இரிடியம் (Ir): பண்புகள், வினைகள் மற்றும் பயன்கள்

இரிடியம் (Ir) அறிமுகம்

இரிடியம் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வேதியியல் தனிமம் ஆகும், இது மிகவும் அடர்த்தியான மற்றும் அரிமானத்தை எதிர்க்கும் உலோகங்களில் ஒன்றாகப் புகழ்பெற்றது. அதன் தீவிர பண்புகள், நீடித்த தன்மை மற்றும் வேதியியல் மந்தத்தன்மை மிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்த உயர்-செயல்திறன் பயன்பாடுகளில் இதை அவசியமாக்குகின்றன. பெரும்பாலும் விண்கற்களில் காணப்படும் இதன் பூமியின் மேலோட்டில் உள்ள சார்பு மிகுதி குறைவாக உள்ளது, இது சில நிலப்பரப்பு படிவுகளுக்கு ஒரு புறக்கோள் தோற்றத்தைக் குறிக்கிறது, இது K-Pg வெகுஜன அழிவு நிகழ்வுடன் பிரபலமாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

CBSE/JEE விரைவு திருப்புதல் குறிப்புகள்

• அணு எண் (Z): 77
• அணு நிறை: 192.22 u
• குறியீடு: Ir
• தொகுதி: 9
• வரிசை: 6
• பிளாக்: d-பிளாக் (இடைநிலை உலோகம்)
• பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்: +3, +4 (மிகவும் பொதுவானவை); +1, +2, +5, +6 (கவனிக்கப்பட்டவை)
• அடர்த்தி: தோராயமாக 22.56 g/cm³ (ஆஸ்மியத்திற்குப் பிறகு இரண்டாவது அடர்த்தியான தனிமம்)
• உருகுநிலை: 2466 °C
• கொதிநிலை: 4428 °C
• திட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் இயற்பியல் நிலை: திண்மம்
• இயல்பு: மிகவும் கடினமான, உடையக்கூடிய, வெள்ளி-வெள்ளை இடைநிலை உலோகம். வேதியியல் தாக்குதலை மிகவும் எதிர்க்கும்.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் பிணைப்புப் பண்பு

எலக்ட்ரான் அமைப்பு

இரிடியத்தின் அடிப்படையான நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Xe] 4f¹⁴ 5d⁷ 6s² ஆகும். பகுதியளவு நிரப்பப்பட்ட d-ஆர்பிட்டால்களைக் கொண்ட இந்த அமைப்பு, இடைநிலை உலோகங்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும், இது பல ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டவும் பல்வேறு ஒருங்கிணைவு சேர்மங்களை உருவாக்கவும் உதவுகிறது.

பிணைப்புப் பண்பு

இரிடியம் அதன் தனிம நிலையில் முதன்மையாக உலோகப் பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது. சேர்மங்களில், குறிப்பாக ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹாலஜன்கள் போன்ற எலக்ட்ரான் கவர்ச்சி தனிமங்களுடன் இது சகப்பிணைப்புத் தன்மையைக் காட்டுகிறது. அதன் d-ஆர்பிட்டால்கள் பிணைப்பில் விரிவாகப் பங்கேற்கின்றன, இது ஒரு மூன்றாவது வரிசை இடைநிலை உலோகத்திற்குத் தேவையான பல நிலையான ஒருங்கிணைவு அணைவுச்சேர்மங்களை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது. மிகவும் நிலையான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள் +3 மற்றும் +4 ஆகும், ஆனால் +6 வரையிலான உயர்ந்த நிலைகளும் (எ.கா., IrF₆ இல்) அறியப்படுகின்றன.

முக்கிய வேதியியல் வினைகள்

இரிடியம் அதன் உயர் நிலைத்தன்மை மற்றும் எலக்ட்ரான் அமைப்பு காரணமாக விதிவிலக்காக வினைத்திறன் அற்றது. இது மிகவும் அரிமானத்தை எதிர்க்கும் உலோகம் என்று அறியப்படுகிறது.

ஆக்ஸிஜனுடன் வினை

இரிடியம் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிவதில்லை. இது இரிடியம் டை ஆக்சைடை (IrO₂) மிக அதிக வெப்பநிலையில் (1100 °C க்கு மேல்) மட்டுமே உருவாக்குகிறது.

2 Ir(s) + 2 O₂(g) → 2 IrO₂(s) (at >1100 °C)

ஹாலஜன்களுடன் வினை

இரிடியம் ஹாலஜன்களுடன், குறிப்பாக ஃபுளூரின் உடன், அதிக வெப்பநிலையில் வினைபுரிந்து பல்வேறு ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது.

• ஃபுளூரின் உடன் வினை: 2 Ir(s) + 3 F₂(g) → 2 IrF₃(s) (at lower temperatures, or with limited F₂) Ir(s) + 3 F₂(g) → IrF₆(g) (at ~300 °C, with excess F₂)

• குளோரின் உடன் வினை: 2 Ir(s) + 3 Cl₂(g) → 2 IrCl₃(s) (at ~340 °C)

அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களுடன் வினை

இரிடியம் அனைத்து பொதுவான அமிலங்களின் தாக்குதலுக்கும், செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலம், சல்ஃப்யூரிக் அமிலம் மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் உட்பட, குறிப்பிடத்தக்க வகையில் எதிர்க்கிறது. இது அக்வா ரீஜியா (செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலங்களின் கலவை) மூலம் பாதிக்கப்படுவதில்லை, இது தங்கம் மற்றும் பிளாட்டினத்திலிருந்து இதை வேறுபடுத்தும் ஒரு பண்பு. இது உருகிய கார உலோக ஹைட்ராக்சைடுகள் அல்லது பிற காரங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை.

அணைவு அயனிகள் உருவாக்கம்

இரிடியம் பரந்த அளவிலான நிலையான அணைவு அயனிகளை உருவாக்குகிறது. ஒரு பொதுவான எடுத்துக்காட்டு ஹெக்ஸாகுளோரோஇரிடேட்(III) அயனி ஆகும்:

IrCl₃(s) + 3 Cl⁻(aq) → [IrCl₆]³⁻(aq)

தொழில்துறை மற்றும் உயிரியல் முக்கியத்துவம்

தொழில்துறை முக்கியத்துவம்

• கலப்புலோகங்கள்: இரிடியம் முதன்மையாக பிளாட்டினம் கலப்புலோகங்களுக்கான கடினப்படுத்தும் முகவராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த கலப்புலோகங்கள் உயர்-வெப்பநிலை மின் தொடர்புகள், ஸ்பார்க் பிளக் மின்முனைகள், ஒற்றை படிகங்களை வளர்ப்பதற்கான குறுக்குவெட்டிகள் மற்றும் சிறப்பு அறிவியல் உபகரணங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• வினையூக்கி: இரிடியம் சேர்மங்கள் தொழில்துறை செயல்முறைகளில் வினையூக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன, குறிப்பாக பெரிய அளவிலான அசிட்டிக் அமில உற்பத்திக்கான காட்டிவா செயல்முறையில். அவை கரிம வேதியியலில் பல்வேறு ஹைட்ரஜனேற்ற வினைகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• அறிவியல் தரநிலைகள்: 1889 இல் நிறுவப்பட்ட சர்வதேச முன்மாதிரி மீட்டர் பட்டி மற்றும் கிலோகிராம் நிறை ஆகியவை அதன் விதிவிலக்கான கடினத்தன்மை, அரிமான எதிர்ப்பு மற்றும் நிலைத்தன்மை காரணமாக 90% பிளாட்டினம் மற்றும் 10% இரிடியம் கலப்புலோகத்தால் செய்யப்பட்டன.
• மருத்துவப் பயன்பாடுகள்: கதிரியக்க ஐசோடோப்பு இரிடியம்-192 (¹⁹²Ir) புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கான பிராச்சிதெரபியிலும் தொழில்துறை ரேடியோகிராபியிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• பிற பயன்கள்: இரிடியம் பேனா முனைகள், திசைகாட்டி தாங்கு உருளைகள் மற்றும் சிறப்பு ஆய்வக உபகரணங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உயிரியல் முக்கியத்துவம்

இரிடியம் பொதுவாக உயிரியல் ரீதியாக மந்தமானது மற்றும் அதன் தனிம வடிவில் நச்சுத்தன்மையற்றது எனக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் தீவிர வினைத்திறன் இன்மை. சில இரிடியம் சேர்மங்கள் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்ததாக இருந்தாலும், அதன் குறைந்த உயிரியல் கிடைக்கும் தன்மை உயிரியல் அமைப்புகளுடன் அதன் தொடர்பைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. சில இரிடியம் அணைவுச்சேர்மங்களை புற்றுநோய் எதிர்ப்பு முகவர்களாகப் பயன்படுத்துவதற்கான ஆராய்ச்சி நடந்து வருகிறது, அவற்றின் DNA உடன் தொடர்பு கொள்ளும் அல்லது நொதிகளைத் தடுக்கும் திறனைப் பயன்படுத்துகிறது, இருப்பினும் இவை பொதுவாக உயிரியல் அமைப்புகளில் இயற்கையாகக் காணப்படாத செயற்கை சேர்மங்களாகும்.