மக்னீசியத்தின் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது
மக்னீசியம், Mg என்ற குறியீட்டால் குறிக்கப்படுகிறது, இது ஒரு கார மண் உலோகம் ஆகும். இது பூமியின் மேலோட்டில் காணப்படும் ஒரு முக்கிய தனிமம் மற்றும் உயிரியல் அமைப்புகளில் முக்கியப் பங்காற்றுகிறது. மக்னீசியம் சேர்மங்கள் மருத்துவம் முதல் விவசாயம் வரை பல்வேறு தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உதாரணமாக, மக்னீசியம் சல்பேட் (எப்சம் உப்பு) பொதுவாக இந்தியாவில் மலமிளக்கியாகவும், விவசாயப் பயன்பாடுகளில் மண்ணின் ஆரோக்கியத்தை மேம்படுத்தும் உரமாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறிப்பாக மக்னீசியம் குறைபாடு பயிர் விளைச்சலைப் பாதிக்கக்கூடிய பகுதிகளில். உத்தராகண்ட் மற்றும் இராஜஸ்தான் போன்ற மாநிலங்களில், தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்காக வெட்டி எடுக்கப்படும் குறிப்பிடத்தக்க மக்னசைட் படிவுகளை இந்தியா கொண்டுள்ளது.
மக்னீசியம் அணுவின் அடிப்படைத் துகள்கள்
ஒரு மக்னீசியம் அணு (Mg) அதன் அணு எண் மற்றும் நிறை எண்ணால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. மக்னீசியத்தின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பிற்கான அணு அமைப்பு பின்வருமாறு:
- அணு எண் (Z): மக்னீசியத்தின் அணு எண் 12 ஆகும். இந்த மதிப்பு ஒவ்வொரு மக்னீசியம் அணுவின் கருவில் காணப்படும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
- புரோட்டான்கள்: ஒரு நடுநிலை மக்னீசியம் அணுவில் 12 புரோட்டான்கள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் ஒரு நேர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன. இந்த புரோட்டான்கள் கருவில் அமைந்துள்ளன.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். எனவே, ஒரு நடுநிலை மக்னீசியம் அணு 12 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, ஒவ்வொன்றும் ஒரு எதிர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன. இந்த எலக்ட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றிலும் தனித்த ஆற்றல் மட்டங்களில் ஆக்கிரமிக்கின்றன.
- நிறை எண் (A): மக்னீசியத்தின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பின் நிறை எண் 24 ஆகும். நிறை எண் என்பது கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கை ஆகும்.
- நியூட்ரான்கள்: இந்த பொதுவான ஐசோடோப்பில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது (A - Z = 24 - 12 = 12). இதனால், ஒரு மக்னீசியம் அணு பொதுவாக 12 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை மின்சார நடுநிலைத் துகள்கள், கருவில் காணப்படுகின்றன.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்களின் பரவலை விவரிக்கிறது. 12 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட மக்னீசியத்திற்கு, எலக்ட்ரான் அமைப்பு இரண்டு வழிகளில் எழுதப்படலாம்:
-
ஷெல் மாதிரி (போர்-பரி திட்டம்): எலக்ட்ரான்கள் முதன்மை ஆற்றல் கூடுகளில் வரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
- K-கூடு (1வது கூடு): 2 எலக்ட்ரான்கள்
- L-கூடு (2வது கூடு): 8 எலக்ட்ரான்கள்
- M-கூடு (3வது கூடு): 2 எலக்ட்ரான்கள் இது 2, 8, 2 என குறிப்பிடப்படலாம்.
-
துணைக்கூடு மாதிரி (ஆர்பிட்டல் குறியீடு): எலக்ட்ரான்கள் துணைக்கூடுகளில் (s, p, d, f) குறிப்பிட்ட ஆர்பிட்டல்களை ஆக்கிரமிக்கின்றன.
- முதல் கூடு (n=1) ஒரு ‘s’ துணைக்கூட்டைக் கொண்டுள்ளது: $1s^2$ (2 எலக்ட்ரான்கள்)
- இரண்டாவது கூடு (n=2) ‘s’ மற்றும் ‘p’ துணைக்கூடுகளைக் கொண்டுள்ளது: $2s^2 2p^6$ (2 + 6 = 8 எலக்ட்ரான்கள்)
- மூன்றாவது கூடு (n=3) ஒரு ‘s’ துணைக்கூட்டைக் கொண்டுள்ளது: $3s^2$ (2 எலக்ட்ரான்கள்) மக்னீசியத்திற்கான முழுமையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிப்புற முதன்மை ஆற்றல் கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன மற்றும் ஒரு தனிமத்தின் வேதியியல் பண்புகளையும் வினைத்திறனையும் தீர்மானிக்கின்றன.
மக்னீசியத்திற்கு, $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$ என்ற எலக்ட்ரான் அமைப்புடன், வெளிப்புற முதன்மை ஆற்றல் கூடு மூன்றாவது கூடு (n=3) ஆகும். இந்த கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் $3s^2$ எலக்ட்ரான்கள். எனவே, மக்னீசியம் 2 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. இரண்டு இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் இருப்பதன் மூலம் மக்னீசியம் பொதுவாக ஒரு நிலைப்புத்தன்மை கொண்ட உன்னத வாயு (நியான்) போன்ற எலக்ட்ரான் அமைப்பைப் பெற இந்த இரண்டு எலக்ட்ரான்களை இழந்து ஒரு +2 அயனியை ($Mg^{2+}$) ஏன் உருவாக்குகிறது என்பதை விளக்குகிறது.