Platinum (Pt) - அணு அமைப்பு

பிளாட்டினத்தின் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

பிளாட்டினம் (குறியீடு: Pt), ஒரு விலைமதிப்பற்ற, அடர்த்தியான, தகடாக்கக்கூடிய மற்றும் கம்பியாக நீட்டக்கூடிய இடைநிலை உலோகம் ஆகும். இது சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் அதிக உருகுநிலைக்காகப் புகழ்பெற்றது. வாகனங்களில் உள்ள வினையூக்க மாற்றிகள் (catalytic converters) முதல் நேர்த்தியான நகைகள் வரை பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு மதிப்புமிக்க தனிமம் இது.

அடிப்படைத் துகள்கள்: புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்

எந்தவொரு தனிமத்தின் அணு அமைப்பும் அதில் உள்ள துணை அணுத் துகள்களின் எண்ணிக்கையால் வரையறுக்கப்படுகிறது. பிளாட்டினத்திற்கு:

• அணு எண் (Z): பிளாட்டினத்தின் அணு எண் 78. இந்த எண் பிளாட்டினம் அணுவின் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை நேரடியாகக் குறிக்கிறது.
  • புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: 78
• ஒரு நடுநிலை அணுவில், கருவைச் சுற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம்.
  • எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: 78
• நிறை எண் (A): பிளாட்டினத்தின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பின் நிறை எண் தோராயமாக 195 ஆகும். நிறை எண் என்பது கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
  • நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்க, அணு எண் நிறை எண்ணிலிருந்து கழிக்கப்படுகிறது (A - Z). பொதுவான ஐசோடோப்பிற்கு, 195 - 78 = 117.
    • நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: தோராயமாக 117 (இந்த எண்ணிக்கை பிளாட்டினத்தின் வெவ்வேறு ஐசோடோப்களுக்கு சற்று மாறுபடலாம், ஆனால் 117 மிகவும் அதிகமாக உள்ள ஐசோடோப்பின் சிறப்பியல்பு ஆகும்).

பிளாட்டினத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு

எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது ஒரு அணு அல்லது மூலக்கூறில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் விநியோகத்தை அணு அல்லது மூலக்கூறு ஆர்பிட்டால்களில் விவரிக்கிறது. பிளாட்டினத்திற்கு (Z=78), எலக்ட்ரான்களை நிரப்புவது பொதுவாக ஆஃப்டோ கோட்பாடு (Aufbau principle), ஹண்ட் விதி (Hund’s rule) மற்றும் பவுலி விலக்குக் கோட்பாடு (Pauli exclusion principle) ஆகியவற்றைப் பின்பற்றுகிறது, ஆனால் மேம்படுத்தப்பட்ட நிலைத்தன்மைக்காக இடைநிலை உலோகங்களில் அடிக்கடி காணப்படுகிறது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க விதிவிலக்குடன்.

பிளாட்டினத்தின் அடிநிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s¹ 4f¹⁴ 5d⁹

இதை ஒரு சுருக்கப்பட்ட வடிவத்தில் எழுதலாம், 54 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட மந்த வாயுவான செனான் (Xe) ஐப் பயன்படுத்தி ($[Xe] = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶$):

[Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹

அமைப்பின் விளக்கம்:

ஆஃப்டோ கோட்பாட்டின் கடுமையான பின்பற்றலின் அடிப்படையில் எதிர்பார்க்கப்படும் அமைப்பு [Xe] 4f¹⁴ 5d⁸ 6s² என்று இருக்கலாம். இருப்பினும், பிளாட்டினம் இந்த கடுமையான நிரப்பும் வரிசைக்கு ஒரு விதிவிலக்கைக் காட்டுகிறது. 6s ஆர்பிட்டாலில் இருந்து ஒரு எலக்ட்ரான் 5d ஆர்பிட்டாலுக்கு ஊக்குவிக்கப்படுகிறது, இதன் விளைவாக 5d⁸ 6s² என்பதற்கு பதிலாக 5d⁹ 6s¹ அமைப்பு உருவாகிறது. இந்த நிகழ்வு ஏற்படுகிறது, ஏனெனில் முழுமையாக நிரப்பப்பட (d⁹ போன்றவை, நிலையான d¹⁰ அமைப்பை அடைய இன்னும் ஒரு எலக்ட்ரான் தேவை) அல்லது பாதி நிரப்பப்பட (d⁵) நெருக்கமாக இருக்கும் எலக்ட்ரான் அமைப்புகள் பெரும்பாலும் கூடுதல் நிலைத்தன்மையைப் பெறுகின்றன. பிளாட்டினத்தின் விஷயத்தில், 5d⁹ அமைப்பு, 6s ஆர்பிட்டால் மீதான சார்பியல் விளைவுகளுடன் சேர்ந்து, 5d⁹ 6s¹ ஐ 5d⁸ 6s² ஐ விட அதிக ஆற்றல் ரீதியாக சாதகமான மற்றும் நிலையான அடிநிலை அமைப்பாக ஆக்குகிறது.

இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்

இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். பிளாட்டினம் போன்ற இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களில் பொதுவாக வெளிக்கூட்டில் உள்ள s-துணைக்கூட்டில் உள்ளவையும், மேலும் (n-1) d-துணைக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்களும் அடங்கும், ஏனெனில் இவை நேரடியாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹ இலிருந்து:

• வெளிப்புற முதன்மை ஆற்றல் நிலை n=6 ஆகும், இது 6s ஆர்பிட்டாலில் 1 எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது.
• 5d துணைக்கூடு, n=5 கூட்டில் (கடைசிக்கு முந்தைய) ஒரு பகுதியாக இருந்தாலும், 9 எலக்ட்ரான்களுடன் முழுமையடையாமல் நிரப்பப்பட்டுள்ளது மற்றும் வேதியியல் வினைத்திறனுக்கு குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பை வழங்குகிறது.

எனவே, பிளாட்டினத்தின் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் 6s¹ எலக்ட்ரான் மற்றும் 5d⁹ எலக்ட்ரான்கள் எனக் கருதப்படுகின்றன. இது பிளாட்டினத்திற்கு மொத்தம் 10 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களை (6s இலிருந்து 1 + 5d இலிருந்து 9) வழங்குகிறது. இந்த எலக்ட்ரான்கள் வேதியியல் பிணைப்புகளை உருவாக்குவதிலும், பிளாட்டினத்தின் சிறப்பியல்பு பண்புகளை (பொதுவாக +2 மற்றும் +4 போன்ற பல்வேறு ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை உருவாக்கும் திறன் போன்றவை) தீர்மானிப்பதிலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

பிளாட்டினத்தின் மந்தத்தன்மை மற்றும் வினையூக்கப் பண்புகள் அதன் எலக்ட்ரான் அமைப்புக்குக் காரணமாகும், இது இந்தியாவில் வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் வினையூக்க மாற்றிகள் போன்ற தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் தீங்கு விளைவிக்கும் உமிழ்வுகளைக் குறைக்க மிகவும் மதிப்புமிக்கதாக ஆக்குகிறது. அதன் அரிதான தன்மை மற்றும் பளபளப்பான தோற்றம் காரணமாக இந்திய நகைத் சந்தையிலும் இது மிகவும் மதிக்கப்படுகிறது.