அத்தியாயம் 3-ல், அணுக்களும் மூலக்கூறுகளும் பொருளின் அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதிகள் என்பதை நாம் கற்றோம். பல்வேறு வகையான பொருட்களின் இருப்பு, அவற்றை உருவாக்கும் வெவ்வேறு அணுக்களால் ஏற்படுகிறது. இப்போது பின்வரும் கேள்விகள் எழுகின்றன: (i) ஒரு தனிமத்தின் அணுவை மற்றொரு தனிமத்தின் அணுவிலிருந்து வேறுபடுத்துவது எது? மற்றும் (ii) டால்டன் முன்மொழிந்தது போல அணுக்கள் உண்மையில் பிரிக்க முடியாதவையா, அல்லது அணுவின் உள்ளே சிறிய கூறுகள் உள்ளனவா? இந்த அத்தியாயத்தில் இந்த கேள்விகளுக்கான பதில்களை நாம் கண்டுபிடிப்போம். துணை-அணுத் துகள்கள் மற்றும் இந்தத் துகள்கள் அணுவினுள் எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை விளக்க பல்வேறு மாதிரிகள் பற்றி நாம் கற்றுக்கொள்வோம்.

19-ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் விஞ்ஞானிகளுக்கு முன்னால் இருந்த ஒரு முக்கிய சவால், அணுவின் அமைப்பை வெளிப்படுத்துவதும் அதன் முக்கிய பண்புகளை விளக்குவதுமாகும். அணுக்களின் அமைப்பு பற்றிய விளக்கம், தொடர் சோதனைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

அணுக்கள் பிரிக்க முடியாதவை அல்ல என்பதற்கான முதல் சான்றுகளில் ஒன்று, நிலை மின்சாரம் மற்றும் பல்வேறு பொருட்களால் மின்சாரம் கடத்தப்படும் நிலைமைகளைப் படிப்பதிலிருந்து கிடைக்கிறது.

4.1 பொருளில் உள்ள மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள்

பொருளில் உள்ள மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் இயல்பைப் புரிந்துகொள்ள, பின்வரும் செயல்பாடுகளைச் செய்வோம்:

செயல்பாடு 4.1

A. உலர்ந்த தலைமுடியை சீப்பால் சீவுங்கள். சீப்பு சிறிய காகிதத் துண்டுகளை ஈர்க்கிறதா?

B. பட்டுத் துணியால் ஒரு கண்ணாடி கோலைத் தேய்த்து, ஊதப்பட்ட பலூனுக்கு அருகில் அந்தக் கோலைக் கொண்டு வாருங்கள். என்ன நடக்கிறது என்பதைக் கவனிக்கவும். இந்தச் செயல்பாடுகளிலிருந்து, இரண்டு பொருட்களை ஒன்றாகத் தேய்க்கும்போது, அவை மின்சார ஏற்றம் பெறுகின்றன என்று நாம் முடிவு செய்யலாமா? இந்த மின்னூட்டம் எங்கிருந்து வருகிறது? ஒரு அணு பிரிக்கத்தக்கது மற்றும் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களைக் கொண்டுள்ளது என்பதை அறிந்தால் இந்தக் கேள்விக்கு பதிலளிக்க முடியும்.

அணுவில் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் இருப்பை வெளிப்படுத்த பல விஞ்ஞானிகள் பங்களித்தனர்.

1900 ஆம் ஆண்டுக்குள் அணு என்பது பிரிக்க முடியாத துகள் என்று அறியப்பட்டது, ஆனால் குறைந்தது ஒரு துணை-அணுத் துகள் - ஜே.ஜே. தாம்சன் அடையாளம் கண்ட எலக்ட்ரான் - அதில் இருந்தது. எலக்ட்ரான் அடையாளம் காணப்படுவதற்கு முன்பே, 1886-ல் ஈ. கோல்ட்ஸ்டைன் ஒரு வாயு வெளியேற்றத்தில் புதிய கதிர்வீச்சுகள் இருப்பதைக் கண்டுபிடித்து, அவற்றை கால்வாய் கதிர்கள் என்று அழைத்தார். இந்தக் கதிர்கள் நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற கதிர்வீச்சுகளாக இருந்தன, இது இறுதியில் மற்றொரு துணை-அணுத் துகளின் கண்டுபிடிப்புக்கு வழிவகுத்தது. இந்த துணை-அணுத் துகள், எலக்ட்ரானின் மின்னூட்டத்திற்கு சமமான அளவு ஆனால் எதிர் குறியுடைய மின்னூட்டத்தைக் கொண்டிருந்தது. அதன் நிறை எலக்ட்ரானின் நிறையை விட தோராயமாக 2000 மடங்கு அதிகமாக இருந்தது. அதற்கு புரோட்டான் என்று பெயரிடப்பட்டது. பொதுவாக, ஒரு எலக்ட்ரான் ’ $e$ ’ எனவும், ஒரு புரோட்டான் ’ $p$ ’ எனவும் குறிப்பிடப்படுகிறது. ஒரு புரோட்டானின் நிறை ஒரு அலகாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது மற்றும் அதன் மின்னூட்டம் பிளஸ் ஒன்றாகும். எலக்ட்ரானின் நிறை மிகக் குறைவு என்று கருதப்படுகிறது மற்றும் அதன் மின்னூட்டம் மைனஸ் ஒன்று.

ஒரு அணு புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களால் ஆனது, அவை ஒன்றுக்கொன்று தங்கள் மின்னூட்டங்களை சமநிலைப்படுத்துகின்றன என்று தோன்றியது. புரோட்டான்கள் அணுவின் உள்ளே இருப்பதாகவும் தோன்றியது, ஏனெனில் எலக்ட்ரான்களை எளிதாக அகற்ற முடியும் ஆனால் புரோட்டான்களை அகற்ற முடியாது. இப்போது பெரிய கேள்வி: இந்த அணுத் துகள்கள் எந்த வகையான அமைப்பை உருவாக்கின? இந்த கேள்விக்கான பதிலை கீழே காண்போம்.

4.2 அணுவின் அமைப்பு

அத்தியாயம் 3-ல் டால்டனின் அணுக் கோட்பாட்டை நாம் கற்றோம், அது அணு பிரிக்க முடியாதது மற்றும் அழிக்க முடியாதது என்று கூறியது. ஆனால் அணுவின் உள்ளே இரண்டு அடிப்படைத் துகள்கள் (எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள்) கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, டால்டனின் அணுக் கோட்பாட்டின் இந்த அம்சம் தோல்வியடைய வழிவகுத்தது. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் அணுவினுள் எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை அறிவது அவசியம் என்று கருதப்பட்டது. இதை விளக்க, பல விஞ்ஞானிகள் பல்வேறு அணு மாதிரிகளை முன்மொழிந்தனர். அணுவின் அமைப்புக்கான மாதிரியை முன்மொழிந்த முதல் நபர் ஜே.ஜே. தாம்சன் ஆவார்.

4.2.1 தாம்சனின் அணு மாதிரி

தாம்சன், அணுவின் மாதிரி கிறிஸ்துமஸ் புடிங்கைப் போலவே இருக்க வேண்டும் என்று முன்மொழிந்தார். நேர்மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு கோளத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், ஒரு கோள கிறிஸ்துமஸ் புடிங்கில் உள்ள உலர்ந்த பழங்கள் போன்றவை. ஒரு தர்பூசணியைப் பற்றியும் நாம் சிந்திக்கலாம், அணுவில் உள்ள நேர்மின்னூட்டம் தர்பூசணியின் சிவப்பு உண்ணக்கூடிய பகுதி போல எல்லா இடங்களிலும் பரவியிருக்கும், அதேசமயம் எலக்ட்ரான்கள் நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற கோளத்தில், தர்பூசணியில் உள்ள விதைகள் போல பொதிந்திருக்கும் (படம் 4.1).

படம்.4.1: தாம்சனின் அணு மாதிரி

ஜே.ஜே. தாம்சன் (1856-1940), ஒரு பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளர், 18 டிசம்பர் 1856 அன்று மான்செஸ்டரின் புறநகரான சீதம் ஹில்லில் பிறந்தார். எலக்ட்ரான்களைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான பணிக்காக 1906-ல் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. அவர் கேம்பிரிட்ஜில் உள்ள கேவென்டிஷ் ஆய்வகத்தை 35 ஆண்டுகளாக நிர்வகித்தார், மேலும் அவரது ஏழு ஆராய்ச்சி உதவியாளர்கள் பின்னர் நோபல் பரிசுகளை வென்றனர்.

தாம்சன் பின்வருமாறு முன்மொழிந்தார்:

(i) ஒரு அணு நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற ஒரு கோளத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் அதில் பதிக்கப்பட்டுள்ளன.

(ii) எதிர்மறை மற்றும் நேர்மறை மின்னூட்டங்கள் அளவில் சமமாக இருக்கும். எனவே, அணு முழுவதுமாக மின்சார நடுநிலையில் உள்ளது.

தாம்சனின் மாதிரி அணுக்கள் மின்சார நடுநிலையில் உள்ளன என்பதை விளக்கியது என்றாலும், மற்ற விஞ்ஞானிகள் மேற்கொண்ட சோதனைகளின் முடிவுகளை இந்த மாதிரியால் விளக்க முடியவில்லை, இது கீழே காண்போம்.

4.2.2 ரதர்ஃபோர்டின் அணு மாதிரி

எர்னஸ்ட் ரதர்ஃபோர்ட், எலக்ட்ரான்கள் அணுவினுள் எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை அறிய ஆர்வமாக இருந்தார். இதற்காக ரதர்ஃபோர்ட் ஒரு சோதனையை வடிவமைத்தார். இந்த சோதனையில், வேகமாக நகரும் ஆல்பா $(\alpha)$-துகள்கள் ஒரு மெல்லிய தங்கப் படலத்தின் மீது விழச் செய்யப்பட்டன.

• அவர் ஒரு தங்கப் படலத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தார், ஏனெனில் முடிந்தவரை மெல்லிய அடுக்கை அவர் விரும்பினார். இந்த தங்கப் படலம் சுமார் 1000 அணுக்கள் தடிமனாக இருந்தது.
• $\alpha$-துகள்கள் இரட்டை மின்னூட்டம் பெற்ற ஹீலியம் அயனிகள் ஆகும். அவை $4 u$ நிறையைக் கொண்டிருப்பதால், வேகமாக நகரும் $\alpha$-துகள்கள் கணிசமான அளவு ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கின்றன.
• $\alpha$-துகள்கள் தங்க அணுக்களில் உள்ள துணை-அணுத் துகள்களால் விலகிச் செல்லும் என்று எதிர்பார்க்கப்பட்டது. $\alpha$-துகள்கள் புரோட்டான்களை விட மிகவும் கனமாக இருந்ததால், பெரிய விலகல்களை அவர் பார்க்க எதிர்பார்க்கவில்லை.

படம். 4.2: தங்கப் படலத்தால் $\alpha$-துகள்களின் சிதறல்

ஆனால், $\alpha$-துகள் சிதறல் சோதனை முற்றிலும் எதிர்பாராத முடிவுகளைத் தந்தது (படம் 4.2). பின்வரும் கண்காணிப்புகள் செய்யப்பட்டன:

(i) வேகமாக நகரும் பெரும்பாலான $\alpha$-துகள்கள் நேராக தங்கப் படலத்தின் வழியே சென்றன.

(ii) சில $\alpha$-துகள்கள் சிறிய கோணங்களில் படலத்தால் விலகிச் சென்றன.

(iii) வியக்கத்தக்க வகையில், ஒவ்வொரு 12000 துகள்களில் ஒன்று மீண்டும் திரும்புவதாகத் தோன்றியது.

ரதர்ஃபோர்டின் வார்த்தைகளில், “இந்த முடிவு, நீங்கள் ஒரு 15-அங்குல ஷெல்லை ஒரு திச்சூ காகிதத்தில் சுட்டு, அது திரும்பி வந்து உங்களைத் தாக்குவது போல கிட்டத்தட்ட நம்பமுடியாததாக இருந்தது”.

ஈ. ரதர்ஃபோர்ட் (1871-1937) ஆகஸ்ட் 30, 1871 அன்று ஸ்பிரிங் குரோவில் பிறந்தார். அவர் அணுக்கரு இயற்பியலின் ‘தந்தை’ என்று அறியப்பட்டார். கதிரியக்கத்தன்மை மற்றும் தங்கப் படல சோதனையுடன் அணுவின் கருவைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான பணிக்காக அவர் பிரபலமானவர். 1908-ல் வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசைப் பெற்றார்.

இந்த சோதனையின் தாக்கங்களைப் புரிந்துகொள்ள ஒரு திறந்த வெளியில் ஒரு செயல்பாட்டைப் பற்றி சிந்திப்போம். ஒரு குழந்தை கண்களை மூடிக்கொண்டு ஒரு சுவருக்கு முன்னால் நிற்கட்டும். அவர் சிறிது தூரத்திலிருந்து சுவரில் கற்களை எறியட்டும். ஒவ்வொரு கல்லும் சுவரைத் தாக்கும் போது ஒலியைக் கேட்பார். இதை அவர் பத்து முறை செய்தால், பத்து முறை ஒலியைக் கேட்பார். ஆனால் கண்களைக் கட்டிய ஒரு குழந்தை முள்வேலியில் கற்களை எறிந்தால், பெரும்பாலான கற்கள் வேலியைத் தாக்காது மற்றும் எந்த ஒலியும் கேட்காது. இது வேலியில் நிறைய இடைவெளிகள் இருப்பதால், கல் அவற்றின் வழியே செல்ல அனுமதிக்கிறது.

இதே போன்ற வாதத்தைப் பின்பற்றி, ரதர்ஃபோர்ட் $\alpha$-துகள் சிதறல் சோதனையிலிருந்து பின்வருமாறு முடிவு செய்தார்-

(i) அணுவின் உள்ளே உள்ள பெரும்பாலான இடம் காலியாக உள்ளது, ஏனெனில் பெரும்பாலான $\alpha$-துகள்கள் விலகாமல் தங்கப் படலத்தின் வழியே சென்றன.

(ii) மிகச் சில துகள்கள் மட்டுமே அவற்றின் பாதையிலிருந்து விலகிச் சென்றன, இது அணுவின் நேர்மின்னூட்டம் மிகக் குறைந்த இடத்தைப் பிடித்துள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது.

(iv) மிகச் சிறிய பகுதி $\alpha$-துகள்கள் $180^{\circ}$ ஆல் விலகிச் சென்றன, இது தங்க அணுவின் அனைத்து நேர்மின்னூட்டமும் நிறையும் அணுவினுள் மிகச் சிறிய கன அளவில் குவிந்திருந்தது என்பதைக் குறிக்கிறது.

தரவுகளிலிருந்து, கருவின் ஆரம் அணுவின் ஆரத்தை விட சுமார் $10^{5}$ மடங்கு குறைவு என்றும் அவர் கணக்கிட்டார்.

அவரது சோதனையின் அடிப்படையில், ரதர்ஃபோர்ட் அணுவின் அணுக்கரு மாதிரியை முன்வைத்தார், அதில் பின்வரும் அம்சங்கள் இருந்தன:

(i) ஒரு அணுவில் நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற ஒரு மையம் உள்ளது, அதை கரு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு அணுவின் கிட்டத்தட்ட முழு நிறையும் கருவில் இருக்கும்.

(ii) எலக்ட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றி வட்டப் பாதைகளில் சுழல்கின்றன.

(iii) கருவின் அளவு அணுவின் அளவுடன் ஒப்பிடும்போது மிகவும் சிறியது.

ரதர்ஃபோர்டின் அணு மாதிரியின் குறைபாடுகள்

ஒரு வட்ட சுற்றுப்பாதையில் எலக்ட்ரானின் சுழற்சி நிலையானதாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படவில்லை. ஒரு வட்ட சுற்றுப்பாதையில் உள்ள எந்தத் துகளும் முடுக்கத்திற்கு உட்படும். முடுக்கத்தின் போது, மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள் ஆற்றலை வெளியிடும். இவ்வாறு, சுழலும் எலக்ட்ரான் ஆற்றலை இழந்து இறுதியில் கருவில் விழும். இது அவ்வாறு இருந்தால், அணு மிகவும் நிலையற்றதாக இருக்க வேண்டும், எனவே நமக்குத் தெரிந்த வடிவத்தில் பொருள் இருக்காது. அணுக்கள் மிகவும் நிலையானவை என்பது நமக்குத் தெரியும்.

4.2.3 போரின் அணு மாதிரி

ரதர்ஃபோர்டின் அணு மாதிரிக்கு எதிராக எழுப்பப்பட்ட ஆட்சேபனைகளை சமாளிக்க, நீல்ஸ் போர் அணுவின் மாதிரி பற்றி பின்வரும் அடிப்படைக் கோட்பாடுகளை முன்வைத்தார்:

(i) அணுவின் உள்ளே, தனித்த வட்டப்பாதைகள் என்று அழைக்கப்படும் சில சிறப்பு வட்டப்பாதைகள் மட்டுமே எலக்ட்ரான்களுக்கு அனுமதிக்கப்படுகின்றன.

(ii) தனித்த வட்டப்பாதைகளில் சுழலும் போது எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலை வெளியிடுவதில்லை.

நீல்ஸ் போர் (1885-1962) அக்டோபர் 7, 1885 அன்று கோபன்ஹேகனில் பிறந்தார். 1916-ல் கோபன்ஹேகன் பல்கலைக்கழகத்தில் இயற்பியல் பேராசிரியராக நியமிக்கப்பட்டார். அணுவின் அமைப்பு பற்றிய பணிக்காக 1922-ல் நோபல் பரிசைப் பெற்றார். பேராசிரியர் போரின் பல எழுத்துக்களில், புத்தகங்களாக வெளிவந்த மூன்று புத்தகங்கள்: (i) The Theory of Spectra and Atomic Constitution, (ii) Atomic Theory and, (iii) The Description of Nature.

இந்த வட்டப்பாதைகள் அல்லது கூடுகள் ஆற்றல் மட்டங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு அணுவில் உள்ள ஆற்றல் மட்டங்கள் படம் 4.3-ல் காட்டப்பட்டுள்ளன.

படம். 4.3: ஒரு அணுவில் உள்ள சில ஆற்றல் மட்டங்கள்

இந்த வட்டப்பாதைகள் அல்லது கூடுகள் K,L,M,N,… என்ற எழுத்துக்களால் அல்லது எண்களால் குறிப்பிடப்படுகின்றன, $n=1,2,3,4, \ldots$.

4.2.4 நியூட்ரான்கள்

1932-ல், ஜே. சாட்விக் மற்றொரு துணை-அணுத் துகளைக் கண்டுபிடித்தார், அதற்கு மின்னூட்டம் இல்லை மற்றும் ஒரு புரோட்டானின் நிறைக்கு சமமான நிறை இருந்தது. இறுதியில் அதற்கு நியூட்ரான் என்று பெயரிடப்பட்டது. ஹைட்ரஜன் தவிர, அனைத்து அணுக்களின் கருவிலும் நியூட்ரான்கள் உள்ளன. பொதுவாக, ஒரு நியூட்ரான் ’ $n$ ’ என குறிப்பிடப்படுகிறது. எனவே, ஒரு அணுவின் நிறை கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் நிறைகளின் கூட்டுத்தொகையால் வழங்கப்படுகிறது.

4.3 எலக்ட்ரான்கள் வெவ்வேறு வட்டப்பாதைகளில் (கூடுகளில்) எவ்வாறு பரவியுள்ளன?

ஒரு அணுவின் வெவ்வேறு வட்டப்பாதைகளில் எலக்ட்ரான்கள் பரவுவது போர் மற்றும் பியூரியால் முன்மொழியப்பட்டது. வெவ்வேறு ஆற்றல் மட்டங்கள் அல்லது கூடுகளில் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை எழுத பின்வரும் விதிகள் பின்பற்றப்படுகின்றன:

(i) ஒரு கூட்டில் இருக்கக்கூடிய எலக்ட்ரான்களின் அதிகபட்ச எண்ணிக்கை சூத்திரத்தால் வழங்கப்படுகிறது $2 n^{2}$, இங்கு ’ $n$ ’ என்பது வட்டப்பாதை எண் அல்லது ஆற்றல் மட்ட குறியீடு, $1,2,3, \ldots$. எனவே வெவ்வேறு கூடுகளில் அதிகபட்ச எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை பின்வருமாறு:

முதல் வட்டப்பாதை அல்லது K-கூடு $=2 \times 1^{2}=2$, இரண்டாவது வட்டப்பாதை அல்லது L-கூடு $=2 \times 2^{2}=8$, மூன்றாவது வட்டப்பாதை அல்லது M-கூடு $=2 \times 3^{2}=18$, நான்காவது வட்டப்பாதை அல்லது $N$-கூடு $=2 \times 4^{2}$ $=32$, மற்றும் பல.

(ii) வெளிப்புற வட்டப்பாதையில் அதிகபட்சமாக 8 எலக்ட்ரான்கள் வைக்கப்படலாம்.

(iii) உள் கூடுகள் நிரப்பப்படாத வரை, கொடுக்கப்பட்ட கூட்டில் எலக்ட்ரான்கள் வைக்கப்படுவதில்லை. அதாவது, கூடுகள் படிப்படியாக நிரப்பப்படுகின்றன.

முதல் பதினெட்டு தனிமங்களின் அணு அமைப்பு படம் 4.4-ல் திட்டவட்டமாக காட்டப்பட்டுள்ளது. முதல் பதினெட்டு தனிமங்களின் அணுக்களின் கலவை அட்டவணை 4.1-ல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

செயல்பாடு 4.2

• முதல் பதினெட்டு தனிமங்களின் மின்னணு அமைப்பைக் காட்டும் ஒரு நிலையான அணு மாதிரியை உருவாக்கவும்.

• முதல் பதினெட்டு தனிமங்களின் அணுக்களின் கலவை அட்டவணை 4.1-ல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

4.4 வேலன்சி

ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் வெவ்வேறு கூடுகள்/வட்டப்பாதைகளில் எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை நாம் கற்றோம். ஒரு அணுவின் வெளிப்புற கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

படம்.4.4: முதல் பதினெட்டு தனிமங்களின் திட்டவட்டமான அணு அமைப்பு

போர்-பியூரி திட்டத்திலிருந்து, ஒரு அணுவின் வெளிப்புற கூடு அதிகபட்சம் 8 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருக்க முடியும் என்பதும் நமக்குத் தெரியும். வெளிப்புற கூட்டில் 8 எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட தனிமங்களின் அணுக்கள் மிகக் குறைந்த வேதியியல் செயல்பாட்டைக் காட்டுகின்றன என்பது கவனிக்கப்பட்டது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், அவற்றின் இணைதிறன் அல்லது வேலன்சி பூஜ்ஜியமாகும். இந்த மந்த தனிமங்களில்,

ஹீலியம் அணு அதன் வெளிப்புற கூட்டில் இரண்டு எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மற்ற அனைத்து தனிமங்களும் வெளிப்புற கூட்டில் எட்டு எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட அணுக்களைக் கொண்டுள்ளன.

தனிமங்களின் அணுக்களின் இணைதிறன், அதாவது, அவை ஒரே மாதிரியான அல்லது வெவ்வேறு தனிமங்களின் அணுக்களுடன் வினைபுரிந்து மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும் போக்கு, முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட வெளிப்புற கூட்டை அடைய முயற்சிக்கும் முயற்சியாக விளக்கப்பட்டது. எட்டு எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட ஒரு வெளிப்புற-கூடு, ஒரு ஆக்டெட் (எட்டு) கொண்டதாகக் கூறப்பட்டது. இவ்வாறு அணுக்கள் வெளிப்புற கூட்டில் ஒரு ஆக்டெட்டை அடைய வினைபுரியும். இது எலக்ட்ரான்களைப் பகிர்வது, பெறுவது அல்லது இழப்பதன் மூலம் செய்யப்பட்டது. வெளிப்புற கூட்டில் எலக்ட்ரான்களின் ஆக்டெட்டை உருவாக்க, பெறப்பட்ட, இழக்கப்பட்ட அல்லது பகிரப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, நமக்கு நேரடியாக தனிமத்தின் இணைதிறனை அளிக்கிறது, அதாவது, முந்தைய அத்தியாயத்தில் விவாதிக்கப்பட்ட வேலன்சி. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன்/லித்தியம்/சோடியம் அணுக்கள் அவற்றின் வெளிப்புற கூட்டில் ஒவ்வொன்றும் ஒரு எலக்ட்ரானைக் கொண்டிருக்க