மிக எளிய அணு: ஹைட்ரஜன்
ஹைட்ரஜன் (H) தனிம வரிசை அட்டவணையில் முதல் தனிமமாக உள்ளது, அறியப்பட்ட அனைத்து தனிமங்களிலும் மிக எளிய அணு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. அதன் தனித்துவமான பண்புகள் இரசாயன பிணைப்பு மற்றும் வினைத்திறனைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அடிப்படையானவை.
அணு எண் மற்றும் நிறை எண்
ஒரு தனிமத்தின் அணு எண் (Z) அதன் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை வரையறுக்கிறது. ஹைட்ரஜனுக்கு, அணு எண் 1. இதன் பொருள் ஒவ்வொரு ஹைட்ரஜன் அணுவும் தவறாமல் ஒரு புரோட்டானைக் கொண்டுள்ளது.
நிறை எண் (A) ஒரு அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. அணு எண் ஒரு தனிமத்திற்கு நிலையானது என்றாலும், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மாறுபடுவதால் நிறை எண் மாறுபடலாம், இது ஐசோடோப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
ஹைட்ரஜனில் உள்ள துணை அணுத் துகள்கள்
ஹைட்ரஜன் பொதுவாக மூன்று ஐசோடோபிக் வடிவங்களில் உள்ளது: புரோட்டியம், டியூட்டீரியம் மற்றும் டிரிட்டியம். பின்வரும் விவரங்கள் புரோட்டியம் பற்றியவை, இது ஹைட்ரஜனின் மிகவும் அத்தியாவசிய ஐசோடோப் ஆகும் (இயற்கையாக நிகழும் ஹைட்ரஜனில் 99.98% க்கும் மேல்).
புரோட்டான்கள்
ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு, வரையறையின்படி, அதன் உட்கருவில் 1 புரோட்டானைக் கொண்டுள்ளது. இந்த புரோட்டானின் ஒற்றை நேர்மறை மின்சுமை அதன் அணு எண் மற்றும் தனிம அடையாளத்தை தீர்மானிக்கிறது.
நியூட்ரான்கள்
ஹைட்ரஜனின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப், புரோட்டியம் ($^1H$) என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதன் உட்கருவில் 0 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. அதன் உட்கரு ஒரே ஒரு புரோட்டானைக் கொண்டுள்ளது. டியூட்டீரியம் ($^2H$) போன்ற பிற ஐசோடோப்கள் 1 நியூட்ரானையும், டிரிட்டியம் ($^3H$) 2 நியூட்ரான்களையும் கொண்டுள்ளன.
எலக்ட்ரான்கள்
ஒரு நடுநிலை ஹைட்ரஜன் அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். எனவே, ஒரு நடுநிலை ஹைட்ரஜன் அணு 1 எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. இந்த எலக்ட்ரான் உட்கருவைச் சுற்றி வருகிறது.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது ஒரு அணுவின் ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்களின் ஏற்பாட்டை விவரிக்கிறது. ஹைட்ரஜனுக்கு, அதன் ஒற்றை எலக்ட்ரானுடன், அமைப்பு நேரடியானது. எலக்ட்ரான் கிடைக்கக்கூடிய மிகக் குறைந்த ஆற்றல் கூண்டு மற்றும் ஆர்பிட்டலை ஆக்கிரமிக்கிறது.
- முக்கிய ஆற்றல் கூண்டு $n=1$ ஆகும்.
- $n=1$ கூண்டிற்குள், ஒரே ஒரு துணைக்கூடு உள்ளது, அது ‘s’ துணைக்கூடு.
- ’s’ துணைக்கூடு அதிகபட்சம் இரண்டு எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருக்க முடியும்.
ஆகவே, ஹைட்ரஜனின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு $1s^1$ ஆகும். இந்த குறியீடு 1s ஆர்பிட்டலில் ஒரு எலக்ட்ரான் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு அணுவின் வெளிப்புற கூண்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் இரசாயன பிணைப்பில் பங்கேற்பதாலும், தனிமத்தின் வினைத்திறனைத் தீர்மானிப்பதாலும் முக்கியமானவை.
ஹைட்ரஜனுக்கு, ஒற்றை எலக்ட்ரான் முதல் மற்றும் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட ஒரே கூண்டில் ($n=1$) உள்ளது. எனவே, ஹைட்ரஜன் 1 இணைதிறன் எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. இந்த ஒற்றை இணைதிறன் எலக்ட்ரான் இரசாயன பிணைப்புகளை உருவாக்குவதில் உடனடியாகப் பங்கேற்கிறது, பெரும்பாலும் உன்னத வாயு ஹீலியத்தைப் போன்ற ஒரு நிலையான இரட்டை கட்டமைப்பை அடைய பகிர்வதன் மூலம். உதாரணமாக, நீர் மூலக்கூறுகளில் (H₂O), வாழ்விற்கு அத்தியாவசியமான மற்றும் இந்தியா முழுவதும் பரவலாகக் காணப்படும் ஒரு சேர்மத்தில், ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் தங்கள் ஒற்றை இணைதிறன் எலக்ட்ரானை ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவுடன் பகிர்ந்து கொள்கின்றன. இதேபோல், வரவிருக்கும் பசுமை ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் முன்முயற்சிகளில், இந்த ஒற்றை இணைதிறன் எலக்ட்ரானின் வினைத்திறன் பயன்படுத்தப்படுகிறது.