தாலியம் (Tl) - அணு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்

அணு மாதிரி விவரங்கள்

தாலியம் (Tl) என்பது தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 13 மற்றும் ஆவர்த்தனம் 6 இல் அமைந்துள்ள ஒரு கனமான உலோகத் தனிமம் ஆகும்.

• அணு எண் (Z): 81
• அணு நிறை: 204.38 u (சராசரி அணு நிறை)
• புரோட்டான்கள்: 81
• எலக்ட்ரான்கள்: 81 (நடுநிலை அணுவில்)
• நியூரான்கள்: அதன் மிக அதிக அளவில் காணப்படும் ஐசோடோப்புகளுக்கு:
  • தாலியம்-205 (²⁰⁵Tl): 205 - 81 = 124 நியூரான்கள்
  • தாலியம்-203 (²⁰³Tl): 203 - 81 = 122 நியூரான்கள்
• அணு அளவு:
  • சகப்பிணைப்பு ஆரம்: தோராயமாக 156 pm.
  • உலோக ஆரம்: தோராயமாக 170 pm.
  • தாலியத்தின் அணு ஆரம், இலகுவான தொகுதி 13 தனிமங்களான (போரான், அலுமினியம், காலியம், இண்டியம்) தனிமங்களை விட பெரியது. இருப்பினும், இண்டியத்தில் இருந்து தாலியத்திற்கு அளவு அதிகரிப்பது எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட குறைவாகவே உள்ளது. இதற்கு லாந்தனைடு சுருக்கம் (4f எலக்ட்ரான்களால் குறைந்த மறைப்பு விளைவு) மற்றும் உள்ளக எலக்ட்ரான்களின் சார்பியல் விளைவுகள் ஆகியவை காரணமாகும். இவை இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களால் உணரப்படும் பயனுறு அணுக்கரு மின்னூட்டத்தை அதிகரிக்கின்றன.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் கூடு விளக்கப்பட பிரதிநிதித்துவம்

• எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p¹
  • இந்த அமைப்பு, தாலியம் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 4f மற்றும் 5d துணைக்கூடுகளையும், அதைத் தொடர்ந்து 6s மற்றும் 6p துணைக்கூடுகளையும் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது.
  • வெளிப்புற கூட்டில் 3 எலக்ட்ரான்கள் (6s இல் 2 மற்றும் 6p இல் 1) உள்ளன, இது அதன் இணைதிறன் கூட்டு அமைப்பை 6s² 6p¹ ஆக்குகிறது.
• கூடு விளக்கப்பட பிரதிநிதித்துவம் (கூடு வாரியான எலக்ட்ரான் பரவல்):
  • K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள்
  • L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள்
  • M-கூடு (n=3): 18 எலக்ட்ரான்கள்
  • N-கூடு (n=4): 32 எலக்ட்ரான்கள் (2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d¹⁰, 4s², 4p⁶, 4d¹⁰, 4f¹⁴)
  • O-கூடு (n=5): 18 எலக்ட்ரான்கள் (5s², 5p⁶, 5d¹⁰)
  • P-கூடு (n=6): 3 எலக்ட்ரான்கள் (6s², 6p¹)

தனிம வரிசைப் போக்குகள் (தொகுதி 13 சூழல்)

• அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE):
  • முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல்: தோராயமாக 589.4 kJ/mol.
  • போக்கு: அயனியாக்கும் ஆற்றல் பொதுவாக அணு அளவு அதிகரிப்பதாலும், மறைப்பு விளைவு அதிகரிப்பதாலும் ஒரு தொகுதியில் கீழே குறையும். ஆனால், தாலியம் இண்டியத்தை விட சற்றே அதிகமான முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. இந்த அசாதாரண நடத்தைக்கு மந்த இணை விளைவு மற்றும் இடையில் உள்ள 4f மற்றும் 5d எலக்ட்ரான்களின் குறைந்த மறைப்பு விளைவு ஆகியவை காரணமாகும். இதனால் 6s எலக்ட்ரான்களை அணுக்கரு வலிமையாக ஈர்க்கிறது.
• எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்:
  • பாலிங் அளவு: தோராயமாக 1.62.
  • போக்கு: எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் பொதுவாக ஒரு தொகுதியில் கீழே குறைகிறது. இருப்பினும், மேலே குறிப்பிடப்பட்ட காரணங்களால் (குறைந்த மறைப்பு விளைவு, லாந்தனைடு மற்றும் சார்பியல் விளைவுகளால் அதிகரித்த பயனுறு அணுக்கரு மின்னூட்டம்), தாலியத்தின் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் இண்டியத்தை விட அதிகமாக உள்ளது, இது எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட குறைவான எலக்ட்ரான் நேர்மறைத் தன்மை கொண்டது.
• எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி:
  • மதிப்பு: தோராயமாக -19 kJ/mol.
  • போக்கு: எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி மதிப்புகள் பொதுவாக ஒரு தொகுதியில் கீழே செல்லும்போது அணு அளவு அதிகரிப்பதாலும், சேர்க்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் அணுக்கருவில் இருந்து மேலும் விலகிச் செல்வதாலும் குறைவான எதிர்மறையாக (அல்லது அதிக நேர்மறையாக) மாறும். தாலியம் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த (குறைவான எதிர்மறை) எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பியைக் கொண்டுள்ளது, இது ஒரு கூடுதல் எலக்ட்ரானை ஏற்கும் பலவீனமான போக்கைக் குறிக்கிறது.
• அணு ஆரம்:
  • போக்கு: முன்னரே குறிப்பிட்டபடி, அணு ஆரங்கள் பொதுவாக ஒரு தொகுதியில் கீழே செல்லும்போது அதிகரிக்கும். தாலியம் இண்டியத்தை விட பெரியதாக இருந்தாலும், லாந்தனைடு சுருக்கம் மற்றும் சார்பியல் விளைவுகள் காரணமாக எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட அதிகரிப்பு குறைவாகவே உள்ளது. இவை இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களின் மீதான பயனுறு அணுக்கரு மின்னூட்டத்தை அதிகரிக்கின்றன.

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

• அடர்த்தி: 11.85 g/cm³ (20 °C இல்). இது மிகவும் அடர்த்தியான பொதுவான தனிமங்களில் ஒன்றாகும்.
• அறை வெப்பநிலையில் நிலை: திண்மம்.
• நிறம்: புதிதாக வெட்டப்படும்போது வெள்ளி-வெள்ளை, பளபளப்பான உலோகம். காற்றில் படும்போது தாலியம் ஆக்சைடு உருவாவதால் விரைவாக மங்கி நீல-சாம்பல் நிறமாக மாறும்.
• உருகுநிலை (MP): 304 °C. இது ஒரு உலோகத்திற்கு ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த உருகுநிலையைக் கொண்டுள்ளது.
• கொதிநிலை (BP): 1473 °C.