ஓரக மூலக்கூறுகள்

வேதியியலில் ஓரக மூலக்கூறுகள் என்பது அவற்றின்  ஓரகத் தனிமக் கலவையில் மட்டுமே வேறுபடும் மூலக்கூறுகள் ஆகும். அவை ஒரே வேதியியல் வாய்பாட்டையும் அணுக்களின் பிணைப்பு ஏற்பாட்டையும் கொண்டுள்ளன , ஆனால் குறைந்தது ஒரு அணு பெற்றோரை விட வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நொதுமிகளைக் கொண்டுள்ளது.

இதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு நீர் ஆகும் , இதில் நீரகம் தொடர்பான  ஓரக மூலக்கூறுகள் ஒளி நீர் " (HOH அல்லது )  " பகுதி - அடர்நீர் "), டியூட்டிரியம் ஓரகத் தனிமத்துடன் சம விகிதத்தில் புரோட்டியம் (HDO அல்லது ) " அடர்நீர் '), ஒரு மூலக்கூறுக்கு  நீரகத்தின் இரண்டு டியூட்டீரியம்  ஓரகத்தனிமங்களுடன் (D2O அல்லது  "), " மீ - அடர்நீர் " அல்லது டிரைட்டேட்டடு  நீர் (T2O அல்லது ),  [  ",   ஆகியவை ஆகும் , இதில் சில அல்லது அனைத்து நீரக அணுக்களும் கதிரியக்க டிரைட்டியம் ஓரகத் தனிமத்தால் மாற்றப்படுகின்றன.  உயிரகம் தொடர்பான  ஓரக மூலக்கூறுகளில் பொதுவாக கிடைக்கக்கூடிய   அடர்வகை -  உயிரக நீர் (), கட்டமைப்பைப் பிரிக்க மிகவும் கடினமான.   ஓரகத் தனிமம். இரண்டு தனிமங்களும்  ஓரகத் தனிமங்களால் மாற்றப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக இரட்டை பெயரிடப்பட்ட நீர் ஐசோடோபாலோகில் D218O. இவை அனைத்தையும் சேர்த்து பார்த்தால் , மொத்தம் 18 வெவ்வேறு நிலையான நீர் ஓரக மூலக்கூறுகளும் 9 கதிரியக்க  ஓரக மூலக்கூறுகளும் உள்ளன. இருப்பினும் , நீரக் கவர்தல் காரணமாக கலவையில் சில விகிதங்கள் மட்டுமே சாத்தியமாகும். 

வெவ்வேறு  ஓரகத்தி அணு ஒரு மூலக்கூறில் எங்கும் இருக்கலாம் , எனவே வேறுபாடு நிகர வேதியியல் வாய்பாட்டில் அமையும். ஒரு சேர்மம் ஒரே தனிமத்தின் பல அணுக்களைக் கொண்டிருந்தால் , அவற்றில் ஏதேனும் ஒன்று மாற்றப்பட்ட அணுவாக இருக்கலாம். அது இன்னும் அதே  ஓரக மூல்க்கூறாகவே இருக்கும். ஒரே  ஓரகத் தனிம முறையில் மாற்றியமைக்கப்பட்ட தனிமத்தின் வெவ்வேறு இடங்களைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது , 1992 ஆம் ஆண்டில் சீமான் மற்றும் பெயின் ஆகியோரால் முதன்முதலில் முன்மொழியப்பட்ட  ஓரகத்திப்படி  என்ற சொல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.ஓரகத்திப்படியாக்கம் என்பது ஒரு கட்டமைப்பில் உள்ள வெவ்வேறு கூறுகளின் கட்டமைப்பு  ஒத்தபடியாக்கத்தை ஒத்ததாகும். வாய்பாடு, கட்டமைப்பின் சமச்சீர் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து ஒரு ஓரக மூலக்கூறில் பல ஓரகத்திப்படிகள் இருக்கலாம். எடுத்துகாட்டாக , எத்தனால்  என்ற மூலக்கூறு வாய்ப்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது. மோனோ - டியூட்டரேட்டடு எத்தனால் (Mono - deuterated ethanol)  என்பது அதன் ஒரு ஓரக மூலக்கூறாகும்.  மற்றும்  ஆகிய கட்டமைப்பு  வாய்பாடுகள் அந்த ஓரக மூலக்கூறின் இரண்டு ஓரகத்திப்படிகள் ஆகும்.

ஒற்றை மாற்றீடு செய்யப்பட்ட ஐசோடோபாலோகுகள்

பகுப்பாய்வு வேதியியல் பயன்பாடுகள் 
ஒற்றை மாற்றீடு செய்யப்பட்ட  ஓரக மூலக்கூறுகளை அணு காந்த அதிர்வு செய்முறைகளுக்குப் பயன்படுத்தலாம் , அங்கு டியூட்டரேட்டடு குளோரோஃபார்ம் (சி. டி. சி. எல் 3) போன்ற டியூட்டரேட்டுக் கரைப்பான்கள் கரைபொருட்களின் 1 எச்  குறிகைகளில் தலையிடாது. இயக்க ஐசோடோப்பு விளைவு பற்றிய ஆய்வுகளிலும் பயன்படுத்தலாம்.

புவி வேதியியல் பயன்பாடுகள் 
நிலையான  ஓரகத் தனிமப் புவி வேதியியல் துறையில் ,  கரிமம், உயிரகம், நீரகம், காலகம், கந்தகத்தின் அரிய  அடர்வகை ஓரகத் தனிமங்களைக் கொண்ட எளிய மூலக்கூறுகளின்  ஓரக மூலக்கூறுகள் இயற்கை சூழல்களில் புவியின் கடந்த காலத்து,சமநிலை,  இயக்க செயல்முறைகளைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இரட்டை மாற்றீட்டு ஓரக மூலக்கூறுகள் 
வளிமங்களின் திரள் ஓரகத் தனிமங்களின் ( இரு மடங்கு மாற்றப்பட்ட ஓரக மூலக்கூறுகள்) செறிவு அளவீடு,  நிலைப்புறு ஓரகத் தனிமப் புவி வேதியியல் துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது , இது ஒற்றை மாற்றீட்டு  ஓரக மூலக்கூறுகளை மட்டுமே பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம்  சுற்றுச்சூழலின்  சமநிலை, இயக்கவியல் செயல்முறைகளைக் கண்டறிய பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தற்போது அளவிடப்படும் இரட்டை மாற்றீட்டுடொரக மூலக்கூறுகளில் பின்வருவன அடங்கும்ஃ

 கார்பன் டை ஆக்சைடு, 13C18O16O
 மீத்தேன், 13CH3D மற்றும் 12CH2D2
 ஆக்சிஜன், 18O2 மற்றும் 17O18O
 நைட்ரஜன், 15N2
 நைட்ரசு ஆக்சைடு, 14N15N18O, 15N14N18O

பகுப்பாய்வுத் தேவைகள் 
C. H.  O  ஆகிய அடர் ஓரகத் தனிமங்கள் ஒப்பீட்டளவில் அரிதாக கிடைப்பதால்   ஓரகத்தி  விகிதப் பொருண்மை நிறமாலையியல் (IRMS) இரட்டிப்பு  மாற்றீட்டு வகையினங்களுக்கு  ஓரகத்தி  விகிதப் பொருண்மை நிறமாலையியல் (IRMS)  செய்ய கூடுதலான அளவு பதக்கூறு வளிமம் தேவைப்படுகிறது. மரபான நிலைப்புறு ஓரகத் தனிமங்களின் அளவீடுகளை விட நீண்ட பகுப்பாய்வு நேரங்கள் தேவைப்படுகின்றன , இதனால் மிகவும் நிலையான கருவி தேவைப்படுகிறது. கூடுதலாக , மீத்தேன் அமைப்பில் உள்ளதைப் போல இரட்டிப்பு மாற்றீட்டு ஓரக மூலக்கூறுகள் பெரும்பாலும் ஐசோபாரிக் குறுக்கீடுகளுக்கு உட்பட்டவை. அங்கு 13CH5+ மற்றும் 12CH3D+ அயனிகள் 12CH2D2+ மற்றும் 13CH3d+ இனங்களின் நிறை 18 இல் அளவிடுவதில்  குறுக்கிடுகின்றன. இத்தகைய இனங்களின் அளவீட்டுக்கு ஒரு ஐசோபாரிலிருந்து மற்றொரு ஐசோபாரைப் பிரிக்க மிக உயர்ந்த  பொருண்மைத் தீர்வு திறன் தேவைப்படுகிறது அல்லது ஆர்வமுள்ள இனங்களின்  செறிவில் குறுக்கிடும் இனங்களின் பங்களிப்புகளை மாதிரியாக்குதல் தேவைப்படுகிறது. இந்த பகுப்பாய்வு சவால்கள் குறிப்பிடத்தக்கவை. இரட்டை மாற்றீட்டு  ஓரக மூலக்கூறுகளைத் துல்லியமாக அளவிடும் முதல் வெளியீடு 2004 வரை தோன்றவில்லை. ஆனல், ஒற்றை மாற்றீட்டு ஒரக மூலக்கூறுகளின் அளவீடுகள் பல பத்தாண்டுகளாகவே செய்யப்பட்டு வருகின்றன.

வழக்கமான  வளிம மூலத்திற்கு மாற்றாக ஐஆர்எம்எஸ் கருவிகள்  இசைவிப்பு இருமுனைய ஒருன்ஹ்கொள் உறிஞ்சுதல் கதிர்நிரல்வரைவி ஐசோபாரிக் குறுக்கீடுகளிலிருந்து இரட்டிப்பாக மாற்றப்பட்ட இனங்களை அளவிடுவதற்கான ஒரு முறையாக வெளிப்பட்டுள்ளது , மேலும் இது மீத்தேன்  (13CH3D)  ஓரக மூலக்கூறுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

சமநிலைப் பின்னமாக்கல் 
ஓர் இலேசான ஓரகத் தனிமம் ஓர் அடர் ஓரகத் தனிமத்தால் மாற்றப்படும்போது (எ. கா. 12C க்கு 13C) இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையிலான பிணைப்பு மிகவும் மெதுவாக அதிர்வுறும் , இதன் மூலம் பிணைப்பின் ஆற்றலைச் சுழிப்புள்ளிக்குக்  குறைத்து மூலக்கூறை நிலைப்புறச் செய்யும். எனவே இரட்டை மாற்றீட்டு பிணைப்பைக் கொண்ட ஓர்  ஓரக மூலக்கூறு சற்று அதிக வெப்ப இயங்கியல் நிலைப்புற்றதாக இருக்கும். இது ஒவ்வோர்  அடர்  ஓரகத் தனிமத்தின் புள்ளிவிவர மிகுதியால் கணிக்கப்பட்டதை விட இரட்டை மாற்றீட்டு (அல்லது " திரள் ") இனங்களின்  செறிவைக் கூடச் செய்யும் ( இது ஓரகத் தனிமங்களின் வாய்ப்பியல்பு பகிர்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது). இந்த விளைவு வெப்பநிலை குறைந்து வரும்போது  அளவில்  கூடுகிறது. எனவே,  திரள் வகையினங்களின் செறிவு செந்தர  வளிமம் உருவான அல்லது சமநிலைப்படுத்தப்பட்ட வெப்பநிலையுடன் தொடர்புடையது. அறியப்பட்ட வெப்பநிலையில் சமநிலையில் உருவாகும் செந்தர வளிமங்களில் திரள் வகையினங்களின் செறிவை அளவிடுவதன் மூலம்  வெப்பமானியை அளவீடு செய்து அறியப்படாத செறிவுகளின் பதக்கூறுகளுக்குப் பயன்படுத்தலாம்.

இயக்கப் பின்னமாக்கல் 
பல மாற்றீட்டு ஓரக மூலக்கூறுகளின் செறிவும் இயக்க செயல்முறைகளால் பாதிக்கப்படலாம். ஒற்றை மாற்றீட்டு  ஓரக மூலக்கூறுகள் வெப்ப இயங்கியல் சமநிலையிலிருந்து இரட்டிப்பாக மாற்றப்பட்ட இனங்களில் இருந்து விலகுவது ஒரு குறிப்பிட்ட வினை நடைபெறுவதைக் குறிக்கலாம். வளிமண்டலத்தில் நிகழும் ஒளி வேதியியல் ஒளிச்சேர்க்கையைப் போலவே 18O2 இன் செறிவைச் சமநிலையிலிருந்து மாற்றுவது காட்டப்பட்டுள்ளது. 13CH3D , 12CH2D2  ஆகியவர்றின் அளவீடுகள் மீத்தேன் நுண்ணுயிர் செயலாக்கத்தை அடையாளம் காட்ட முடியும்.    அவை மீத்தேன் உருவாக்கத்தில் குவையச் சுரங்கப்பாதையின் முதன்மையை நிறுவவும் , பல மீத்தேன் நீர்த்தேக்கங்களின் கலவை மற்றும் சமநிலையை நிறுவவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. N2O ஓரக மூலக்கூறுகள் 14N15N18O மற்றும் 15N14N18O ஆகியவற்றின் ஒப்பீட்டளவில் உள்ள வேறுபாடுகள், N2O பாக்டீரியா  காலகச் சிதைவால் உருவானதா அல்லது பாக்டீரியா காலகமாக்கத்தால் உருவானதா என்பதை வேறுபடுத்திக் காட்டும்.

பல மாற்றீட்டு    ஓரக மூலக்கூறுகள்

உயிர்வேதியியல் பயன்பாடுகள் 
அணு காந்த அதிர்வு அல்லது பொருண்மை நிறமாலை செய்முறைகளுக்கு பல மாற்று ஓரக மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்தப்படலாம்.  இங்கு ஓரக மூலக்கூறுகள் ஒரு தரமான (புதிய பாதைகளைக் கண்டறிதல் அல்லது அளவு (ஒரு பாதை அணுகுமுறையின் அளவு பங்கைக் கண்டறிதல்) வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளை தெளிவுபடுத்த பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயிர்வேதியியலில் ஒரு பெயர்பெற்ற எடுத்துகாட்டு , சீரான பெயரிடப்பட்ட குளுக்கோஸ் (யு - 13 சி குளுக்கோஸ்) பயன்பாடு ஆகும் , இது  ஆய்வில் உள்ள உயிரினத்தால் வளர்சிதை மாற்றமடைகிறது (எ. கா. குச்சுயிரி, தாவரம் அல்லது விலங்கு).  இதன் அடியாளப் பதிவுகளைப்  பின்னர் புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட அமினோ அமிலம் அல்லது வளர்சிதைமாற்ற சுழற்சி  விளைபொருள்களில் கண்டறியப்படலாம்.

பொருண்மை கதிர்நிரல் அளவியல் பயன்பாடுகள் 
இயற்கையாக நிகழும்  ஓரகத் தனிமங்கள் அல்லது செயற்கை ஓரகத் தனிமஙடையாளப்படுத்தல் காரணமாக ஏற்படும்  ஓரக மூலக்கூறுகளை பல்வேறு பொருண்மை கதிர்நிரல் அளவியல் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தலாம்.

இயற்கை   ஓரக மூலக்கூறுகளின் பயன்பாடுகள் 
இயற்கையான ஓரக மூலக்கூறுகளின் ஒப்பீட்டு நிறை நிறமாலை தீவிரம் , உறுப்பு கூறுகளின் பின்ன மிகுதிகளிலிருந்து கணக்கிடக்கூடியது , பொருண்மை நிறமாலை பயிற்சியாளர்களால் அளவியல் பகுப்பாய்வு , அறியப்படாத கலவை அடையாளப்படுத்துவதில் பயன்படுகிறது.

 ஒரு செய்முறையில் காணப்பட்ட ஓரகத் தனிம  மிகு வடிவத்திற்கும் கொடுக்கப்பட்ட மூலக்கூறு  வாய்பாடுகளுக்கான எதிர்பார்க்கப்படும் ஓரகத் தனிம மிகு முறைகளுக்கும் இடையிலான பொருத்தத்தின் அடிப்படையில் அறியப்படாத சேர்மத்திற்கான அதிக வாய்ப்புள்ள மூலக்கூறு வடிவங்களை அடையாளம் காணலாம்.
 நிறை நிறமாலையின் நேரியல்   இயக்கத் துலங்கலின் நெடுக்கத்தை  விரிவுபடுத்த , குறைந்த மிகுதியுடன் கூடிய ஒரு ஐசோடோபாலோகுடன் பின்வரும் பமோரக மூலக்கூறுகளைப் பின்பற்றுவதன் மூலம் , அதிக மிகுதியுடன் இருக்கும் ஓரகத் தனிமங்கள் நிறைவுற்ற  குறிகைகளை வழங்கும்போது கூட நேரியல்  துலங்கலை உருவாக்குகின்றன.

ஓரகத்தி  அடையாளப்படுத்துதலின் பயன்பாடுகள் 
குறிப்பிட்ட அணுக்களை அதனுடன் தொடர்புடைய  ஓரகத்திகளால் மாற்றுதல்  பின்வரும் பொருண்மை நிறமாலை முறைகளை எளிதாக்கும்.

 வளர்சிதை மாற்றப் பாயப் பகுப்பாய்வு (MFA)
 அளவியல் பகுப்பாய்விற்கான செந்தர ஓரகத் தனிம முறையில் பெயரிடப்பட்ட உள் தரநிலைகள்

மேலும் காண்க 

 பொருண்மை (பொருண்மை நிறமாலையியல்)
 ஓரகத்தி விகிதப் பொருண்மை நிறமாலையியல்
 ஓரகத்திப்படி
 திரள்  ஓரகத்திகள்
 ஓரகத்திக்கூறு

மேற்கோள்கள்

வெளி இணைப்புகள் 
Fractional abundance of atmospheric isotopologues, SpectralCalc.com

ஓரக மூலக்கூறுகள்
ஓரகத் தனிமங்கள்
இயற்பியல் வேதியியல்
ஓரிடத்தான்கள்