கோப்பர்னீசியம் (Cn) அறிமுகம்
கோப்பர்னீசியம் (Cn) என்பது 112 அணு எண் கொண்ட ஒரு செயற்கை வேதியியல் தனிமம். இது பூமியில் இயற்கையாகக் கிடைக்காத, மிகவும் கனமான மற்றும் நிலையற்ற தனிமம். இது துகள் முடுக்கி சோதனைகள் மூலம் அதன் இருப்பை உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அங்கு லேசான அணுக்கருக்கள் ஒன்றாக இணைக்கப்படுகின்றன. ஒடிசா போன்ற மாநிலங்களில் பரவலாக வெட்டி எடுக்கப்படும் இரும்பு அல்லது குஜராத்தில் ஏராளமாகக் காணப்படும் பாக்சைட் போன்ற பொதுவான தனிமங்களைப் போலன்றி, கோப்பர்னீசியம் ஆய்வகங்களில் மட்டுமே உருவாக்கப்படுகிறது, இது அதன் தீவிர அரிதான தன்மையையும் குறுகிய ஆயுளையும் எடுத்துக்காட்டுகிறது. இது போலந்து வானியலாளர் நிக்கோலஸ் கோப்பர்னிகஸ் பெயரால் அழைக்கப்படுகிறது.
கோப்பர்னீசியத்தின் அணு அமைப்பு
புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை
கோப்பர்னீசியத்தின் அணு எண் (Z) 112 ஆகும்.
- புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: அணு எண் நேரடியாக அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. எனவே, கோப்பர்னீசியம் 112 புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது.
- எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு நடுநிலை அணுவில், அணுக்கருவைச் சுற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். ஆகையால், ஒரு நடுநிலை கோப்பர்னீசியம் அணு 112 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு தனிமத்தின் ஐசோடோப்புகளிடையே நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை வேறுபடும். கோப்பர்னீசியத்தின் மிகவும் ஒப்பீட்டளவில் நிலையான (நீண்ட காலம் வாழக்கூடிய) அறியப்பட்ட ஐசோடோப் கோப்பர்னீசியம்-285 ($^{285}$Cn) ஆகும். இந்த ஐசோடோப்பிற்கான நிறை எண் (A) 285 ஆகும். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) என கணக்கிடப்படுகிறது.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 285 - 112 = 173 நியூட்ரான்கள். கோப்பர்னீசியத்தின் பிற ஐசோடோப்புகள் உள்ளன என்பதைக் கவனத்தில் கொள்வது அவசியம், ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கும்.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்களின் ஒழுங்கமைப்பைக் குறிக்கிறது. கோப்பர்னீசியத்திற்கு (Z=112), ஆஃப்பாவ் கொள்கை மற்றும் ஆர்பிட்டால்கள் நிரம்பும் வரிசை அடிப்படையில் கணிக்கப்பட்ட நிலத்தள எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
$[Rn] 5f^{14} 6d^{10} 7s^2$
இங்கு, $[Rn]$ என்பது உன்னத வாயு ரேடானின் (Z=86) எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் குறிக்கிறது, இது ஒரு மையமாக செயல்படுகிறது. மீதமுள்ள 26 எலக்ட்ரான்கள் அடுத்த ஆர்பிட்டால்களை நிரப்புகின்றன:
- $5f$ துணைக்கூடு 14 எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்பட்டுள்ளது.
- $6d$ துணைக்கூடு 10 எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்பட்டுள்ளது.
- $7s$ துணைக்கூடு 2 எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்பட்டுள்ளது.
கோப்பர்னீசியம் போன்ற மிகக் கனமான தனிமங்களுக்கு, எலக்ட்ரான் ஆற்றல்கள் மீதான சார்பியல் விளைவுகள் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கதாக மாறும் என்பதையும், எளிய கணிப்புகளிலிருந்து சாத்தியமான விலகல்களுக்கு வழிவகுக்கும் என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். இருப்பினும், உயர்நிலைப் பள்ளி நிலை புரிதலுக்கு, இந்த அமைப்பு ஒரு வலுவான கோட்பாட்டு கட்டமைப்பை வழங்குகிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும், அவை முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபட்டுள்ளன. எலக்ட்ரான் அமைப்பு $[Rn] 5f^{14} 6d^{10} 7s^2$ கொண்ட கோப்பர்னீசியத்திற்கு:
- வெளிப்புற முதன்மை ஆற்றல் நிலை $n=7$ ஆகும்.
- $7s$ துணைக்கூட்டில் 2 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- $6d$ துணைக்கூடு முழுமையாக நிரம்பியுள்ளது மற்றும் ஒரு கீழ் முதன்மை குவாண்டம் எண் கூட்டின் ஒரு பகுதியாகும், இருப்பினும் இது இடைநிலை உலோகங்களில் வேதியியல் பண்புகளுக்கு ஓரளவு காரணமாகும். இந்த விஷயத்தில், இது முழுமையாக நிரம்பியுள்ளது ($d^{10}$). இதேபோல், $5f$ துணைக்கூடும் முழுமையாக நிரம்பியுள்ளது ($f^{14}$).
எனவே, கோப்பர்னீசியத்தின் முதன்மை இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் $7s$ துணைக்கூட்டில் உள்ள 2 எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த வகைப்பாடு கோப்பர்னீசியத்தை தனிம அட்டவணையின் குழு 12 இல், துத்தநாகம், காட்மியம் மற்றும் பாதரசம் ஆகியவற்றுடன் வைக்கிறது, இவை பொதுவாக இந்த வெளிப்புற s-எலக்ட்ரான்களை இழப்பதன் மூலம் +2 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை வெளிப்படுத்தும் தனிமங்களாகும்.