ಘನ

ದ್ರವ್ಯಗಳ ನಾಲ್ಕು ಮೂಲ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಘನವೂ ಒಂದು (ಉಳಿದವು ದ್ರವ, ಅನಿಲ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಮ). ಈ ಘನಗಳಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅತಿ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಜೋಡಣೆಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇದರಿಂದ ಇವುಗಳ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರಗಳು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಘನವಸ್ತುಗಳು ದ್ರವಗಳ ಹಾಗೆ ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲ. ಅನಿಲಗಳ ಹಾಗೆ ತಮ್ಮ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹಿಗ್ಗಿಸುವುದೂ ಇಲ್ಲ. ಘನಗಳು ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾಗಿ ಜೋಡಣೆಗೊಂಡ ಹರಳಿನಂತೆಯೂ (ಸ್ಫಟಿಕ) ಅಥವಾ ಅಸಂಘಟಿತವಾದ ಅಸ್ಫಟಿಕಗಳಂತೆಯೂ ಇರುತ್ತವೆ.

ಇನ್ಸುಲಿನ್‍ನ ಹರಳಿನ ರೂಪ.

ಘನಗಳ ರಚನೆ

ದಟ್ಟವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಿದ ಸ್ಫಟಿಕದೊಳಗಿನ ಪರಮಾಣುಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ.

ಘನವಸ್ತುಗಳ ಅಂಗಕಣಗಳಾದ ಅಣುಗಳು, ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಯಾನುಗಳು ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾಗಿ ಜೋಡಣೆಗೊಂಡಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಅಸಂಘಟಿತವಾಗಿರಬಹುದು. ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾಗಿ ಜೋಡಣೆಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹರಳುಗಳು (ಸ್ಫಟಿಕ) ಎಂದೂ, ಅಸಂಘಟಿತವಾದವುಗಳನ್ನು ಅಸ್ಫಟಿಕಗಳೆಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಈ ಹರಳುಗಳು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ರಚನೆಯುಳ್ಳದ್ದಾಗಿರುತ್ತವೆ ಉದಾ: ವಜ್ರ. ವಜ್ರವು ದೊಡ್ಡ ವಸ್ತುವಾದರೂ ಅದರ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಹರಳಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಗುವ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಬಹುಮಟ್ಟಿನವು ಒಂದೇ ಸೂಕ್ಷ್ಮಹರಳುಗಳು (ಸೂಕ್ಷ್ಮಸ್ಫಟಿಕ / Crystallite) ಪುನರಾವರ್ತನೆಗೊಂಡು ರಚಿಸಲ್ಪಟ್ಟದ್ದಾಗಿವೆ. ಈ ಸೂಕ್ಷ್ಮಹರಳುಗಳ ಗಾತ್ರವು ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೋಮೀಟರಿನಿಂದ ಹಿಡಿದು ಹಲವು ಮೀಟರುಗಳವರೆಗೆ ಇರುತ್ತವೆ. ಇಂತಹ ಸೂಕ್ಷ್ಮಹರಳುಗಳಿಂದಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಹುಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುಗಳೆನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಬಹುಮಟ್ಟಿನ ಲೋಹಗಳು ಹಾಗು ಪಿಂಗಾಣಿಗಳು ಬಹುಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ.

ಅಸ್ಫಟಿಕ(ಎಡ) ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದ(ಬಲ) ನಿರೂಪಣೆ.

ಇನ್ನು ಕೆಲವು ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಕ್ರಮಬದ್ಧ ರಚನೆಯು ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಇಂತಹ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಸ್ಫಟಿಕಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಉದಾ: ಗಾಜು ಮತ್ತು ಪಾಲಿಸ್ಟಿರೀನ್. ಒಂದು ಘನವು ಹರಳೋ ಅಥವಾ ಅಸ್ಫಟಿಕವೋ ಎಂಬುದು ಆಯಾ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಹಾಗೂ ಅದು ಸೃಷ್ಟಿಯಾದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ನಿಧಾನವಾಗಿ ತಂಪಾದ ಘನಗಳು ಹರಳುಗಳಾಗಿಯೂ ಹಾಗೂ ಶೀಘ್ರವಾಗಿ ತಂಪಾದ ಘನಗಳು ಅಸ್ಫಟಿಕಗಳಾಗಿಯೂ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಹಾಗೆಯೇ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಹರಳಿನ ವಿನ್ಯಾಸವು ಆಯಾ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಹಾಗೂ ಅದು ಸೃಷ್ಟಿಯಾದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.
ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಂತಹ ದಿನನಿತ್ಯದ ವಸ್ತುಗಳು ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಅಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ. ಬಂಡೆಯಂತಹ ವಸ್ತುಗಳು ಇತರ ಅನೇಕ ಅಂಗವಸ್ತುಗಳಿಂದಾಗಿವೆ.

ಘನಗಳ ವರ್ಗಗಳು

ಘನಗಳಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲವು ವಿವಿಧ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾ: ಸೋಡಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್‍ನಲ್ಲಿ (ಉಪ್ಪು) ಅಯಾನಿಕ್ ಬಂಧವಿರುತ್ತದೆ (bond). ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಲೋಹೀಯ ಬಂಧದಿಂದ ಒಟ್ಟಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಬಂಧಗಳ ಭಿನ್ನತೆಯಿಂದಾಗಿ ಘನಗಳ ನಡುವೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇರ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಲೋಹಗಳು

ಲೋಹಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾಂದ್ರವಾದ, ಗಟ್ಟಿಯಾದ ವಸ್ತುಗಳು. ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣದ ಒಳ್ಳೆಯ ವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ. ಕುಟ್ಯ ಮತ್ತು ತನ್ಯಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ (malleable and ductile). ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಗುವ ಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ ಬಹುವಾಗಿ ಲೋಹಗಳೇ ಇವೆ. ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಧಾತುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ತಯಾರಿಸಿದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳೆನ್ನುತ್ತಾರೆ.
ಲೋಹಗಳ ಪರಮಾಣುಗಳು ಲೋಹೀಯ ಬಂಧನಗಳಿಂದ ಬಂಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಲೋಹಗಳ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಅಧೀನದಿಂದ ಹೊರಬರುತ್ತವೆ. ಇದರಿಂದ |ಲೋಹದಲ್ಲಿ ಸ್ವತಂತ್ರ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಲೋಹವು ಉತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್‍ವಾಹಕವಾಗುತ್ತದೆ.^[1] ಇದರಿಂದ ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣವಾಹಕಗಳೂ ಆಗಿವೆ.
ಉತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್‍ವಾಹಕ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣವಾಹಕಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಲೋಹಗಳು ಎಲ್ಲೆಡೆ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿವೆ. ಉದಾ: ತಾಮ್ರವು ಒಳ್ಳೆಯ ವಿದ್ಯುತ್‍ವಾಹಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಮನೆಗಳ ವಿದ್ಯುದೀಕರಣಕ್ಕೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಖನಿಜಗಳು

ಖನಿಜಗಳು ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಸಿಗುವಂತಹ ಘನವಸ್ತುಗಳು. ಇವುಗಳು ಅತಿ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಭೂವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಆದ್ಯಂತವಾಗಿ ಹರಳಿನ ರಚನೆಯಿದ್ದಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಖನಿಜವೆಂದು ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು. ಒಂದು ಖನಿಜವು ಶುದ್ಧವಾದ ಧಾತುಗಳು, ಸರಳವಾದ ಲವಣಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿತಗೊಂಡಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಸಿಲಿಕೇಟ್‍ಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿತಗೊಂಡಿರಬಹುದು. ಭೂಮಿಯ ತೊಗಟೆಯಲ್ಲಿನ ಬಹುತೇಕ ಬಂಡೆಗಳು ಬೆಣಚುಕಲ್ಲು, ಅಭ‍್ರಕ, ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ.

ಪಿಂಗಾಣಿಗಳು

ಪಿಂಗಾಣಿಗಳು ಇನಾರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಇವು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಜಡ. ಅಂದರೆ ಇವು ಇತರೆ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ೧೦೦೦ದಿಂದ ೧೬೦೦ ಡಿಗ್ರಿಯಷ್ಟು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆಯಬಲ್ಲದು.

ಅರೆವಾಹಕಗಳು

ಅರೆವಾಹಕಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕ ಶಕ್ತಿಯು ಲೋಹಗಳ ಮತ್ತು ಅಲೋಹಗಳ ನಡುವಿನದ್ದಾಗಿದೆ.
ಅರೆವಾಹಕಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ವಸ್ತುಗಳೇ ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಉಪಕರಣಗಳ ತಳಹದಿಯಾಗಿವೆ. ಉದಾ: ರೇಡಿಯೊ, ದೂರದರ್ಶನ, ಟೆಲಿಫ಼ೋನ್, ಮೊಬೈಲ್ ಇತ್ಯಾದಿ.
ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಅರೆವಾಹಕಗಳೆಂದರೆ ಸಿಲಿಕಾನ್, ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಆರ್ಸೆನೈಡ್.

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

1. ಮೋರ್ಟಿಮರ್, ಚಾರ್ಲ್ಸ್ ಇ. (1975). ರಸಾಯನ ವಿಜ್ಞಾನ: ಎ ಕಾನ್ಸೆಪ್ಚುಯಲ್ ಅಪ್ರೋಚ್ (೩ನೆಯ ed.). ನ್ಯೂಯಾರ್ಕ್: ಡಿ.ವಾನ್ ನೋಸ್ಟ್ರಾಡ್ ಕಂಪನಿ. ISBN 0-442-25545-4.