போரான் அறிமுகம்
போரான் என்பது B என்ற குறியீட்டால் குறிப்பிடப்படும் ஒரு வேதியியல் தனிமம் ஆகும், இது 5 என்ற அணு எண்ணைக் கொண்டுள்ளது. இது ஒரு உலோகப்போலியாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அதாவது இது உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்களுக்கு இடைப்பட்ட பண்புகளைக் காட்டுகிறது. போரான் இயற்கையில் ஒப்பீட்டளவில் அரிதாகக் காணப்படுகிறது, முக்கியமாக போராக்ஸ் போன்ற கனிமப் படிவுகளில் காணப்படுகிறது. உதாரணமாக, இந்தியாவில் போராக்ஸ் பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் கண்ணாடி மற்றும் மட்பாண்டங்கள் தயாரிப்பது, சவர்க்காரங்களில் ஒரு கூறாக, மற்றும் சில விவசாய உருவாக்கங்கள் ஆகியவை அடங்கும்.
போரானின் அணு எண் மற்றும் நிறை எண்
அணு எண் (Z) ஒரு தனிமத்தை தனித்துவமாக அடையாளம் காட்டுகிறது மேலும் இது ஒரு அணுவின் கருவில் உள்ள மொத்த புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். போரானுக்கு, அணு எண் 5 ஆகும். போரானின் அணு நிறை தோராயமாக 10.81 அணு நிறை அலகுகள் (amu) ஆகும். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்கும்போது, நிறை எண் (A), இது ஒரு குறிப்பிட்ட ஐசோடோப்பின் அணு நிறையின் முழுமைப்படுத்தப்பட்ட முழு எண் மதிப்பானது, பயன்படுத்தப்படுகிறது. போரானின் மிகவும் பரவலான ஐசோடோப்பு போரான்-11 ஆகும், இது 11 என்ற நிறை எண்ணைக் கொண்டுள்ளது. மற்றொரு முக்கியமான ஐசோடோப்பு போரான்-10 ஆகும். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை தொடர்பான பொதுவான விவாதங்களுக்கு, போரான்-11 பொதுவாக அதன் அதிக இயற்கை செழிப்பு காரணமாகக் கருதப்படுகிறது.
போரானில் உள்ள துணை அணுத் துகள்கள்
புரோட்டான்கள்
ஒரு அணுவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அதன் அணு எண்ணால் நேரடியாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது. போரானின் அணு எண் 5 என்பதால், ஒரு போரான் அணுவில் 5 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
எலக்ட்ரான்கள்
ஒரு நடுநிலை அணுவில், ஒட்டுமொத்த மின் நடுநிலையை உறுதிப்படுத்த எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும். இதன் விளைவாக, ஒரு நடுநிலை போரான் அணுவில் 5 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
நியூட்ரான்கள்
ஒரு அணுவில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை ஒரு குறிப்பிட்ட ஐசோடோப்பின் நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணை (புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை) கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது. மிகவும் செழிப்பான ஐசோடோப்பான போரான்-11 ஐக் கருத்தில் கொண்டு: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 11 - 5 எனவே, ஒரு போரான்-11 அணுவில் 6 நியூட்ரான்கள் உள்ளன. (மற்றொரு ஐசோடோப்பான போரான்-10 அணுவில் 5 நியூட்ரான்கள் (10 - 5 = 5) இருக்கும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்வது அவசியம்).
போரானின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு
கூடுகளின் அடிப்படையிலான அமைப்பு (போர் மாதிரி)
ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றி தனித்தனி ஆற்றல் மட்டங்கள் அல்லது கூடுகளில் அடுக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த கூடுகள், உள் கூட்டில் இருந்து தொடங்கி, K, L, M, N, என வழக்கமாக பெயரிடப்பட்டுள்ளன.
- K-கூடு (முதல் கூடு) அதிகபட்சம் 2 எலக்ட்ரான்களைக் கொள்ள முடியும்.
- L-கூடு (இரண்டாவது கூடு) அதிகபட்சம் 8 எலக்ட்ரான்களைக் கொள்ள முடியும். மொத்தம் 5 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட போரானுக்கு:
- K-கூடு 2 எலக்ட்ரான்களுடன் முழுமையாக நிரப்பப்பட்டுள்ளது.
- மீதமுள்ள 3 எலக்ட்ரான்கள் L-கூட்டில் உள்ளன. எனவே, போரானின் கூடுகளின் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரான் அமைப்பு 2, 3 ஆகும்.
ஆர்பிட்டால் அடிப்படையிலான அமைப்பு (ஆஃபா தத்துவம்)
எலக்ட்ரான் அமைப்பின் மிகவும் விரிவான விளக்கம், ஒவ்வொரு கூட்டிற்குள்ளும் குறிப்பிட்ட ஆர்பிட்டால்களில் எலக்ட்ரான்களின் விநியோகத்தை உள்ளடக்கியது. ஆஃபா தத்துவம் எலக்ட்ரான்கள் மிகக் குறைந்த ஆற்றல் மட்டங்களில் இருந்து அணு ஆர்பிட்டால்களை நிரப்புகின்றன என்று கூறுகிறது.
- K-கூடு 1s ஆர்பிட்டாலுக்கு ஒத்திருக்கிறது.
- L-கூட்டில் 2s மற்றும் 2p ஆர்பிட்டால்கள் உள்ளன. 5 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட போரானுக்கு:
- 1s ஆர்பிட்டால் 2 எலக்ட்ரான்களால் நிரப்பப்படுகிறது (1s² என குறிப்பிடப்படுகிறது).
- 2s ஆர்பிட்டால் 2 எலக்ட்ரான்களால் நிரப்பப்படுகிறது (2s² என குறிப்பிடப்படுகிறது).
- மீதமுள்ள 1 எலக்ட்ரான் ஒரு 2p ஆர்பிட்டாலில் உள்ளது (2p¹ என குறிப்பிடப்படுகிறது). எனவே, போரானின் ஆர்பிட்டால் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரான் அமைப்பு 1s² 2s² 2p¹ ஆகும்.
போரானின் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பது ஒரு அணுவின் வெளிப்புற நிரப்பப்பட்ட கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் என வரையறுக்கப்படுகின்றன. இந்த எலக்ட்ரான்கள் ஒரு அணுவின் வேதியியல் எதிர்வினைத்திறன் மற்றும் வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்பதை தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. போரானுக்கு, வெளிப்புற எலக்ட்ரான் கூடு L-கூடு ஆகும், இது 3 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, அதன் கூடுகளின் அடிப்படையிலான அமைப்பு (2, 3) மூலம் இது தெளிவாகிறது. ஆர்பிட்டால் அடிப்படையிலான அமைப்பு (1s² 2s² 2p¹) மூலம், மிக உயர்ந்த முதன்மை ஆற்றல் மட்டத்தில் (n=2) 2s ஆர்பிட்டாலில் 2 எலக்ட்ரான்களும், 2p ஆர்பிட்டாலில் 1 எலக்ட்ரானும் உள்ளன. இதன் விளைவாக, போரான் 3 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.