கோபால்ட் (Co) திருத்த வழிகாட்டி

கோபால்ட் (Co) அணு மாதிரியின் விவரங்கள்

கோபால்ட் (Co) ஆனது, தனிம வரிசை அட்டவணையின் தொகுதி 9 மற்றும் வரிசை 4 இல் அமைந்துள்ள ஒரு இடைநிலை உலோகம் ஆகும். இதன் அணு அமைப்பு பின்வருமாறு விவரிக்கப்படுகிறது:

• அணு எண் (Z): 27
  • இது ஒவ்வொரு கோபால்ட் அணுவின் கருவில் 27 புரோட்டான்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
  • ஒரு நடுநிலை கோபால்ட் அணுவில், 27 எலக்ட்ரான்களும் உள்ளன.
• நிறை எண் (A): கோபால்ட்டின் மிக அதிக அளவில் கிடைக்கும் ஐசோடோப் கோபால்ட்-59 ($^\{59\}\text\{Co\}$) ஆகும், இது இயற்கையாகக் கிடைக்கும் கோபால்ட்டில் 100% உள்ளது.
  • நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: $^\{59\}\text\{Co\}$ க்கு, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை $\text\{A\} - \text\{Z\} = 59 - 27 = 32$ ஆகும்.
• அணு அளவு:
  • சகப்பிணைப்பு ஆரம்: தோராயமாக 126 பிகோமீட்டர்கள் (pm). இந்தப் மதிப்பு ஒரு அணு சகப்பிணைப்பில் இருக்கும்போது அதன் அளவை பிரதிபலிக்கிறது.
  • இடைநிலைத் தனிமங்களுக்கு ஒரு வரிசையில் அணு அளவு பொதுவாகக் குறைகிறது, ஏனெனில் அணுக்கருவின் மின்சுமை அதிகரிப்பதாலும் மற்றும் d-எலக்ட்ரான்களால் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மறைத்தல் விளைவு ஏற்படுவதாலும், இது இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் மீது ஒரு வலுவான கவர்ச்சி விசையை ஏற்படுத்துகிறது.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு & ஓட்டு வரைபடம்

ஒரு அணுவின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு, அதன் எலக்ட்ரான்கள் அணு ஆர்பிட்டல்களில் எவ்வாறு பரவியுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது.

• அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு:

  • முழுமையான அமைப்பு: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^7 4s^2$
  • மந்த வாயு அமைப்பு: $[Ar] 3d^7 4s^2$
  • வெளிப்புற ஓடு 4வது ஓடு ஆகும், இது $4s$ ஆர்பிட்டாலில் 2 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. 7 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட முழுமையற்ற $3d$ துணை ஓடு ஒரு இடைநிலை உலோகத்தின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.

• ஓட்டு வரைபடப் பிரதிநிதித்துவம் (ஒவ்வொரு ஓட்டிலும் எலக்ட்ரான் பரவல்):

  • K-ஓடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள் ($1s^2$)
  • L-ஓடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள் ($2s^2 2p^6$)
  • M-ஓடு (n=3): 15 எலக்ட்ரான்கள் ($3s^2 3p^6 3d^7$)
  • N-ஓடு (n=4): 2 எலக்ட்ரான்கள் ($4s^2$)

  இந்த பரவல், இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் (வேதியியற் பிணைப்பில் ஈடுபடும் எலக்ட்ரான்கள்) முக்கியமாக $4s$ எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பகுதியளவு நிரப்பப்பட்ட $3d$ எலக்ட்ரான்கள் என்பதைக் காட்டுகிறது.

தனிம வரிசைப் போக்குகள்

தனிம வரிசை அட்டவணையில் கோபால்ட்டின் நிலை, அதன் வேதியியல் பண்புகளை பல தனிம வரிசைப் போக்குகள் மூலம் பாதிக்கிறது.

அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE)

• முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE1): தோராயமாக 760 kJ/mol.
• போக்கு: இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, அயனியாக்கும் ஆற்றல்கள் பொதுவாக s-தொகுதி உலோகங்களை விட அதிகமாகவும், ஆனால் அதே வரிசையில் உள்ள p-தொகுதி தனிமங்களை விட குறைவாகவும் இருக்கும். 3d வரிசையில், IE1 பொதுவாக சிறிய ஒழுங்கற்ற தன்மைகளுடன் அதிகரிக்கும் போக்கைக் காட்டுகிறது. கோபால்ட்டின் IE1 ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, ஏனெனில் அணுக்கருவின் மின்சுமை அதிகரித்து, ஒரு வரிசையில் அணு ஆரம் சுருங்குவதால், முதல் எலக்ட்ரானை அகற்ற அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை

• பாலிங் அளவு எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை: தோராயமாக 1.88.
• போக்கு: ஒரு வரிசையில் எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை பொதுவாக அதிகரிக்கிறது. கோபால்ட்டின் எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை ஒரு இடைநிலை உலோகத்திற்குரியது, இது அதிக நேர்மின் தன்மை கொண்ட s-தொகுதி தனிமங்களுக்கும் மற்றும் அதிக எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை கொண்ட p-தொகுதி தனிமங்களுக்கும் இடையில் வருகிறது. இது ஒரு வேதியியற் பிணைப்பில் எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கும் மிதமான போக்கைக் குறிக்கிறது.

எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றல் (எலக்ட்ரான் நாட்டமுடைமை)

• எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றல்: தோராயமாக -64 kJ/mol (வெப்பம் உமிழ்வு, இது எலக்ட்ரானை ஏற்றுக்கொள்ள ஒரு சிறிய போக்கைக் குறிக்கிறது).
• போக்கு: உலோகங்களுக்கு, எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றல் மதிப்புகள் பொதுவாக நேர்மறையாகவோ அல்லது சற்று எதிர்மறையாகவோ இருக்கும், இது அவை எலக்ட்ரான்களை எளிதில் ஏற்றுக்கொள்வதில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. கோபால்ட்டின் சிறிய எதிர்மறை மதிப்பு ஒரு உலோகத் தனிமத்தின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.

அணு ஆரம்

• சகப்பிணைப்பு ஆரம்: தோராயமாக 126 pm.
• போக்கு: 3d இடைநிலைத் தொடரில் அணு ஆரங்கள் பொதுவாக Sc இலிருந்து Cr/Mn வரை குறைகின்றன, பின்னர் ஒப்பீட்டளவில் நிலையாக இருக்கும் அல்லது தொடரின் இறுதிப் பகுதிக்கு (Ni, Cu, Zn) ஒரு சிறிய அதிகரிப்பைக் காட்டுகின்றன. இந்த போக்கு அணுக்கருவின் மின்சுமை அதிகரிப்பதாலும் (சுருங்கும் விளைவு) மற்றும் d-எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரித்து மறைத்தல் விளைவை (விரிவாக்கும் விளைவு) வழங்குவதாலும் ஏற்படுகிறது, இவை தொடரின் பிந்தைய தனிமங்களுக்கு ஒன்றையொன்று சமன் செய்ய முனைகின்றன. கோபால்ட் சமநிலை பகுதியில் வருகிறது.

கோபால்ட்டின் (Co) முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

கோபால்ட் ஒரு பளபளப்பான, வெள்ளி-நீல நிற உலோகம் ஆகும், இது தனித்துவமான இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

• அடர்த்தி: 20 °C இல் 8.90 g/cm$^3$.
• அறை வெப்பநிலையில் நிலை: திண்மம்.
• நிறம்: வெள்ளி-நீல உலோகப் பளபளப்பு.
• உருகுநிலை: 1495 °C.
• கொதிநிலை: 2927 °C.
• காந்தப் பண்புகள்: கோபால்ட் ஃபெரோகாந்தத்தன்மை கொண்டது, அதாவது இரும்பு மற்றும் நிக்கல் போல இதை வலுவாக காந்தப்படுத்த முடியும். இந்தப் பண்பு அதன் 3d ஆர்பிட்டால்களில் ஒற்றை எலக்ட்ரான்கள் இருப்பதன் காரணமாக எழுகிறது.
• கடினத்தன்மை: இது ஒப்பீட்டளவில் கடினமான மற்றும் உடையக்கூடிய உலோகம் ஆகும்.