தங்கத்தின் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வோம்
தங்கம், ஒரு மதிப்புமிக்க மற்றும் வினைத்திறனற்ற உலோகம், பண்டைய இந்தியா உட்பட பல நாகரிகங்களில் அதன் பளபளப்பு மற்றும் அரிப்பை எதிர்க்கும் தன்மைக்காக மதிக்கப்பட்டது. அதன் தனித்துவமான பண்புகள் அதன் அணு அமைப்புடன் அடிப்படையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. தங்கத்தின் நடத்தை, அதாவது அதன் தகடாக்கும் தன்மை அல்லது நிறமாற்றத்தை எதிர்க்கும் திறன் போன்றவற்றை புரிந்துகொள்ள, அதன் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம்.
அணு எண் மற்றும் நிறை எண்
ஒவ்வொரு அணுவும் அதன் அணு எண்ணால் (Z) வரையறுக்கப்படுகிறது, இது அதன் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. தங்கத்திற்கு, அணு எண் (Z) 79 ஆகும். இதன் பொருள் ஒவ்வொரு தங்க அணுவிலும் 79 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
ஒரு அணுவின் நிறை எண் (A) என்பது அதன் கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையாகும். தங்கத்திற்கு பல ஐசோடோப்புகள் இருந்தாலும், மிகவும் பொதுவான மற்றும் நிலையான ஐசோடோப்பு தங்கம்-197 ($^{197}\text{Au}$) ஆகும். எனவே, அதன் நிறை எண் (A) பொதுவாக 197 எனக் கருதப்படுகிறது.
ஒரு நடுநிலை தங்க அணுவில் உள்ள துணை அணுத் துகள்கள்
அதன் அணு மற்றும் நிறை எண்களின் அடிப்படையில், ஒரு நடுநிலை தங்க அணுவில் உள்ள துணை அணுத் துகள்களின் எண்ணிக்கையை தீர்மானிக்க முடியும்:
- புரோட்டான்கள்: அணு எண் (Z) 79 என்பதால், ஒரு தங்க அணுவில் 79 புரோட்டான்கள் உள்ளன. இந்த நேர்மின் சுமையுடைய துகள்கள் கருவில் உள்ளன.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். ஆகவே, ஒரு நடுநிலை தங்க அணுவில் 79 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. இந்த எதிர்மின் சுமையுடைய துகள்கள் கருவைச் சுற்றி குறிப்பிட்ட ஆற்றல் மட்டங்கள் அல்லது கூடுகளில் வலம் வருகின்றன.
- நியூட்ரான்கள்: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது (A - Z). தங்கம்-197 க்கு, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 197 - 79 = 118 நியூட்ரான்கள் ஆகும். நியூட்ரான்கள் நடுநிலைத் துகள்கள் ஆகும், இவை கருவில் காணப்படுகின்றன.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்கள் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகின்றன என்பதை விவரிக்கிறது. தங்கத்திற்கு (Au), 79 எலக்ட்ரான்களுடன், அதன் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு கடுமையான ஆஃப்பா தத்துவத்திற்கு ஒரு விதிவிலக்காகும், இது மிகவும் நிலையான அமைப்பைக் காட்டுகிறது.
ஒரு நடுநிலை தங்க அணுவின் முழு எலக்ட்ரான் அமைப்பு இது: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6 4d^{10} 4f^{14} 5s^2 5p^6 5d^{10} 6s^1$
இந்த அமைப்பை உன்னத வாயு குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி குறிப்பிடலாம், 54 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட செனானைக் (Xe) குறிப்பிடுவதன் மூலம்: $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1$
எதிர்பார்க்கப்பட்ட அமைப்பு ($[Xe] 4f^{14} 5d^9 6s^2$) இலிருந்து $4f^{14} 5d^{10} 6s^1$ க்கு மாறுபாடு ஏற்படுவதற்குக் காரணம், முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட $5d$ துணைக்கூடு ($5d^{10}$) அணுவுக்கு கூடுதல் நிலைத்தன்மையை வழங்குகிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிப் புற முதன்மை ஆற்றல் கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன.
தங்கத்திற்கு, அதன் எலக்ட்ரான் அமைப்பு $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1$ இன் அடிப்படையில்: வெளிப்புற முதன்மை ஆற்றல் கூடு 6வது கூடு ஆகும், இது $6s$ ஆர்பிட்டாலில் 1 எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, தங்கத்தின் முதன்மை இணைதிறன் எலக்ட்ரான் $6s^1$ எலக்ட்ரான் ஆகும்.
$6s^1$ எலக்ட்ரான் மிகவும் எளிதாக இழக்கப்படும் எலக்ட்ரானாக இருந்தாலும், $5d$ எலக்ட்ரான்களும் பிணைப்பில் பங்கேற்கலாம், குறிப்பாக தங்கம் அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை (எ.கா., +3) வெளிப்படுத்தும் போது. இருப்பினும், இணைதிறன் பற்றிய அடிப்படை புரிதலுக்கு, $6s^1$ எலக்ட்ரான் முதன்மை இணைதிறன் எலக்ட்ரானாகக் கருதப்படுகிறது.