தனிமங்களின் காலமுறைப் பண்பாக அணு ஆரம்

தனிமங்களின் காலமுறைப் பண்பாக அணு ஆரம்

அணு ஆரம் என்பது தனிமங்களின் காலமுறைப் பண்புகளில் ஒன்றாகும், இது தனிம வரிசை அட்டவணை முழுவதும் சீராக மாறுகிறது. அணு ஆரத்தில் ஏற்படும் மாறுபாடுகளைப் புரிந்துகொள்வது, தனிமங்களின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளையும், சேர்மங்களில் அவற்றின் நடத்தையையும் கணிப்பதற்கு அவசியமாகும். இந்தக் கட்டுரை, அணு ஆரம் எனும் கருத்து, அது தனிம வரிசை அட்டவணை முழுவதும் எவ்வாறு மாறுகிறது, மற்றும் இந்த மாற்றங்கள் ஏன் நிகழ்கின்றன என்பனவற்றைப் பற்றி விவாதிக்கும்.

அணு ஆரத்தைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

அணு ஆரம் என்பது ஒரு நடுநிலை அணுவில், அணுக்கருவிலிருந்து வெளிப்புற எலக்ட்ரான் வரையிலான தூரம் ஆகும். இருப்பினும், எலக்ட்ரான்கள் திட்டவட்டமான எல்லைகள் இல்லாத நிகழ்தகவுகளின் மேகத்தில் இருப்பதால், அணு ஆரத்தைத் துல்லியமாக வரையறுப்பது கடினமாக இருக்கலாம். அணு ஆரத்தை அளவிட பல அணுகுமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

1. சகப்பிணைப்பு ஆரம்: சகப்பிணைப்பால் இணைந்த இரண்டு அணுக்களின் உட்கருக்களுக்கு இடையேயான தூரத்திலிருந்து அளக்கப்படுகிறது. இந்த ஆரம் அலோகத் தனிமங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
2. அயனி ஆரம்: அயனிப் படிகங்களில், அருகருகே உள்ள நேர்மின் அயனி மற்றும் எதிர்மின் அயனி அணுக்கருக்களுக்கு இடையேயான தூரத்தில் பாதியாக அளக்கப்படுகிறது.
3. உலோக ஆரம்: ஒரு உலோகப் படிகத்தில், அருகருகே உள்ள உலோக அணுக்கருக்களுக்கு இடையேயான தூரத்தில் பாதியாக அளக்கப்படுகிறது.
4. வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம்: வலிமை குறைந்த வான் டெர் வால்ஸ் விசைகள் மூலம் இடைவினை புரியும் அணுக்கருக்களுக்கு இடையேயான தூரத்திலிருந்து அளக்கப்படுகிறது.

தனிம அட்டவணையில் அணு ஆரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் வடிவங்கள்

தனிம அட்டவணையில், வரிசைகள் (கிடைமட்ட வரிசைகள்) மற்றும் தொகுதிகள் (செங்குத்து நெடுவரிசைகள்) ஆகிய இரண்டிலும் அணு ஆரங்கள் ஒரு சீரான மாற்றப் போக்கைக் காட்டுகின்றன.

காலப்போக்கில் ஏற்படும் மாற்றங்கள்

தனிம அட்டவணையில் ஒரு வரிசையில் இடமிருந்து வலமாக நாம் செல்லும்போது, ​​அணு ஆரங்கள் குறைய முனைகின்றன. இதற்குப் பல காரணிகள் உள்ளன:

1. அணுக்கரு மின்னூட்டம் அதிகரித்தல்: ஒரு தொடர்வரிசையில் நாம் செல்லும்போது அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரித்து, பயனுறு அணுக்கரு மின்னூட்டமும் அதிகரிக்கிறது. இது எலக்ட்ரான்களை அணுக்கருவிற்கு அருகில் ஈர்க்கிறது.
2. மாறாத எலக்ட்ரான் கூடுகள்: எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரித்தாலும், அவை ஒரே கூட்டில் உள்ள ஆர்பிட்டால்களை நிரப்புகின்றன. அதிகரித்த அணுக்கரு மின்னூட்டத்தின் கவர்ச்சி விளைவானது, எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையேயான விலக்கத்தை விட அதிகமாக இருப்பதால், அணு ஆரம் குறைகிறது.

குறிப்பு:
– லித்தியம் (Li): அணு எண் 3, அணு ஆரம் 152 pm.
– பெரிலியம் (Be): அணு எண் 4, அணு ஆரம் 112 pm.
– போரான் (B): அணு எண் 5, அணு ஆரம் 85 pm.

வகுப்புகள் முழுவதும் மாற்றங்கள்

ஒரு தொகுதியில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது, ​​அணுக்களின் ஆரங்கள் அதிகரிக்க முனைகின்றன. இதை பாதிக்கும் காரணிகள்:

1. ஒரு எலக்ட்ரான் கூட்டைச் சேர்த்தல்: ஒரு கீழ் தொகுதியில் உள்ள ஒவ்வொரு தனிமமும், தனக்கு மேலே உள்ள தனிமத்தை விட ஒரு எலக்ட்ரான் கூட்டை அதிகமாகக் கொண்டுள்ளது. இவ்வாறு ஒரு கூடு சேர்க்கப்படுவதால், அணுக்கருவிற்கும் வெளிப்புற எலக்ட்ரானுக்கும் இடையிலான தூரம் அதிகரிக்கிறது.
2. தடுப்பு விளைவு: ஆழமான கூடுகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், அணுக்கருவின் ஈர்ப்பு விசையை ஓரளவு சமன் செய்வதால், அணுக்கருவுக்கு அருகில் உள்ள கூடுகளில் இருக்கும் எலக்ட்ரான்களைப் போல வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் வலுவாக ஈர்க்கப்படுவதில்லை.

குறிப்பு:
– லித்தியம் (Li): அணு எண் 3, அணு ஆரம் 152 pm.
– சோடியம் (Na): அணு எண் 11, அணு ஆரம் 186 pm.
– பொட்டாசியம் (K): அணு எண் 19, அணு ஆரம் 227 pm.

இந்த மாற்றம் ஏன் நிகழ்ந்தது?

தனிம அட்டவணையில் உள்ள அணு ஆரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களை, பயனுறு அணுக்கரு மின்னூட்டம், திரை விளைவு மற்றும் எலக்ட்ரான் கூடுகளின் சேர்ப்பு போன்ற வேதியியலின் அடிப்படைக் கருத்துக்களைக் கொண்டு விளக்கலாம்.

பயனுள்ள மைய சுமை

உள் எலக்ட்ரான்களின் மறைப்பு விளைவைக் கணக்கில் கொண்ட பிறகு, வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் மீது அணுக்கரு செலுத்தும் நிகர ஈர்ப்பே பயனுறு அணுக்கரு மின்னூட்டம் ஆகும். அதற்கான சூத்திரம்:

\[ Z_{\text{eff}} = Z – S \]

இதில் \( Z \) என்பது அணு எண் (புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை) மற்றும் \( S \) என்பது உள் கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை ஆகும். \( Z_{\text{eff}} \) அதிகரிக்கும்போது, ​​வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் மீதான ஈர்ப்பு விசையும் அதிகரித்து, அணு ஆரம் குறைகிறது.

தடுப்பு விளைவு

ஆழமான கூடுகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் மீதான அணுக்கருவின் ஈர்ப்பை ஓரளவு மறைக்கின்றன அல்லது நடுநிலையாக்குகின்றன. எலக்ட்ரான் கூடுகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்க அதிகரிக்க, இந்த மறைப்பு விளைவும் அதிகமாகிறது. இதனால், வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் மிகவும் தளர்வாகப் பிணைக்கப்பட்டு, அணுவின் ஆரமும் அதிகரிக்கிறது.

எலக்ட்ரான் ஷெல் கூட்டல்

தனிம அட்டவணையில் ஒவ்வொரு தொகுதியிலும் நாம் கீழே செல்லும்போது, ​​ஒரு புதிய எலக்ட்ரான் கூடு சேர்க்கப்படுகிறது. இந்தப் புதிய கூடு, வெளிப்புற எலக்ட்ரான்களை அணுக்கருவிலிருந்து மேலும் தள்ளி, அணு ஆரத்தை அதிகரிக்கிறது.

அணு ஆரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் தாக்கம்

அணு ஆரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், தனிமங்களின் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

அயனியாக்க ஆற்றல்

வாயு நிலையில் உள்ள ஒரு நடுநிலை அணுவிலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானை நீக்குவதற்குத் தேவைப்படும் ஆற்றலே அயனியாக்க ஆற்றல் ஆகும். அணு ஆரம் சிறியதாக இருந்தால், அணுக்கருவிற்கும் வெளிக்கீழ் எலக்ட்ரானுக்கும் இடையிலான ஈர்ப்பு வலுவாக இருக்கும், இதனால் அயனியாக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, பெரிய அணு ஆரம் குறைந்த அயனியாக்க ஆற்றலுக்கு வழிவகுக்கிறது.

எலக்ட்ரான் நாட்டம்

வாயு நிலையில் உள்ள ஒரு நடுநிலை அணுவுடன் ஒரு எலக்ட்ரான் சேர்க்கப்படும்போது ஏற்படும் ஆற்றல் மாற்றமே எலக்ட்ரான் நாட்டம் ஆகும். சிறிய அணு ஆரம் கொண்ட தனிமங்கள், புதிய எலக்ட்ரானை அணுக்கரு வலுவாக ஈர்ப்பதால், அதிக எலக்ட்ரான் நாட்டத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன.

எதிர்மின் தன்மை

எலக்ட்ரான் கவர் திறன் என்பது ஒரு வேதியியல் பிணைப்பில் எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கும் ஒரு அணுவின் திறனாகும். சிறிய ஆரங்களையும் அதிக பயனுறு அணுக்கரு மின்னூட்டங்களையும் கொண்ட அணுக்கள் அதிக எலக்ட்ரான் கவர் திறனைக் கொண்டிருக்கின்றன.

இயற்பியல் பண்புகள்

அணு ஆரம், அடர்த்தி, உருகுநிலை மற்றும் கொதிநிலை போன்ற இயற்பியல் பண்புகளையும் பாதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, சிறிய அணு ஆரங்களைக் கொண்ட இடைநிலை உலோகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​பெரிய அணு ஆரங்களைக் கொண்ட கார உலோகங்கள் குறைந்த உருகுநிலை மற்றும் கொதிநிலைகளைக் கொண்டிருக்கின்றன.

முடிவுரை

அணு ஆரம் என்பது, பல்வேறு வேதி வினைகள் மற்றும் இயற்பியல் செயல்முறைகளில் தனிமங்களின் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமான தனிம வரிசைப் பண்புகளில் ஒன்றாகும். தனிம வரிசையில் அணு ஆரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் அமைப்பு, பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், மறைப்பு விளைவுகள் மற்றும் எலக்ட்ரான் கூடுகளின் சேர்க்கை ஆகியவற்றைப் பிரதிபலிக்கிறது. அணு ஆரத்தைப் புரிந்துகொள்வது, தனிமங்களின் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளையும், அவற்றின் வினைத்திறன் மற்றும் சேர்மங்களை உருவாக்கும் போக்கையும் கணிக்க விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுகிறது. இவ்வாறு, அணு ஆரத்தைப் பற்றிய ஆய்வு, பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பருப்பொருளின் அடிப்படை அமைப்பு மற்றும் பண்புகள் குறித்த ஆழ்ந்த புரிதலை வழங்குகிறது.