குரோமியத்தின் (Cr) அறிமுகம்
குரோமியம், Cr என்ற வேதியியல் குறியீட்டால் குறிப்பிடப்படுகிறது, இது 24 என்ற அணு எண்ணைக் கொண்ட ஒரு தனிமமாகும். இது கடினமான, பளபளப்பான, வெள்ளி போன்ற வெள்ளை உலோகம் ஆகும், இது அதன் அதிக பளபளப்பு, அரிப்பை எதிர்க்கும் திறன் மற்றும் அதிக உருகுநிலை ஆகியவற்றால் அறியப்படுகிறது. குரோமியம் துருப்பிடிக்காத எஃகுவின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும், இது அதன் தனித்துவமான பளபளப்பையும் அரிப்பு எதிர்ப்பையும் வழங்குகிறது. இது அலங்கார நோக்கங்களுக்காகவும் உலோகப் பொருட்களின் ஆயுளை மேம்படுத்தவும் குரோம் முலாம் பூசுவதிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தியாவில், குரோமியம் பிரித்தெடுக்கப்படும் குரோமைட் தாதுவின் குறிப்பிடத்தக்க இருப்புக்கள் ஒடிசா போன்ற மாநிலங்களில் காணப்படுகின்றன, இது அதன் தொழில்துறை முக்கியத்துவத்திற்கு பங்களிக்கிறது.
அடிப்படை அணு அமைப்பு
ஒரு தனிமத்தின் அணு எண் (Z) அதன் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை வரையறுக்கிறது. ஒரு நடுநிலை அணுவுக்கு, எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை ஒரு குறிப்பிட்ட ஐசோடோப்பின் நிறை எண் (A) மூலம் தீர்மானிக்கலாம்.
புரோட்டான்கள்
குரோமியத்திற்கு (Cr), 24 என்ற அணு எண் (Z) உடன், அதன் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை 24 ஆகும்.
நியூட்ரான்கள்
குரோமியத்தின் மிகவும் அபரிமிதமான ஐசோடோப்பு குரோமியம்-52 ($^{52}$Cr) ஆகும். இந்த ஐசோடோப்பின் நிறை எண் (A) 52 ஆகும். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது:
நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 52 - 24 = 28
எனவே, ஒரு பொதுவான குரோமியம்-52 அணு 28 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
எலக்ட்ரான்கள்
ஒரு நடுநிலை குரோமியம் அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை = 24.
இந்த 24 எலக்ட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றி குறிப்பிட்ட ஆற்றல் நிலைகள் அல்லது கூடுகளில் அடுக்கப்பட்டுள்ளன.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது அணு அல்லது மூலக்கூறு ஆர்பிட்டால்களில் ஒரு அணு அல்லது மூலக்கூறின் எலக்ட்ரான்களின் விநியோகத்தை விவரிக்கிறது. குரோமியத்திற்கு, 24 எலக்ட்ரான்களுடன், Aufbau கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் எதிர்பார்க்கப்படும் எலக்ட்ரான் அமைப்பு $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^4$ ஆக இருக்கும். இருப்பினும், அரை நிரப்பப்பட்ட ஆர்பிட்டால்களுடன் தொடர்புடைய நிலைத்தன்மை காரணமாக குரோமியம் இந்த விதிக்கு ஒரு விதிவிலக்கைக் காட்டுகிறது.
குரோமியத்தின் உண்மையான அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^5$
இதை ஆர்கான் ([Ar]) இன் மந்த வாயு அமைப்பைப் பயன்படுத்தி சுருக்க குறியீட்டிலும் எழுதலாம்:
[Ar] $4s^1 3d^5$
இந்த அமைப்பு மிகவும் நிலையானது, ஏனெனில் ஐந்து கிடைக்கக்கூடிய 3d ஆர்பிட்டால்களில் ஐந்து எலக்ட்ரான்கள் (ஒவ்வொரு ஆர்பிட்டாலும் ஒற்றையாக ஆக்கிரமிக்கப்பட்டு) மற்றும் 4s ஆர்பிட்டாலில் ஒரு எலக்ட்ரான் இருப்பது அரை நிரப்பப்பட்ட 3d துணைக்கூட்டை விளைவிக்கிறது. அரை நிரப்பப்பட்ட மற்றும் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட துணைக்கூடுகள் எலக்ட்ரான்களின் சமச்சீர் விநியோகம் மற்றும் பரிமாற்ற ஆற்றல் காரணமாக கூடுதல் நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இவை முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்கும் எலக்ட்ரான்கள் ஆகும்.
குரோமியத்திற்கு, எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Ar] $4s^1 3d^5$. வெளிக்கூடு ஆற்றல் நிலை n=4 ஆகும், இது $4s$ ஆர்பிட்டாலில் 1 எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. இந்த $4s^1$ எலக்ட்ரான்கள் முதன்மை இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களாகக் கருதப்படுகின்றன.
இருப்பினும், குரோமியம் போன்ற இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, (n-1)d துணைக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் (இந்த விஷயத்தில், $3d^5$) வெளிக்கூடு ns துணைக்கூட்டிற்கு ($4s^1$) ஆற்றலில் மிக அருகில் உள்ளன. இதன் விளைவாக, 3d எலக்ட்ரான்கள் வேதியியல் எதிர்வினைகள் மற்றும் பிணைப்பில் பங்கேற்கலாம், இது இடைநிலை தனிமங்களில் பொதுவாகக் காணப்படும் மாறுபட்ட ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. எனவே, வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 1 ஆக இருந்தாலும், பிணைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை பாதிக்கும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை $4s^1$ மற்றும் $3d^5$ எலக்ட்ரான்கள் இரண்டையும் திறம்பட உள்ளடக்கியது. இது குரோமியத்திற்கான பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளான +2, +3 மற்றும் +6 ஆகியவற்றை ஏற்படுத்துகிறது.