ஹீலியத்தின் அணு அமைப்பு
ஹீலியம் (He) தனிம அட்டவணையில் இரண்டாவது தனிமம் ஆகும், இது ஒரு உன்னத வாயு மற்றும் ஹைட்ரஜனுக்குப் பிறகு இரண்டாவது இலகுவான தனிமமாக அறியப்படுகிறது. பலூன்களை நிரப்புவது முதல், இந்தியா முழுவதும் உள்ள மருத்துவமனைகளில் காணப்படும் எம்ஆர்ஐ ஸ்கேனர்கள் போன்ற மேம்பட்ட அறிவியல் மற்றும் மருத்துவ உபகரணங்களில் கிரையோஜெனிக் குளிர்பதனியாகப் பயன்படுத்துவது வரை பல்வேறு பயன்பாடுகளில் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
ஒரு நடுநிலை ஹீலியம் அணுவில் உள்ள துணை அணுத் துகள்கள்
ஹீலியத்தின் அணு அமைப்பு அதன் இரசாயனப் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அடிப்படையாகும். மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பான ஹீலியம்-4 (⁴He) க்கு:
- அணு எண் (Z): ஹீலியத்தின் அணு எண் 2 ஆகும். இந்த மதிப்பு ஒவ்வொரு ஹீலியம் அணுவின் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
- புரோட்டான்கள்: ஒரு நடுநிலை ஹீலியம் அணுவில் 2 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை அணுவில், மின்னூட்டத்தைச் சமப்படுத்த எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும்.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை ஹீலியம் அணுவில் 2 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- நியூட்ரான்கள்: மிகவும் பொதுவான ஹீலியம் ஐசோடோப்பின் நிறை எண் (A) 4 ஆகும். நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடலாம் (நியூட்ரான்கள் = A - Z).
- நியூட்ரான்கள்: ஒரு பொதுவான ஹீலியம் அணு (ஹீலியம்-4) 2 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது (4 - 2 = 2).
எனவே, ஒரு நடுநிலை ஹீலியம்-4 அணு 2 புரோட்டான்கள், 2 நியூட்ரான்கள் மற்றும் 2 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
ஹீலியத்தின் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு
எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு என்பது கருவைச் சுற்றியுள்ள அணு சுற்றுப்பாதைகளில் எலக்ட்ரான்களின் அமைப்பைக் குறிக்கிறது. ஹீலியத்திற்கு, அதன் 2 எலக்ட்ரான்களுடன், உள்ளமைவு நேரடியானது:
- முதல் ஆற்றல் மட்டத்தில் (n=1) ஒரே ஒரு துணை ஓடு, s-துணை ஓடு (1s) மட்டுமே உள்ளது.
- ஆஃப்பாவ் கொள்கையின்படி, எலக்ட்ரான்கள் முதலில் குறைந்த ஆற்றல் சுற்றுப்பாதைகளை நிரப்புகின்றன.
- ஒவ்வொரு சுற்றுப்பாதையிலும் எதிர் சுழல்களுடன் அதிகபட்சம் இரண்டு எலக்ட்ரான்களை வைத்திருக்க முடியும் (பவுலி தவிர்ப்பு கொள்கை).
எனவே, ஹீலியத்தின் இரண்டு எலக்ட்ரான்களும் 1s சுற்றுப்பாதையில் உள்ளன.
ஹீலியத்தின் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு 1s² ஆகும்.
ஹீலியத்தில் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு அணுவின் வெளிப்புற எலக்ட்ரான் கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் முக்கியமாக இரசாயன பிணைப்பில் ஈடுபட்டுள்ளன.
- ஹீலியத்தைப் பொறுத்தவரை, வெளிப்புற மற்றும் ஒரே எலக்ட்ரான் கூடு முதல் கூடு (n=1) ஆகும்.
- இந்த முதல் கூட்டில் 1s சுற்றுப்பாதையில் உள்ள இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
எனவே, ஹீலியத்தில் 2 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
2 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் இருந்தபோதிலும், ஹீலியம் விதிவிலக்காக நிலையானது மற்றும் மந்தமானது. அதன் முதல் (மற்றும் ஒரே) எலக்ட்ரான் கூடு முழுமையாக நிரப்பப்பட்டு, ஒரு நிலையான இரட்டை உள்ளமைவைப் பெறுவதால் இந்த நிலைத்தன்மை உருவாகிறது. இந்த முழுமையான வெளிப்புற கூடு ஹீலியத்தை இரசாயன ரீதியாக மந்தமாக்குகிறது, இது ஒரு உன்னத வாயுவாக அதன் வகைப்பாட்டிற்கு ஒத்திருக்கிறது.