අකාබනික රසායනය

පොටෑසියම් ඔක්සයිඩ් K₂O හි අයනික දැලිසේ ව්‍යුහය

අකාබනික රසායනය, රසායන විද්‍යාවේ අකාබනික සංයෝග වල ලක්ෂණ හා ඒවායේ හැසිරීම පිළිබඳව සලකා බලන ක්ෂේත්‍රයයි. මෙහිදී කාබනික රසායනයේ විෂය ක්ෂේත්‍රයන් වන අසීමිත සංඛ්‍යාවක් කාබනික සංයෝග (හයිඩ්‍රොකාබන) හැරෙන්නට අනිකුත් සියලුම රසායනිකයන් පිළිබඳ කතා බහ කෙරේ. මෙම ක්ෂේත්‍ර දෙක එකිනෙකින් වෙනස් වන්නේ ඉතා සුළු ව‍ශයෙන් වන අතර එය විශේෂයෙන්ම දක්නට ලැබෙනුයේ කාබනික ලෝහ රසායනයේදීය.

මූලික සංකල්ප

අකාබනික සංයෝග බොහෝමයක් පවතින්නේ ලවණ ලෙසය. ලවණයක් යනු අයනික බන්ධනයකින් බැදුනු ඇනායනයක හා කැටායනයක එකතුවකි. සොඩියම් Na+, මැග්නීසියම් Mg2+ කැටායනවලට උදාහරණවන අතර ඔක්සයිඩ O2- හා ක්ලෝරයිඩ් Cl- ඇනායනවලට උදාහරණ වේ. ලවණ උදාසීන ලෙස ආරෝපිත නිසා මෙම අයන සෝඩියම් ඔක්සයිඩ් Na2O හෝ මැග්නීසියම් ක්ලෝරයිඩ් MgCl2 වැනි සංයෝග සාදයි. අයන විස්තර කරන්නේ ඒවායේ ඔක්සිකරණ තත්වය මත වන අතර ඒවා තැනීමට ඇති හැකියාව මූලද්‍රව්‍යවල අයනීකරණ විභවය (කැටායන සඳහා) හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන බන්ධූතාවය (ඇනායන සඳහා) මගින් නිර්මිත උත්පාදනයේ පහසුතාව මතයි.

අකාබනික රසායනයේ වැදගත් අංශ වන්නේ ඔක්සයිඩ, කාබනේට, සල්ෆේට හා හේලයිඩයි. බොහෝමයක් අකාබනික සංයෝග නිරූපණය කරන්නේ උච්ච ද්‍රවාංකවලිනි. ඝන අවස්ථාවේ දී අකාබනික සංයෝග දුර්වල සන්නායක වෙයි. ඒවායේ තවත් වැදගත් ගුණයක් වන්නේ ද්‍රාව්‍යතාව උදා- ජලයේදී (ද්‍රාව්‍යතා වගු බලන්න) හා ස්ඵටීකරණයේ පහසුතාවයි. සමහරක් ලවණ (උදා - NaCl) ජලයේ ඉතා ද්‍රාව්‍ය අතර සමහරක් (SiO2) එසේ නො‍ෙව්.

සරළව අකාබනික රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වර්ග ද්විත්ව ප්‍රතිස්ථාපන ප්‍රතික්‍රියාය. එහිදී ලවණ දෙකක් මිශ්‍ර කළ විට ඔක්සිකාරකයේ ඔක්සිකරණ අංකය ඉහළ ඔක්සිකරණ අවස්ථාවේ වෙනසක් නොමැතිව අයන හුවමාරු වේ. ඔක්සිකරණ ඔක්සිහරණ ප්‍රතික්‍රියාවල දී ‍එක් ප්‍රතික්‍රියකයක්වන ඔක්සිකාරකයේ ඔක්සිකරණ අංකය වැඩිවේ. අවසාන ප්‍රතිඵලය ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරුවකි. ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරුව වක්‍රාකාරව ද සිදුවිය හැක. උදා - කෝෂ තුළදී, විද්‍යුත් රසායනයේ වැදගත් සංකල්පයකි.

අම්ල භෂ්ම රසායනයේදී එක් ප්‍රතික්‍රියක හයිඩ්‍රජන් පරමාණු ඇති විට ප්‍රෝටෝන හුවමාරු වී ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවිය හැක. වඩා සාමාන්‍ය අර්ථ දැක්වීමක් ලෙස ඉලෙක්ට්‍රෝන යුගලක් ලබාගත හැකි රසායනික ප්‍රභේදයක් අම්ලයක් ලෙසද, ඉලෙක්ට්‍රෝන යුගලයක් දායක කළ හැකි ප්‍රා‍භේදයක් ලුවිස් භෂ්මයක් ලෙසද හැඳින්වේ.අම්ල භෂ්ම අන්තර්ක්‍රියා තවත් වැඩි දියුණු කිරීමක් ලෙස HSAB සිද්ධාන්තය ධ්‍රැවීකරණය හා අයනවල ප්‍රමාණය සැලකිල්ලට ගනී.

අකාබනික සංයෝග ස්වාභාවිකව හමුවන්නේ ඛනිජ ලෙසය. පසෙහි යකඩ සල්ෆයිඩ පයරයිට් ලෙස හෝ ශක්ති ගබඩාවේදී කැල්සියම් සල්ෆේට් ජිප්සම් ලෙස පැවතිය හැක. අකාබනික සංයෝග බහුකාර්ය ජෛව අණු ලෙසද හමුවේ. විද්‍යුත් විච්ඡේදන (සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ), යේදී ශක්ති ගබඩාවේදී (ATP) හෝ තැනීම්වල (DNA වල පොලිපොස්පේට් ආධාරය)

මිනිසා විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද අකාබනික සංයෝගය වූයේ, හේබර් ක්‍රමය තුළින් පස සරු කිරීම සදහා නිපදවන ලද ඇමෝනියම් නයිට්‍රයිට්ය. වැනේසියම් (V) ඔක්සයිඩ් , ටයිටේනියම් (iii) ක්ලෝරයිඩ් වැනි අකාබනික සංයෝග උත්ප්‍රේරක ලෙස සංස්ලේෂණය කළ අතර lithium aluminium hydride කාබනික රසායනයේ ප්‍රතිකාරක ලෙස ද භාවිතා කරන ලදී.

අකාබනික රසායනයෙහි උප අංශ කාබනික ලෝහ රසායනය, Cluster (පොකුරු) Chemistry, ජෛව අකාබනික රසායනය යන ඒවාය. මේවා අකාබනික රසායනයේ නව ක්‍රියාකාරී පර්යේෂණ අංශ වන අතර නව උත්ප්‍රේරක, සුපිරි සන්නායක හා පිළියම් සඳහා මේවා යොමු වී ඇත.

අකාබනික සංයෝගවල හැසිරීම

අකාබනික රසායන සංයෝග ඉතා විශාල සංඛ්‍යාවක් ඇති බැවින් අකාබනික රසායනය විවිධ වූ විශ්ලේෂණ ක්‍රම ගණනාවක් සමග සම්බන්ධ වී ඇත. අතීතයේ දී අකාබනික සංයෝගවල ජලීය ද්‍රාවණවල විද්‍යුත් සන්නායකතාවය, ද්‍රවාංකය , ද්‍රාව්‍යතාවය හා ආම්ලිකතාවය වැනි ගුණ පරීක්ෂා කිරීමට නොයෙකුත් ක්‍රමවේදයන් යොදා ගැනිණි. නමුත් ක්වොන්ටම් සිද්ධාන්තය පැමිණීමට සමඟ ඉලෙක්ට්‍රෝනික මෙවලම්වල වැඩි දියුණුවක් ඇතිවිය. එහිදී නව අකාබනික රසායන ද්‍රව්‍ය අංශූන්වල හැදෑරීම් කටයුතු සදහා නව උපකරණ ද නිපදවීය. එම උපකරණ භාවිතයෙන් ගන්නා ලද මිනුම් මගින් සෛද්ධාන්තික කරුණු වඩාත් තහවුරු විය. උදාහරණයක් වශයෙන් මීතේන්වල ප්‍රකාශ ඉලෙක්ට්‍රෝන වර්ණාවලිය මගින් ක්ෂේත්‍ර දෙකක් අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන දෙකක් මගින් ඇති කර ගන්නා බන්ධනය (එනම් කාබන් හා හයිඩ්‍රජන් අතර ඇතිවන බන්ධනය) පෙන්වා දෙන ලදී. මෙහිදී සංයුජතා බන්ධන සිද්ධාන්තය මගින් අයනීකරණය හා ක්‍රියාවලිය පහසුවෙන් පැහැදිලි කිරීමට හැකියාව නොලැබිණි. ඉලෙක්ට්‍රෝන කාක්ෂිකවලින් ඉවත්වීම හා නැවත ඇතුල් වීම පහදා දීමට එබදු ක්‍රියාවලින් මඟ පාදා දුන් අතර එයට අණුක කාක්ෂික නියමයද උපකාරී විණි.

පොදු අනාවරණීය ශිල්පීය ක්‍රම (Common encountered techniques)

• X - කිරණ ස්ඵටික විද්‍යාව

මෙම ශිල්පී ක්‍රමය මගින් අණුක ව්‍යුහයේ ත්‍රිමාන හැඩය පිළිබද හැදෑරිය හැකිය.

• වර්ණාවලීක්ෂයේ විවිධ යෙදීම්

1) පාරජම්බුල වර්ණාවලීක්ෂය ඓතිහාසික වශයෙන් ගත් කල ඉතා වැදගත් උපකරණයකි. එනම් එය යොදා ගනිමින් බොහෝ අකාබනික මූලද්‍රව්‍ය හදුනාගන්නා ලදී.

2) NMR වර්ණාවලීක්ෂය ¹H හා ¹³C හා අනෙක් NMR න්‍යෂ්ටීන් (¹¹B , ¹⁹F , ³¹P , ¹⁹⁵Pt) මූලද්‍රව්‍ය පිළිබඳ වැදගත් තොරතුරු අනාවරණය කරන ලදී. එනම් NMR වැනි අනු ක්ෂේත්‍ර චුම්භක මගින් මූලද්‍රව්‍යවල ව්‍යුහමය පැවැත්ම හොදින් අනාවරණය කරයි. ප්‍රෝටෝන NMR වැදගත් වන්නේ හයිඩ්‍රජන් වැනි සැහැල්ලු මූල ද්‍රව්‍ය X - කිරණ ස්ථිතික විද්‍යාව මගින් හදුනාගැනීමට නොහැකි බැවිනි.

3) අධෝරක්ත වර්ණාවලීක්ෂණය මෙය බොහෝවිට යොදාගන්නේ කාබොනයිල් බන්ධ කාණ්ඩ පිළිබද හැදෑරීමටයි.

4) Electron – nuclear double resonance Spectroscopu (ENDOR)

5) Mossbauer spectroscopy

6) ඉලෙක්ට්‍රෝන බැමුම් සම්ප්‍රයුක්තය (Electron –spin resonance) අණුක ක්ෂේත්‍රීය ලෝහ පරමාණුවල මිණුම් ගැනීමට යොදා ගනී.

7) විද්‍යුත් රසායන විද්‍යාව (Cyclic Voltammetry) චක්‍රීය වොල්ටීයතා මැනීමේ ක්‍රමය මෙම ක්‍රමය භාවිතයෙන් මූල ද්‍රව්‍යවල රෙඩොක්ස් ගු

EDTA chelates an octahedrally coordinated Co³⁺ ion in [Co(EDTA)]⁻

කර්මාන්ත අකාබනික රසායනය

අකාබනික රසායන විද්‍යාව විද්‍යාවේ අතිශය ප්‍රායෝගික විෂය පථයකි. සාම්ප්‍රදායිකව ගත් කළ , රටක සංවර්ධනය මැනීමේ එක් මිණුමක් ලෙස වාර්ෂිකව නිපදවන සල්ෆියුරික් අම්ල ප්‍රමාණය සලකනු ලැබේ. අධිකව නිෂ්පාදනය කරන අකාබනික රසායනිකයන් 20ක් නිෂ්පාදනය කරනු ලබන්නේ කැනඩාව, චීනය, යුරෝපය, ජපානය සහ ඇමරිකාවයි. (2005 දත්ත විශ්ලේෂණය) 2005 දත්තවලට අනුව , අධිකව නිෂ්පාදනය වන රසායනිකයන්, ඇලුමිනියම් සල්ෆේට් , ඇමෝනියා , ඇමෝනියම් නයිට්‍රේට් , ඇමෝනියම් සල්ෆේට් , කාබන් (කළු) , ක්ලෝරීන්, හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය, හයිඩ්‍රජන්, හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ්, නයිට්‍රික් අම්ලය , නයිට්‍රජන්, ඔක්සිජන් , පොස්පරික් අම්ලය , සෝඩියම් කාබනේට් , සෝඩියම් ක්ලෝරේට්, සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් , සෝඩියම් සිලිකේට් , සෝඩියම් සල්ෆේට් , සල්ෆියුරික් අම්ලය , ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ්.

කර්මාන්ත අකාබනික රසායනය පොහොර නිෂ්පාදනය සඳහා ද යොදා ගනී. අකාබනික සංයෝගවල හැසිරීම

අමතර අවධානයට

• Important publications in inorganic chemistry