– डॉ. सुधाकर आगरकर

धातू कसे तयार होतात हे समजून घेण्यासाठी निसर्गातील वेगवेगळी मूलद्रव्यं कशी तयार झाली हे समजून घेणं आवश्यक आहे. पृथ्वीतलावर आजमितीला एकूण ११८ मूलद्रव्यं ज्ञात आहेत. दोन किंवा दोनपेक्षा अधिक मूलद्रव्यं एकत्र येऊन तयार होणार्‍या हजारो वेगवेगळ्या संयुगांनी पृथ्वीवरचं जीवन आणि व्यवहार सजलेले आहेत. पण मुळात ही मूलद्रव्यं तयार कशी होतात?

कोणत्याही मूलद्रव्याच्या प्रत्येक अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन असे तीन मूलभूत घटक असतात. आकाराने सगळ्यात लहान असलेल्या हायड्रोजन या मूलद्रव्यात न्यूट्रॉन नसतोच, त्यात एक प्रोटॉन आणि एक इलेक्ट्रॉन असतो. हायड्रोजन या अतिशय हलक्या अशा मूलद्रव्यापासून त्यापेक्षा जड असं मूलद्रव्य बनतं.

हे नेमकं कसं होतं, हे एका उदाहरणावरून समजून घेऊ या. आपल्याला सगळ्यात जवळचा तारा आहे सूर्य! या सूर्यात मोठ्या प्रमाणावर हायड्रोजन आहे. तिथल्या उच्च तापमानामुळे दोन हायड्रोजनचं संमीलन होऊन हिलियम या मूलद्रव्याचा एक अणू तयार होतो. हायड्रोजनच्या एका अणूमध्ये एक प्रोटॉन आणि एक इलेक्ट्रॉन असतो, तर हिलियमच्या एका अणूमध्ये दोन प्रोटॉन, दोन न्यूट्रॉन आणि दोन इलेक्ट्रॉन असतात. हिलियमच्या केंद्रकात अजून एक प्रोटॉन घातला गेला की तयार होतं लिथियम हे मूलद्रव्य! यात तीन प्रोटॉन, तीन इलेक्ट्रॉन आणि चार न्यूट्रॉन असतात. अशा प्रकारे मूलभूत कणांची संख्या वाढत जाऊन अधिकाधिक वस्तुमानाची मूलद्रव्यं तयार होतात. ही प्रक्रिया २६ प्रोटॉन असलेल्या मूलद्रव्यापर्यंत म्हणजे लोखंडापर्यंत चालू राहते. त्यापुढे मात्र लोखंडापेक्षा जास्त वस्तुमान असलेली मूलद्रव्यं, न्यूट्रॉन शोषण प्रक्रियेनं निर्माण होतात. या प्रक्रियेत मूलद्रव्यांच्या अणुकेंद्रकात फक्त न्यूट्रॉनची संख्या वाढून अधिक जड मूलद्रव्यं तयार होतात. शेवटी या जड मूलद्रव्यांचे कण स्फोटांमुळे सर्वत्र विखुरतात. याला ‘विखंडन क्रिया’ म्हणतात. संमीलनाबरोबरच विखंडन या प्रक्रियेने देखील नवीन मूलद्रव्यं बनतात. यात मोठ्या वस्तुमानाचे अणू फुटून त्यापासून कमी वस्तुमान असलेले अणू तयार होतात. उदाहरणार्थ, ज्यामध्ये ९२ प्रोटॉन आहेत, अशा युरेनियमचे तुकडे होऊन ५६ प्रोटॉन असलेलं बेरिअम आणि ३६ प्रोटॉन असलेलं क्रिप्टॉन ही मूलद्रव्यं मिळतात. अशा प्रकारे संमीलन किंवा विखंडन होऊन वेगवेगळी मूलद्रव्यं तयार होतात. ११८ पैकी ८० मूलद्रव्यं अशी आहेत की त्यात विशेष गुणधर्म आढळतात. जे टणक आहेत, जे विजेचे चांगले वाहक आहेत, ज्यांना तापवून आणि ठोकून पाहिजे तो आकार देता येतो, तसंच ज्यांच्यापासून तार काढता येते, असे गुणधर्म असलेल्या पदार्थांना ‘धातू’ असं म्हणतात.

मराठी विज्ञान परिषद

ईमेल : office@mavipa.org

संकेतस्थळ : http://www.mavipa.org