பாதரசத்தின் (Hg) அணு அமைப்பு
பாதரசம், Hg என குறியிடப்படுகிறது, இது ஒரு தனித்துவமான உலோகத் தனிமம் ஆகும். இது நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் திரவமாக இருக்கும் ஒரே உலோகம் என்பதால் பரவலாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. அதன் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது அதன் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அடிப்படையாகும்.
அடிப்படைத் துகள்கள்
ஒரு தனிமத்தின் அணு அமைப்பு, அதில் உள்ள புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையால் வரையறுக்கப்படுகிறது. பாதரசத்திற்கு:
- அணு எண் (Z): பாதரசத்தின் அணு எண் 80 ஆகும். இந்த எண் ஒவ்வொரு பாதரச அணுவிலும் அதன் உட்கருவில் 80 புரோட்டான்கள் இருப்பதைக் நேரடியாகக் குறிக்கிறது. புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒவ்வொரு தனிமத்திற்கும் தனித்துவமானது மற்றும் அதன் அடையாளத்தை வரையறுக்கிறது.
- எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு நடுநிலை அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும். எனவே, ஒரு நடுநிலை பாதரச அணு அதன் உட்கருவைச் சுற்றி உள்ள ஆற்றல் கூடுகளில் விநியோகிக்கப்பட்டுள்ள 80 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை ஒரே தனிமத்தின் அணுக்களிடையே மாறுபடலாம், இது ஐசோடோப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். பாதரசத்தின் மிகவும் பொதுவான மற்றும் நிலையான ஐசோடோப்பான $^{202}\text{Hg}$ என்பதற்கு, நிறை எண் (A) 202 ஆகும். நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அணு எண்ணை நிறை எண்ணிலிருந்து கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது: நியூட்ரான்கள் = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) நியூட்ரான்கள் = 202 - 80 = 122 நியூட்ரான்கள். இயற்கையாகக் கிடைக்கும் பாதரசம், வெவ்வேறு நியூட்ரான் எண்ணிக்கையைக் கொண்ட பல ஐசோடோப்புகளின் கலவையாகும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது அணு ஆர்பிட்டால்களில் எலக்ட்ரான்களின் அமைப்பைக் குறிக்கிறது. பாதரசத்திற்கு (Z=80), ஆஃப்பாவ் கொள்கை, ஹண்ட் விதி மற்றும் பாலி தவிர்ப்பு கொள்கையைப் பின்பற்றி, அதன் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s²
இந்த நீண்ட அமைப்பை உன்னத வாயு மையக் குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி சுருக்கலாம், இது பாதரசத்திற்கு முந்தைய உன்னத வாயு தனிமமான ஜெனானின் (Xe, Z=54) எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் குறிக்கிறது. சுருக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²
இங்கே, [Xe] என்பது ஜெனானின் நிரப்பப்பட்ட கூடுகளைக் குறிக்கிறது (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶). 14 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட 4f துணைக்கூடு முழுமையாக நிரப்பப்பட்டுள்ளது, அதைத் தொடர்ந்து 10 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட 5d துணைக்கூடு மற்றும் இறுதியாக 2 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட 6s துணைக்கூடு உள்ளது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிப்புற எலக்ட்ரான் கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இவை முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்று ஒரு தனிமத்தின் வேதியியல் வினைத்திறனைத் தீர்மானிக்கின்றன.
பாதரசத்திற்கு, அதன் எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² இன் அடிப்படையில், வெளிப்புறக் கூடு 6வது கூடு ஆகும்.
- 6s ஆர்பிட்டாலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் ஆகும்.
- ஆகவே, பாதரசம் அதன் 6s துணைக்கூட்டில் 2 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
இந்த இரண்டு 6s எலக்ட்ரான்கள் பொதுவாக வேதியியல் வினைகளில் ஈடுபட்டு, அதன் சேர்மங்களில் பாதரசத்தின் மிகவும் பொதுவான +2 ஆக்சிஜனேற்ற நிலைக்கு வழிவகுக்கும். நிரப்பப்பட்ட 5d¹⁰ துணைக்கூடு பொதுவாக நிலைத்தன்மையுடன் இருக்கும் மற்றும் சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்பதில்லை.
பாதரசத்தின் சூழல்சார் முக்கியத்துவம்
பாதரசம் வரலாற்று ரீதியாக பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அவற்றில் சில இந்தியாவில் கலாச்சார அல்லது நடைமுறை முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. ஆயுர்வேதம் போன்ற பாரம்பரிய இந்திய மருத்துவ முறைகளில், சுத்திகரிக்கப்பட்ட பாதரசம் (ரசம் அல்லது பாரதம் என அறியப்படுகிறது) சில மருந்துப் பொருட்களில் ஒரு மூலப்பொருளாகும், இருப்பினும் அதன் உள்ளார்ந்த நச்சுத்தன்மை தீவிர எச்சரிக்கை மற்றும் குறிப்பிட்ட செயலாக்க முறைகளை அவசியமாக்குகிறது. பொதுவாக, இந்த தனிமத்தின் பண்புகள் அறிவியல் கருவிகளில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. பாதரசத்தின் அதிக அடர்த்தி மற்றும் வெப்பநிலையுடன் சீரான விரிவாக்கம், வெப்பமானிகள் மற்றும் பாரோமீட்டர்களுக்கு விருப்பமான திரவமாக அதை மாற்றியது, இந்த கருவிகள் ஒரு காலத்தில் இந்தியா முழுவதும் உள்ள ஆய்வகங்களிலும் சில வீடுகளிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. மேலும், ஆற்றல் திறன் கொண்ட விளக்குகளுக்காக இந்தியாவில் பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட காம்பாக்ட் ஃப்ளோரசன்ட் விளக்குகளில் (CFLs) சிறிய அளவு பாதரச ஆவி அவற்றின் செயல்பாட்டிற்கு அத்தியாவசியமானது. இருப்பினும், பாதரசத்தின் நச்சுத்தன்மை குறித்த சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதார கவலைகள் அதிகரித்து வருவதால், பல பயன்பாடுகளில் அதன் பயன்பாடு உலகளவில் நிறுத்தப்பட்டு வருகிறது.