இடைநிலை மற்றும் உள் இடைநிலைத் தனிமங்கள்

இடைநிலை மற்றும் உள்இடைநிலைத் தனிமங்கள் பற்றி

நடுத்தரம் ~150 நிமிடப் படிப்பு

தனிம வரிசை அட்டவணையின் மையப்பகுதியில் அமைந்துள்ள d-தொகுதி தனிமங்கள் மற்றும் அதன் அடியில் அமைந்துள்ள f-தொகுதி தனிமங்களைப் பற்றி அறிந்துகொள்வது கனிம வேதியியலில் மிகவும் அவசியமானது. இவை உலோகப் பண்புகள், வினையூக்கித் திறன் மற்றும் பலவிதமான அணைவுச் சேர்மங்களை உருவாக்கும் தனித்துவமான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. நவீனத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் தொழில்முறை வேதியியலில் இந்தத் தனிமங்களின் பங்கு ஈடுஇணையற்றது.

இந்தத் தனிமங்கள் ஏன் குறிப்பிட்ட நிறங்களைக் காட்டுகின்றன மற்றும் எவ்வாறு பல்வேறு ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளில் நிலைப்புத் தன்மை பெறுகின்றன என்பதை இந்தப் பாடப்பகுதி விளக்குகிறது. அணு ஆரம் மற்றும் அயனியாக்கும் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் இந்தத் தனிமங்களின் வேதி வினைத்திறனை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன என்பதை மாணவர்கள் இங்கே கற்றுக்கொள்வார்கள். இது மற்ற வேதியியல் பாடங்களுடன் வலுவான தொடர்பைக் கொண்டுள்ளது.

தேர்வுகளைப் பொறுத்தவரை, இந்த அத்தியாயத்திலிருந்து எலக்ட்ரான் அமைப்பு, லேந்தனாய்டு குறுக்கத்தின் விளைவுகள் மற்றும் வேதி வினைகளை நிறைவு செய்தல் போன்ற பகுதிகளில் இருந்து வினாக்கள் கேட்கப்படுகின்றன. பொட்டாசியம் டைகுரோமேட் மற்றும் பெர்மாங்கனேட்டின் ஆக்சிஜனேற்றப் பண்புகள் பற்றிய புரிதல் போட்டித் தேர்வுகளுக்கு மிக முக்கியமானதாகும். முறையான பயிற்சியின் மூலம் மாணவர்கள் இந்தப் பாடத்தில் அதிக மதிப்பெண்களைப் பெற முடியும்.

நீங்கள் கற்பவை

• இடைநிலைத் தனிமங்களின் இடத்தை தனிம வரிசை அட்டவணையில் கண்டறிதல்.
• 3d வரிசை தனிமங்களின் பொதுவான இயற்பியல் மற்றும் வேதிப் பண்புகளை விவரித்தல்.
• காந்தத் திருப்புத்திறன் மதிப்பைக் கணக்கிட்டு தனிமங்களின் பண்புகளைத் தீர்மானித்தல்.
• லேந்தனாய்டுகள் மற்றும் ஆக்டினாய்டுகளின் எலக்ட்ரான் அமைப்பை ஒப்பிடுதல்.
• லேந்தனாய்டு குறுக்கத்தின் அடிப்படை காரணங்களையும் அதன் விளைவுகளையும் விளக்குதல்.
• முக்கிய கனிமச் சேர்மங்களின் தயாரிப்பு மற்றும் வேதி வினைகளைச் சமன் செய்தல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• தனிம வரிசை வகைப்பாடு மற்றும் ஆவர்த்தனப் பண்புகள் பற்றிய அடிப்படை அறிவு.
• ஆஃபா தத்துவம் மற்றும் எலக்ட்ரான் பகிர்வு குறித்த விதிகள்.
• ஆக்சிஜனேற்ற ஒடுக்க வினைகளின் அடிப்படைக் கொள்கைகள்.

இடைநிலை மற்றும் உள்இடைநிலைத் தனிமங்கள் — விரிவான விளக்கம்

இடைநிலை மற்றும் உள் இடைநிலைத் தனிமங்களின் வேதியியல் கண்ணோட்டம்

தனிம வரிசை அட்டவணையில் இடம்

தனிம வரிசை அட்டவணையில் 3 முதல் 12 வரையிலான தொகுதிகளில் அமைந்துள்ள தனிமங்கள் d-தொகுதி அல்லது இடைநிலைத் தனிமங்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. இவை s மற்றும் p தொகுதி தனிமங்களுக்கு இடையே ஒரு பாலமாகச் செயல்படுகின்றன. இவற்றின் பொதுவான எலக்ட்ரான் அமைப்பு \((n-1)d^{1-10}ns^{1-2}\) ஆகும். இவற்றின் பண்புகள் உலோகத் தன்மையையும் அதிக உருகுநிலையையும் வெளிப்படுத்துகின்றன.

உலோகப் பண்புகள் மற்றும் அணு ஆரம்

இடைநிலைத் தனிமங்கள் அனைத்தும் உலோகங்கள் ஆகும். இவை கடினமானவை, வெப்பம் மற்றும் மின்சாரத்தை நன்கு கடத்தக்கூடியவை. ஒரு வரிசையில் இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது அணு எண் அதிகரிப்பதால், உட்கரு மின்சுமை அதிகரித்து அணு ஆரம் குறைகிறது. இருப்பினும், d-எலக்ட்ரான்களின் மறைத்தல் விளைவால் இந்த அளவு மாற்றம் ஒரு குறிப்பிட்ட எல்லைக்குப் பிறகு சீராகக் காணப்படுகிறது.

ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் மற்றும் நிலைப்புத் தன்மை

இடைநிலைத் தனிமங்கள் மாறுபடும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஏனெனில் \((n-1)d\) மற்றும் \(ns\) ஆர்பிட்டால்களின் ஆற்றல் வேறுபாடு மிகக் குறைவாக இருப்பதால், இரண்டிலிருந்தும் எலக்ட்ரான்கள் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன. சரிபாதி நிரப்பப்பட்ட அல்லது முழுவதும் நிரப்பப்பட்ட d-ஆர்பிட்டால்கள் அந்தத் தனிமங்களுக்கு கூடுதல் நிலைப்புத் தன்மையைத் தருகின்றன.

காந்தப் பண்புகள் மற்றும் நிறம்

பல இடைநிலைத் தனிமங்கள் மற்றும் அவற்றின் அயனிகள் பாரா காந்தப் பண்பைக் கொண்டுள்ளன. இதற்கு அவற்றில் உள்ள இணையாகாத எலக்ட்ரான்களே காரணம். இந்த இணையாகாத எலக்ட்ரான்கள் d-d பரிமாற்றத்தில் ஈடுபடும்போது ஒளியை உறிஞ்சி நிறத்தைத் தருகின்றன. சுழற்சியைப் பொறுத்த காந்தத் திருப்புத்திறன் மதிப்புகளை \(\mu = \sqrt{n(n+2)}\) என்ற வாய்ப்பாட்டின் மூலம் கணக்கிடலாம்.

வினையூக்கப் பண்புகள் மற்றும் இடைச்செருகல் சேர்மங்கள்

இடைநிலை உலோகங்கள் சிறந்த வினையூக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன. இவை தற்காலிக பிணைப்புகளை உருவாக்கி வினைக்கான கிளர்வுறு ஆற்றலைக் குறைக்கின்றன. மேலும், இவற்றின் படிக அணிக்கோவை இடைவெளிகளில் ஹைட்ரஜன், கார்பன் போன்ற சிறிய அணுக்கள் நுழைந்து இடைச்செருகல் சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன. இவை அதிக கடினத்தன்மையும் மின் கடத்துத் திறனும் கொண்டவை.

உள் இடைநிலைத் தனிமங்கள் - f தொகுதி

அட்டவணையின் கீழே இரண்டு வரிசைகளில் உள்ள 4f (லேந்தனாய்டுகள்) மற்றும் 5f (ஆக்டினாய்டுகள்) தொகுதிகள் உள் இடைநிலைத் தனிமங்கள் எனப்படும். லேந்தனாய்டுகளில் அணு எண் அதிகரிக்கும்போது அணு மற்றும் அயனி ஆரம் சீராகக் குறைவது லேந்தனாய்டு குறுக்கம் எனப்படும். இது 4d மற்றும் 5d வரிசை தனிமங்களின் பண்புகள் ஒத்திருக்க முக்கியக் காரணமாகிறது.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• குரோமியம் மற்றும் தாமிரத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பில் உள்ள விதிவிலக்குகளைத் தவறாக எழுதுதல். இவை பாதி மற்றும் முழுமையாக நிரம்பிய ஆர்பிட்டால்களைப் பெறுகின்றன.
• லேந்தனாய்டு குறுக்கம் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட தனிமத்திற்கு மட்டும் உரியது என நினைப்பது. இது மொத்த வரிசையிலும் அணு ஆரம் குறைவதைக் குறிக்கும்.
• காந்தத் திருப்புத்திறனைக் கணக்கிடும்போது இணையாகாத எலக்ட்ரான்களுக்குப் பதில் மொத்த எலக்ட்ரான்களைப் பயன்படுத்துதல். இணையாகாதவற்றை மட்டுமே கவனிக்க வேண்டும்.
• அமில மற்றும் கார ஊடகங்களில் பெர்மாங்கனேட்டின் வினைத்திறன் ஒன்றாக இருக்கும் எனக் கருதுவது. ஊடகத்திற்கேற்ப அயனிகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் விளைபொருள் மாறும்.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

இடைநிலைத் தனிமங்கள் ஏன் பல நிறங்களைக் கொண்டுள்ளன?

இடைநிலை உலோக அயனிகளில் உள்ள இணையாகாத d-எலக்ட்ரான்கள் ஒளியை உறிஞ்சி குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து உயர் ஆற்றல் மட்டத்திற்குச் செல்லும். இந்த d-d பரிமாற்றத்தின்போது குறிப்பிட்ட அலைநீளம் கொண்ட ஒளி உறிஞ்சப்படுவதால், எஞ்சிய நிறம் நமக்குத் தெரிகிறது.

லேந்தனாய்டு குறுக்கம் என்றால் என்ன?

லேந்தனாய்டு வரிசையில் அணு எண் அதிகரிக்கும்போது, உட்கரு மின்சுமை அதிகரித்து 4f எலக்ட்ரான்கள் முறையாக மறைக்கப்படாததால், அணு மற்றும் அயனி ஆரம் சீராகக் குறைகிறது. இந்த நிகழ்வே லேந்தனாய்டு குறுக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஆக்டினாய்டுகள் ஏன் அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டுகின்றன?

ஆக்டினாய்டுகளில் 5f, 6d மற்றும் 7s ஆர்பிட்டால்கள் மிகக் குறைந்த ஆற்றல் வேறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளன. இதனால் இவை அனைத்திலிருந்தும் எலக்ட்ரான்கள் பிணைப்பில் ஈடுபட முடிவதால், லேந்தனாய்டுகளை விட இவை அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன.

பாரா காந்தத் தன்மைக்கும் டயா காந்தத் தன்மைக்கும் உள்ள வேறுபாடு என்ன?

ஒரு அணு அல்லது அயனியில் குறைந்தது ஒரு இணையாகாத எலக்ட்ரான் இருந்தாலும் அது பாரா காந்தத் தன்மையைப் பெறும். ஆனால் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் இணையாக அமைந்திருந்தால் அது டயா காந்தத் தன்மையைக் கொண்டிருக்கும்.

வினையூக்கியாக இடைநிலை உலோகங்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன?

இடைநிலை உலோகங்கள் மாறுபடும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் கொண்டிருப்பதால், அவை வினையின்போது வினைபடு பொருட்களுடன் சேர்ந்து தற்காலிக இடைநிலைச் சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன. இது வினைக்கான கிளர்வுறு ஆற்றலைக் குறைத்து வினையை விரைவுபடுத்துகிறது.

ஜிக்லர்-நட்டா வினையூக்கியின் பயன் யாது?

டைட்டானியம் டெட்ராகுளோரைடு மற்றும் ட்ரைஎத்தில் அலுமினியம் கலந்த கலவையே ஜிக்லர்-நட்டா வினையூக்கி ஆகும். இது எத்திலீன் போன்ற ஒலிஃபீன்களை பலபடி ஆக்கும் வினைகளில் பெரும் அளவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.