பெர்கெலியத்தைப் புரிந்துகொள்ளுதல் (Bk)
பெர்கெலியம், Bk என்ற குறியீட்டால் குறிக்கப்படுகிறது, இது தனிம அட்டவணையில் 97வது தனிமம் ஆகும். இது ஒரு செயற்கை, கதிரியக்க ஆக்டினைடு ஆகும், அதாவது இது பூமியில் இயற்கையாகக் காணப்படுவதில்லை. இதன் இருப்பு ஆய்வகங்களில் மனிதனால் உருவாக்கப்பட்டதால் மட்டுமே உள்ளது. இந்த தனிமம் 1949 இல் கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம், பெர்க்லியில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இடமான பெர்க்லி, கலிபோர்னியா, அமெரிக்காவுக்குப் பெயரிடப்பட்டது. பெர்கெலியம் பொதுவாக அமர்சியம் போன்ற லேசான தனிமங்களை சிறப்பு அணு ஆராய்ச்சி வசதிகளில் ஆற்றல்மிக்க துகள்களால் தாக்கி மிகக் குறைந்த அளவில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. அதன் செயற்கை தன்மை மற்றும் அதிக கதிரியக்கம் காரணமாக, இதற்கு வணிகப் பயன்பாடுகள் இல்லை மற்றும் முக்கியமாக அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பெர்கெலியத்தின் அணு அமைப்பு
புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்
ஒரு பெர்கெலியம் அணுவின் அடிப்படை கூறுகள் புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் ஆகும்.
- புரோட்டான்கள்: பெர்கெலியத்தின் அணு எண் (Z) 97 ஆகும். இது ஒவ்வொரு பெர்கெலியம் அணுவிலும் அதன் கருவில் 97 புரோட்டான்கள் உள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது. புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை தனிமத்தை வரையறுக்கிறது.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலையான பெர்கெலியம் அணுவில், கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். எனவே, ஒரு நடுநிலையான பெர்கெலியம் அணுவில் 97 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. இந்த எலக்ட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றி பல்வேறு ஆற்றல் நிலைகள் மற்றும் துணைக்கூடுகளில் அடுக்கப்பட்டுள்ளன.
- நியூட்ரான்கள்: பெர்கெலியம் பல ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை அனைத்தும் கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டவை. மிகவும் நிலையான மற்றும் பொதுவாக குறிப்பிடப்படும் ஐசோடோப்பு பெர்கெலியம்-247 ($^{247}$Bk) ஆகும், இதன் அரை ஆயுள் தோராயமாக 1,380 ஆண்டுகள் ஆகும். இந்த ஐசோடோப்பின் நிறை எண் (A) 247 ஆகும். அதன் கருவில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அணு எண்ணை நிறை எண்ணிலிருந்து கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் - அணு எண் = 247 - 97 = 150 நியூட்ரான்கள்.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
ஒரு அணுவின் அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்களின் திட்டவட்டமான அமைப்பை எலக்ட்ரான் அமைப்பு விவரிக்கிறது. பெர்கெலியத்திற்கு (Bk, Z=97), அதன் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Rn] 5f⁹ 7s² ஆகும்.
- [Rn] என்பது மந்த வாயுவான ரேடானின் எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் குறிக்கிறது, அதன் அணு எண் 86 ஆகும். இந்த மைய அமைப்பு 6p துணைக்கூடு வரை (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶) நிரப்பப்பட்ட கூடுகளில் 86 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
- ரேடான் மையத்திற்கு அப்பால், கூடுதலாக 11 எலக்ட்ரான்கள் (97 - 86 = 11) வைக்கப்பட வேண்டும்.
- இந்த 11 எலக்ட்ரான்கள் 5f மற்றும் 7s துணைக்கூடுகளை நிரப்புகின்றன: ஒன்பது எலக்ட்ரான்கள் 5f துணைக்கூட்டிலும், இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் 7s துணைக்கூட்டிலும் உள்ளன. 5f மற்றும் 7s எலக்ட்ரான்களின் இந்த குறிப்பிட்ட அமைப்பு ஆக்டினைடு தொடரில் உள்ள தனிமங்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும், அங்கு 5f மற்றும் 6d ஆர்பிட்டல்களின் ஆற்றல் நிலைகள் மிகவும் நெருக்கமாக உள்ளன.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் அல்லது முழுமையாக நிரப்பப்படாத உட்கூடுகளில் அமைந்து, வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்கக்கூடிய எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். பெர்கெலியத்திற்கு, இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் வெளிக்கூட்டில் உள்ளவை மற்றும் பகுதி நிரப்பப்பட்ட f-துணைக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை உள்ளடக்கியது.
- 7s துணைக்கூட்டில் உள்ள இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் வெளிக்கூடு எலக்ட்ரான்களைக் குறிக்கின்றன.
- பகுதி நிரப்பப்பட்ட 5f துணைக்கூட்டில் உள்ள ஒன்பது எலக்ட்ரான்கள் பெர்கெலியத்தின் வேதியியல் வினைத்திறனுக்கு கணிசமாக பங்களிக்கின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் ஒப்பீட்டளவில் அதிக ஆற்றல் மற்றும் பிணைப்பிற்கான அணுகல்.
- ஆகவே, பெர்கெலியம் 11 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் (7s துணைக்கூட்டிலிருந்து 2 மற்றும் 5f துணைக்கூட்டிலிருந்து 9) கொண்டுள்ளதாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த எலக்ட்ரான்கள் பெர்கெலியத்தின் வேதியியல் பண்புகளையும், முக்கியமாக +3 மற்றும் +4 ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டி சேர்மங்களை உருவாக்கும் திறனையும் தீர்மானிக்கின்றன.