந்த பங்கீட்டுவலுப் பிணைப்பு ஏற்படுகின்றது. நீர் மூலக்கூற்றிலும் (H₂O) O-ன் மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகமாக இருப்பதால், O-யில் δ⁻ ஏற்றமும் H-ல் δ⁺ ஏற்றமும் ஏற்பட்டு, V வடிவமுள்ள முனைவான மூலக்கூறு உருவாகின்றது.
நீர் மூலக்கூற்றில் H-ல் உள்ள சிறிய δ⁺ ஏற்றம், அடுத்த நீர் மூலக்கூற்றின் O-ன் δ⁻ ஏற்றத்துடன் கவர்ச்சி விசையை உண்டாக்குகின்றது. மூலக்கூறுகளிடையே தோன்றும் இத்தகைய கவர்ச்சியே மூலக்கூற்றிடைக் கவர்ச்சி விசை (Intermolecular force) அல்லது ஐதரசன் பிணைப்பு (Hydrogen bond) எனப்படும். இந்த ஐதரசன் பிணைப்பு காரணமாக நீர் பெற்றுள்ள விசேட பண்புகள் — உயர் கொதிநிலை (100°C), உயர் தன்வெப்பக் கொள்ளளவு, பனிக்கட்டியைவிட நீர் உயர்ந்த அடர்த்தி.
| இயல்பு | அயன் சேர்வைகள் | பங்கீட்டுவலுச் சேர்வைகள் |
|---|---|---|
| அமைப்பு | நேர்/மறை அயன்களால் ஆனது | மூலக்கூறுகளால் ஆனது |
| அறை வெப்பநிலை நிலை | திட நிலை (பளிங்கு) | வாயு / திரவ நிலை (பெரும்பாலும்) |
| உருகுநிலை / கொதிநிலை | மிக உயர்வு (NaCl: 801°C / 1413°C) | குறைவு (NH₃: −78°C / −33°C) |
| மின்கடத்துதிறன் | நீர்க்கரைசல் / உருகிய நிலையில் கடத்தும் | கடத்தாது |
| நீரில் கரைவு | பெரும்பாலும் கரையும் | சில கரையும் |
பாடநூல் செயற்பாடு 10.3-இல் — KNO₃ அல்லது CuSO₄ கரைசலில் மின் சுற்று இணைத்தால் மின்சுமிழ் ஒளிரும் (அயன் கரைசல் மின்சாரம் கடத்துகின்றது); ஆனால் சீனிக்கரைசலில் மின்சுமிழ் ஒளிராது (பங்கீட்டுவலு சேர்வை மின்சாரம் கடத்தாது). திண்ம நிலையில் அயன் சேர்வைகள் மின்னைக் கடத்தாது — ஏனெனில் அயன்கள் நகர முடியாது; திரவ நிலையிலோ கரைசலிலோ அயன்கள் சுதந்திரமாக நகர்வதால் மின்கடத்துகின்றன.