செலினியம் அறிமுகம்
செலினியம் (Se) அணு எண் 34 கொண்ட ஒரு வேதியியல் தனிமம் ஆகும். இது ஒரு அலோகமாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் கால்கோஜன்கள் என அறியப்படும் தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 16-ஐச் சேர்ந்தது. அதன் தனிம வடிவத்தில், செலினியம் சாம்பல் நிற, உலோக வடிவம் மற்றும் சிவப்பு அல்லது கருப்பு படிகமற்ற வடிவங்கள் உட்பட பல புறவேற்றுமை வடிவங்களில் (allotropes) இருக்க முடியும். இந்த தனிமம் தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது மின்னணுவியல் முதல் உயிரியல் வரை பல்வேறு பயன்பாடுகளில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக அமைகிறது.
செலினியத்தின் அணு அமைப்பு
அணு அமைப்பு ஒரு தனிமத்தின் அடிப்படைக் குணாதிசயங்களை வரையறுக்கிறது. செலினியத்தைப் பொறுத்தவரை, இது புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் ஒரு குறிப்பிட்ட அமைப்பை உள்ளடக்கியது.
அணு எண் மற்றும் நிறை
ஒரு தனிமத்தின் அணு எண் (Z) ஒரு அணுவின் உட்கருவில் காணப்படும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. செலினியத்திற்கு, அணு எண் 34 ஆகும். ஒரு தனிமத்தின் அணு நிறை என்பது அதன் இயற்கையாக நிகழும் ஐசோடோப்புகளின் நிறைகளின் சராசரி ஆகும். செலினியத்தின் சராசரி அணு நிறை தோராயமாக 78.96 அணு நிறை அலகுகள் (amu) என்றாலும், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்க, அதன் மிக அதிக அளவில் காணப்படும் நிலையான ஐசோடோப்பான செலினியம்-80 இன் நிறை எண்ணைக் குறிப்பிடுவது வழக்கம்.
புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்
ஒரு நடுநிலை செலினியம் அணுவுக்கு, புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்குச் சமமாக இருக்கும். ஐசோடோப்புகளுக்கு இடையில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மாறுபடும்.
- புரோட்டான்கள்: ஒரு நடுநிலை செலினியம் அணு அதன் உட்கருவில் 34 புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது. இந்த எண்ணிக்கை செலினியத்தை ஒரு தனிமமாக வரையறுக்கிறது.
- எலக்ட்ரான்கள்: ஒரு நடுநிலை செலினியம் அணுவில், உட்கருவைச் சுற்றி 34 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, அவை புரோட்டான்களின் நேர்மறை மின்னூட்டத்தைச் சமன் செய்கின்றன.
- நியூட்ரான்கள்: மிகவும் பொதுவான நிலையான ஐசோடோப்பான செலினியம்-80 (⁸⁰Se) க்கு, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை எண்ணிலிருந்து அணு எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது: 80 - 34 = 46 நியூட்ரான்கள்.
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
எலக்ட்ரான் அமைப்பு ஒரு அணுவின் அணு ஆர்பிட்டல்களில் எலக்ட்ரான்களின் அமைப்பை விவரிக்கிறது. இந்த அமைப்பு ஒரு தனிமத்தின் வேதியியல் பண்புகளைத் தீர்மானிக்கிறது.
கூடு வாரியான பரவல்
ஒரு செலினியம் அணுவின் 34 எலக்ட்ரான்கள் உட்கருவைச் சுற்றி வெவ்வேறு ஆற்றல் நிலைகள் அல்லது கூடுகளை ஆக்கிரமிக்கின்றன. செலினியத்திற்கான முழுமையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
இது ஆர்கான் (Ar) இன் எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் குறிப்பிட்டு, மந்த வாயு குறியீட்டையும் பயன்படுத்தி வெளிப்படுத்தலாம், இது 18 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
இந்த குறியீடு முதல் 18 எலக்ட்ரான்கள் ஒரு ஆர்கான் அணுவைப் போல கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதையும், அதைத் தொடர்ந்து மீதமுள்ள எலக்ட்ரான்கள் அதிக ஆற்றல் ஆர்பிட்டல்களில் இருப்பதையும் குறிக்கிறது.
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் என்பவை ஒரு அணுவின் வெளிக்கூட்டில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆகும். இவை வேதியியல் பிணைப்பில் ஈடுபட்டு ஒரு தனிமத்தின் வினைத்திறனை பெருமளவில் தீர்மானிக்கின்றன. செலினியத்திற்கு, வெளிக்கூடு முதன்மை ஆற்றல் நிலை n=4 ஆகும்.
- 4s மற்றும் 4p ஆர்பிட்டல்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் இணைதிறன் கூட்டை உருவாக்குகின்றன.
- இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் = 4s ஆர்பிட்டலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் + 4p ஆர்பிட்டலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் = 2 + 4 = 6. இவ்வாறு, செலினியம் 6 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. இது செலினியம், தொகுதி 16 இல் உள்ள மற்ற தனிமங்களைப் (ஆக்ஸிஜன், சல்பர், டெலூரியம்) போலவே, ஒரு நிலையான ஆக்டெட்டை அடைய இரண்டு எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதன் மூலம் அல்லது எலக்ட்ரான்களைப் பகிர்வதன் மூலம் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது என்பதை விளக்குகிறது.
முக்கியத்துவம் மற்றும் பயன்பாடுகள்
செலினியம் அதன் தனித்துவமான குறைக்கடத்தி மற்றும் ஒளிக்கடத்தி பண்புகள் காரணமாக பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. வரலாற்று ரீதியாக, இது மின்னாற்றல் திருத்திகள் (rectifiers) மற்றும் ஒளி மின்கலங்களில் (photocells) பயன்படுத்தப்பட்டது, நவீன மின்னணுவியல் துறைக்கு வழி வகுத்தது. இந்தியாவில், உலகின் பல பகுதிகளைப் போலவே, மண்ணில் செலினியத்தின் இருப்பு விவசாயத்தைப் பாதிக்கிறது. இது மனிதர்களுக்கும் விலங்குகளுக்கும் ஒரு அத்தியாவசிய நுண்ணூட்டச்சத்து தனிமம் ஆகும், இது முக்கியமான உயிரியல் செயல்முறைகளில் ஈடுபட்டுள்ளது, மேலும் செலினியம் நிறைந்த பகுதிகளில் வளர்க்கப்படும் சில உணவுப் பயிர்களில் அடிக்கடி காணப்படுகிறது. இருப்பினும், அதிகப்படியான அளவு நச்சுத்தன்மை வாய்ந்ததாக இருக்கலாம். தொழில்துறை ரீதியாக, இது கண்ணாடி மற்றும் மட்பாண்டங்களுக்கான நிறமிகளில் (pigments) பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஒரு மாணிக்க சிவப்பு நிறத்தை அளிக்கிறது, மேலும் சில புகைப்படப் பொருட்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.