Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
பாதரசம் (Hg) ஒரு ஆய்வு வழிகாட்டி: பண்புகள், வினைகள் & பயன்கள்
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Chemistry - Inorganic Chemistry - Elements - Mercury - JEE - NEET - CBSE
அறிமுகம்: குயிக்சில்வர் தனிமம்
பாதரசம் (Hg), பாரம்பரியமாக “குயிக்சில்வர்” (quicksilver) என்று அறியப்படுகிறது, இது நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் திரவமாக இருக்கும் ஒரே உலோகத் தனிமம் ஆகும். அதிக அடர்த்தி மற்றும் சிறந்த மின் கடத்துத்திறன் உள்ளிட்ட அதன் தனித்துவமான பண்புகள், கருவிகள் மற்றும் தொழில்துறை செயல்முறைகளில் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட வழிவகுத்தது. இருப்பினும், அதன் குறிப்பிடத்தக்க நச்சுத்தன்மை, அதன் பயன்பாட்டைக் குறைப்பதற்கும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டைக் குறைப்பதற்கும் உலகளாவிய முயற்சிகளுக்கு வழிவகுத்துள்ளது. பாதரசத்தின் வேதியியல் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்வது, அதன் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தை நிவர்த்தி செய்வதற்கும் போட்டித் தேர்வுகளுக்கும் மிக முக்கியம்.
CBSE/JEE விரைவுத் திருத்தக் குறிப்புகள்
- குறியீடு: Hg (ஹைட்ரார்ஜிரம் - Hydrargyrum என்பதிலிருந்து, அதாவது “நீர்-வெள்ளி”)
- அணு எண்: 80
- அணு நிறை: 200.59 u
- தொகுதி: 12 (IIB)
- காலம்: 6
- தொகுதி (Block): d-தொகுதி (நிரப்பப்பட்ட d-துணைக்கூடு காரணமாக பெரும்பாலும் ஒரு இடைநிலை-பின் உலோகமாகக் கருதப்படுகிறது)
- STP இல் நிலை: திரவ உலோகம்
- அடர்த்தி: 25 °C இல் 13.534 g/cm³ (மிக அதிகம்)
- உருகுநிலை: -38.83 °C
- கொதிநிலை: 356.73 °C
- பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்/இணைதிறன்கள்: +1 (இரண்டு அணுக்களைக் கொண்ட Hg₂²⁺, மெர்க்குரஸ் - mercurous) மற்றும் +2 (Hg²⁺, மெர்க்குரிக் - mercuric) ஆக.
- கடத்துத்திறன்: நல்ல மின் கடத்தி, மோசமான வெப்ப கடத்தி (மற்ற உலோகங்களுடன் ஒப்பிடுகையில்).
எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் பிணைப்பு நடத்தை
- எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² - திரவ நிலைக்குக் காரணம்: பாதரசத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பானது, முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 5d¹⁰ துணைக்கூடு மற்றும் நிரப்பப்பட்ட 6s² துணைக்கூடு ஆகியவற்றைக் கொண்டிருப்பதால், பலவீனமான உலோகப் பிணைப்பு ஏற்படுகிறது.
dஎலக்ட்ரான்கள் எளிதில் ஊக்குவிக்கப்படுவதில்லை அல்லது உலோகப் பிணைப்பில் ஈடுபடுவதில்லை, இது பலவீனமான அணுவிடை விசைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது, எனவே குறைந்த உருகுநிலையையும், அறை வெப்பநிலையில் திரவமாக இருப்பதையும் ஏற்படுத்துகிறது. - ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்:
- +2 ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை (மெர்க்குரிக்): இரண்டு 6s எலக்ட்ரான்களை இழப்பதன் மூலம் உருவாகிறது, இது நிலையான Hg²⁺ அயனியை உருவாக்குகிறது. இது மிகவும் பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை.
- +1 ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை (மெர்க்குரஸ்): முக்கியமாக ஒரு இரட்டை அணுநேர் அயனியாக, Hg₂²⁺ ஆக உள்ளது. இந்த அயனியில், இரண்டு Hg⁺ அயனிகள் சகப் பிணைப்பு மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளன
(⁺Hg—Hg⁺). இந்த அசாதாரண இரட்டை அணு வடிவம், Hg⁺ ஆனது மற்றொரு Hg⁺ உடன் இணையாகப் பிணைந்து மிகவும் நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பை அடையும் போக்கினால் ஏற்படுகிறது.
- உயர் பண்பு (Noble Character): அதன் அதிக அயனியாக்க ஆற்றல் மற்றும் நிரப்பப்பட்ட எலக்ட்ரான் கூடுகளின் நிலைத்தன்மை காரணமாக, பாதரசம் மற்ற இடைநிலை உலோகங்களுடன் ஒப்பிடுகையில் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வினைத்திறன் கொண்டது.
முக்கியமான வேதியியல் வினைகள்
1. ஆக்ஸிஜன்/காற்றுடன் வினை
- பாதரசம் அறை வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனுடன் எளிதில் வினைபுரிவதில்லை.
- வெப்பப்படுத்தும்போது, அது மெர்க்குரிக் ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது.
2Hg(l) + O₂(g) \rightarrow 2HgO(s)(~350 °C இல்) - மெர்க்குரிக் ஆக்சைடு அதிக வெப்பநிலையில் (~500 °C) பாதரசம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாக மீண்டும் சிதைகிறது, இந்த வினை வரலாற்றில் ப்ரீஸ்ட்லியால் ஆக்ஸிஜனைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது.
2HgO(s) \rightarrow 2Hg(l) + O₂(g)(~500 °C இல்)
2. அமிலங்களுடன் வினை
- ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யாத அமிலங்கள் (எ.கா., HCl, நீர்த்த H₂SO₄): பாதரசம் இந்த அமிலங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை.
- ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யும் அமிலங்கள்:
- நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலம்: மெர்க்குரஸ் நைட்ரேட்டை உருவாக்குகிறது.
6Hg(l) + 8HNO₃(dilute) \rightarrow 3Hg₂(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 4H₂O(l) - செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலம்: மெர்க்குரிக் நைட்ரேட்டை உருவாக்குகிறது.
Hg(l) + 4HNO₃(conc) \rightarrow Hg(NO₃)₂(aq) + 2NO₂(g) + 2H₂O(l) - சூடான செறிவூட்டப்பட்ட சல்ஃப்யூரிக் அமிலம்: மெர்க்குரிக் சல்ஃபேட்டை உருவாக்குகிறது.
Hg(l) + 2H₂SO₄(conc, hot) \rightarrow HgSO₄(s) + SO₂(g) + 2H₂O(l)
- நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலம்: மெர்க்குரஸ் நைட்ரேட்டை உருவாக்குகிறது.
3. ஹாலோஜன்களுடன் வினை
- பாதரசம் ஹாலோஜன்களுடன் நேரடியாக வினைபுரிந்து ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது. உருவாகும் தயாரிப்பு (மெர்க்குரஸ் அல்லது மெர்க்குரிக்) விகிதவியல் மற்றும் நிலைமைகளைப் பொறுத்தது.
- அதிகப்படியான பாதரசத்துடன்: மெர்க்குரஸ் ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது.
2Hg(l) + Cl₂(g) \rightarrow Hg₂Cl₂(s)(மெர்க்குரஸ் குளோரைடு, காலோமெல்) - அதிகப்படியான ஹாலோஜனுடன்: மெர்க்குரிக் ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது.
Hg(l) + Cl₂(g) \rightarrow HgCl₂(s)(மெர்க்குரிக் குளோரைடு, கொரோசிவ் சப்ளிமேட்)
- அதிகப்படியான பாதரசத்துடன்: மெர்க்குரஸ் ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது.
4. கந்தகத்துடன் வினை
- பாதரசம் கந்தகத்துடன் வினைபுரிந்து, அறை வெப்பநிலையில் கூட, மெர்க்குரிக் சல்ஃபைடை உருவாக்குகிறது. இந்த வினை பாதரசக் கசிவுகளை சுத்தம் செய்யப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
Hg(l) + S(s) \rightarrow HgS(s)(மெர்க்குரிக் சல்ஃபைட், சிவப்பு நிறத்தில் இருக்கும்போது வெர்மிலியன்)
5. அமால்கம் உருவாக்கம்
- பாதரசம் பெரும்பாலான உலோகங்களுடன், தங்கம், வெள்ளி மற்றும் சோடியம் உட்பட, அமால்கம் எனப்படும் கலப்புலோகங்களை உருவாக்குகிறது. இரும்பு மற்றும் பிளாட்டினம் குறிப்பிடத்தக்க விதிவிலக்குகள்.
Hg(l) + Na(s) \rightarrow Na-Hg(சோடியம் அமால்கம்)
தொழில்துறை மற்றும் உயிரியல் முக்கியத்துவம்
தொழில்துறை முக்கியத்துவம்
- வரலாற்றுப் பயன்கள் (நச்சுத்தன்மை காரணமாக குறைந்து வருகிறது):
- வெப்பமானிகள் மற்றும் காற்றழுத்தமானிகள்: அதன் அதிக வெப்ப விரிவுக் குணகம், அதிக அடர்த்தி மற்றும் நனைக்காத பண்புகள் காரணமாக.
- பல் அமால்கம்கள்: பல் நிரப்பிகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் பாதரசம், வெள்ளி, தகரம் மற்றும் தாமிரம் கொண்ட கலப்புலோகங்கள்.
- மின்சார சுவிட்சுகள் மற்றும் ரிலேக்கள்: அதன் திரவ நிலை மற்றும் கடத்துத்திறன் அதை பயனுள்ளதாக்குகிறது.
- புளோரசன்ட் மற்றும் பாதரச-ஆவி விளக்குகள்: அயனியாக்கப்படும் போது புற ஊதா ஒளியை உருவாக்குகிறது, இது பாஸ்பார்களைத் தூண்டுகிறது.
- குளோரின்-ஆல்கலி செயல்முறை (பெரும்பாலும் மாற்றப்பட்டுள்ளது): வரலாற்று ரீதியாக, உப்புநீரிலிருந்து சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் குளோரினை உற்பத்தி செய்ய ஒரு பாயும் கேத்தோடாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. இருப்பினும், இந்த செயல்முறை குறிப்பிடத்தக்க பாதரச மாசுபாட்டிற்கு வழிவகுத்தது.
- தங்கம் மற்றும் வெள்ளி பிரித்தெடுத்தல் (மிகவும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட/பழமையானது): அமால்கமாக்கல் செயல்முறை, தங்கம் மற்றும் வெள்ளியின் நுண்ணிய துகள்களை அவற்றின் தாதுக்களிலிருந்து கரைக்க பாதரசத்தைப் பயன்படுத்தியது, இது ஒரு அமால்கத்தை உருவாக்கி, பின்னர் வெப்பப்படுத்தி விலைமதிப்பற்ற உலோகங்களைப் மீட்டெடுக்க முடிந்தது. இந்த முறை பரவலான பாதரச மாசுபாட்டை ஏற்படுத்தியது.
- வினையூக்கி: சில குறிப்பிட்ட இரசாயனத் தொகுப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அசிட்டிலீனிலிருந்து அசிட்டால்டிஹைட் உற்பத்தி போன்றவை (இருப்பினும், பல்லேடியம் போன்ற வினையூக்கிகள் இப்போது விரும்பப்படுகின்றன).
உயிரியல் முக்கியத்துவம்
- நச்சுத்தன்மை: பாதரசம் மற்றும் அதன் சேர்மங்கள் உயிரினங்களுக்கு அதிக நச்சுத்தன்மை கொண்டவை. மனிதர்களுக்கு எந்தவொரு நன்மை பயக்கும் உயிரியல் பங்கும் இதற்கு இல்லை.
- தனிம பாதரசம் (Hg): பாதரச ஆவி நுரையீரல்கள் வழியாக எளிதில் உறிஞ்சப்பட்டு இரத்த-மூளைத் தடையைக் கடந்து, நரம்பு மண்டல பாதிப்பை ஏற்படுத்தும். திரவத் தனிம பாதரசம் உட்கொண்டால் குறைவாகவே உறிஞ்சப்படுகிறது.
- கரிமமற்ற பாதரச சேர்மங்கள் (எ.கா., HgCl₂, HgS): முக்கியமாக சிறுநீரகங்கள் மற்றும் இரைப்பை குடல் மண்டலத்தைப் பாதிக்கின்றன.
- கரிமப் பாதரச சேர்மங்கள் (எ.கா., மெத்தில்மெர்க்குரி, CH₃Hg⁺): மிகவும் ஆபத்தான வடிவம். இது கொழுப்புகளில் அதிக கரைதிறன் கொண்டது, மூளையில் குவிகிறது, மேலும் உணவுச் சங்கிலிகளில் (எ.கா., மீன்) உயிரியல் பெருக்கம் (bioaccumulates) அடைகிறது. இது கடுமையான நரம்பு மண்டல பாதிப்பு, வளர்ச்சி குறைபாடுகள் மற்றும் மினமாட்டா நோயை ஏற்படுத்துகிறது.
- சுற்றுச்சூழல் கவலை: சுற்றுச்சூழலில் வெளியிடப்படும் பாதரசம் (தொழில்துறை உமிழ்வுகள், நிலக்கரி எரிப்பு, சுரங்கத் தொழில் ஆகியவற்றிலிருந்து) நுண்ணுயிரிகளால் மெத்தில்மெர்க்குரியாக மாற்றப்படலாம், இது பின்னர் நீர்வாழ் உணவுச் சங்கிலியில் நுழைந்து உயிரியல் பெருக்கம் அடைந்து (biomagnifies), வனவிலங்குகள் மற்றும் மனித ஆரோக்கியத்திற்கு கடுமையான அச்சுறுத்தலை ஏற்படுத்துகிறது.