நைட்ரஜனின் அணு அமைப்பு
நைட்ரஜன் ஒரு முக்கிய வேதியியல் தனிமம் ஆகும், இதன் குறியீடு N மற்றும் அணு எண் 7. இது ஒரு அலோகம், பூமியின் வளிமண்டலத்தின் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அங்கமாக உள்ளது, சுவாசிக்கப்படும் காற்றில் தோராயமாக 78% ஐக் கொண்டுள்ளது. இந்தியாவில், யூரியா போன்ற நைட்ரஜன் அடிப்படையிலான உரங்கள் விவசாய உற்பத்தித்திறனை மேம்படுத்த பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது உணவுப் பாதுகாப்பை நிலைநிறுத்துவதில் அதன் முக்கியத்துவத்தை எடுத்துக்காட்டுகிறது.
நைட்ரஜன் அணுவில் உள்ள துணை அணுத் துகள்கள்
ஒரு தனிமத்தின் அணு எண் (Z) அதன் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை வரையறுக்கிறது. நைட்ரஜனுக்கு, அணு எண் 7. ஒரு நடுநிலை அணுவில், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். நிறை எண் (A) கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. நைட்ரஜனின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப் 14 என்ற நிறை எண்ணைக் கொண்டுள்ளது ($^{14}\text{N}$).
- புரோட்டான்கள்: ஒரு நடுநிலை நைட்ரஜன் அணுவில் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை 7 ஆகும். இந்த நேர்மின் சுமையுடைய துகள்கள் கருவில் உள்ளன.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை நைட்ரஜன் அணுவில் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 7 ஆகும். இந்த எதிர்மின் சுமையுடைய துகள்கள் கருவைச் சுற்றியுள்ள குறிப்பிட்ட ஆற்றல் மட்டங்கள் அல்லது கூடுகளில் இருக்கும்.
- நியூட்ரான்கள்: நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கணக்கிடப்படுகிறது. நைட்ரஜனின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பிற்கு ($^{14}\text{N}$), நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை $14 - 7 = 7$. இந்த நடுநிலை துகள்களும் கருவில் அமைந்துள்ளன.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது ஒரு அணு அல்லது மூலக்கூறின் எலக்ட்ரான்கள் அணு அல்லது மூலக்கூறு ஆர்பிட்டால்களில் எவ்வாறு பரவியுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது. 7 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட நைட்ரஜனுக்கு, இந்த அமைப்பு ஆஃபபா கொள்கை, ஹண்ட் விதி மற்றும் பவுலி விலக்குக் கொள்கையைப் பின்பற்றுகிறது.
- முதல் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் $1s$ ஆர்பிட்டாலை நிரப்புகின்றன: $1s^2$.
- அடுத்த இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் $2s$ ஆர்பிட்டாலை நிரப்புகின்றன: $2s^2$.
- மீதமுள்ள மூன்று எலக்ட்ரான்கள் $2p$ ஆர்பிட்டால்களை நிரப்புகின்றன: $2p^3$.
எனவே, ஒரு நடுநிலை நைட்ரஜன் அணுவின் முழுமையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு $\mathbf{1s^2 2s^2 2p^3}$.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன.
- நைட்ரஜனின் எலக்ட்ரான் அமைப்பில் ($1s^2 2s^2 2p^3$), வெளிக்கூடு இரண்டாவது கூடு (n=2) ஆகும்.
- இந்தக் கூட்டில் $2s$ மற்றும் $2p$ ஆர்பிட்டால்கள் இரண்டிலும் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- $2s$ ஆர்பிட்டாலில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 2 ஆகும்.
- $2p$ ஆர்பிட்டாலில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை 3 ஆகும்.
நைட்ரஜனுக்கு உள்ள மொத்த இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை $2 + 3 = \mathbf{5}$. இந்த 5 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, நைட்ரஜன் பொதுவாக மூன்று எலக்ட்ரான்களைப் பெற்று நிலையான எண்ம நிலையை அடைய (நியான் போன்றது) அல்லது சகப்பிணைப்புகளில் எலக்ட்ரான்களைப் பகிர்ந்து கொள்ளும் போக்கை விளக்குகிறது. இதனால் அம்மோனியா (NH$_3$) போன்ற சேர்மங்கள் உருவாகின்றன, இது இந்தியாவில் தயாரிக்கப்படும் பல உரங்களுக்கு ஒரு அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதியாகும்.