மக்னீசியம் (Mg): அணு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பிணைப்பு

அணு அளவுருக்களின் அறிமுகம்

மக்னீசியம் (Mg) ஒரு கார மண் உலோகம் ஆகும், இது தனிம வரிசை அட்டவணையில் குழு 2 மற்றும் வரிசை 3 இல் அமைந்துள்ளது. இதன் அடிப்படை அணு அளவுருக்கள் அதன் வேதியியல் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமானவை.

• அணு எண் (Z): 12
  • இது ஒரு நடுநிலை மக்னீசியம் அணுவின் கருவில் 12 புரோட்டான்களையும், கருவைச் சுற்றி 12 எலக்ட்ரான்களையும் கொண்டிருப்பதைக் குறிக்கிறது.
• நிறை எண் (A): மக்னீசியத்தின் மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப் $^\{24\}\text\{Mg\}$ ஆகும், இதன் நிறை எண் 24. இயற்கையாகக் கிடைக்கும் Mg இன் சராசரி அணு நிறை தோராயமாக 24.305 u ஆகும்.
• புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: 12
• எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: 12 (ஒரு நடுநிலை அணுவில்)
• நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: மிகவும் அதிகமாகக் கிடைக்கும் ஐசோடோப்பிற்கு ($^\{24\}\text\{Mg\}$), நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = நிறை எண் - அணு எண் = 24 - 12 = 12.
• குழு: 2 (கார மண் உலோகங்கள்)
• வரிசை: 3
• தொகுதி: s-தொகுதி தனிமம்

துணைக்கூடு எலக்ட்ரான் அமைப்பு

பல்வேறு துணைக்கூடுகளில் எலக்ட்ரான்களின் பரவல் மக்னீசியத்தின் வேதியியல் வினைத்திறனைத் தீர்மானிக்கிறது.

• துணைக்கூடு குறியீடு: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$

• உன்னத வாயு அமைப்பு: $[\text\{Ne\}] 3s^2$

  • இந்த அமைப்பு மக்னீசியம் நியானுக்கு ஒத்த ஒரு உள்ளக எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது என்பதையும், அதைத் தொடர்ந்து அதன் வெளி அடுக்கில் $3s$ துணைக்கூட்டில் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன என்பதையும் குறிக்கிறது.

• ஆர்பிட்டல் விளக்கப் படம்:

  • $1s^2$: மிக உள் 1s ஆர்பிட்டாலில் இரண்டு எதிர்சுழல் எலக்ட்ரான்கள் ($\uparrow \downarrow$) உள்ளன.
  • $2s^2$: 2s ஆர்பிட்டாலில் இரண்டு எதிர்சுழல் எலக்ட்ரான்கள் ($\uparrow \downarrow$) உள்ளன.
  • $2p^6$: மூன்று 2p ஆர்பிட்டால்கள் ($2p_x$, $2p_y$, $2p_z$) ஒவ்வொன்றிலும் இரண்டு எதிர்சுழல் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, மொத்தம் ஆறு எலக்ட்ரான்கள் ($\uparrow \downarrow$ $\uparrow \downarrow$ $\uparrow \downarrow$) உள்ளன.
  • $3s^2$: மிக வெளி 3s ஆர்பிட்டாலில் இரண்டு எதிர்சுழல் எலக்ட்ரான்கள் ($\uparrow \downarrow$) உள்ளன. இவை இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்.

இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் & இணைதிறன்

இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் இருப்பிடம் ஒரு தனிமத்தின் பிணைப்புத் திறனையும் பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளையும் தீர்மானிக்கிறது.

• இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்: மக்னீசியத்தில் 2 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, இவை இரண்டும் $3s$ துணைக்கூட்டில் அமைந்துள்ளன. இவை மிக வெளிப்படை முதன்மை ஆற்றல் மட்டத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள்.
• இணைதிறன்: மக்னீசியம் இந்த இரண்டு இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களையும் எளிதில் இழந்து நிலையான உன்னத வாயு அமைப்பை (நியானுடன் ஐசோஎலக்ட்ரானிக், $[\text\{Ne\}]$) அடைகிறது. இந்த நாட்டம் காரணமாக, ஒரு பொதுவான இணைதிறன் (சேர்க்கும் திறன்) +2 ஆக உள்ளது.
• ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்: அதன் சேர்மங்களில் மக்னீசியத்திற்கான முக்கிய மற்றும் நிலையான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை +2 ஆகும். தற்காலிக அல்லது மிக நிலையற்ற +1 இனங்கள் தீவிர நிலைமைகளின் கீழ் இருக்கலாம் என்றாலும், அவை பொதுவாக நிலையான வேதியியல் சேர்மங்களில் காணப்படுவதில்லை.

பிணைப்பு நடத்தை

மக்னீசியத்தின் குறைந்த அயனியாக்க ஆற்றல்களும், ஒரு நிலையான இரட்டை (அடுத்த அடுக்கில் ஆக்டெட்) அமைப்பை அடையும் அதன் போக்கும் அதன் பிணைப்பு நடத்தையை முதன்மையாகத் தீர்மானிக்கின்றன.

• அயனிப் பிணைப்பு:
  • மக்னீசியம் ஒரு அதிக மின்மின்தன்மைகொண்ட உலோகம். இது தனது இரண்டு இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களை எளிதில் இழந்து நிலையான இருதிட்ட நேர்மின் அயனியான $\text\{Mg\}^\{2+\}$ ஐ உருவாக்குகிறது.
  • இந்த நேர்மின் அயனி பின்னர் எதிர்மின் அயனிகளுடன் (பொதுவாக அலோகங்கள் அல்லது பலஅணு எதிர்மின் அயனி குழுக்கள்) மின்னியல் ஈர்ப்பு மூலம் அயனிச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது.
  • உதாரணங்கள்:
    • மக்னீசியம் ஆக்சைடு ($\text\{MgO\}$): Mg இலிருந்து O க்கு இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் பரிமாற்றம் செய்யப்பட்டு, $\text\{Mg\}^\{2+\}$ மற்றும் $\text\{O\}^\{2-\}$ அயனிகள் உருவாவதன் மூலம் உருவாகிறது.
    • மக்னீசியம் குளோரைடு ($\text\{MgCl\}_2$): Mg இலிருந்து இரண்டு Cl அணுக்களுக்கு இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் பரிமாற்றம் செய்யப்பட்டு, $\text\{Mg\}^\{2+\}$ மற்றும் $2\text\{Cl\}^-$ அயனிகள் உருவாவதன் மூலம் உருவாகிறது.
    • மக்னீசியம் சல்பேட் ($\text\{MgSO\}_4$): $\text\{Mg\}^\{2+\}$ மற்றும் $\text\{SO\}_4^\{2-\}$ அயனிகளைக் கொண்ட ஒரு அயனிச் சேர்மம்.
    • மக்னீசியம் ஹைட்ரைடு ($\text\{MgH\}_2$): ஹைட்ரஜன் Mg ஐ விட குறைந்த மின்மின்தன்மை கொண்டது என்றாலும், அது $\text\{H\}^-$ (ஹைட்ரைடு) அயனிகளை உருவாக்குகிறது, இது $\text\{Mg\}^\{2+\}$ மற்றும் $2\text\{H\}^-$ அயனிகளுடன் ஒரு அயனிச் சேர்மமாக அமைகிறது.
• உலோகப் பிணைப்பு:
  • அதன் தனிம திட நிலையில், மக்னீசியம் அணுக்கள் உலோகப் பிணைப்புகளால் ஒன்றாகப் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன.
  • ஒவ்வொரு Mg அணுவிலிருந்தும் இரண்டு இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளூர்மயமற்றவை மற்றும் நேர்மின் $\text\{Mg\}^\{2+\}$ அயனிகளின் படிகக்கூடு முழுவதும் சுதந்திரமாக நகரும்