ஆர்சனிக்கின் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது
ஆர்சனிக் (As) அறிமுகம்
ஆர்சனிக், அதன் வேதியியல் குறியீடு As ஆல் குறிக்கப்படுகிறது, இது அணு எண் 33 கொண்ட ஒரு தனிமம் ஆகும். இது ஒரு உலோகப்போலியாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அதாவது இது உலோகங்களுக்கும் அலோகங்களுக்கும் இடைப்பட்ட பண்புகளைக் காட்டுகிறது. ஆர்சனிக், தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 15 (நைட்ரஜன் குடும்பம்) மற்றும் தொடர் 4 இல் அமைந்துள்ளது.
ஆர்சனிக்கில் உள்ள அணுக்கருத் துகள்கள்
ஒரு தனிமத்தின் அணு எண் (Z) ஒரு அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை நேரடியாகக் குறிப்பிடுகிறது. ஆர்சனிக்கிற்கு:
- அணு எண் (Z): 33
- ஆகவே, ஒரு ஆர்சனிக் அணுவில் 33 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
ஒரு நடுநிலை அணுவில், மின் நடுநிலையை பராமரிக்க எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும்.
- எனவே, ஒரு நடுநிலை ஆர்சனிக் அணுவில் 33 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
நிறை எண் (A) உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. ஆர்சனிக்கின் மிகவும் பொதுவான மற்றும் நிலையான ஐசோடோப்பு ஆர்சனிக்-75 ஆகும் ($^{75}\text{As}$).
- நிறை எண் (A): 75
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் - அணு எண் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 75 - 33 = 42 நியூட்ரான்கள்.
ஆர்சனிக்கின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது உட்கருவைச் சுற்றியுள்ள அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்களின் ஒழுங்கமைப்பை விவரிக்கிறது. ஆஃப்பா தத்துவம், பாலி விலக்குக் கோட்பாடு மற்றும் ஹன்ட் விதிப்படி, ஆர்சனிக்கின் எலக்ட்ரான்கள் (33 எலக்ட்ரான்கள்) குறிப்பிட்ட ஆற்றல் நிலைகளிலும் துணையடுக்கிலும் அடுக்கப்பட்டுள்ளன.
- முழுமையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^3$
இந்த அமைப்பை உன்னத வாயு குறியீட்டையும் பயன்படுத்தி குறிப்பிடலாம், இதில் முந்தைய உன்னத வாயுவின் (ஆர்கான், Ar) அமைப்பு உள் மைய எலக்ட்ரான்களுக்கான சுருக்கெழுத்தாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆர்கான் 18 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, இது $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$ என்ற அமைப்புடன் பொருந்துகிறது.
- உன்னத வாயு அமைப்பு: $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3$
ஆர்சனிக்கில் உள்ள இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிப்புற எலக்ட்ரான் கூட்டத்தில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபட்டு, ஒரு தனிமத்தின் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் வினைத்திறனை கணிசமாக தீர்மானிக்கின்றன.
ஆர்சனிக்கைப் பொறுத்தவரை, வெளிப்புற எலக்ட்ரான் கூடு நான்காவது கூடு (n=4) ஆகும். உன்னத வாயு எலக்ட்ரான் அமைப்பு $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3$ ஐ ஆராயும்போது:
- $4s^2$ மற்றும் $4p^3$ ஆர்பிட்டல்கள் நான்காவது முதன்மை ஆற்றல் நிலைக்குச் சொந்தமானவை, அவை வெளிப்புற எலக்ட்ரான்களாக அமைகின்றன. $3d^{10}$ எலக்ட்ரான்கள் ஒரு உள் கூட்டின் (n=3) ஒரு பகுதியாகும், மேலும் ஆர்சனிக் போன்ற முக்கிய தொகுதி தனிமங்களுக்கு பொதுவாக மைய எலக்ட்ரான்களாகக் கருதப்படுகின்றன, கடைசியாக நிரப்பப்பட்ட d-துணையடுக்கு என்றாலும் கூட.
- வெளிப்புற s மற்றும் p ஆர்பிட்டல்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைக் கூட்டுவதன் மூலம் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கணக்கிடப்படுகிறது: $2 (4s இலிருந்து) + 3 (4p இலிருந்து) = 5$.
- ஆகவே, ஆர்சனிக் 5 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. இந்த எண்ணிக்கை, தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 15 இல் அதன் இருப்பிடத்துடன் ஒத்துப்போகிறது, அங்கு தனிமங்கள் பொதுவாக ஐந்து இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன.
இருப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் முக்கியத்துவம்
ஆர்சனிக் இயற்கையாகவே பூமியின் மேலோட்டில் உள்ளது மற்றும் ஆர்செனோபைரைட் போன்ற பல்வேறு தாதுக்களில் காணப்படுகிறது. இந்தியாவில், நிலத்தடி நீரில் இயற்கையாகவே ஆர்சனிக் காணப்படுவது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல் கவலையாகும், குறிப்பாக மேற்கு வங்கம், பீகார், உத்தரபிரதேசம் மற்றும் கங்கை-பிரம்மபுத்திரா-மேக்னா படுகையின் சில பகுதிகளில் இது உள்ளது. இதன் இருப்பு, பெரும்பாலும் புவியியல் காரணிகள் மற்றும் மனித நடவடிக்கைகளால், அசுத்தமான குடிநீர் மூலம் சுகாதார அபாயங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும், இதனால் பாதிக்கப்பட்ட பகுதிகளில் நீர் தர கண்காணிப்பு மற்றும் தணிப்பு உத்திகள் மிக முக்கியமானவை.