Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
டைட்டானியம் (Ti): அணு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Titanium - Ti - Atomic Structure - Chemical Properties - JEE - NEET - Chemistry
அணு மாதிரி விவரங்கள்
டைட்டானியம் (Ti) ஒரு இடைநிலை உலோகம் ஆகும், இது பின்வரும் அடிப்படை அணு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது:
- அணு எண் (Z): 22
- புரோட்டான்கள்: 22 (புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை தனிமத்தை வரையறுக்கிறது)
- எலக்ட்ரான்கள்: 22 (ஒரு நடுநிலை டைட்டானியம் அணுவில்)
- நியூட்ரான்: 26 (மிகவும் செறிவான ஐசோடோப்பான Ti க்கு, நிறை எண் A = 48)
- அணு நிறை: தோராயமாக 47.867 u
- அணு அளவு (உலோக ஆரம்): 147 pm
எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் கூடு வரைபடம்
டைட்டானியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு அதன் வேதியியல் நடத்தையை தீர்மானிக்கிறது.
- எலக்ட்ரான் அமைப்பு:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s² - மந்த வாயு அமைப்பு:
[Ar] 3d² 4s²- இந்த அமைப்பு டைட்டானியத்தில் அதன் வெளிக்கூட்டில் உள்ள 4s ஆர்பிட்டாலில் 2 எலக்ட்ரான்களும், அதற்கு முந்தைய 3d ஆர்பிட்டாலில் 2 எலக்ட்ரான்களும் இருப்பதைக் காட்டுகிறது. பகுதியளவு நிரப்பப்பட்ட d-ஆர்பிட்டால்களின் இருப்பு இடைநிலை உலோகங்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.
கூடு வரைபடம் (உரை வடிவம்)
Ti (Z=22) இல் உள்ள எலக்ட்ரான் விநியோகத்தின் உரை வடிவம்:
- K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள்
- L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள்
- M-கூடு (n=3): 10 எலக்ட்ரான்கள் (3s இலிருந்து 2, 3p இலிருந்து 6, 3d இலிருந்து 2)
- N-கூடு (n=4): 2 எலக்ட்ரான்கள் (4s இலிருந்து)
காலமுறை போக்குகள்
அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE)
அயனியாக்கும் என்தால்பி என்பது ஒரு வாயு நிலையில் உள்ள அணுவிலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவைப்படும் ஆற்றல் ஆகும்.
- முதல் அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE₁): 658 kJ/mol (முதல் 4s எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவைப்படும் ஆற்றல்)
- இரண்டாம் அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE₂): 1310 kJ/mol (இரண்டாம் 4s எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவைப்படும் ஆற்றல்)
- மூன்றாம் அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE₃): 2652 kJ/mol (முதல் 3d எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவைப்படும் ஆற்றல்)
- நான்காம் அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE₄): 4175 kJ/mol (இரண்டாம் 3d எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவைப்படும் ஆற்றல்)
- போக்கு: ஒரு வரிசை முழுவதும் பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டம் அதிகரிப்பதால் அயனியாக்கும் என்தால்பிகள் பொதுவாக அதிகரிக்கும், மேலும் ஒரு தொகுதி முழுவதும் குறையும். இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, அடுத்தடுத்த அயனியாக்கும் என்தால்பிகள் படிப்படியாக அதிகரிக்கும், ஏனெனில் எலக்ட்ரான்கள் முதலில் 4s இலிருந்தும், பின்னர் 3d ஆர்பிட்டாலிலிருந்தும் அகற்றப்படுகின்றன.
எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்
- பாலிங் அளவு (Pauling Scale): 1.54
- போக்கு: எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் பொதுவாக ஒரு வரிசை முழுவதும் அதிகரிக்கும் மற்றும் ஒரு தொகுதி முழுவதும் குறையும். டைட்டானியத்தின் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் மிதமானது, இது ஒரு உலோகத்திற்கு பொதுவானது, இது எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதை விட இழக்க விரும்புகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி (ΔegH)
- மதிப்பு: சிறிய நேர்மறை அல்லது பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் (~+7.6 kJ/mol)
- போக்கு: உலோகங்களுக்கு, குறிப்பாக இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி பொதுவாக நேர்மறை அல்லது சற்று எதிர்மறையாக இருக்கும், ஏனெனில் அவை நிலையான அனயன்களை உருவாக்க எலக்ட்ரான்களை எளிதில் ஏற்பதில்லை. டைட்டானியம் எலக்ட்ரான்களை இழப்பதன் மூலம் நேர்மின் அயனிகளை உருவாக்க விரும்புகிறது.
அணு ஆரம்
- உலோக ஆரம்: 147 pm
- போக்கு: பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டம் அதிகரிப்பதால் அணு ஆரங்கள் பொதுவாக ஒரு வரிசை முழுவதும் குறைகின்றன. இடைநிலை உலோகங்களுக்கு, ஆரம்பத்தில் ஒரு குறைவு இருக்கும், அதைத் தொடர்ந்து ஒரு நிலையான வரம்பு இருக்கும், பின்னர் தொடரின் முடிவில் சற்று அதிகரிக்கும். 3d தொடரின் தொடக்கத்தில் உள்ள டைட்டானியம், பிந்தைய 3d தனிமங்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் பெரிய அணு ஆரத்தைக் கொண்டுள்ளது.
முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்
டைட்டானியம் அதன் சிறந்த வலிமை-எடை விகிதம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பிற்காக அறியப்படுகிறது.
- அடர்த்தி: 4.506 g/cm³ (20 °C இல்)
- அறை வெப்பநிலையில் நிலை (25 °C): திண்மம்
- நிறம்: வெள்ளி-வெள்ளை உலோக பளபளப்பு
- உருகுநிலை: 1668 °C (1941 K)
- கொதிநிலை: 3287 °C (3560 K)
- கடினத்தன்மை: ஒப்பீட்டளவில் கடினமானது, எஃகு மூலம் கீறப்படக்கூடியது.
- இழுபடுதன்மை/நெகிழ்வுத்தன்மை: தூய நிலையில் நல்ல இழுபடுதன்மை மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டது, ஆனால் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் போன்ற அசுத்தங்களுடன் உடையக்கூடியதாக மாறும்.