மெய்ட்னேரியம் அறிமுகம்
மெய்ட்னேரியம் (சின்னம்: Mt) என்பது 109 அணு எண்ணைக் கொண்ட ஒரு செயற்கை வேதியியல் தனிமம் ஆகும். இது ஒரு மீகனமான தனிமம், அதாவது இது பூமியில் இயற்கையாகக் காணப்படுவதில்லை, அணுக்கரு இணைவு வினைகள் மூலம் ஆய்வகங்களில் மட்டுமே உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. ஆஸ்திரிய-ஸ்வீடிஷ் இயற்பியலாளர் லிஸ் மெய்ட்னர் நினைவாகப் பெயரிடப்பட்ட இது, மிக அதிக நிலைத்தன்மையற்றதாகவும், அதிக கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டதாகவும் உள்ளது. சில மெய்ட்னேரியம் அணுக்கள் மட்டுமே இதுவரை உருவாக்கப்பட்டன, அதன் பண்புகள் பெரும்பாலும் கோட்பாட்டு ரீதியானவை. அதன் மிகக் குறுகிய அரை ஆயுள் காலம் காரணமாக, அதன் வேதியியல் பண்புகள் நேரடியாகக் கவனிக்கப்படவில்லை.
மெய்ட்னேரியத்தின் அணு அமைப்பு
மெய்ட்னேரியத்தின் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கு, அடிப்படைத் துகள்களின் (புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள், எலக்ட்ரான்கள்) எண்ணிக்கை மற்றும் அவற்றின் அமைப்பைத் தீர்மானிப்பது அடங்கும்.
அணு எண் மற்றும் நிறை எண்
மெய்ட்னேரியத்தின் அணு எண் (Z) 109 ஆகும். இந்த எண் தனிமத்தை தனித்துவமாக அடையாளம் காண்கிறது மற்றும் ஒவ்வொரு மெய்ட்னேரியம் அணுவிலும் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. மெய்ட்னேரியம் ஒரு செயற்கை தனிமம் என்பதால், இது ஐசோடோப்புகளாக மட்டுமே உள்ளது. மெய்ட்னேரியத்தின் மிகவும் நிலையான அறியப்பட்ட ஐசோடோப் மெய்ட்னேரியம்-278 (Mt-278) ஆகும். இந்த ஐசோடோப்பின் நிறை எண் (A) 278 ஆகும், இது அணுக்கருவில் உள்ள மொத்த புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்
மெய்ட்னேரியம்-278 இன் நடுநிலை அணுவிற்கு:
- புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அணு எண்ணுக்குச் சமம், எனவே மெய்ட்னேரியத்தில் 109 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
- எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு நடுநிலை அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்குச் சமம். எனவே, ஒரு நடுநிலை மெய்ட்னேரியம் அணுவில் 109 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது. Mt-278 க்கு, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 278 - 109 = 169 நியூட்ரான்கள் ஆகும்.
எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு
எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு என்பது அணுக்கருவைச் சுற்றியுள்ள அணு ஆர்பிட்டால்களில் எலக்ட்ரான்களின் அமைப்பை விவரிக்கிறது. மெய்ட்னேரியம் போன்ற மிகக் கனமான தனிமங்களுக்கு, அதற்கு முந்தைய உன்னத வாயுவைப் பயன்படுத்தும் ஒரு சுருக்கெழுத்து குறியீடு பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மெய்ட்னேரியத்திற்கு (Z=109) முந்தைய உன்னத வாயு ரேடான் (Rn, Z=86) ஆகும்.
ஒரு நடுநிலை மெய்ட்னேரியம் அணுவின் எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு பின்வருமாறு கணிக்கப்பட்டுள்ளது: [Rn] 5f¹⁴ 6d⁷ 7s²
இந்த கட்டமைப்பு எலக்ட்ரான்கள் பின்வருமாறு அமைந்திருப்பதை சுட்டிக்காட்டுகிறது:
- உள்ளக எலக்ட்ரான்கள் ரேடானைப் போன்றே அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன (86 எலக்ட்ரான்கள்).
- ரேடான் உள்ளகத்திற்குப் பிறகு, 5f துணைக்கூட்டில் 14 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- பின்னர், 6d துணைக்கூட்டில் 7 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- இறுதியாக, 7s துணைக்கூட்டில் 2 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
இவற்றைச் சுருக்கும்போது, 86 (Rn இலிருந்து) + 14 + 7 + 2 = 109 எலக்ட்ரான்கள், இது அணு எண்ணுடன் பொருந்துகிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும், அவை முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன. d-பிளாக்கில் உள்ள இடைநிலை உலோகங்கள் மற்றும் மீகனமான தனிமங்களுக்கு, வெளிக்கூட்டில் உள்ள s-எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அதற்கு முந்தைய கூட்டில் உள்ள d-எலக்ட்ரான்கள் இரண்டும் பெரும்பாலும் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களாகக் கருதப்படுகின்றன.
அதன் எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு [Rn] 5f¹⁴ 6d⁷ 7s² இன் அடிப்படையில், மெய்ட்னேரியத்தின் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் பின்வருமாறு:
- 7s துணைக்கூட்டில் உள்ள 2 எலக்ட்ரான்கள்.
- 6d துணைக்கூட்டில் உள்ள 7 எலக்ட்ரான்கள்.
ஆகவே, மெய்ட்னேரியத்தில் 9 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் (7s இலிருந்து 2 மற்றும் 6d இலிருந்து 7) இருக்கும் என்று கணிக்கப்பட்டுள்ளது, இது கால அட்டவணையின் தொகுதி 9 இல் அதன் நிலைக்கு ஒத்திருக்கிறது, அதன் இலகுவான ஒத்த தனிமங்களான கோபால்ட் மற்றும் ரோடியம் போன்றது. இந்த எலக்ட்ரான்கள் எந்தவொரு கோட்பாட்டு வேதியியல் இடைவினைகளுக்கும் முக்கியமாகப் பொறுப்பாகும், இருப்பினும் அதன் அதிக நிலைத்தன்மையற்ற தன்மை காரணமாக எதுவும் கவனிக்கப்படவில்லை.