ஆவர்த்தனப் போக்குகள் — பருமன், அயனாக்கற் சக்தி

முழுமையான பார்வை — ஆவர்த்தனப் போக்குகள் (Periodic Trends) ஏன் முக்கியம்?

ஆவர்த்தன அட்டவணையில் மூலகங்களின் இயல்புகள் எவ்வாறு தர்க்கரீதியாக மாறுபடுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது இரசாயனவியலின் அத்திவாரமாகும். இந்தப் பகுதியை நீங்கள் ஆழமாகப் புரிந்துகொண்டால், க.பொ.த (உ/த) பாடத்திட்டத்தில் மூன்று பிரதான அலகுகளின் வினாக்களுக்கு மிக இலகுவாக விடையளிக்க முடியும்: அலகு 1 (அணுக்கட்டமைப்பு), அலகு 2 (இரசாயனப் பிணைப்பு — பிணைப்புச் சக்தி அணுவின் பருமனில் தங்கியுள்ளது), மற்றும் அலகு 6 (s, p, d தொகுப்பு மூலகங்களின் இரசாயனவியல் — இவற்றின் தாக்கப் பொறிமுறைகள் முற்றாக ஆவர்த்தனப் போக்குகளாலேயே கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன).

அனைத்துப் போக்குகளுக்குமான அடிப்படைத் தர்க்கம் — பயன்படு கருவேற்றம்

ஓர் அணுவிலுள்ள ஒவ்வொரு வலுவளவு இலத்திரனும் (வெளி-இலத்திரன்) ஒரே நேரத்தில் இருவேறு விசைகளுக்கு உட்படுகின்றது: (1) அணுக்கருவிலுள்ள புரோத்தன்களால் வழங்கப்படும் நிலைமின் கவர்ச்சி விசை (+Z), மற்றும் (2) உட்-சக்தி மட்டங்களிலுள்ள (core electrons) இலத்திரன்களால் வழங்கப்படும் தள்ளுகை விசை. இந்த உட்-சக்தி மட்ட இலத்திரன்கள், அணுக்கருவின் கவர்ச்சி விசையானது வெளி-இலத்திரனை முழுமையாகச் சென்றடையாதவாறு ஒரு "திரை" போன்று செயற்பட்டுத் தடுக்கின்றன. இதுவே திரையிடல் விளைவு (shielding / screening effect) எனப்படுகின்றது.

எனவே, ஒரு வெளி-இலத்திரன் அணுக்கருவிலிருந்து உண்மையில் உணரும் தேறிய கவர்ச்சி விசையே பயன்படு கருவேற்றம் (Z_eff — effective nuclear charge) எனப்படும். கணிதரீதியாக, Z_eff = Z − S (இங்கு S என்பது திரையிடல் மாறிலி). எப்பொழுதும் Z_eff ஆனது உண்மையான கருவேற்றத்தை (Z) விடக் குறைவாகவே இருக்கும். (ஐதரசனில் உட்-சக்தி மட்ட இலத்திரன்கள் இல்லாததால் அதற்கு மட்டுமே Z_eff = Z ஆக அமையும்).

இந்த ஒற்றைத் தர்க்கத்தைக் கொண்டு ஆவர்த்தன அட்டவணையின் அனைத்துப் போக்குகளையும் நாம் உய்த்தறியலாம்:

ஓர் ஆவர்த்தனத்தின் வழியே (இடமிருந்து வலம்): அணுவெண் (Z) ஒரு அலகால் அதிகரிக்கின்றது, ஆனால் புதிதாகச் சேரும் இலத்திரன் அதே பிரதான சக்தி மட்டத்திலேயே சேர்வதனால் உட்-சக்தி இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை மாறுவதில்லை. இதனால் திரையிடல் விளைவு சமவளவில் அதிகரிக்காது. விளைவாக Z_eff அதிகரிக்கின்றது; கருவின் கவர்ச்சி கூடுவதால் அணு சுருங்கிப் பருமன் குறைவடைகின்றது.
ஒரு கூட்டத்தின் வழியே (மேலிருந்து கீழ்): ஒவ்வொரு படியிலும் ஒரு புதிய பிரதான சக்தி மட்டம் சேர்கின்றது. இதனால் உட்-சக்தி இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை சடுதியாக அதிகரித்து திரையிடல் விளைவு அதிகரிக்கின்றது. அத்துடன் வலுவளவு இலத்திரனின் தூரமும் அதிகரிக்கின்றது. இதனால் Z_eff ஏறக்குறைய மாறிலியாக இருந்தாலும், தூர அதிகரிப்பால் கருவின் கவர்ச்சி குறைவடைந்து அணுவின் பருமன் அதிகரிக்கின்றது.

திரையிடல் விளைவும் பயன்படு கருவேற்றமும் — உட்-சக்தி இலத்திரன்கள் கருவின் கவர்ச்சியின் ஒரு பகுதியைத் தடுக்கின்றன; வலுவளவு இலத்திரன் உணரும் தேறிய ஈர்ப்பே Z_eff = Z − S ஆகும்.

ஆவர்த்தனப் போக்குகளின் ஒட்டுமொத்தப் பார்வை — ஆவர்த்தனத்தின் வழியே (→) அணுவாரை குறையும், அயனாக்கற் சக்தி/மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகரிக்கும்; கூட்டத்தின் வழியே (↓) நேர்மாறாக அமையும்.

மூன்று வகையான அணுவாரைகள்

ஆரையின் வகை	வரையறை	எங்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றது?
வந்தர்வாலுசு ஆரை (Van der Waals radius)	இரசாயனப் பிணைப்பில் ஈடுபடாத, அடுத்தடுத்துள்ள இரண்டு ஒத்த அணுக்களின் கருக்களுக்கிடையிலான மிகக் குறைந்த தூரத்தின் அரைவாசியாகும்.	விழுமிய வாயுக்கள் மற்றும் மூலக்கூற்றுத் திண்மங்களுக்கு (molecular solids) இடையில்.
பங்கீட்டு ஆரை (Covalent radius)	ஒற்றைப் பங்கீட்டுவலுப் பிணைப்பால் பிணைக்கப்பட்டுள்ள இரண்டு ஒத்த அணுக்களின் கருக்களுக்கிடையிலான தூரத்தின் (பிணைப்பு நீளம்) அரைவாசியாகும்.	பங்கீட்டுவலு மூலக்கூறுகள் — உ-ம்: H₂, Cl₂, I₂.
உலோக ஆரை (Metallic radius)	உலோக சாலகக் (lattice) கட்டமைப்பில், அடுத்தடுத்துள்ள இரண்டு உலோக அணுக்களின் கருக்களுக்கிடையிலான தூரத்தின் அரைவாசியாகும்.	உலோகக் கட்டமைப்பு — உ-ம்: Fe, Cu, Na.

தர்க்கம்: பங்கீட்டுவலுப் பிணைப்பு உருவாகும்போது இலத்திரன் முகில்கள் (ஓபிற்றல்கள்) ஒன்றையொன்று மேற்பொருந்துகின்றன (overlap). இதனால் அணுக்கள் ஒன்றையொன்று நெருங்குகின்றன. ஆனால் வந்தர்வாலுசு விசை செயற்படும்போது அத்தகைய மேற்பொருந்துகை நிகழ்வதில்லை, அவை வெறுமனே தொடுகையுறுகின்றன. இதனாலேயே, எப்பொழுதும் ஒரு மூலகத்தின் வந்தர்வாலுசு ஆரை அதன் பங்கீட்டு ஆரையை விடப் பெரியதாக இருக்கும். (உ-ம்: I₂ மூலக்கூறில் பங்கீட்டு ஆரை 133 pm ஆக இருக்கும் அதேவேளை, அயலிலுள்ள I₂ மூலக்கூறுகளுக்கிடையிலான வந்தர்வாலுசு ஆரை 215 pm ஆகும்).

நான்கு பிரதான ஆவர்த்தனப் போக்குகள்

ஆவர்த்தன அட்டவணை
*Periodic table*
Wikipedia → · CC

1. அணுவாரை

அணு (ஹீலியம் குவாண்டம் மாதிரி)
*Atom — helium QM model*
Wikipedia → · CC

ஆவர்த்தனத்தின் வழியே (இடமிருந்து வலம்): குறையும். Z_eff அதிகரிப்பதனால் கருவின் கவர்ச்சி வலுவடைந்து வெளி-இலத்திரன்கள் கருவை நோக்கி அதிகளவில் இழுக்கப்படுகின்றன. இதனால் இலத்திரன் முகில் சுருங்குகின்றது.
கூட்டத்தின் வழியே (மேலிருந்து கீழ்): அதிகரிக்கும். புதிய சக்தி மட்டங்கள் சேர்வதனால் வெளி-இலத்திரன்கள் கருவை விட்டு அதிக தூரத்திற்குச் செல்கின்றன.

2. அயனாக்கற் சக்தி

முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி (ஆவர்த்தன அட்டவணை)
*First ionisation energy across the periodic table*
Wikipedia → · CC

வரையறை: வாயு நிலையிலுள்ள, தனித்த நடுநிலை அணு ஒன்றிலிருந்து மிகத் தளர்வாகப் பிணைக்கப்பட்டுள்ள ஓர் இலத்திரனை முற்றாக அகற்றுவதற்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச சக்தியே முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி (IE₁) எனப்படும்.

M(g) → M⁺(g) + e⁻ ΔH = IE₁

ஆவர்த்தனத்தின் வழியே: பொதுவாக அதிகரிக்கும். Z_eff அதிகரிப்பதால் அணுவின் பருமன் குறைந்து, இலத்திரனைக் கரு வலுவாகப் பிடித்துக் கொள்கிறது. எனவே அதனை அகற்ற அதிக சக்தி தேவை.
கூட்டத்தின் வழியே: குறையும். அணுவின் பருமன் அதிகரிப்பதால், வெளி-இலத்திரன் மீதான கருவின் கவர்ச்சி குறைவடைகின்றது; இலகுவாக அகற்றலாம்.

மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தின் முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி — பொதுவாக இடமிருந்து வலம் அதிகரிக்கின்றது; ஆனால் Mg→Al (3p ஓபிற்றல் தொடக்கம்) மற்றும் P→S (அரை-நிரம்பல் 3p³ உறுதி) ஆகிய இரு இடங்களில் வீழ்ச்சி (dip) காணப்படுகின்றது.

மூன்றாம் ஆவர்த்தன மூலகங்களின் தொடர்-அயனாக்கற் சக்திகள் (kJ/mol) — ஒவ்வொரு வரிசையிலும் "தாவல்" எங்கே வருகிறதோ, அதற்கு முந்திய எண்ணே மூலகத்தின் வலுவளவு இலத்திரன் எண்ணிக்கை. NIE textbook.

தேர்வாளர் பொறி — அயனாக்கற் சக்தியில் விதிவிலக்குகள்: ஆவர்த்தனத்தின் வழியே அயனாக்கற் சக்தி நேர்கோட்டில் அதிகரிப்பதில்லை. மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தைக் கருதினால், Mg → Al செல்லும்போதும், P → S செல்லும்போதும் அயனாக்கற் சக்தி வீழ்ச்சியடைகின்றது. இதற்கான குவாண்டம் தர்க்கம் பின்வருமாறு:
Mg எதிர் Al: Mg இன் நிலையமைப்பு [Ne] 3s² (முழு-நிரம்பல், அதிக உறுதி). Al இன் நிலையமைப்பு [Ne] 3s² 3p¹. Al இலிருந்து 3p¹ இலத்திரனை அகற்றுவது ஒப்பீட்டளவில் இலகுவானது; ஏனெனில் 3p ஓபிற்றலானது 3s ஐ விட அதிக சக்தி மட்டத்திலும் கருவை விட்டுச் சற்று விலகியும் காணப்படுகின்றது.
P எதிர் S: P இன் நிலையமைப்பு [Ne] 3s² 3p³ (அரை-நிரம்பல், அதிக உறுதி). S இன் நிலையமைப்பு [Ne] 3s² 3p⁴. S இல் ஒரு p ஓபிற்றலில் இலத்திரன்கள் சோடியாக்கப்பட்டிருப்பதால், அவ்விலத்திரன்களுக்கிடையே தள்ளுகை விசை (electron-electron repulsion) நிலவுகிறது. இத்தள்ளுகை விசையின் உதவியுடன் அந்த நான்காவது p-இலத்திரனை அகற்றுவது P ஐ விட S இற்கு இலகுவாகி விடுகின்றது.

3. இலத்திரன் ஏற்றச் சக்தி

வரையறை: வாயு நிலையிலுள்ள நடுநிலை அணு ஒன்றிற்கு ஓர் இலத்திரனைச் சேர்க்கும்போது நிகழும் சக்தி மாற்றமே இலத்திரன் ஏற்றச் சக்தி (Electron Gain Energy, ΔH_eg) எனப்படும். X(g) + e⁻ → X⁻(g).
குறியீட்டு மரபு: பெரும்பாலான அணுக்கள் இலத்திரனை ஏற்கும்போது சக்தியை வெளியிடுவதால் (exothermic), அவற்றின் ΔH_eg மறைப் பெறுமானத்தைக் (negative) கொள்ளும். (உ-ம்: குளோரினுக்கு ΔH_eg = −349 kJ mol⁻¹). இதன் பருமன், ஓர் அணு இலத்திரனைக் கவரும் சார்பு அளவைக் குறிக்கும் இலத்திரன் நாட்டம் (Electron Affinity, E_ea) எனும் கருத்துடன் ΔH_eg = − E_ea எனத் தொடர்புபடுகின்றது.

உச்சப் பெறுமானம்: ஆவர்த்தன அட்டவணையிலேயே குளோரின் (Cl) மூலகமே அதிகூடிய மறைப் பெறுமானமுடைய இலத்திரன் ஏற்றச் சக்தியைக் கொண்டுள்ளது (−349 kJ mol⁻¹). அதிக மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய புளோரினை (F) விட குளோரின் அதிக இலத்திரன் நாட்டம் கொண்டிருப்பதற்குப் பருமனே காரணமாகும். F அணு மிகச் சிறியதாக இருப்பதால், அதில் சேரவரும் இலத்திரன் பாரிய இலத்திரன்-இலத்திரன் தள்ளுகையை எதிர்கொள்கிறது; Cl அணு ஒப்பீட்டளவில் பெரியதாக இருப்பதால் இத்தள்ளுகை குறைவு.
விதிவிலக்குகள்: விழுமிய வாயுக்கள் முற்றிலும் நிரம்பிய ஓபிற்றல்களைக் கொண்டிருப்பதால் அவை இலத்திரனை ஏற்க விரும்பாது; அவற்றின் ΔH_eg நேர் (positive) பெறுமானமாகும். அதேபோன்று நைதரசன் (N) அரை-நிரம்பல் நிலையைக் கொண்டிருப்பதாலும், பெரிலியம் (Be) 2s² முழு-நிரம்பல் நிலையைக் கொண்டிருப்பதாலும் அவற்றின் ΔH_eg பெறுமானங்கள் நேர் அல்லது பூச்சியத்திற்கு அண்மித்தவையாக அமைகின்றன.

4. மின்னெதிர்த்தன்மை

வரையறை: ஒரு மூலக்கூறில், பங்கீட்டுவலுப் பிணைப்பில் ஈடுபட்டுள்ள இலத்திரன் சோடியைத் தன்பால் ஈர்க்கும் அணு ஒன்றின் சார்புத் திறனே மின்னெதிர்த்தன்மை (Electronegativity) எனப்படும்.

ஆவர்த்தனத்தின் வழியே: அதிகரிக்கும். Z_eff அதிகரிப்பதும், அணுவாரை குறைவதுமே காரணங்கள்.
கூட்டத்தின் வழியே: குறையும். அணுவாரை அதிகரிப்பதால் பிணைப்பு இலத்திரன்களுக்கும் கருவுக்குமான தூரம் கூடி ஈர்ப்பு வீழ்ச்சியடைகின்றது.
உச்சம் மற்றும் இழிவு: பௌலிங்கின் அளவிடையின்படி (Pauling scale), அதியுயர் மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய மூலகம் புளோரின் (F = 4.0) ஆகும். மிகக் குறைந்த மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய மூலகம் சீசியம் (Cs = 0.79) ஆகும்.

நினைவாற்றல் நுணுக்கம்: இரசாயனவியலில் மிக அதிக மின்னெதிர்த்தன்மை கொண்ட முதல் 4 மூலகங்களை F > O > N ≈ Cl என்ற வரிசையில் ஞாபகம் வைத்திருப்பது ஐதரசன் பிணைப்புக்கள் போன்ற எண்ணக்கருக்களை விளங்கிக்கொள்ள உதவும். (F = 4.0, O = 3.5, N = 3.0, Cl = 3.0).

ஆவர்த்தனப் போக்குகளின் சுருக்கம்

பௌதீகப் பண்பு	ஆவர்த்தனத்தின் வழியே (→)	கூட்டத்தின் வழியே (↓)	உச்ச / இழிவு மூலகங்கள்
அணுவாரை	குறையும்	அதிகரிக்கும்	Cs (மிகப் பெரியது), He (மிகச் சிறியது)
அயனாக்கற் சக்தி (IE₁)	அதிகரிக்கும்	குறையும்	He (உச்சம், 2372 kJ mol⁻¹)
இலத்திரன் ஏற்றச் சக்தி	அதிக மறைப்பெறுமானமாகும்	குறைந்த மறைப்பெறுமானமாகும்	Cl (உச்ச மறை, −349 kJ mol⁻¹)
மின்னெதிர்த்தன்மை (EN)	அதிகரிக்கும்	குறையும்	F (உச்சம், 4.0)

சமஇலத்திரன் தொடர்

வரையறை: ஒரே எண்ணிக்கையான இலத்திரன்களையும், முற்றாக ஒத்த இலத்திரன் நிலையமைப்பையும் கொண்டுள்ள அணுக்கள் அல்லது அயன்களின் தொகுதியே சமஇலத்திரன் தொடர் (Isoelectronic series) என அழைக்கப்படும்.

தர்க்கம் மற்றும் உதாரணம்: N³⁻, O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺ ஆகிய அனைத்திலும் 10 இலத்திரன்கள் (1s² 2s² 2p⁶) காணப்படுகின்றன. ஆனால் அவற்றின் அணுவெண்கள் (Z) முறையே 7 இலிருந்து 13 வரை மாறுபடுகின்றன. சமஇலத்திரன் தொடரில் அணுவெண் (கருவிலுள்ள புரோத்தன்களின் எண்ணிக்கை) அதிகரிக்க அதிகரிக்க, அதே 10 இலத்திரன்களை அதிக வலுவுடன் கருவானது தன்பால் ஈர்க்கும். இதனால் அணு/அயன் முகில் சுருங்கும். எனவே, ஒரு சமஇலத்திரன் தொடரில் அணுவெண் அதிகரிக்கப் பருமன் குறையும் என்ற விதியை நினைவில் கொள்க. இத்தொடரில் N³⁻ (Z=7) மிகப்பெரிய பருமனை உடையதாகவும், Al³⁺ (Z=13) மிகச்சிறிய பருமனை உடையதாகவும் அமையும்.

🎯 MCQ பயிற்சி — 10 கேள்விகள் (questions)

விடையைத் தேர்ந்தெடுங்கள் — பிறகு ஒவ்வொரு (5) விருப்பத்திற்கும் ஏன் சரி / தவறு + ஆழமான விளக்கம் (deep explanation) காண்பிக்கப்படும்.

Q1 / 10 ★★★★★

முதல் அயனாக்கற் சக்தி (1st ionisation energy) அதிகம் எது?

(1) Na

இடது ஓரம் — மிக குறைவு.

(2) Mg

Mg < P.

(3) Al

3p¹ எளிதில் அகற்றப்படும்.

(4) Si

Si < P.

(5) P

சரி. P 3p³ அரை-நிரம்பு (half-filled), கூடுதல் நிலைத்தன்மை (extra stability), அதிக IE.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): போக்கின் ஏற்றத்தாழ்வுகள் (trend dips): Period 3-இல் Mg→Al & P→S. காரணம் — அரை/முழு-நிரம்பல் நிலைத்தன்மை இழப்பு (loss of half/full-filled stability).

Q2 / 10 ★★★★★

பின்வரும் அயன்களில் (ions) அதிக பருமன் (largest) எது? (Isoelectronic: O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺)

(1) O²⁻

சரி. O²⁻ (Z=8) குறைந்த நியூக்ளியஸ் கட்டுப்பாடு (lowest nuclear pull on 10 e⁻) → பெரிய பருமன்.

(2) F⁻

F⁻ Z=9.

(3) Na⁺

Na⁺ Z=11.

(4) Mg²⁺

Mg²⁺ Z=12.

(5) Al³⁺

Al³⁺ Z=13 — சிறிய.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): Isoelectronic series: Z சிறிய → பருமன் பெரிய. N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺.

Q3 / 10 ★★★★☆

Period 3-இல் (Na → Ar) இலத்திரன் ஏற்றச் சக்தி (electron affinity, EA) பொதுவாக:

(1) நெடுக குறையும்

தவறு — பொது போக்கு அதிகரிப்பு.

(2) நெடுக அதிகரிக்கும், Mg, P-இல் சிறிய dips

சரி. அதிகரிக்கும் + Mg (3s² முழுமை), P (3p³ அரை-நிரம்பு) ஆகியவற்றில் dips. உச்சம் Cl, Ar-இல் ≈ 0.

(3) மாற்றமின்றி

மாறுகிறது.

(4) அதிகரிக்கும், Ar-இல் கிட்டத்தட்ட 0

பகுதி சரி — dips சொல்லவில்லை.

(5) மாறி மாறி

அப்படியில்லை.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): EA உச்சம் (peak) = Cl. Noble gas-களில் EA ≈ 0 (இலத்திரன் ஏற்க விரும்பாது).

Q4 / 10 ★★★★☆

Period 3-இல் (Na → Ar) அணுவின் பருமன் (atomic radius):

(1) அதிகரிக்கும் (increases)

தவறு — Z அதிகரிப்பு கடுமையாக ஈர்க்கிறது.

(2) குறையும் (decreases)

சரி. Z அதிகரிக்க (more Z) நியூக்ளியஸ் கட்டுப்பாடு (nuclear pull) அதிகரிக்கிறது, அதே shell-இல் e⁻ → சிறிய பருமன்.

(3) மாற்றமின்றி

மாறுகிறது.

(4) அதிகரிக்கும், பின் குறையும்

Period-இல் தொடர்ச்சியான குறைப்பு.

(5) குறையும், பின் அதிகரிக்கும்

அப்படியில்லை.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): போக்கு (trend): Period-இல் (left→right) குறையும். குழுவில் (down a group) அதிகரிக்கும். குழுவில் (down) shell அதிகரிக்கிறது.

Q5 / 10 ★★★★★

Group 1 (Li → Cs) கீழே செல்ல முதல் அயனாக்கற் சக்தி (1st IE):

(1) அதிகரிக்கும்

தவறு.

(2) குறையும்

சரி. Shell அதிகரிக்க, valence e⁻ நியூக்ளியஸிலிருந்து தூரம் (further from nucleus), shielding அதிகம் → அகற்ற எளிது → குறைந்த IE.

(3) மாற்றமின்றி

மாறுகிறது.

(4) அதிகரிக்கும், பின் குறையும்

அப்படியில்லை.

(5) கணிக்க முடியாது

கணிக்க முடியும்.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): Group போக்கு (Group trend): கீழே சென்றால் IE குறையும், அணுவின் பருமன் அதிகரிக்கும், EN குறையும். ஒட்சிஇறக்கும் தன்மை (reducing power) அதிகரிக்கும்.

Q6 / 10 ★★★★☆

பின்வரும் தனிமங்களில் (elements) அதிக மின்னெதிர்த்தன்மை (electronegativity) கொண்டது எது?

(1) F

சரி. F = 3.98 (Pauling) — அனைத்திலும் அதிகம்.

(2) O

O = 3.44.

(3) N

N = 3.04.

(4) Cl

Cl = 3.16.

(5) C

C = 2.55.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): EN உச்சம் (peak) = F. Period 2 மற்றும் Group 17 உச்சம் சந்திக்கும் இடம். F > O > N > Cl > C > H.

Q7 / 10 ★★★★☆

Be-இன் இரண்டாம் அயனாக்கற் சக்தி (2nd IE of Be) எதனை விட அதிகம் (greater than)?

(1) 1st IE of Be

சரி (வெளிப்படை — obvious). ஒவ்வொரு அடுத்த IE-யும் முந்தையதை விட அதிகம் (each successive IE > previous), ஏனெனில் cation-இல் இருந்து e⁻ அகற்றுவது கடினம்.

(2) 1st IE of Mg

வேறு தனிமம், ஒப்பீடு கடினம்.

(3) 3rd IE of Be

3rd IE-யுடன் ஒப்பிட — 2s² முழுமை உடைக்கப்பட்டது → 3rd IE மிக அதிகம், 2nd அல்ல.

(4) 1st IE of He

He = 2372 kJ/mol, Be 2nd IE குறைவு.

(5) 1st IE of B

B-உடன் ஒப்பிடவில்லை.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): பெரும் தாவல்கள் (large jumps) எங்கே இருக்கின்றன — noble gas configuration உடைக்கப்படும் போது. உதா. Be: 1st & 2nd OK; 3rd-இல் பெரும் தாவல் (1s² உடைக்கப்படுகிறது).

Q8 / 10 ★★★★☆

Mn²⁺, Fe²⁺, Co²⁺ (Period 4 d-block) — அதிக பருமன் (largest) எது?

(1) Mn²⁺

சரி. d-block-இல் Z அதிகரிக்க பருமன் சிறிது குறையும். Mn²⁺ (Z=25) > Fe²⁺ (Z=26) > Co²⁺ (Z=27).

(2) Fe²⁺

Mn²⁺ விட சிறிது சிறியது.

(3) Co²⁺

Mn²⁺ விட சிறியது.

(4) அனைத்தும் சமம் (all equal)

d-block-இல் சிறிய மாற்றம் இருந்தாலும், சமம் அல்ல.

(5) கணிக்க முடியாது

Z-ஐ வைத்துக் கணிக்கலாம்.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): d-contraction: d-block-இல் ஒரே charge உள்ள அயன்களில் பருமன் சிறிது குறையும் — small but consistent.

Q9 / 10 ★★★☆☆

Group 2 (Be → Ba) கீழே செல்லும் போது (going down), பின்வருவனவற்றில் எது அதிகரிக்கும்?

(1) IE

Group-இல் கீழே IE குறையும்.

(2) EN

EN குறையும்.

(3) அணு பருமன் (atomic radius)

சரி. Shell அதிகரிக்க அணு பெரியதாகும்.

(4) EA

EA பொதுவாக குறையும்.

(5) M²⁺ அயனாக்கம் (M²⁺ formation) கடினம்

அயனாக்கம் எளிதாகும், கடினம் ஆகாது.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): ↓ Group: அணு பருமன் ↑, IE ↓, EN ↓, லோகத்தன்மை (metallic character) ↑, ஒட்சிஇறக்கும் தன்மை (reducing power) ↑.

Q10 / 10 ★★★★☆

பின்வரும் தனிமங்களில் (elements) மிக சிறிய அணுப் பருமன் (smallest atomic radius) எது?

(1) Li

Li (Period 2, Group 1) — பெரியது (large).

(2) F

சரி. F (Period 2, Group 17) — அதிக Z, அதே shell → சிறிய.

(3) Cs

Cs (Period 6, Group 1) — மிக பெரியது.

(4) Cl

Cl (Period 3) — F-ஐ விட பெரியது.

(5) I

I (Period 5) — பெரியது.

ஆழமான விளக்கம் (Deep): Smallest atom = F (கணித்தது / except for noble gas He). H சிறிதாக கருதலாம், ஆனால் வரைவிலக்கணம் சார்ந்தது.

📜 தேர்வுக் கேள்விகள் (exam-style questions)

🟢 உறுதி (Confirmed) = AL வினாத்தாள் PDF-இலிருந்து நேரடியாக எடுக்கப்பட்டது. 🟡 பாங்கு (Pattern) = NIE textbook + past-paper வடிவத்தில் கட்டமைக்கப்பட்ட பயிற்சிக் கேள்வி — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி அல்ல, ஆனால் தேர்வில் தோன்றக்கூடிய வடிவமே.

2025 · P1 · (typical) 🟡 பாங்கு (pattern)

Period 3-இல் (Na → Ar) அதிக முதல் அயனாக்கற் சக்தி (1st IE) கொண்ட தனிமம் எது?

விடை: (5) Ar. Period-இல் (across) IE பொதுவாக அதிகரிக்கும். Ar = முடிவில் (end) — அதிக Z + நிரம்பிய shell → அதிக IE.

2023 · P1 · (typical) 🟡 பாங்கு (pattern)

பின்வரும் isoelectronic species-களில் (10 e⁻ கொண்டவை) மிக சிறிய பருமன் (smallest) எது?

N³⁻
O²⁻
F⁻
Na⁺
Al³⁺

விடை: (5) Al³⁺. Isoelectronic series-இல் (series) Z அதிகரிக்க பருமன் குறையும். Al³⁺ (Z=13) → சிறிய (smallest).

2022 · P1 · (typical) 🟡 பாங்கு (pattern)

Group 1 (Li → Cs) கீழே செல்லும்போது (going down), பின்வருவனவற்றில் எது குறையும்?

அணுவின் பருமன் (atomic radius)
முதல் IE (1st IE)
லோகத்தன்மை (metallic character)
ஒட்சிஇறக்கும் தன்மை (reducing power)
எதிர்வினையாற்றும் தன்மை (reactivity)

விடை: (2) 1st IE குறையும். Shell அதிகரிக்க, valence e⁻ நியூக்ளியஸிலிருந்து தூரம் + shielding அதிகம் → அகற்ற எளிது.

2015 · P1 · Q2 🟢 உறுதி (confirmed)

B, O, S, S²⁻, Cl ஆகியவற்றை அணு / அயன் பருமன் ஏறு வரிசையில் (increasing radii) எழுதுவது எது?

B < O < Cl < S < S²⁻
S < S²⁻ < O < B < Cl
O < B < Cl < S < S²⁻
O < B < S < S²⁻ < Cl
B < O < S < S²⁻ < Cl

விடை: (3) O < B < Cl < S < S²⁻. Period 2 (B, O): O சிறிய (Z↑). Period 3 (S, Cl): Cl சிறிய. S²⁻ உள்ள கூடுதல் e⁻ → விரட்டல் → S-ஐ விட பெரியது. ஒரே period-இல் C-block சீராக சிறிய: O(73 pm) < B(84) < Cl(99) < S(102) < S²⁻(184 pm).

2012 · P1 · Q2 🟢 உறுதி (confirmed)

C, O, Al, P, Ca ஆகியவற்றின் அணு பருமன்களை (atomic radii) ஏறு வரிசையில் (increasing order):

O < C < Al < P < Ca
O < C < P < Al < Ca
C < O < P < Al < Ca
C < O < Al < P < Ca
C < O < Al < Ca < P

விடை: (2) O < C < P < Al < Ca. Period 2 (C, O): O சிறிய (Z↑). Period 3 (Al, P): Al பெரியது (Z குறைவு). Period 4 (Ca): மிக-பெரியது. முறை: O(73) < C(77) < P(110) < Al(143) < Ca(197 pm).

2015 · P1 · Q4 🟢 உறுதி (confirmed)

அணுக்களின் (atoms) பண்புகள் குறித்து கீழ்க்கண்ட எந்த கூற்று தவறு (false)?

I-இன் கொவலண்ட் பருமன் (covalent radius) van der Waals பருமனை விட சிறிது.
O-இன் முதல் EA, N-இன் முதல் EA-ஐ விட பெரியது.
அணுவின் IE அதன் கருவின் ஏற்றம் (nuclear charge) + பருமன் (radius) மட்டுமே தீர்மானிக்கிறது.
Li அணுவில் valence e⁻-மீது உணரப்படும் கரு-ஏற்றம் (nuclear charge) 3-ஐ விட குறைவு.
C-இன் EN, S-இன் EN-ஐ (Pauling scale) போல சமம்.

விடை: (3) தவறு. IE கருவின் ஏற்றம் + பருமன் மட்டும் அல்ல — e⁻-e⁻ விரட்டல், திரைப்படுத்தல் (shielding), உப-மட்ட நிலைத்தன்மை (subshell stability) ஆகியனவும் தீர்மானிக்கும். (1) சரி: covalent < vdW எப்போதும். (2) சரி: O EA = −141, N EA = +7. (4) சரி: shielding-ஆல் Z_eff < 3. (5) சரி: இரண்டும் 2.55.

2022 · P1 · Q3 🟢 உறுதி (confirmed)

H, He, Li, Be, B, Na ஆகியவற்றின் முதல் அயனாக்கற் சக்திகளை (first IE) இறங்கு வரிசையில் (decreasing order):

He > H > B > Be > Li > Na
He > H > Be > B > Li > Na
He > Be > H > Li > B > Na
H > He > B > Be > Li > Na
H > He > Be > B > Na > Li

விடை: (2) He > H > Be > B > Li > Na. He = முழுமை 1s² (உச்சம் = 2372). H = 1312. Be = [He] 2s² (முழுமை) > B = [He] 2s² 2p¹ (p e⁻ அகற்றுதல் எளிது — dip!). Li > Na (கீழே சென்றால் IE குறையும்). கருதிக்கொள்ள: noble configuration → high; கீழே செல்ல → low; p e⁻ அகற்றல் எளிது.

2020 · P1 · Q6 🟢 உறுதி (confirmed)

O, O²⁻, F, F⁻, S²⁻, Cl⁻ ஆகியவற்றின் பருமன்களை இறங்கு வரிசையில் (decreasing order):

S²⁻ > Cl⁻ > O²⁻ > F⁻ > O > F
S²⁻ > Cl⁻ > O²⁻ > F⁻ > F > O
Cl⁻ > S²⁻ > O²⁻ > F⁻ > O > F
Cl⁻ > S²⁻ > F⁻ > O²⁻ > O > F
S²⁻ > Cl⁻ > O²⁻ > O > F > F⁻

விடை: (1) S²⁻ > Cl⁻ > O²⁻ > F⁻ > O > F. 3-வது shell அயன்கள் (S²⁻=184, Cl⁻=181 pm) > 2-வது shell அயன்கள் (O²⁻=140, F⁻=133) > நடுநிலை அணுக்கள் (O=73, F=71). ஒரே shell-இல்: அதிக −ve ஏற்றம் = பெரிய பருமன் (e⁻ விரட்டல்); அதிக Z = சிறிய.

📊 தேர்வுச் சுருக்கம் Paper I + Paper II ~1–2 MCQ 📅 ~85% / years 🎚 medium

சமீபத்திய வருடங்கள்: 2025, 2024, 2023, 2022, 2021, 2019, 2018, 2017

🎯 அதிக மதிப்பெண் தரும் புள்ளிகள்

IE போக்கு (trend) + Mg→Al, P→S dips
Isoelectronic series-இல் பருமன் (size) வரிசை
EN உச்சம் (peak) = F, EA உச்சம் = Cl
Group ↓ → IE குறையும், radius அதிகரிக்கும்
Be → B and N → O dips (Period 2)

⚠ பொதுவான தவறுகள் (common traps)

IE dips மறப்பது (Mg→Al, P→S)
Isoelectronic-இல் தலைகீழ் (reversed) வரிசை
EA உச்சம் F என்று நினைப்பது (F அல்ல, Cl)

💡 ஒரே வரியில்: Period → IE↑ radius↓. Group ↓ IE↓ radius↑. EN உச்சம் F, EA உச்சம் Cl. Dips Mg→Al, P→S.

🔗 தொடர்புடைய கருத்துகள் — Connected Concepts

Unit 2 · விரைவில் பிணைப்பு சக்தி (bond energy) பருமனைப் பொறுத்தது Unit 6 · விரைவில் மாற்று உலோகங்கள் (transition metals) — d-block contraction Unit 11 · விரைவில் அமில/கார வலிமை (acid/base strength) ↔ EN Unit 12 · விரைவில் மின் முனை சக்தி (electrode potential) ↔ IE + EA அயன் SO₃²⁻-இல் S-O பிணைப்பு — O பருமன் (size) + EN முக்கியம்

ஆவர்த்தன போக்குகள்
*Periodic trends*
Credit: Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0
📖 மேலதிக தகவல் / More on Wikipedia →

📝 பயிற்சி வினாக்கள்

பகுதி I — பல்தேர்வு வினாக்கள்

ஒரு கிடைவரிசையில் இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது அணு ஆரை:
1. கூடும்
2. குறையும்
3. மாறாது
4. இரட்டிக்கும்
5. பூச்சியம்
விடை
(2) — அணுக்கருவின் ஊட்டம் ↑, ஓடு மாறாது → ஆரை குறையும்.
ஒரு நெடுங்குழுவில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது அணு ஆரை:
1. குறையும்
2. கூடும்
3. மாறாது
4. பூச்சியம்
5. கணிக்க முடியாது
விடை
(2) — புதிய ஓடுகள் சேர்வதால் ஆரை கூடும்.
அயனாக்க ஆற்றல் கிடைவரிசையில் (இட→வல):
1. குறையும்
2. கூடும்
3. மாறாது
4. பூச்சியம்
5. இரட்டிக்கும்
விடை
(2) — ஆரை ↓, கருஈர்ப்பு ↑ → அயனாக்க ஆற்றல் கூடும்.
மிக உயர் மின்னெதிர்த்தன்மை கொண்ட மூலகம்:
1. O
2. N
3. Cl
4. F
5. Na
விடை
(4) — F மிக உயர் மின்னெதிர்த்தன்மை (4.0).
நெடுங்குழு கீழ்நோக்கி அயனாக்க ஆற்றல்:
1. கூடும்
2. குறையும்
3. மாறாது
4. இரட்டிக்கும்
5. பூச்சியம்
விடை
(2) — ஆரை ↑, திரையிடல் ↑ → அயனாக்க ஆற்றல் குறையும்.
மிகப் பெரிய அணு ஆரை கொண்ட மூலகம் (இவற்றுள்):
1. Li
2. Na
3. K
4. H
5. Be
விடை
(3) — K — அதிக ஓடுகள் (period 4, குழு 1).

பகுதி II — கட்டமைப்பு வினா

• கிடைவரிசையில் அணு ஆரை குறைவதற்கும் அயனாக்க ஆற்றல் கூடுவதற்கும் காரணம் தருக.

மாதிரி விடை

அணுவெண் ↑ → கருஈர்ப்பு ↑, ஓடு மாறாது → ஆரை ↓; இறுக்கமாகப் பிணைந்த எலக்ட்ரானை அகற்ற கூடுதல் ஆற்றல் → அயனாக்க ஆற்றல் ↑.

• மின்னெதிர்த்தன்மை என்றால் என்ன? அதன் ஆவர்த்தன போக்கைக் கூறுக.

மாதிரி விடை

பிணைப்பு எலக்ட்ரான்களை அணு ஈர்க்கும் திறன். கிடைவரிசையில் ↑, நெடுங்குழுவில் ↓; F மிக உயர்வு.

கட்டுரை வினா

• அணு ஆரை, அயனாக்க ஆற்றல், மின்னெதிர்த்தன்மை ஆகியவற்றின் ஆவர்த்தன போக்குகளை, காரணங்களுடன் விளக்குக.

விடை வரைவு

வரைவு: ஆரை — கிடை ↓ (கருஈர்ப்பு), நெடு ↑ (ஓடுகள்); அயனாக்க ஆற்றல் — கிடை ↑, நெடு ↓; மின்னெதிர்த்தன்மை — கிடை ↑, நெடு ↓ (F அதிகம்); அடிப்படை — செயல்திறன் கருஈர்ப்பு vs திரையிடல்/ஆரை.