ஆர்கான் (Ar) திருப்புதல் வழிகாட்டி: அணு அமைப்பு மற்றும் பண்புகள்

1. அணு மாதிரியின் விவரங்கள்

ஆர்கான் (Ar) என்பது தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 18 (மந்த வாயுக்கள்) ஐச் சேர்ந்த ஒரு மந்த வாயுவாகும்.

• தனிமக் குறியீடு: Ar
• அணு எண் (Z): 18
  • இது அணுக்கருவில் 18 புரோட்டான்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
  • நடுநிலை ஆர்கான் அணுவில், 18 எலக்ட்ரான்களும் உள்ளன.
• நிறை எண் (A): தோராயமாக 40 (மிகவும் அதிகமாகக் காணப்படும் ஐசோடோப்பான $^\{\text\{40\}\}\text\{Ar\}$ க்கு)
  • நியூட்ரான்: A - Z = 40 - 18 = 22 ($^\{\text\{40\}\}\text\{Ar\}$ க்கு)
• அணு அளவு (வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம்): தோராயமாக 188 pm (பிகோமீட்டர்கள்).
  • மந்த வாயுக்கள் பொதுவாக சகப்பிணைப்புகளை உருவாக்குவதில்லை, எனவே அவற்றின் அளவு பெரும்பாலும் வான் டெர் வால்ஸ் ஆரத்தால் குறிக்கப்படுகிறது.

2. எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் கூடு வரைபடம்

ஆர்கானின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு அதன் வேதியியல் மந்தத்தன்மையை விளக்குகிறது.

• எலக்ட்ரான் அமைப்பு (முழுமையானது): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$
• எலக்ட்ரான் அமைப்பு (மந்த வாயு குறியீடு): $[Ne] 3s^2 3p^6$
• கூடு விநியோகம்:
  • K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள் ($1s^2$)
  • L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள் ($2s^2 2p^6$)
  • M-கூடு (n=3): 8 எலக்ட்ரான்கள் ($3s^2 3p^6$)
• கூடு வரைபட விளக்கம்: வெளிப்புற M-கூட்டில் 8 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, இது அதன் எண்கோணியை (octet) நிறைவு செய்கிறது. இந்த நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு ஆர்கானை மிகவும் வினைத்திறன் அற்றதாக ஆக்குகிறது மற்றும் ஒரு மந்த வாயுவின் சிறப்பியல்பு பண்புகளை அளிக்கிறது.

3. தனிம வரிசைப் போக்குகள்

ஆர்கான் தொகுதி 18 மற்றும் ஆவர்த்தனம் 3 இல் உள்ள அதன் நிலை, அதன் தனிம வரிசைப் பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது.

• அயனியாக்கும் என்தால்பி (முதல்): தோராயமாக 1520.6 kJ/mol
  • போக்கு: ஆர்கான் மிக அதிக அயனியாக்கும் என்தால்பியைக் கொண்டுள்ளது. இது அதன் நிலையான, முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட வெளிப்புற எலக்ட்ரான் கூடு (எண்கோணி) மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அணு ஆரம் காரணமாகும். இந்த நிலையான அமைப்பிலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானை அகற்ற கணிசமான ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.
• எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்: பவுலிங் அளவுகோலில் வரையறுக்கப்படவில்லை.
  • போக்கு: மந்த வாயுக்கள் எளிதில் வேதியியல் பிணைப்புகளை உருவாக்குவதில்லை என்பதால், அவற்றின் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் பொதுவாக பூஜ்ஜியம் அல்லது புறக்கணிக்கக்கூடியதாகக் கருதப்படுகிறது.
• எலக்ட்ரான் ஈர்ப்பு என்தால்பி: தோராயமாக +96 kJ/mol
  • போக்கு: ஆர்கான் ஒரு நேர்மறை எலக்ட்ரான் ஈர்ப்பு என்தால்பியைக் கொண்டுள்ளது. இது ஏற்கனவே நிலையான, முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட இணைதிறன் கூட்டில் ஒரு கூடுதல் எலக்ட்ரானைச் சேர்க்க ஆற்றல் வழங்கப்பட வேண்டும் என்பதைக் குறிக்கிறது, இது செயல்முறையை ஆற்றல் ரீதியாகச் சாதகமற்றதாக ஆக்குகிறது.
• அணு ஆரம் (வான் டெர் வால்ஸ்): தோராயமாக 188 pm
  • போக்கு: அதன் ஆவர்த்தனத்தில், ஆர்கானின் வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம், குளோரின் போன்ற தனிமங்களின் சகப்பிணைப்பு ஆரங்களை விட ஒப்பீட்டளவில் பெரியது. ஏனெனில் வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம் பிணைப்பற்ற இடைவினைகளைக் கருத்தில் கொள்கிறது மற்றும் ஒப்பிடக்கூடிய தனிமங்களுக்கு பொதுவாக சகப்பிணைப்பு ஆரத்தை விடப் பெரியது. ஒரு ஆவர்த்தனத்தில், அணுக்கரு மின்னூட்டம் அதிகரிக்கிறது, இது பொதுவாக அணுவின் அளவைக் குறைக்கிறது, ஆனால் மந்த வாயுக்களுக்கான வரையறை வேறுபாடு மிக முக்கியமானது.

4. முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

ஆர்கான் ஒரு மந்த வாயுவின் பொதுவான இயற்பியல் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது.

• அறை வெப்பநிலையில் (25°C) மற்றும் அழுத்தத்தில் (1 atm) நிலை: வாயு
• நிறம்: நிறமற்றது
• மணம்: மணமற்றது
• சுவை: சுவையற்றது
• அடர்த்தி (STP இல்): 1.784 kg/m³ (காற்றை விட அடர்த்தியானது, காற்று ~1.225 kg/m³)
• உருகுநிலை: -189.3 °C (அல்லது 83.8 K)
• கொதிநிலை: -185.8 °C (அல்லது 87.3 K)
• நீரில் கரைதிறன்: லேசாக கரையும் (நைட்ரஜனை விட அதிகம் கரையும், ஆக்ஸிஜனை விடக் குறைவாக கரையும்).