ஆவர்த்தனப் போக்குகள் — பருமன், அயனாக்கற் சக்தி

முன்னுரை — ஏன் ஆவர்த்தனப் போக்குகள் (Periodic Trends) முக்கியம்?

நீங்கள் இந்த ஒரு பகுதியை சரியாக புரிந்தால், 3 அலகுகளில் (Units) 3 கேள்விகள் எளிதாக பதிலளிக்க முடியும் — Unit 1 (இங்கே), Unit 2 (பிணைப்பு — bond energy பருமனைப் (size) பொறுத்தது), Unit 6 (மூலகங்களின் வேதியியல் — element chemistry போக்குகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது).

4 முக்கியப் போக்குகள் (4 Key Trends)

1. அணுவின் பருமன் (atomic radius)

Period-இல் (across, left→right): குறையும் (decreases). Z அதிகரிக்க (more Z) நியூக்ளியஸ் கட்டுப்பாடு (nuclear pull) அதிகரிக்கிறது, ஆனால் shell அதே. அணு சுருங்குகிறது (atom shrinks).
Group-இல் (down): அதிகரிக்கும் (increases). புதிய shell ஒவ்வொரு period-க்கும், valence e⁻ தூரம் (further out).

2. அயனாக்கற் சக்தி (ionisation energy, IE)

வரையறை: ஒரு வாயு நிலை (gaseous) நடுநிலை அணுவிலிருந்து ஒரு e⁻-ஐ வெளியேற்ற தேவையான குறைந்தபட்ச சக்தி.

M(g) → M⁺(g) + e⁻ ΔH = IE₁

Period-இல்: அதிகரிக்கும். Z அதிகம், அணு சிறிய → கடினம் (harder).
Group-இல்: குறையும். Shell அதிகம் → எளிது (easier).

தேர்வாளர் வலை (Examiner trap) — IE-இல் dips

Period 3-இல் Mg → Al மற்றும் P → S-இல் IE குறையும் (decreases). காரணம் (reason):

Mg → Al: Mg = [Ne] 3s² (முழுமை / full subshell, stable). Al = [Ne] 3s² 3p¹ → 3p¹-ஐ அகற்றுவது எளிது (easier to remove).
P → S: P = [Ne] 3s² 3p³ (அரை-நிரப்பு / half-filled, stable). S = [Ne] 3s² 3p⁴ → ஜோடி (paired) p e⁻-ஐ அகற்றுவது எளிது (pair repulsion).

3. இலத்திரன் ஏற்றச் சக்தி (electron affinity, EA)

X(g) + e⁻ → X⁻(g) ΔH = −EA (வெளியேற்றம் / negative = exothermic)

உச்சம் (peak): Cl = 349 kJ/mol. Group 17-இன் சிறிய halogen Cl வலிமையாக e⁻-ஐ ஏற்கிறது.
Dips: N (3p³ அரை-நிரம்பு / half-filled) — e⁻ ஏற்க விரும்பாது. Noble gas EA ≈ 0.

4. மின்கருத்தீர்வு (electronegativity, EN)

வரையறை: ஒரு பிணைப்பில் (bond) e⁻-ஐ தன் பக்கம் இழுக்கும் (pull) அணுவின் திறன் (ability).

Period-இல்: அதிகரிக்கும். Group-இல்: குறையும்.
உச்சம் (peak): F = 3.98 (Pauling அளவில் / Pauling scale).
குறைந்த EN (lowest): Cs = 0.79.

நினைவாற்றல் (Memory hook)

"F > O > N > Cl" — மிக அதிக EN கொண்ட 4 அணுக்கள் (4 atoms with highest EN). Pauling: F = 4.0, O = 3.5, N = 3.0, Cl = 3.0.

போக்கு சுருக்கம் — Trend Summary

பண்பு (Property)	Period → (across)	Group ↓ (down)	உச்சம் (peak)
பருமன் (radius)	↓ குறையும்	↑ அதிகரிக்கும்	Cs (large), He (small)
IE	↑ அதிகரிக்கும்	↓ குறையும்	He (2372)
EA	↑ அதிகரிக்கும்	↓ குறையும் (mostly)	Cl (349)
EN	↑ அதிகரிக்கும்	↓ குறையும்	F (3.98)

Isoelectronic Series

Isoelectronic = அதே எண்ணிக்கையில் e⁻ (same e⁻ count) கொண்ட species. உதா. (e.g.) 10 e⁻ series: N³⁻, O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺.

விதி (Rule)

Isoelectronic-இல் Z சிறிய → பருமன் பெரிய (smaller Z → larger size). N³⁻ (Z=7) மிக பெரியது (largest), Al³⁺ (Z=13) மிக சிறியது (smallest). காரணம் (reason): அதே 10 e⁻-ஐ அதிக Z (more Z) அதிகமாக இழுக்கிறது.

🎯 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-நிரப்பு 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. ஒடுக்கும் தன்மை (reducing power) அதிகரிக்கும்.

Q6 / 10 ★★★★☆

பின்வரும் தனிமங்களில் (elements) அதிக மின்கருத்தீர்வை (electronegativity) 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) ↑, ஒடுக்கும் 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 வரையறை சார்ந்தது.

📜 கடந்த 5 ஆண்டுகள் தேர்வுக் கேள்விகள் (last 5 years)

PaperZone.lk + Past Papers Wiki இலிருந்து (from). உறுதிப்படுத்தப்பட்ட = கொடுக்கப்பட்ட Paper PDF-இலிருந்து நேரடியாக. பாங்கு (pattern) = அதே வடிவத்தில் கட்டமைக்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு.

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)
ஒடுக்கும் தன்மை (reducing power)
எதிர்வினையாற்றும் தன்மை (reactivity)

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

📊 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 வலைகள் (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