நிக்கலின் அணு அமைப்பை அறிவோம்
நிக்கல், ஒரு வெள்ளி-வெள்ளை, பளபளப்பான உலோகம், அதன் கடினத்தன்மை, தகடாகும் தன்மை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்புக்கு பெயர் பெற்ற ஒரு இடைநிலை தனிமம் ஆகும். இது இந்தியாவில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறிப்பாக சமையலறைப் பொருட்கள் மற்றும் தொழில்துறை உபகரணங்களுக்கான துருப்பிடிக்காத எஃகு கலவைகள் தயாரிப்பிலும், பாதுகாப்பு மற்றும் அலங்காரப் பூச்சுகளை வழங்க மின்முலாம் பூசுவதிலும். அதன் தனித்துவமான பண்புகள் அதன் அணு அமைப்பில் வேரூன்றியுள்ளன.
நிக்கலின் அணுவின் உட்கூறுகள்
ஒரு தனிமத்தின் அணு எண் அதன் அடையாளத்தை வரையறுக்கிறது மற்றும் அதன் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். நிக்கலுக்கு, அணு எண் (Z) 28 ஆகும்.
- புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு நடுநிலை நிக்கல் அணுவில், புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை 28 ஆகும்.
- எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு மின் நடுநிலை அணுவுக்கு, எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம். எனவே, ஒரு நடுநிலை நிக்கல் அணுவில் 28 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஒரு தனிமத்தின் ஐசோடோப்புகள் மத்தியில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மாறுபடும். நிக்கலின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பிற்கு, இதன் நிறை எண் (A) 58 ஆகும் ($^{58}$Ni), நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை இவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறது: நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) = 58 - 28 = 30 நியூட்ரான்கள். நிக்கலின் மற்ற ஐசோடோப்புகளும் உள்ளன, உதாரணமாக $^{60}$Ni, இதற்கு 32 நியூட்ரான்கள் இருக்கும்.
நிக்கலின் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு
எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு என்பது ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அதன் அணு ஆர்பிட்டால்களில் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது. ஆஃப்பாவ் கொள்கை, பவுலி விலக்குக் கொள்கை மற்றும் ஹன்டின் விதிப்படி, ஒரு நடுநிலை நிக்கல் அணுவின் (Z=28) எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு இதுவாகும்:
$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^8 4s^2$
இதை சுருக்கமான குறியீட்டில் நிக்கலுக்கு முந்தைய மந்த வாயுவைப் பயன்படுத்தி எழுதலாம், அதாவது ஆர்கான் (Ar, Z=18):
$[Ar] 3d^8 4s^2$
இந்த உள்ளமைவு முதல் 18 எலக்ட்ரான்கள் $3p^6$ வரை ஆர்பிட்டால்களை நிரப்புகின்றன (ஆர்கான் போல) என்பதையும், மீதமுள்ள 10 எலக்ட்ரான்கள் $3d$ துணை கூட்டில் 8 எலக்ட்ரான்களாகவும் மற்றும் $4s$ துணை கூட்டில் 2 எலக்ட்ரான்களாகவும் விநியோகிக்கப்படுகின்றன என்பதையும் குறிக்கிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும், அவை இரசாயன பிணைப்பில் பங்கேற்கின்றன. நிக்கல் போன்ற இடைநிலை தனிமங்களுக்கு, இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களை தீர்மானிப்பதற்கு கவனமான பரிசீலனை தேவை.
நிக்கலின் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவில் ($[Ar] 3d^8 4s^2$):
- 4வது கூடு வெளிப்பக்க முதன்மை ஆற்றல் மட்டமாகும், $4s$ துணை கூட்டில் 2 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. இந்த $4s$ எலக்ட்ரான்கள் இரசாயன பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன.
- இருப்பினும், இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, முழுமையற்றதாக நிரப்பப்பட்ட கடைசிக்கு முந்தைய (n-1)d துணை கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்களும் இரசாயன பிணைப்பில் பங்கேற்கலாம். எனவே, $3d^8$ எலக்ட்ரான்களும் நிக்கலின் இரசாயன பண்புகள் மற்றும் மாறுபடும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை தீர்மானிப்பதில் குறிப்பிடத்தக்கவை. நிக்கல் பொதுவாக +2 மற்றும் +3 போன்ற ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை வெளிப்படுத்துகிறது. +2 நிலையில், இரண்டு $4s$ எலக்ட்ரான்கள் பொதுவாக இழக்கப்படுகின்றன, அதேசமயம் அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளில், சில $3d$ எலக்ட்ரான்களும் பங்கேற்கின்றன. எனவே, வெளிப்பக்க முதன்மை கூட்டில் 2 எலக்ட்ரான்கள் இருந்தாலும், பிணைப்பு பெரும்பாலும் $4s$ எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் சில $3d$ எலக்ட்ரான்கள் இரண்டையும் உள்ளடக்கியது.