அலகு 6 — s, p, d தொகுப்பு மூலகங்கள்
முழுமையான பார்வை — இவ்வலகு ஏன் முக்கியம்?
ஆவர்த்தன அட்டவணையில் (Periodic Table) நூற்றுக்கணக்கான மூலகங்கள் காணப்படுகின்றன; ஒவ்வொன்றும் தனித்துவமான இயல்புகளைக் (properties) கொண்டுள்ளது. இவை அனைத்தையும் தனித்தனியாக மனனம் செய்வது நடைமுறையில் சாத்தியமற்றது. ஆனால், மூலகங்கள் தமது வலுவளவு இலத்திரன் அமைப்பின் (valence electron configuration) அடிப்படையில் கூட்டங்களாகவும் ஆவர்த்தனங்களாகவும் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டுள்ளமையால், ஒரே கூட்டத்தில் உள்ள மூலகங்கள் ஒத்த இரசாயன நடத்தையைக் காட்டுகின்றன. இவ்வலகு, இந்த ஒழுங்கைப் பயன்படுத்தி கூட்டம் 1 முதல் கூட்டம் 18 வரையான மூலகங்களின் விபரண இரசாயனத்தை (descriptive chemistry) முறையாகக் கற்பிக்கின்றது.
ஆவர்த்தன அட்டவணை மூன்று பெரும் தொகுப்புகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றது. நிறைவாக நிரப்பப்படும் உபசக்திமட்டத்தின் (subshell) அடிப்படையில், கூட்டம் 1 மற்றும் 2 மூலகங்கள் s தொகுப்பாகவும் (s-block), கூட்டம் 13 முதல் 18 வரையான மூலகங்கள் p தொகுப்பாகவும் (p-block), நடுவில் அமையும் தாண்டல் மூலகங்கள் (transition elements) d தொகுப்பாகவும் (d-block) வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு தொகுப்பும் தனித்துவமான இயல்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
இவ்வலகின் மைய எண்ணக்கரு
இவ்வலகின் மைய எண்ணக்கரு பின்வருமாறு அமைகின்றது: ஒரு மூலகத்தின் இரசாயன இயல்புகள் அதன் வலுவளவு இலத்திரன் அமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன; எனவே ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஒரு மூலகம் அமைந்துள்ள இடத்தைக் கொண்டே அதன் இயல்புகளை எதிர்வுகூற முடியும்.
- ஒரு கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிய போக்குகள் — ஒரே கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்பொழுது அணுவாரை (atomic radius) கூடுகின்றது; அயனாக்கச் சக்தி (ionisation energy) மற்றும் மின்னெதிர்த்தன்மை (electronegativity) குறைகின்றன. இதன் விளைவாக கூட்டம் 1, 2 இல் தாக்கத்திறன் கூடுகின்றது; கூட்டம் 17 இல் தாக்கத்திறன் குறைகின்றது.
- ஒரு ஆவர்த்தனத்தின் குறுக்கான போக்குகள் — மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தின் (Period 3) குறுக்காக இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்பொழுது உலோக இயல்பு (metallic character) குறைகின்றது; ஒட்சைட்டுகளின் (oxides) தன்மை காரத்தன்மையிலிருந்து ஈரியல்பு (amphoteric) ஊடாக அமிலத்தன்மைக்கு மாறுகின்றது.
- தாண்டல் மூலகங்களின் தனித்துவம் — d தொகுப்பு மூலகங்கள் மாறும் ஒட்சியேற்ற நிலைகளை (variable oxidation states) காட்டுகின்றன; நிறமுள்ள அயன்களை உருவாக்குகின்றன; வினையூக்கிகளாகச் செயற்படுகின்றன; மேலும் இணைப்புச் சேர்வைகளை (coordination compounds) உருவாக்குகின்றன. பகுதி நிரப்பப்பட்ட d உபஓடே இவை அனைத்திற்கும் காரணமாகும்.
இவ்வலகில் நினைவில் வைக்க வேண்டிய உண்மைகள் அதிகம் இருந்தாலும், அவற்றை ஒவ்வொன்றாக மனனம் செய்யத் தேவையில்லை. கூட்டப் போக்குகளையும் ஆவர்த்தனப் போக்குகளையும் நன்கு புரிந்துகொண்டால், தனிப்பட்ட மூலகங்களின் நடத்தையை அவற்றின் இடத்தைக் கொண்டு துணியலாம்.
நிரப்பப்படும் உபசக்திமட்டமே ஒரு மூலகம் எத்தொகுப்பைச் சேர்ந்தது என்பதைத் தீர்மானிக்கின்றது.
அணுவாரை, அயனாக்கச் சக்தி, மின்னெதிர்த்தன்மை — மூன்று போக்குகளும் ஒரே வரைபடத்தில். இவ்வலகின் மைய எண்ணக்கரு இதுவே.
இவ்வலகு உள்ளடக்கும் பகுதிகள்
இவ்வலகு NIE பாடநூலின் 4.0 முதல் 4.10 வரையான பிரிவுகளை உள்ளடக்குகின்றது. பகுதிகள் பின்வருமாறு அமைகின்றன.
- 4.1 கூட்டம் 1 — கார உலோகங்கள் (Alkali Metals) — கூட்டப் போக்குகள், நீர் மற்றும் ஒட்சிசனுடனான தாக்கங்கள், உப்புகளின் வெப்பவுறுதி (thermal stability), கரைதிறன், சுவாலைச் சோதனை (flame test), லிதியத்தின் வேறுபட்ட நடத்தை.
- 4.2 கூட்டம் 2 — காரமண் உலோகங்கள் (Alkaline Earth Metals) — கூட்டப் போக்குகள், தாக்கங்கள், கார்பனேற்று உப்புகளின் வெப்பவுறுதி, ஐதரொட்சைட்டுகள் மற்றும் சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் போக்குகள், சுவாலைச் சோதனை, பெரிலியத்தின் மூலைவிட்டத் தொடர்பு.
- 4.3 கூட்டம் 13 — கூட்டப் போக்குகள், அலுமினியத்தின் ஈரியல்புத் தன்மை (amphoteric nature).
- 4.4 கூட்டம் 14 — கூட்டப் போக்குகள், வைரமும் கிறபைற்றும் (allotropes of carbon), காபனோர்ஒட்சைட்டு (CO) மற்றும் காபனீரஒட்சைட்டு (CO₂), காபனின் ஒட்சோ அமிலம் (H₂CO₃).
- 4.5 கூட்டம் 15 — நைதரசன் தொகுதி — கூட்டப் போக்குகள், நைதரசனின் இரசாயனவியல், நைதரசனின் ஒட்சோ அமிலங்கள் (HNO₃, HNO₂), அமோனியாவும் அமோனியம் உப்புகளும்.
- 4.6 கூட்டம் 16 — ஒட்சிசன் தொகுதி — கூட்டப் போக்குகள், கூட்டம் 16 இன் ஐதரைட்டுகள், ஒட்சிசன், கந்தகம் (sulphur), ஒட்சைட்டுகளின் வகைப்பாடு, ஐதரசன் பரவொட்சைட்டு (H₂O₂), கந்தகத்தின் ஒட்சோ அமிலங்கள் (H₂SO₄, H₂SO₃).
- 4.7 கூட்டம் 17 — அலசன்கள் (Halogens) — கூட்டப் போக்குகள், ஐதரசன் ஏலைட்டுகள், குளோரினின் தாக்கங்கள்.
- 4.8 கூட்டம் 18 — விழுமிய வாயுக்கள் (Noble Gases) — கூட்டப் போக்குகள், கூட்டம் 18 இன் எளிய சேர்வைகள்.
- 4.9 மூன்றாம் ஆவர்த்தனப் போக்குகள் (Periodic Trends Across Period 3) — வலுவளவு இலத்திரன் அமைப்பு, உலோக இயல்பு, ஒட்சைட்டுகள், ஐதரொட்சைட்டுகள், ஐதரைட்டுகள், குளோரைட்டுகளின் தாக்க நடத்தைகள்.
- 4.10 d தொகுப்பு — தாண்டல் மூலகங்கள் (Transition Elements) — வரைவிலக்கணம், நான்காம் ஆவர்த்தன d தொகுப்பு மூலகங்களின் இயல்புகள், ஒட்சைட்டுகள், இணைப்புச் சேர்வைகள், சிக்கல் அயன்களின் (complex ions) பெயரிடல் மற்றும் உறுதிப்பாடு, கற்றயன்களை இனங்காணும் பரிசோதனைகள்.
முன்னோக்கிய இணைப்புகள்
இவ்வலகில் கற்கும் கருத்துகள் பிற்பகுதி அலகுகளில் தொடர்ந்து பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தின் ஒட்சைட்டுகள் காரத்தன்மையிலிருந்து அமிலத்தன்மைக்கு மாறும் போக்கு, அமிலங்களும் காரங்களும் தொடர்பான அலகுடன் நேரடியாக இணைகின்றது; சோடியம் ஒட்சைட்டு (Na₂O) நீருடன் காரக் கரைசலையும், சல்பர் டையொட்சைட்டு (SO₂) நீருடன் அமிலக் கரைசலையும் தருகின்றன. மேலும், தாண்டல் மூலகங்கள் காட்டும் மாறும் ஒட்சியேற்ற நிலைகளும் ஒட்சியேற்ற-ஒட்சிஇறக்கத் தாக்கங்களும் (redox reactions), அலகு 12 இன் மின்னிரசாயனவியலுடன் (electrochemistry) இணைகின்றன; மங்கனேற்று அயனும் (MnO₄⁻) டைகுரோமேற்று அயனும் (Cr₂O₇²⁻) வழமையான ஒட்சியேற்றிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
- உப்புகளின் வெப்பவுறுதியைத் தலைகீழாகக் கூறுதல் — கூட்டம் 1 மற்றும் கூட்டம் 2 ஆகிய இரண்டிலும் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்பொழுது நைத்திரேற்று மற்றும் கார்பனேற்று உப்புகளின் வெப்பவுறுதி கூடுகின்றது. கற்றயனின் முனைவாக்கும் வலு (polarising power) குறைவதே இதற்குக் காரணமாகும்.
- கரைதிறன் போக்குகளைக் குழப்புதல் — கூட்டம் 2 இல் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்பொழுது ஐதரொட்சைட்டுகளின் கரைதிறன் கூடுகின்றது; ஆனால் சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் குறைகின்றது. இவ்விரு போக்குகளும் எதிரெதிரானவை; அவற்றைக் குழப்பக் கூடாது.
- ஈரியல்புத் தன்மையை மறந்துவிடுதல் — அலுமினியம் ஒட்சைட்டு (Al₂O₃) மற்றும் அலுமினியம் ஐதரொட்சைட்டு (Al(OH)₃) ஆகியன அமிலத்துடனும் காரத்துடனும் தாக்கமடைகின்றன. இதுவே மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தின் ஒட்சைட்டுப் போக்கின் திருப்புமுனையாகும்.
- தாண்டல் மூலகத்தின் வரைவிலக்கணத்தைத் தவறாகப் பயன்படுத்துதல் — பகுதி நிரப்பப்பட்ட d உபஓட்டைக் கொண்ட ஒரு நிலையான அயனை உருவாக்கும் மூலகமே தாண்டல் மூலகமாகும். ஸ்காண்டியம் (Sc³⁺ எனில் d⁰) மற்றும் சிங்கு (Zn²⁺ எனில் d¹⁰) ஆகியன வழமையான தாண்டல் மூலகங்களாக வகைப்படுத்தப்படுவதில்லை.
- இலத்திரன் அமைப்பின் விதிவிலக்குகளை மறத்தல் — குரோமியம் [Ar]3d⁵4s¹ எனவும், கொப்பர் [Ar]3d¹⁰4s¹ எனவும் அமைகின்றன. அரைநிரப்பப்பட்ட d⁵ மற்றும் முழுநிரப்பப்பட்ட d¹⁰ அமைப்புகளின் மேலதிக உறுதியே இதற்குக் காரணமாகும்.
இது பாடத்திட்டத்தின் மிகப் பெரிய அலகாகும்; பகுதி I இன் MCQ வினாக்களில் ஒவ்வொரு வருடமும் பல வினாக்கள் இவ்வலகிலிருந்தே கேட்கப்படுகின்றன. கூட்டப் போக்குகள், உப்புகளின் வெப்பவுறுதி, கரைதிறன் போக்குகள், ஈரியல்புத் தன்மை, மூன்றாம் ஆவர்த்தனப் போக்குகள் என்பன அடிக்கடி கேட்கப்படும் தலைப்புகளாகும். பகுதி II இன் கட்டமைப்பு வினாக்களில், தாண்டல் மூலகங்களின் இயல்புகள், சிக்கல் அயன்களின் பெயரிடல், கற்றயன்களை இனங்காணும் பரிசோதனைகள் வழமையாகக் கேட்கப்படுகின்றன. தனிப்பட்ட உண்மைகளை மனனம் செய்வதைவிட, கூட்டப் போக்குகளையும் ஆவர்த்தனப் போக்குகளையும் புரிந்துகொள்வதே மதிப்பெண் பெறுவதற்கான திறவுகோலாகும்.
Periodic table overview
Credit: Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0
📖 மேலதிக தகவல் / More on Wikipedia →