பிரான்சியத்தின் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது
பிரான்சியம் (Fr) என்பது மிகவும் அரிதானது மற்றும் அதிக கதிரியக்கத்தன்மை காரணமாக சிறப்பு ஆய்வகங்களுக்கு வெளியே அரிதாகவே காணப்படும் ஒரு தனிமம் ஆகும். இது கால அட்டவணையின் தொகுதி 1 (கார உலோகங்கள்) மற்றும் தொடர் 7 இல் உள்ள இரண்டாவது மிகவும் எலக்ட்ரான் நேர்மறை தனிமம் ஆகும். மற்ற தனிமங்களைப் போலவே, அதன் அணு அமைப்பும் அதன் துணை அணுத் துகள்களின் வரிசைப்படுத்தலால் வரையறுக்கப்படுகிறது: புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள். பிரான்சியம் அதன் மிகவும் நிலையான ஐசோடோப்பான பிரான்சியம்-223 க்காக முதன்மையாக அறியப்படுகிறது.
பிரான்சியத்தின் துணை அணுத் துகள்கள்
ஒரு தனிமத்தின் அடையாளம் அதன் அணு எண்ணால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது அதன் அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
- அணு எண் (Z): பிரான்சியத்தின் அணு எண் 87 ஆகும். இதன் பொருள் பிரான்சியத்தின் ஒவ்வொரு அணுவிலும் அதன் அணுக்கருவில் 87 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
- எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு நடுநிலை அணுவுக்கு, அணுக்கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். எனவே, ஒரு நடுநிலை பிரான்சியம் அணுவில் 87 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: பிரான்சியத்தின் மிகவும் நிலையான மற்றும் இயற்கையாகவே கிடைக்கும் ஐசோடோப்பு பிரான்சியம்-223 ஆகும். இந்த ஐசோடோப்பின் நிறை எண் (A) 223 ஆகும். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 223 - 87 = 136 நியூட்ரான்கள்.
பிரான்சியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு அணுக்கருவைச் சுற்றியுள்ள அணு ஆர்பிட்டால்களில் எலக்ட்ரான்களின் அமைப்பைக் விவரிக்கிறது. பிரான்சியத்திற்கு, 87 எலக்ட்ரான்களுடன், Aufbau கோட்பாடு, ஹுண்டின் விதி மற்றும் பவுலியின் விலக்குக் கோட்பாடு ஆகியவற்றின் படி ஆர்பிட்டால்களை நிரப்புவதன் மூலம் எலக்ட்ரான் அமைப்பை எழுதலாம்.
பிரான்சியத்தின் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s^2 4f^{14} 5d^{10} 6p^6 7s^1$
ஒரு சுருக்கப்பட்ட குறியீடும், மந்த வாயு மையத்தைப் பயன்படுத்தி, பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பிரான்சியம் ரேடான் (Rn) ஐப் பின்தொடர்வதால், இது 86 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, அதன் அமைப்பு பின்வருமாறு எழுதப்படலாம்: $[Rn] 7s^1$
பிரான்சியத்தின் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபட்டு தனிமத்தின் வேதியியல் பண்புகளைத் தீர்மானிக்கின்றன.
எலக்ட்ரான் அமைப்பிலிருந்து, பிரான்சியத்திற்கான மிக உயர்ந்த முதன்மை ஆற்றல் நிலை (n) 7 ஆகும். இந்த வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள்:
- $7s^1$
எனவே, பிரான்சியம் 1 இணைதிறன் எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. $7s$ ஆர்பிட்டாலில் உள்ள இந்த ஒற்றை இணைதிறன் எலக்ட்ரான் அனைத்து கார உலோகங்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும். சோடியம் மற்றும் பொட்டாசியம் போன்ற பிரான்சியம் இந்த எலக்ட்ரானை எளிதில் இழந்து வேதியியல் வினைகளில் +1 அயனியை ($Fr^+$) உருவாக்குகிறது, இதன் மூலம் ஒரு நிலையான மந்த வாயு அமைப்பை (ரேடானின் அமைப்பு) அடைய முற்படுகிறது.
இந்தியாவில் பிரான்சியத்தின் இருப்பு
பிரான்சியம் ஒரு மிகவும் அரிதான தனிமம் ஆகும், இது யுரேனியம் மற்றும் தோரியம் போன்ற கனமான தனிமங்களின் கதிரியக்கச் சிதைவுச் சங்கிலிகளின் இடைநிலை உற்பத்திப் பொருளாக உருவாகிறது. எனவே, ஜதுகுடா, ஜார்கண்ட் போன்ற பகுதிகளில் வெட்டப்படும் யுரேனியம் தாதுக்களிலும், கேரளாவின் கடலோரப் பகுதிகளில் காணப்படும் தோரியம் நிறைந்த மோனாசைட் மணல்களிலும் பிரான்சியத்தின் நுண் அளவுகளைக் காணலாம். அதன் மிகக் குறைந்த அளவு மற்றும் மிகக் குறுகிய அரை ஆயுள் காரணமாக இது வணிக ரீதியாக பிரித்தெடுக்கப்படவோ அல்லது பயன்படுத்தப்படவோ இல்லை.