புரோமின் அறிமுகம்
புரோமின் (Br) ஒரு வேதியியல் தனிமம் ஆகும், இது ஒரு ஹாலோஜனாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது தனிம அட்டவணையின் 17 ஆம் குழுவைச் சேர்ந்தது. இது அறை வெப்பநிலை மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தில் திரவமாக இருக்கும் ஒரே உலோகமற்ற தனிமம் ஆகும், இது ஒரு செம்பழுப்பு நிற, ஆவியாகக்கூடிய திரவமாகத் தோன்றுகிறது. “புரோமின்” என்ற பெயர் கிரேக்க வார்த்தையான “bromos” என்பதிலிருந்து உருவானது, இதன் பொருள் “துர்நாற்றம்” என்பதாகும், இது அதன் கடுமையான, விரும்பத்தகாத வாசனையைக் குறிக்கிறது.
இருப்பு மற்றும் பயன்கள்
புரோமின் இயற்கையாகவே கடல்நீர், உப்பு ஏரிகள் மற்றும் நிலத்தடி உவர்நீர் வைப்புகளில் கரைந்துள்ள புரோமைடு உப்புகளில் காணப்படுகிறது. இந்தியாவில், புரோமின் முக்கியமாக கடல் பிட்டர்ன்ஸ்களிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது, இவை கடல்நீரிலிருந்து சாதாரண உப்பு (சோடியம் குளோரைடு) படிகமாக்கப்பட்ட பிறகு எஞ்சியிருக்கும் செறிவூட்டப்பட்ட கரைசல்கள். குஜராத்தின் கடற்கரைப் பகுதிகள் போன்ற முக்கிய உப்பு உற்பத்தி செய்யும் பகுதிகள் இந்த பிரித்தெடுக்கும் செயல்முறைக்கு பங்களிக்கின்றன.
புரோமின் சேர்மங்கள் பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்தியாவில் வீடுகளிலும் தொழில்துறைகளிலும் பொதுவாகக் காணப்படும் பிளாஸ்டிக், துணிகள் மற்றும் மின்னணு பாகங்களின் தீத் தடுப்புத் திறனை மேம்படுத்துவதற்கு அத்தியாவசியமான தீத் தடுப்பான்கள் (flame retardants) தயாரிப்பில் இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. புரோமின் சேர்மங்கள் கிருமிநாசினிகள், விவசாய ரசாயனங்கள் மற்றும் சில மருந்துத் தயாரிப்புகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, சில புரோமைடு உப்புகள் வரலாற்று ரீதியாக மயக்க மருந்துகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
புரோமினின் அணு அமைப்பு
ஒரு தனிமத்தின் அணு அமைப்பு அதன் உபஅணுத் துகள்களின் (புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலெக்ட்ரான்கள்) அமைப்பை விவரிக்கிறது. புரோமினுக்கு, இந்தத் துகள்கள் பின்வருமாறு ஒழுங்கமைக்கப்பட்டுள்ளன:
அடிப்படைத் துகள்கள்
புரோமினின் அணு எண் (Z) 35 ஆகும். இந்த எண் தனிமத்தை வரையறுக்கிறது மற்றும் ஒவ்வொரு புரோமின் அணுவிலும் உள்ள உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
- புரோட்டான்கள்: 35 ஒரு நடுநிலை அணுவிற்கு, எலெக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும்.
- எலெக்ட்ரான்கள்: 35
நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மாறுபடலாம், இது தனிமத்தின் ஐசோடோப்களுக்கு வழிவகுக்கும். புரோமினின் சராசரி அணு நிறை தோராயமாக 79.904 அணு நிறை அலகுகள் (amu) ஆகும்.
ஐசோடோப்கள்
புரோமின் இயற்கையாகவே இரண்டு நிலையான ஐசோடோப்களாகக் காணப்படுகிறது: புரோமின்-79 ($^{79}\text{Br}$) மற்றும் புரோமின்-81 ($^{81}\text{Br}$). ஒரு ஐசோடோப் என்பது ஒரே தனிமத்தின் அணுக்களைக் குறிக்கிறது, அவை ஒரே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன.
- புரோமின்-79 ($^{79}\text{Br}$)-க்கு:
- நிறை எண் (A) = 79
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் - அணு எண் = 79 - 35 = 44
- புரோமின்-81 ($^{81}\text{Br}$)-க்கு:
- நிறை எண் (A) = 81
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் - அணு எண் = 81 - 35 = 46
எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு
ஒரு அணுவில் உள்ள எலெக்ட்ரான்களின் விநியோகத்தை எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு விவரிக்கிறது. 35 எலெக்ட்ரான்கள் கொண்ட ஒரு நடுநிலை புரோமின் அணுவுக்கு, அதன் எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு ஆஃப்பாவ் கொள்கை (Aufbau principle), ஹன்ட் விதி (Hund’s rule) மற்றும் பவுலி விலக்குக் கொள்கையைப் (Pauli’s exclusion principle) பின்பற்றுகிறது.
புரோமினின் முழுமையான எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பு: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^5$
தனிம அட்டவணையில் புரோமினுக்கு முன்னால் உள்ள மந்த வாயுவான ஆர்கானை (Ar) பயன்படுத்தி இது சுருக்கமான வடிவத்திலும் எழுதப்படலாம்: $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^5$
இந்த கட்டமைப்பு, முதல் 18 எலெக்ட்ரான்கள் 3p துணைக்கூடு வரை நிரப்பப்பட்டு, ஆர்கானின் கட்டமைப்பைப் பிரதிபலிக்கின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது. இதைத் தொடர்ந்து, 4s துணைக்கூடு நிரப்பப்பட்டு, பின்னர் 3d துணைக்கூடு, இறுதியாக, 4p துணைக்கூடு மீதமுள்ள எலெக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
இணைதிறன் எலெக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலெக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள் ஆகும். இவை வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்கும் எலெக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஒரு தனிமத்தின் வேதியியல் பண்புகளை பெரும்பாலும் தீர்மானிக்கின்றன.
புரோமினுக்கு, அதன் எலெக்ட்ரான் கட்டமைப்பில் உள்ள மிக உயர்ந்த முதன்மை குவாண்டம் எண் (n) 4 ஆகும் (4வது கூட்டை ஒத்திருக்கிறது). இந்த கூட்டில் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள் $4s^2$ மற்றும் $4p^5$ துணைக்கூடுகளில் காணப்படுகின்றன.
எனவே, புரோமினின் இணைதிறன் எலெக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 4s மற்றும் 4p துணைக்கூடுகளில் உள்ள எலெக்ட்ரான்களின் கூட்டுத்தொகையாகும்: $2 + 5 = 7$.
7 இணைதிறன் எலெக்ட்ரான்களின் இந்த எண்ணிக்கை 17 ஆம் குழுவில் உள்ள தனிமங்களுக்கு (ஹாலோஜன்கள்) சிறப்பியல்பு ஆகும், இவை ஒரு மந்த வாயுவைப் போன்ற ஒரு நிலையான ஆக்டெட் கட்டமைப்பை அடைய பொதுவாக ஒரு எலெக்ட்ரானைப் பெறுகின்றன.