போரியம் (Bh) ஒரு அறிமுகம்
போரியம் (Bh) என்பது அணு எண் 107 கொண்ட ஒரு செயற்கை இரசாயன தனிமம் ஆகும். இது ஒரு டிரான்சாக்டினைடு தனிமமாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் கால அட்டவணையில் தொகுதி 7 (VIIB) இல் அமைந்துள்ளது, இது மாங்கனீசு (Mn), டெக்னெட்டியம் (Tc) மற்றும் ரீனியம் (Re) ஆகியவற்றின் கீழே வருகிறது. அனைத்து டிரான்சாக்டினைடு தனிமங்களைப் போலவே, போரியமும் அதிக கதிர்வீச்சுத் தன்மை கொண்டது மற்றும் மிகக் குறுகிய அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது இது மிக விரைவாக மற்ற தனிமங்களாக சிதைகிறது. இது பூமியில் இயற்கையாகக் காணப்படுவதில்லை மற்றும் இலகுவான அணுக்கருக்களின் அணுக்கரு இணைவு மூலம் ஆய்வகங்களில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. அதன் குறுகிய ஆயுட்காலம் மற்றும் உற்பத்தி செய்யப்படும் சிறிய அளவுகள் காரணமாக, அதன் பண்புகள் முதன்மையாக கோட்பாட்டு கணிப்புகள் மற்றும் அதன் இலகுவான ஒத்த தனிமங்களிலிருந்து வெளிப்படுத்தல் மூலம் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன.
போரியத்தின் அணு அமைப்பு
போரியத்தின் அணு அமைப்பை அதன் துணை அணுத் துகள்களான புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை ஆராய்வதன் மூலம் புரிந்து கொள்ள முடியும். இத்தகைய கனமான, செயற்கை தனிமங்களுக்கு, விளக்க நோக்கங்களுக்காக அறியப்பட்ட மிகவும் நிலையான ஐசோடோப்பு பொதுவாகக் கருதப்படுகிறது. போரியம்-270 (Bh-270) மிகவும் நிலையான ஐசோடோப்புகளில் ஒன்றாகும், இது தோராயமாக 61 வினாடிகள் அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது என்று தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.
புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்
- அணு எண் (Z): போரியத்தின் அணு எண் 107 ஆகும். இந்த மதிப்பு தனிமத்தை தனித்துவமாக அடையாளம் காட்டுகிறது மற்றும் ஒவ்வொரு போரியம் அணுவின் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு நேரடியாக ஒத்திருக்கிறது.
- புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: 107
- நிறை எண் (A): போரியம்-270 ஐசோடோப்பிற்கு, நிறை எண் 270 ஆகும். நிறை எண் என்பது கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிட, அணு எண் நிறை எண்ணிலிருந்து கழிக்கப்படுகிறது.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) = 270 - 107 = 163
- எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு நடுநிலை அணுவில், மின் நடுநிலையை பராமரிக்க கருவைச் சுற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும்.
- எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: 107
ஆகவே, போரியம்-270 இன் ஒரு நடுநிலை அணு 107 புரோட்டான்கள், 163 நியூட்ரான்கள் மற்றும் 107 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
போரியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது ஒரு அணு அல்லது மூலக்கூறில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் அணு ஆர்பிட்டல்களில் பரவலை விவரிக்கிறது. போரியம் போன்ற மிகக் கனமான தனிமங்களுக்கு, ஆஃப்பாவ் கொள்கை, ஹண்ட் விதி மற்றும் பவுலி விலக்குக் கொள்கையைப் பின்பற்றி அமைப்பு பெறப்படுகிறது, இருப்பினும் இத்தகைய கனமான தனிமங்களுக்கு சார்பியல் விளைவுகள் குறிப்பிடத்தக்கதாகி, சிறிய விலகல்களுக்கு வழிவகுக்கும்.
போரியத்திற்கான (Z=107) முழுமையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d⁵
ரேடான் (Rn) என்ற உன்னத வாயுவின் மையத்தைப் பயன்படுத்தி, சுருக்கப்பட்ட வடிவம் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது:
[Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s²
இந்த அமைப்பு ரேடானின் எலக்ட்ரான் கூடு அமைப்புக்கு (முதல் 86 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டது) பிறகு, மீதமுள்ள 21 எலக்ட்ரான்கள் 5f, 6d மற்றும் 7s துணைக்கூடுகளை நிரப்புகின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது. குறிப்பாக, 7s துணைக்கூடு முதலில் 2 எலக்ட்ரான்களாலும், அதைத் தொடர்ந்து 5f துணைக்கூடு 14 எலக்ட்ரான்களாலும் நிரப்பப்படுகின்றன, கடைசியாக, 5 எலக்ட்ரான்கள் 6d துணைக்கூட்டில் அமைகின்றன.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிப்புற கூடு அல்லது துணைக்கூடுகளில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும், அவை முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன. போரியம் போன்ற இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் பொதுவாக வெளிப்புற ‘s’ துணைக்கூட்டிலும் மற்றும் அதற்கு முந்தைய முதன்மை ஆற்றல் மட்டத்தின் பகுதியளவு நிரப்பப்பட்ட ‘d’ துணைக்கூட்டிலும் உள்ளவற்றை உள்ளடக்கும்.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s² இலிருந்து, வெளிப்புற முதன்மை ஆற்றல் நிலை n=7 ஆகும், இது 7s² எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. கூடுதலாக, 6d⁵ எலக்ட்ரான்களும் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களாகக் கருதப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை வெளிப்புற கூடுக்கு ஆற்றல் ரீதியாக நெருக்கமாக உள்ளன மற்றும் பிணைப்பில் பங்கேற்கின்றன.
- இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = (7s துணைக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள்) + (6d துணைக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள்)
- இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 2 (7s² இலிருந்து) + 5 (6d⁵ இலிருந்து) = 7
ஆகவே, போரியம் 7 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. இது கால அட்டவணையில் தொகுதி 7 இல் அதன் இருப்புடன் ஒத்துப்போகிறது, இது அதன் இலகுவான ஒத்த தனிமமான ரீனியம் போன்ற +7 இன் அதிகபட்ச ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைக் காட்ட முடியும் என்று தெரிவிக்கிறது. இருப்பினும், அதன் தீவிர நிலையற்ற தன்மை காரணமாக குறிப்பிட்ட இரசாயன பண்புகளை சோதனை ரீதியாக தீர்மானிப்பது சவாலானது.