ரூபிடியத்தின் அணு அமைப்பு ஒரு அறிமுகம்
ரூபிடியம் (Rb) ஒரு கார உலோகம் ஆகும், இது தனிம அட்டவணையின் குரூப் 1 ஐச் சேர்ந்தது. இது ஒரு மென்மையான, வெள்ளி-வெள்ளை நிறத் தனிமம், அதிக வினைத்திறன் கொண்டது மற்றும் காற்றில் படும்போது உடனடியாக நிறம் மங்கிவிடும். இதன் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்ள அதன் அணு அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது அடிப்படை.
அணு எண் மற்றும் நிறை
ஒவ்வொரு அணுவும் அதன் அணு எண்ணால் (‘Z’ எனக் குறிக்கப்படுகிறது) தனித்துவமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. ரூபிடியத்திற்கு, அணு எண் (Z) 37 ஆகும். இந்த எண் ஒரு அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.
ரூபிடியத்தின் அணு நிறை, பொதுவாக அணு நிறை அலகுகளில் (amu) வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, இது தோராயமாக 85.468 amu ஆகும். இந்த சராசரி அணு நிறை அதன் ஐசோடோப்புகளின் இயற்கை செறிவின் அடிப்படையில் கணக்கிடப்படுகிறது. ரூபிடியத்தின் மிகவும் பரவலான நிலையான ஐசோடோப்பு ரூபிடியம்-85 ஆகும்.
அணுக்கூறுகள்: புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்
ஒரு அணு மூன்று முதன்மை அணுக்கூறுகளால் ஆனது: புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்.
- புரோட்டான்கள்: அணு எண் நேரடியாக புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. எனவே, ஒரு ரூபிடியம் அணு அதன் உட்கருவில் 37 புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது. புரோட்டான்கள் நேர்மின் சுமையைக் கொண்டுள்ளன.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை அணுவில், உட்கருவைச் சுற்றிவரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்குச் சமம். இதனால், ஒரு நடுநிலை ரூபிடியம் அணு 37 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மின் சுமையைக் கொண்டுள்ளன.
- நியூட்ரான்கள்: நியூட்ரான்கள் புரோட்டான்களுடன் உட்கருவில் காணப்படும் மின்சுமையற்ற துகள்கள். ஒரு தனிமத்தின் ஐசோடோப்புகளுக்கு இடையில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை வேறுபடலாம். மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பான ரூபிடியம்-85 க்கு: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z) நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 85 - 37 = 48 நியூட்ரான்கள்.
ரூபிடியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு என்பது எலக்ட்ரான்கள் அணு ஆர்பிட்டால்களில் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது. 37 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட ரூபிடியத்திற்கு, அதன் எலக்ட்ரான் அமைப்பு ஆஃப்பாவ் கொள்கை, ஹண்ட் விதி மற்றும் பௌலி தவிர்ப்பு விதியைப் பின்பற்றுகிறது.
ரூபிடியத்தின் அடிநிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு இவ்வாறு எழுதப்படலாம்:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹
இந்த அமைப்பை, முந்தைய மந்த வாயுவைப் பயன்படுத்தி உட்கரு எலக்ட்ரான்களைக் குறிக்கும் வகையில், சுருக்கப்பட்ட வடிவத்திலும் வெளிப்படுத்தலாம். ரூபிடியத்திற்கு முந்தைய மந்த வாயு கிரிப்டான் (Kr) ஆகும், இது 36 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, ரூபிடியத்தின் சுருக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
[Kr] 5s¹
இந்தக் குறியீடு கிரிப்டானின் அமைப்பு வரை எலக்ட்ரான் கூடுகள் நிரப்பப்பட்டுள்ளன என்பதையும், மீதமுள்ள எலக்ட்ரான் 5s ஆர்பிட்டாலில் இருப்பதையும் குறிக்கிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் முதன்மையாக வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபட்டு ஒரு தனிமத்தின் வினைத்திறனைத் தீர்மானிக்கின்றன.
ரூபிடியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பிலிருந்து (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹), மிக உயர்ந்த முதன்மை ஆற்றல் நிலை n=5 ஆகும். 5s துணைக்கூடு வெளி எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது.
எனவே, ரூபிடியம் 1 இணைதிறன் எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. 5s ஆர்பிட்டாலில் உள்ள இந்த ஒற்றை இணைதிறன் எலக்ட்ரான் அனைத்து கார உலோகங்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும், இது அவற்றின் ஒத்த வேதியியல் பண்புகளை விளக்குகிறது, அதாவது அதிக வினைத்திறன் மற்றும் +1 நேர்மின் அயனியை உருவாக்கும் போக்கு. இந்த பண்பு ரூபிடியத்தை பல்வேறு சிறப்பு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, ஜி.பி.எஸ் போன்ற தொழில்நுட்பங்களில் துல்லியமான நேரத்தை அளவிடுவதற்கு அணு கடிகாரங்கள் மிகவும் முக்கியமானவை, இது இந்தியா முழுவதும் உள்ள மேம்பட்ட அறிவியல் நிறுவனங்களில் நடந்து வரும் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுத் துறையாகும்.