ஃப்ளோரின் (F) - அணு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்

1. ஃப்ளோரினின் (F) அணு அமைப்பு

ஃப்ளோரின் தனிம அட்டவணையில் ஒன்பதாவது தனிமம் ஆகும், இது குரூப் 17 (ஹாலஜன்கள்) மற்றும் பீரியட் 2 ஐச் சேர்ந்தது.

1.1. துணை அணுத் துகள்கள்

• அணு எண் (Z): 9
  • புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: 9
  • எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: 9 (ஒரு நடுநிலை அணுவில்)
• நிறை எண் (A): தோராயமாக 19 (மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பான ¹⁹F க்கு)
  • நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: A - Z = 19 - 9 = 10

1.2. அணு அளவு

• கோவலன்ட் ஆரம்: ~71 pm (பிகோமீட்டர்கள்)
• ஃப்ளோரினுக்கு உயர்வான பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டமும், உள் d-ஆர்பிட்டால்கள் இல்லாததாலும், ஹாலஜன்களிலேயே மிகச்சிறிய அணு ஆரம் உள்ளது.

2. எலக்ட்ரான் அமைப்பு

2.1. எலக்ட்ரான் அமைப்பு குறியீடு

• அடிப்படை நிலை அமைப்பு: 1s² 2s² 2p⁵
• மந்த வாயு அமைப்பு: [He] 2s² 2p⁵

2.2. ஷெல் வரைபட பிரதிநிதித்துவம்

• K-ஷெல் (n=1): 2 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.
• L-ஷெல் (n=2): 7 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது (வெளிக்கூடு).
  • இந்த அமைப்பு 7 வெளிக்கூட்டு எலக்ட்ரான்களைக் குறிக்கிறது, இது அதன் அதிக வினைத்திறனுக்கும், நியான் (Neon) போன்ற நிலையான ஆக்டெட் அமைப்பை அடைய ஒரு எலக்ட்ரானைப் பெறும் போக்கிற்கும் காரணமாகிறது.

3. ஆவர்த்தனப் போக்குகள்

ஃப்ளோரின் அதன் சிறிய அளவு மற்றும் அதிக பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டத்தின் காரணமாக பல ஆவர்த்தனப் போக்குகளில் தீவிர மதிப்புகளைக் காட்டுகிறது.

3.1. அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₁)

• முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல்: 1681 kJ/mol
• ஃப்ளோரினுக்கு மிக அதிக அயனியாக்கும் ஆற்றல் உள்ளது. இது பீரியட் 2 இல் உள்ள அனைத்து தனிமங்களிலுமேயே அதிகமானது மற்றும் பொதுவாக அனைத்து தனிமங்களிலுமே மிக அதிகமானது ஆகும், இது அணுக்கருவுக்கும் அதன் வெளிக்கூட்டு எலக்ட்ரான்களுக்கும் இடையே உள்ள வலுவான கவர்ச்சி விசையை பிரதிபலிக்கிறது, இதனால் ஒரு எலக்ட்ரானை அகற்றுவது கடினமாகிறது.

3.2. எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்

• பாலிங் அளவுகோல் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்: 4.0
• ஃப்ளோரின் தனிம அட்டவணையில் உள்ள மிக அதிக எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் கொண்ட தனிமமாகும். இது ஒரு சகப்பிணைப்பில் பகிரப்பட்ட எலக்ட்ரான்களை தனது பக்கம் ஈர்க்கும் இணையற்ற திறனைக் குறிக்கிறது.

3.3. எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றல் (ΔH_eg)

• எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றல்: -328 kJ/mol
• ஃப்ளோரினுக்கு மிக அதிக எதிர்மறை எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றல் உள்ளது, அதாவது இது ஒரு நிலையான மந்த வாயு அமைப்பை (Neon) அடைய ஒரு எலக்ட்ரானை உடனடியாக ஏற்கிறது. இந்த செயல்முறை அதிக வெப்பத்தை வெளியிடும் (exothermic) செயலாகும். அதன் அதிக எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் இருந்தபோதிலும், ஃப்ளோரின் அணுவின் சிறிய அளவின் காரணமாக, ஒரு கூடுதல் எலக்ட்ரான் அதன் கச்சிதமான 2p துணைக்கூட்டிற்குள் நுழையும்போது ஏற்படும் குறிப்பிடத்தக்க எலக்ட்ரான்-எலக்ட்ரான் விலகல் (inter-electronic repulsion) காரணமாக, அதன் எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றல் குளோரினின் (Chlorine) எலக்ட்ரான் ஏற்பு ஆற்றலை விட சற்று குறைவாக எதிர்மறையாக உள்ளது.

3.4. அணு ஆரம்

• கோவலன்ட் ஆரம்: ~71 pm
• வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம்: ~147 pm
• ஃப்ளோரின் ஹாலஜன்களிலேயே மிகச்சிறிய அணு ஆரத்தையும், அனைத்து தனிமங்களிலுமே மிகச்சிறிய அணு ஆரங்களில் ஒன்றையும் கொண்டுள்ளது, இது முதன்மையாக அதன் இரண்டாவது கூட்டில் உள்ள வெளிக்கூட்டு எலக்ட்ரான்கள் மீது செயல்படும் அதிக பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டத்தின் காரணமாகும்.

4. முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

4.1. இயற்பியல் நிலை

• அறை வெப்பநிலையில் (25 °C): வாயு

4.2. நிறம்

• வாயு: வெளிர் மஞ்சள்

4.3. அடர்த்தி

• வாயு அடர்த்தி (STP இல்): 1.696 g/L

4.4. உருகுநிலை

• உருகுநிலை: -219.62 °C (53.53 K)

4.5. கொதிநிலை

• கொதிநிலை: -188.12 °C (85.03 K)