கரிம வேதியியல் துறையானது சமீபத்தில் ஒரு பெரிய அளவிலான மாற்றத்திற்கு உட்பட்டுள்ளது, குறிப்பாக கரிம சேர்மங்களின் சில பெயரிடல் மற்றும் இரசாயன பிணைப்பு பற்றிய கூடுதல் ஆய்வுகள். கரிம வேதியியல் துறையில் இந்த சமீபத்திய வளர்ச்சி ஊடக கவனத்தையும் விமர்சனத்தையும் பெற்றுள்ளது. சிலர் கரிம சேர்மங்களின் இந்த பெயரிடலை வேதியியலின் எளிமையைக் கெடுக்கும் முயற்சியாகக் கருதுகின்றனர், மற்றவர்கள் எளிமையான சொற்களைப் பயன்படுத்துவதைப் பாராட்டுகிறார்கள். இந்த விஷயத்தில் ஒருவரின் உணர்வுகளைப் பொருட்படுத்தாமல், ஒரு புதிய பெயரிடலின் இருப்பு கரிம வேதியியலைப் புரிந்துகொள்வதில் ஒரு படியாகும்.
கரிம வேதியியல் என்பது வேதியியல் பிணைப்பு மற்றும் ஒற்றை செல்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் நடத்தை பற்றிய ஆய்வுடன் தொடர்புடையது. எளிமையான சொற்களில், இது முழு கரிமத் தொகுப்பின் வேதியியலை விவரிக்கிறது, மூலக்கூறின் உருவாக்கம் முதல் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்வதற்காக முறிவு மூலம். கரிம வேதியியல் என்ற வார்த்தையே சற்றே குழப்பமாக உள்ளது, ஏனென்றால் கரிம சேர்மங்களுக்கும் உயிருக்கும் இடையே ஒரு தொடர்பு இருப்பதாக சிலர் நினைக்கிறார்கள், ஆனால் இது உண்மையில் அப்படி இல்லை. கரிம சேர்மங்கள் உண்மையில் ஹைட்ரஜன், கார்பன், ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன் மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட தூண்டுதலுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில் பதிலளிக்கும் பிற மூலக்கூறுகளால் ஆனவை.
கரிம வேதியியலின் ஆய்வு வெவ்வேறு கார்பன் சேர்மங்கள் மற்ற கார்பன் சேர்மங்களுடன் எவ்வாறு பிணைக்கப்படுகின்றன என்பதைப் பற்றிய ஆய்வை நம்பியுள்ளது. ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் இருப்பு அல்லது இல்லாமை பல்வேறு சேர்மங்களின் ஏற்றுக்கொள்ளலை பாதிக்கலாம். கார்பன் ஒப்புமைகள் என்ற சொல், ஒன்றுக்கொன்று ஒத்த பண்புகளைக் கொண்ட மற்றும் ஒரே மூலக்கூறு அமைப்பைக் கொண்ட ஒரு குறிப்பிட்ட வகை சேர்மங்களைக் குறிக்கிறது. கரிம வேதியியலை வகைப்படுத்துவதற்கும் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கும் வேலன்ஸ் மூலக்கூறு மாதிரி ஒரு பிரபலமான முறையாகும். கார்பனின் இரண்டு வடிவங்களை மட்டுமே பயன்படுத்தும் டெட்ராவலன்ஸ் மாதிரியானது, அதிக கரிம அல்லது குறைவான கார்பன் சேர்மங்களை அடிப்படையாகக் கொண்டதை விட மிகவும் துல்லியமான முடிவுகளை உருவாக்குகிறது.
ஒரு கார்பன் அணு ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசையில் ஒரு கரிம மூலக்கூறுடன் பிணைக்கப்படும் என்ற அனுமானத்தின் அடிப்படையில் டெட்ராவலன்ஸ் அமைப்பு அதன் முடிவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. கார்பன் சேர்மங்களின் இரசாயன ஆற்றல் ஒரு கார்பனிலிருந்து அடுத்த கார்பனுக்கு பிணைப்பு முகவரை நகர்த்துவதற்குத் தேவையான ஆற்றலுக்கு ஒத்த நிலையில் இருப்பதால் இது நிகழ்கிறது. இந்த கார்பன் சேர்மங்கள் ஒரே எலக்ட்ரானிக் சார்ஜ், அதே புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரானின் ஹைட்ரஜன் மற்றும் கார்பன் அணுக்கள் அல்லது ஒரே மாதிரியான கட்டணங்களுடன் ஒரே மாதிரியான ஹைட்ரஜன் மற்றும் கார்பன் அணுக்கள் இருந்தால், அவை சமமானவை அல்லது ஐசோமர்களாக கருதப்படுகின்றன. இந்த வகையான கரிம வேதியியல் ஆலசன்கள் என்று அறியப்படுகிறது.
வெவ்வேறு அணுகுமுறைகளைப் பயன்படுத்தி சுயாதீன குழுக்களின் பல சமீபத்திய ஆய்வுகள், கரிம வேதியியல் ஒரு ஒற்றை டெட்ராவலன்ஸ் யூனிட்டைப் பயன்படுத்தி நன்கு வகைப்படுத்தப்படலாம் என்ற கருத்தை ஆதரித்தன. டெட்ராவலன்ஸ் அலகுகள் பொதுவாக தனிப்பட்ட தனிமங்களின் வடிவியல் சராசரியைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகின்றன, அதன் வடிவியல் வழிமுறைகள் ஒற்றுமையிலிருந்து முடிவிலி வரை மாறுபடும். மான்டே கார்லோ உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் வரிசைமாற்றங்கள் மற்றும் சேர்க்கைகளின் சமன்பாடுகள் ஆகியவற்றின் மூலம் கரிம சேர்மங்களின் வேலன்ஸ் கணக்கிடுவதற்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறைகள் ஆகும், இதில் n ij என்பது உண்மையான லட்டியில் நிகழும் நேரங்களின் எண்ணிக்கையாகும்.
டெட்ராவலன்ஸ் மாதிரியின் அமைப்பு, வரையறுக்கப்பட்ட ஆனால் விரிவான டெட்ராவலன்ஸ்களை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் மாதிரியின் டெட்ராஹெட்ரான் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது விஞ்ஞானிகளுக்கு இயற்கை வேதியியல் செயல்முறைகளின் விளைவுகளை தரமான முறையில் மதிப்பீடு செய்ய உதவியது, குறிப்பாக ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகள். ஒரு தனிமம் ஒரு புரோட்டானாகவும், மற்றொன்று எலக்ட்ரானாகவும் செயல்படும் எளிய சேர்மங்களுக்கு இடையிலான எதிர்வினைகளைப் படிக்க இந்த மாதிரி பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த குறிப்பிட்ட மாதிரியைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு இரசாயன செயல்முறைகளின் விளைவுகளை ஆராய உங்களுக்கு உதவும் பல சுவாரஸ்யமான கணித சூத்திரங்கள் உள்ளன.
பல நிகழ்வுகளில், டெட்ராவலன்ஸ் மாதிரி முதலில் எண் ஆய்வுக்கான கருவியாகவும் பின்னர் கரிம வேதியியலின் முழுமையான கோட்பாடாகவும் உருவாக்கப்பட்டது. டெட்ராஹெட்ரான் மாதிரியின் முதன்மை நன்மை என்னவென்றால், இது கரிம வேதியியலில் உள்ள அனைத்து தனிமங்களின் ஒருங்கிணைந்த மற்றும் குறிப்பிட்ட விளக்கத்தை அளிக்கிறது. மற்ற மாடல்களும் கிடைத்தாலும், எதுவுமே துல்லியமானதாகக் காட்டப்படவில்லை. எனவே வேதியியல் பாடப்புத்தகங்கள் மற்றும் கல்வி மென்பொருளில் டெட்ராஹெட்ரான் நிலையான மாதிரியாகக் கருதப்படுகிறது. மாதிரியின் மற்றொரு முக்கியமான நன்மை என்னவென்றால், குறிப்பிட்ட அதிகரிக்கும் அல்லது குறையும் அழுத்தம் அல்லது வெப்பநிலையின் கீழ் கரிம சேர்மங்களின் நடத்தையை இது கச்சிதமாக முன்னறிவிக்கிறது.
டெட்ராவலன்ஸ் மாதிரி மிகவும் சிக்கலானது என்றாலும், இது கரிம வேதியியலில் எளிமையான மற்றும் நம்பகமான மாதிரிகளில் ஒன்றாகும். இது “மன அழுத்த விநியோகம்” எனப்படும் நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட வடிவியல் அமைப்புடன் அனைத்து சேர்மங்களின் நடத்தையையும் துல்லியமாக கணிக்கின்றது. இந்த துல்லியம் டெட்ராவலன்ஸ் மாதிரியை கோட்பாட்டு வேதியியலாளர்களிடையே பிடித்ததாகவும், பரிசோதனையாளர்களிடையே பிடித்ததாகவும் ஆக்குகிறது. டெட்ராவலன்ஸ் மாதிரியின் ஒரே குறை என்னவென்றால், அது மிகவும் மெதுவாக உருவாகிறது. இந்த மாதிரியானது பரந்த அளவிலான வெப்பநிலைகளில் சரியானது என்பது மிக சமீபத்தில் தான் உறுதியாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.