பாதரசம் (Hg) - அணு அமைப்பு & வேதியியல் பண்புகள்

அணு மாதிரி விவரங்கள்

பாதரசம் (Hg) ஒரு d-தொகுதி தனிமம் மற்றும் ஒரு இடைநிலை உலோகம் ஆகும் (இருப்பினும் அதன் நிரம்பிய d-ஆர்பிட்டல் காரணமாக பெரும்பாலும் ஒரு பிந்தைய இடைநிலை உலோகமாகவே கருதப்படுகிறது).

அடிப்படைத் துகள்கள்

• அணு எண் (Z): 80
  • புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை: 80
  • எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை: 80 (நடுநிலை அணுவில்)
• நிறை எண் (A): தோராயமாக 200.59 (சராசரி அணு நிறை)
  • பொதுவான ஐசோடோப்பு Hg-202: நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை = 202 - 80 = 122

அணுவின் அளவு

• உலோக ஆரம்: தோராயமாக 151 பிகோமீட்டர்கள் (pm) அல்லது 1.51 Å.
• வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம்: தோராயமாக 155 pm.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு & கூடு வரைபடம்

அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு

பாதரசத்தின் (Hg) எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²

இந்த அமைப்பு முற்றிலும் நிரம்பிய 5d துணைக்கூடு மற்றும் நிரம்பிய 6s துணைக்கூடு இருப்பதைக் காட்டுகிறது, இது அதன் தனித்துவமான பண்புகளுக்கும், பிற இடைநிலை உலோகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது உலோக பிணைப்பில் பங்கேற்க தயங்குவதற்கும் காரணமாகிறது.

கூடு வாரியான எலக்ட்ரான் பகிர்வு

எலக்ட்ரான்கள் முதன்மை ஆற்றல் கூடுகளில் (K, L, M, N, O, P) பின்வருமாறு விநியோகிக்கப்படுகின்றன:

• K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள் (1s²)
• L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள் (2s² 2p⁶)
• M-கூடு (n=3): 18 எலக்ட்ரான்கள் (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
• N-கூடு (n=4): 32 எலக்ட்ரான்கள் (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
• O-கூடு (n=5): 18 எலக்ட்ரான்கள் (5s² 5p⁶ 5d¹⁰)
• P-கூடு (n=6): 2 எலக்ட்ரான்கள் (6s²)

இந்த ஏற்பாடு வெளிக்கூட்டில் (P-கூடு) இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் இருப்பதையும், அதே நேரத்தில் உள்ளே உள்ள 5d துணைக்கூடு முற்றிலும் நிரம்பியுள்ளது என்பதையும் காட்டுகிறது.

காலமுறை போக்குகள்

அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₁)

• முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல்: 1007.1 kJ/mol.
  • பாதரசத்திற்கு உலோகங்களுக்குள்ளேயே ஒப்பீட்டளவில் அதிக முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் உள்ளது. இது மிகவும் நிலையான, முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 5d¹⁰ 6s² எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் 6s எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவால் மிகவும் இறுக்கமாகப் பிடித்து வைக்கப்படுவதற்குக் காரணமான குறிப்பிடத்தக்க சார்பியல் விளைவுகளுக்கும் காரணமாகும்.

எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை

• பாலிங் அளவுகோல் எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை: 2.00.
  • இந்த மதிப்பு பல உலோகங்களை விட அதிகமாக உள்ளது, இது அதன் எலக்ட்ரான்களைப் பிடித்து வைக்கும் போக்கையும், சில சேர்மங்களில் அதன் சில சமயங்களில் சகப் பிணைப்பு போன்ற பிணைப்பு நடத்தையையும் பிரதிபலிக்கிறது.

எலக்ட்ரான் ஈட்டல் ஆற்றல் (EGE)

• எலக்ட்ரான் ஈட்டல் ஆற்றல்: தோராயமாக +61.3 kJ/mol.
  • பாதரசத்திற்கு நேர்மறை (வெப்பங்கொள்) எலக்ட்ரான் ஈட்டல் ஆற்றல் உள்ளது, இது ஒரு கூடுதல் எலக்ட்ரானை எளிதில் ஏற்றுக்கொள்வதில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. இது அதன் நிலையான, நிரப்பப்பட்ட இணைதிறன் கூடு அமைப்பிற்கு (6s²) இணக்கமானது.

அணு ஆரம்

• உலோக ஆரம்: 151 pm.
  • அதே தொகுதியில் உள்ள காட்மியம் (Cd) போன்ற தனிமங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, பாதரசம் லந்தனைடு சுருக்க விளைவு காரணமாக சற்று சிறிய அல்லது ஒப்பிடக்கூடிய அணு ஆரத்தை வெளிப்படுத்துகிறது, அங்கு மோசமாகப் பாதுகாக்கும் 4f எலக்ட்ரான்கள் அதிக பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டத்திற்கு வழிவகுக்கும்.

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

அடர்த்தி

• அடர்த்தி: 25 °C இல் 13.534 g/cm³.
  • பாதரசம் அறை வெப்பநிலையில் அடர்த்தியான தனிமங்களில் ஒன்றாகும், இது ஆஸ்மியம் மற்றும் இரிடியம் போன்ற சில கனமான உலோகங்களுக்கு அடுத்தபடியாக இரண்டாவது இடத்தில் உள்ளது.

நிலை

• நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் (STP) நிலை: திரவம்.
  • நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் (STP) திரவமாக இருக்கும் ஒரே உலோகத் தனிமம் பாதரசம் ஆகும். இந்த அசாதாரண பண்பு, அதன் நிரப்பப்பட்ட 5d¹⁰ 6s² அமைப்பு மற்றும் சார்பியல் விளைவுகளிலிருந்து எழும் பலவீனமான உலோகப் பிணைப்பு காரணமாகும்.

நிறம்

• நிறம்: வெள்ளி-வெள்ளை.
  • இது ஒரு தனித்துவமான உலோகப் பளபளப்பைக் கொண்டுள்ளது.

உருகுநிலை

• உருகுநிலை: -38.83 °C.
  • இந்த மிகக் குறைந்த உருகுநிலை அறை வெப்பநிலையில் அதன் திரவ நிலைக்கு காரணமாகும்.

கொதிநிலை

• கொதிநிலை: 356.73 °C.
  • அதன் உருகுநிலை மிகக் குறைவாக இருந்தாலும், அதன் கொதிநிலை ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, இது ஒரு பரந்த திரவ வரம்பைக் குறிக்கிறது.