ஆர்கான் அணு: ஒரு கண்ணோட்டம்
ஆர்கான் (Ar), அணு எண் 18 கொண்ட ஒரு தனிமம், தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 18 ஐச் சேர்ந்தது, இது உன்னத வாயுக்கள் என அறியப்படுகிறது. இது மந்தத்தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது சாதாரண சூழ்நிலைகளில் இது பெரும்பாலும் வினைத்திறன் அற்றது. ஆர்கான் பூமியின் வளிமண்டலத்தில் மூன்றாவது மிக அதிகமாக உள்ள வாயுவாகும், இது கன அளவின்படி தோராயமாக 0.934% ஆகும். தொழில்துறை ரீதியாக, இந்தியாவில் திரவக் காற்றின் பின்னக் காய்ச்சிவடித்தல் மூலம் ஆர்கான் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இது நாடு முழுவதும் உள்ள பல்வேறு தொழில்துறை வாயு ஆலைகளில் மேற்கொள்ளப்படும் ஒரு செயல்முறையாகும். இது பற்றவைத்தல், ஒளிரும் மின்விளக்குகள் (இந்திய வீடுகளில் பொதுவானது) மற்றும் குறைக்கடத்தி படிகங்களை வளர்ப்பதற்கான பாதுகாப்புச் சூழலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
ஆர்கான் அணுவின் கூறுகள்
புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலெக்ட்ரான்கள்
ஒரு ஆர்கான் அணுவை உருவாக்கும் அடிப்படைத் துகள்கள் அதன் அடையாளம் மற்றும் பண்புகளைத் தீர்மானிக்கின்றன.
- அணு எண் (Z): ஆர்கானின் அணு எண் 18 ஆகும். இந்த மதிப்பு ஒவ்வொரு ஆர்கான் அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. எனவே, ஒரு ஆர்கான் அணுவில் 18 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
- எலெக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை அணுவில், எலெக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும். எனவே, ஒரு நடுநிலை ஆர்கான் அணுவில் 18 எலெக்ட்ரான்கள் உள்ளன. இந்த எலெக்ட்ரான்கள் உட்கருவைச் சுற்றி குறிப்பிட்ட ஆற்றல் நிலைகள் அல்லது கூடுகளில் ஆக்கிரமிக்கின்றன.
- நியூட்ரான்கள்: ஆர்கானின் பொதுவான ஐசோடோப்பு ஆர்கான்-40 (⁴⁰Ar) ஆகும், இதன் நிறை எண் (A) 40 ஆகும். ஒரு அணுவில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது (A - Z). ஆர்கான்-40 க்கு, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 40 - 18 = 22 நியூட்ரான்கள் ஆகும். ஆர்கான்-36 (18 நியூட்ரான்கள்) மற்றும் ஆர்கான்-38 (20 நியூட்ரான்கள்) போன்ற ஆர்கானின் பிற ஐசோடோப்புகளும் உள்ளன, ஆனால் ஆர்கான்-40 முக்கிய வடிவமாகும்.
ஆர்கானில் எலெக்ட்ரான் அமைப்பு
எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு
எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலெக்ட்ரான்களின் விநியோகத்தை விவரிக்கிறது. 18 எலெக்ட்ரான்கள் கொண்ட ஒரு ஆர்கான் அணுவிற்கு, எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு ஆஃப்கவு கோட்பாடு, ஹன்ட் விதி மற்றும் பாலி தவிர்ப்பு கோட்பாடு ஆகியவற்றைப் பின்பற்றுகிறது:
- முதல் இரண்டு எலெக்ட்ரான்கள் 1s ஆர்பிட்டலை நிரப்புகின்றன: $1s^2$
- அடுத்த இரண்டு எலெக்ட்ரான்கள் 2s ஆர்பிட்டலை நிரப்புகின்றன: $2s^2$
- அடுத்த ஆறு எலெக்ட்ரான்கள் 2p ஆர்பிட்டல்களை நிரப்புகின்றன: $2p^6$
- அடுத்த இரண்டு எலெக்ட்ரான்கள் 3s ஆர்பிட்டலை நிரப்புகின்றன: $3s^2$
- கடைசி ஆறு எலெக்ட்ரான்கள் 3p ஆர்பிட்டல்களை நிரப்புகின்றன: $3p^6$
ஆகவே, ஒரு நடுநிலை ஆர்கான் அணுவின் முழுமையான எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$
இந்த கட்டமைப்பு நியான் (Ne) என்ற முந்தைய உன்னத வாயுவைப் பயன்படுத்தி உன்னத வாயு குறியீட்டிலும் குறிப்பிடப்படலாம், இதன் எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு $1s^2 2s^2 2p^6$: $[Ne] 3s^2 3p^6$
இணைதிறன் எலெக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலெக்ட்ரான்கள் ஒரு அணுவின் வெளிச்செல்லும் முக்கிய ஆற்றல் கூட்டில் அமைந்துள்ள எலெக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலெக்ட்ரான்கள் முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபட்டுள்ளன.
ஆர்கானுக்கு, வெளிச்செல்லும் முக்கிய ஆற்றல் கூடு மூன்றாவது கூடு (n=3) ஆகும். இந்த கூட்டில் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள் $3s$ மற்றும் $3p$ ஆர்பிட்டல்களில் உள்ளவை.
- $3s$ ஆர்பிட்டலில் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள்: 2
- $3p$ ஆர்பிட்டலில் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள்: 6
ஒரு ஆர்கான் அணுவில் உள்ள மொத்த இணைதிறன் எலெக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை $2 + 6 = 8$. அதன் வெளிச்செல்லும் கூட்டில் உள்ள இந்த முழுமையான ஆக்டெட், ஆர்கானின் வேதியியல் நிலைத்தன்மைக்கும், பெரும்பாலான சூழ்நிலைகளில் வேதியியல் பிணைப்புகளை உருவாக்குவதற்கான அதன் எதிர்ப்பையும் குறிக்கும் ஒரு உன்னத வாயுவாக அதன் வகைப்படுத்தலுக்கும் காரணமாகும்.