ஹாஃப்னியம் (Hf) - அணு அமைப்பு & வேதியியல் பண்புகள்

ஹாஃப்னியம் (Hf) அணு மாதிரி விவரங்கள்

ஹாஃப்னியம் (Hf) என்பது தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 4, தொடர் 6 இல் அமைந்துள்ள ஒரு இடைநிலை உலோகம் ஆகும்.

• அணு எண் (Z): 72
  • அணுக்கருவில் 72 புரோட்டான்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
  • நடுநிலை ஹாஃப்னியம் அணுவில் 72 எலக்ட்ரான்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
• அணு நிறை: 178.49 u (ஒருங்கிணைந்த அணு நிறை அலகுகள்)
  • மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப்பு ஹாஃப்னியம்-180 (¹⁸⁰Hf) ஆகும்.
• நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: ஐசோடோப்பைப் பொறுத்து மாறுபடும். மிகவும் அதிகமாகக் காணப்படும் ஐசோடோப்பிற்கு (¹⁸⁰Hf), இது 180 - 72 = 108 நியூட்ரான்கள் ஆகும். சராசரி நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை தோராயமாக 106.49 ஆகும்.
• அணு ஆரம்:
  • உலோக ஆரம்: 156 pm
  • சகப்பிணைப்பு ஆரம்: 159 pm

எலக்ட்ரான் அமைப்பு & ஓட்டு வரைபடம்

எலக்ட்ரான் அமைப்பு

ஹாஃப்னியத்தின் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²

இந்த அமைப்பு, செனான் (Xe) ஐ ஒத்த மைய எலக்ட்ரான்களுக்குப் பிறகு, 4f துணைக்கூட்டில் 14 எலக்ட்ரான்களும், 5d துணைக்கூட்டில் 2 எலக்ட்ரான்களும், 6s துணைக்கூட்டில் 2 எலக்ட்ரான்களும் முழுமையாக நிரப்பப்பட்டுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது. 4f ஆர்பிட்டால்களின் நிரப்புதல் லேந்தனைடு சுருக்கத்திற்குக் காரணமாகிறது, இது Hf இன் பண்புகளை கணிசமாக பாதிக்கிறது.

ஓடு வாரியான எலக்ட்ரான் பரவல்

வெவ்வேறு கூடுகளில் (முக்கிய ஆற்றல் மட்டங்கள்) எலக்ட்ரான்களின் பரவல் பின்வருமாறு:

• 1வது ஓடு (K): 2 எலக்ட்ரான்கள் (1s²)
• 2வது ஓடு (L): 8 எலக்ட்ரான்கள் (2s² 2p⁶)
• 3வது ஓடு (M): 18 எலக்ட்ரான்கள் (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
• 4வது ஓடு (N): 32 எலக்ட்ரான்கள் (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
• 5வது ஓடு (O): 10 எலக்ட்ரான்கள் (5s² 5p⁶ 5d²)
• 6வது ஓடு (P): 2 எலக்ட்ரான்கள் (6s²)

தனிம அட்டவணைப் போக்குகள்

தனிம அட்டவணையில் ஹாஃப்னியத்தின் நிலை மற்றும் நிரப்பப்பட்ட 4f துணைக்கூடு (லேந்தனைடு சுருக்கம்) அதன் தனிம அட்டவணைப் பண்புகளை கணிசமாக பாதிக்கின்றன.

அயனியாக்கும் ஆற்றல்

• முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₁): 658.5 kJ/mol
• இரண்டாவது அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₂): 1440 kJ/mol
• போக்கு: ஹாஃப்னியத்தின் முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் ஜிர்கோனியத்தின் (Zr) (IE₁ ≈ 660 kJ/mol) உடன் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் ஒத்திருக்கிறது. இந்த ஒற்றுமை லேந்தனைடு சுருக்கத்தின் நேரடி விளைவாகும், இது 5d தொடரில் எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டத்தை அதிகரிக்கச் செய்கிறது, இது ஒரு சிறிய அணு ஆரம் மற்றும் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களை அணுக்கருவை நோக்கி வலுவாக ஈர்க்கிறது.

எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை

• பாலிங் அளவுகோல் எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை: 1.3
• போக்கு: ஹாஃப்னியம் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த எலக்ட்ரான் கவர் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, இது ஒரு உலோக தனிமத்திற்கு பொதுவானது, இது வேதியியல் பிணைப்பில் எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதை விட இழக்கும் போக்கைக் குறிக்கிறது. இது ஜிர்கோனியம் (1.33) உடன் ஒத்திருக்கிறது.

எலக்ட்ரான் ஈர்ப்பு ஆற்றல்

• எலக்ட்ரான் ஈர்ப்பு ஆற்றல்: உலோகங்களுக்கு பொதுவாக நேர்மறை அல்லது பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் இருக்கும்.
• போக்கு: ஹாஃப்னியம், ஒரு உலோகமாக இருப்பதால், எலக்ட்ரான்களை எளிதில் ஏற்றுக்கொள்வதில்லை. இதன் எலக்ட்ரான் ஈர்ப்பு ஆற்றல் குறிப்பிடத்தக்க எதிர்மறையாக இல்லை, இது அதன் உலோகப் பண்பையும் கூடுதல் எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கும் குறைந்த திறனையும் பிரதிபலிக்கிறது.

அணு ஆரம்

• உலோக ஆரம்: 156 pm
• போக்கு: லேந்தனைடு சுருக்கம் காரணமாக, ஹாஃப்னியத்தின் அணு ஆரம் (156 pm) அதே தொகுதியில் உள்ள அதன் இலகுவான ஒத்த தனிமமான ஜிர்கோனியத்தின் (160 pm) அணு ஆரத்துடன் கிட்டத்தட்ட சமமாக உள்ளது. அணு அளவின் இந்த அசாதாரண ஒற்றுமை Hf மற்றும் Zr இன் மிகவும் ஒத்த வேதியியல் பண்புகளுக்கு பங்களிக்கிறது, இதனால் அவற்றைப் பிரிப்பது சவாலானது.

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

ஹாஃப்னியம் ஒரு பளபளப்பான, வெள்ளி நிற, கம்பியாக நீட்டக்கூடிய உலோகம்.

• அடர்த்தி: 13.31 g/cm³ (20 °C இல்)
• STP இல் நிலை: திண்மம்
• நிறம்: வெள்ளி-சாம்பல், பளபளப்பானது
• உருகு நிலை: 2233 °C (2506 K)
• கொதி நிலை: 4603 °C (4876 K)
• படிக அமைப்பு: அறை வெப்பநிலையில் அறுகோண நெருக்கப் பொதிவு (hcp) அமைப்பு.