ரோடியத்தைப் புரிந்துகொள்ளுதல்: ஒரு கண்ணோட்டம்
ரோடியம் (Rh) என்பது ஒரு அரிய, வெள்ளி-வெள்ளை நிறமுள்ள, கடினமான மற்றும் அரிப்பை எதிர்க்கும் இடைநிலை உலோகம் ஆகும். இது தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 9 மற்றும் வரிசை 5 இல் உள்ளது, இது பிளாட்டினம் குழு உலோகங்களில் ஒன்றாக வைக்கிறது. அதன் பெயர் கிரேக்க வார்த்தையான ‘ரோடன்’ என்பதிலிருந்து உருவானது, அதாவது ரோஜா என்று பொருள், ஏனெனில் அதன் சில சேர்மங்களின் ரோஜா-சிவப்பு நிறம் காரணமாக.
கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பயன்பாடுகள்
ரோடியம் பூமியின் மேலோட்டில் உள்ள மிக அரிய தனிமங்களில் ஒன்றாகும், இது பிளாட்டினம், பல்லேடியம், வெள்ளி மற்றும் தங்க தாதுக்களுடன் மிகக் குறைந்த அளவில் காணப்படுகிறது. அதன் குறிப்பிடத்தக்க பண்புகள் இதை மிகவும் மதிப்புமிக்கதாக ஆக்குகின்றன. இதன் மிக முக்கியமான பயன்பாடுகளில் ஒன்று இந்தியா மற்றும் உலகளவில் வாகனங்களில் காணப்படும் வினையூக்கி மாற்றிகளில் (catalytic converters) ஆகும். இந்த சாதனங்கள் ரோடியத்தை, பிளாட்டினம் மற்றும் பல்லேடியத்துடன் சேர்த்து, தீங்கு விளைவிக்கும் வெளியேற்ற வாயுக்களை (நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகள் போன்றவை) குறைவான நச்சுத்தன்மை கொண்ட பொருட்களாக மாற்ற பயன்படுத்துகின்றன. அதன் அதிக பிரதிபலிப்பு மற்றும் நிறம் மங்குதலை எதிர்க்கும் தன்மை காரணமாக, ரோடியம் உயர்தர நகைப் பூச்சுகளிலும் (jewellery plating) மற்றும் மின் தொடர்புகளிலும் (electrical contacts) பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு நீடித்துழைப்பு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகியவை முக்கியமானவை.
ரோடியத்தின் அணு அமைப்பு
ரோடியத்தின் அணு அமைப்பை அதன் துணை அணுத் துகள்களான: புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் ஆகியவற்றை ஆராய்வதன் மூலம் புரிந்து கொள்ள முடியும்.
புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்
- அணு எண் (Z): ரோடியத்தின் அணு எண் 45 ஆகும். இந்த எண் ஒவ்வொரு ரோடியம் அணுவின் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. எனவே, ஒரு ரோடியம் அணுவில் 45 புரோட்டான்கள் உள்ளன.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை அணுவில், கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும். எனவே, ஒரு நடுநிலை ரோடியம் அணுவில் 45 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
- நியூட்ரான்கள்: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை நிறை எண் (A) இலிருந்து அணு எண்ணைக் (Z) கழிப்பதன் மூலம் தீர்மானிக்கலாம். ரோடியத்தின் மிகவும் பொதுவான மற்றும் நிலையான ஐசோடோப்பு ரோடியம்-103 ஆகும்.
- நிறை எண் (A) = 103
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் (A) - அணு எண் (Z)
- நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 103 - 45 = 58 நியூட்ரான்கள்.
- எனவே, ஒரு வழக்கமான ரோடியம்-103 அணுவில் 45 புரோட்டான்கள், 45 எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் 58 நியூட்ரான்கள் உள்ளன.
எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு
ஒரு அணுவின் அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்களின் விநியோகத்தை எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு விவரிக்கிறது. ரோடியம் (Z=45) பொறுத்தவரை, இடைநிலை உலோகங்களில் வெவ்வேறு எலக்ட்ரான் அமைப்புகளால் அடையப்படும் அதிக நிலைத்தன்மை காரணமாக, ஆஃபா கோட்பாட்டின் மூலம் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு சரியாக கணிக்கப்படவில்லை.
ரோடியத்தின் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு:
[Kr] 4d⁸ 5s¹
இங்கு, [Kr] என்பது கிரிப்டனின் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவைக் குறிக்கிறது, இது 36 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட ஒரு மந்த வாயு ஆகும் (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶). கிரிப்டன் மையத்திற்குப் பிறகு, மீதமுள்ள 9 எலக்ட்ரான்கள் 4d துணைக்கூட்டில் 8 எலக்ட்ரான்களாகவும், 5s துணைக்கூட்டில் 1 எலக்ட்ரானாகவும் விநியோகிக்கப்படுகின்றன. இந்த உள்ளமைவு பொதுவான நிரப்புதல் விதிகளுக்கு ஒரு விதிவிலக்காகும், ஏனெனில் 5s ஆர்பிட்டலில் இருந்து ஒரு எலக்ட்ரான் 4d ஆர்பிட்டலுக்கு நகர்கிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்கும் வெளிக்கூட்டில் மற்றும் முழுமையடையாத உட்கூடுகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். ரோடியம் போன்ற இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களில் பொதுவாக வெளிக்கூட்டில் உள்ள ‘s’ துணைக்கூடு மற்றும் (n-1) ‘d’ துணைக்கூட்டில் உள்ளவை அடங்கும்.
ரோடியத்தின் உள்ளமைவில், [Kr] 4d⁸ 5s¹, இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்:
- 5s துணைக்கூட்டில் உள்ள 1 எலக்ட்ரான்.
- 4d துணைக்கூட்டில் உள்ள 8 எலக்ட்ரான்கள்.
இந்த எலக்ட்ரான்கள், மொத்தம் 9 (1 + 8), வேதியியல் பிணைப்புகளை உருவாக்க கிடைக்கின்றன. பிணைப்பில் ஈடுபடும் எலக்ட்ரான்களின் குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கை வேதியியல் சூழல் மற்றும் ரோடியத்தால் வெளிப்படுத்தப்படும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும், +3 என்பது அதன் மிகவும் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை.