🔟 தரம் 10 · அலகு 3

சடப்பொருள்களின் கட்டமைப்பு

Structure of matter

★★★★☆ அணுமூலகம்சேர்வைஆவர்த்தன அட்டவணை

ஒரு கல்லைக் கையில் எடுத்துப் பாருங்கள். அதை உடைத்து மீண்டும் மீண்டும் உடைத்தால், ஒரு கட்டத்தில் இனிமேல் பிரிக்க முடியாத மிகச் சிறிய துகள் கிடைக்கும். அதையே அணு (atom) என்கிறோம். ஆனால் அந்த அணுவுக்குள்ளும் ஒரு கட்டமைப்பு உண்டு. அதில் ஒரு மைய கருவும் (nucleus), அதைச் சுற்றி ஓடும் இலத்திரன்களும் (electrons) உள்ளன. கருவின் உள்ளே புரோத்திரன்கள் (+) மற்றும் நியூத்திரன்கள் (0) உள்ளன; கருவைச் சுற்றி இலத்திரன்கள் (−) உள்ளன. இந்த அலகில் அணுவின் உள் கட்டமைப்பு, இலத்திரன் நிலையாமைப்பு, நவீன ஆவர்த்தன அட்டவணை, அணுக்கள் சேர்ந்து மூலகங்களும் சேர்வைகளும் உருவாகும் விதம் ஆகிய மூன்றையும் ஒன்றோடொன்று இணைத்துக் கற்போம்.

1. அணுவின் கட்டமைப்பு

ஒவ்வொரு அணுவிலும் மூன்று வகை அடிப்படைத் துகள்கள் உள்ளன.

துகள்	இடம்	மின்னூட்டம்	தோராய திணிவு
புரோத்திரன் (p⁺)	கருவினுள்	+1	1 u
நியூத்திரன் (n)	கருவினுள்	0	1 u
இலத்திரன் (e⁻)	கருவைச் சுற்றி	−1	~1/1840 u (புறக்கணிக்கப்படும்)

அணுவின் மொத்தத் திணிவு கருவிலேயே குவிந்துள்ளது (இலத்திரன்களின் திணிவு புறக்கணிக்கப்படக்கூடியது). p⁺ எண்ணும் e⁻ எண்ணும் சமமாக இருப்பதால் மொத்த மின்னூட்டம் சுழியாகிறது. எனவே ஒரு தனி அணு நடுநிலையானது.

1.1 அணு எண் (Atomic number, Z)

ஒரு அணுவின் கருவிலுள்ள புரோத்திரன்களின் எண்ணிக்கையே அணு எண் (Z). இவ்வெண்ணே அந்த அணு எந்த மூலகத்தைச் சேர்ந்தது என்பதைத் தீர்மானிக்கின்றது. எடுத்துக்காட்டு: கரியத்தின் Z = 6. எனவே 6 புரோத்திரன்கள் கொண்ட ஒவ்வொரு அணுவும் கரியம்தான். ஒரு புரோத்திரன் கூடச் சேர்ந்தாலோ நீங்கினாலோ அது வேறு மூலகமாகிவிடும்.

1.2 திணிவு எண் (Mass number, A)

கருவிலுள்ள புரோத்திரன் + நியூத்திரன் ஆகியவற்றின் மொத்த எண்ணிக்கையே திணிவு எண் (A). அதாவது

A = Z + N

இரண்டு எண்களையும் ஒரே குறியீட்டில் எழுதும்போது:

^A_ZX

எடுத்துக்காட்டு: ²³₁₁Na என்பது சோடியம். இதில் Z = 11, A = 23; எனவே N = 12.

1.3 ஐசோடோப்புகள் (Isotopes)

ஒரே மூலகத்தின் அணுக்கள், அதாவது ஒரே Z கொண்டவை, ஆனால் வேறுபட்ட A கொண்டிருந்தால் அவை ஐசோடோப்புகள் எனப்படும். புரோத்திரன் எண் ஒன்றே; நியூத்திரன் எண் மட்டுமே வேறு. எடுத்துக்காட்டு: கரியத்துக்கு ¹²₆C, ¹³₆C, ¹⁴₆C; ஐதரசனுக்கு ¹₁H, ²₁H (டியூட்டிரியம்), ³₁H (டிரிட்டியம்). ஐசோடோப்புகளின் இரசாயனப் பண்புகள் ஒரே மாதிரியானவை, ஏனெனில் அவற்றின் இலத்திரன் நிலையாமைப்பு ஒன்றே. இயற்பியல் பண்புகள் (திணிவு, கதிரியக்கம்) வேறுபடலாம்.

⭐ ஒரு வரியில் Z = புரோத்திரன் எண் = மூலகத்தின் அடையாள எண். A = புரோத்திரன் + நியூத்திரன். N = A − Z. நடுநிலை அணுவில் இலத்திரன் எண் = Z.

2. இலத்திரன் நிலையாமைப்பு (Electron configuration)

இலத்திரன்கள் அணுவின் கருவை ஒழுங்கின்றித் தாறுமாறாகச் சுற்றுவதில்லை. அவை குறிப்பிட்ட சக்தி நிலைகளில் (energy levels அல்லது shells) மட்டுமே சுற்றுகின்றன. இந்த ஓடுகள் ஒன்றோடொன்று உள்ளிருந்து வெளியே அடுக்கப்பட்டுள்ளன; உள்ளிருந்து வெளி நோக்கி அவை K, L, M, N எனப் பெயரிடப்படுகின்றன.

2.1 ஓடுகளின் கொள்ளளவு: 2n² விதி

n-ஆவது ஓடு உச்சபட்சம் 2n² இலத்திரன்களை மட்டுமே கொள்ளும்.

ஓடு	n	உச்ச கொள்ளளவு (2n²)
K	1	2
L	2	8
M	3	18
N	4	32

2.2 நிரப்புதல் விதி (Aufbau: எளிய வடிவம்)

இலத்திரன்கள் உள்ளிருந்து வெளி நோக்கி, சக்தி குறைந்த ஓட்டிலிருந்து நிரம்பும். முதல் 20 மூலகங்களுக்கு எளிய KLMN விதி போதுமானது.

முதலில் K ஓட்டை நிரப்புங்கள் (2 வரை).
பின்பு L ஓட்டை நிரப்புங்கள் (8 வரை).
அடுத்து M ஓட்டை நிரப்புங்கள். ஆனால் M இல் 8 இலத்திரன்கள் சேர்ந்த பிறகே N ஓட்டுக்குச் செல்ல வேண்டும் (முதல் 20 மூலகங்களுக்கு).

படம் 3.1 — அணுவின் K, L, M, N ஓடுகள்: போர் (Bohr) மாதிரி. NIE பாடநூல், தரம் 10

2.3 முதல் 20 மூலகங்களின் இலத்திரன் நிலையாமைப்பு

Z	மூலகம்	நிலையாமைப்பு (K,L,M,N)	இறுதி ஓட்டு e⁻
1	H	1	1
2	He	2	2 (நிறை)
3	Li	2, 1	1
4	Be	2, 2	2
5	B	2, 3	3
6	C	2, 4	4
7	N	2, 5	5
8	O	2, 6	6
9	F	2, 7	7
10	Ne	2, 8	8 (நிறை)
11	Na	2, 8, 1	1
12	Mg	2, 8, 2	2
13	Al	2, 8, 3	3
14	Si	2, 8, 4	4
15	P	2, 8, 5	5
16	S	2, 8, 6	6
17	Cl	2, 8, 7	7
18	Ar	2, 8, 8	8 (நிறை)
19	K	2, 8, 8, 1	1
20	Ca	2, 8, 8, 2	2

⚠ முக்கியக் குறிப்பு K (Z=19), Ca (Z=20) ஆகியவற்றின் இலத்திரன்கள் M இல் 18 ஆகும் முன்பே N ஓட்டுக்குச் சென்றுவிட்டன. இதற்குக் காரணம், M இன் கடைசி 10 இடங்களுக்குச் சக்தி அதிகம் என்பதே. ஆனால் சாதாரண தரப் பரீட்சைக்கு "M இல் 8 இற்கு மேல் சேராமல் N ஓட்டுக்கு நகரும்" என்ற எளிய விதி போதுமானது.

3. நவீன ஆவர்த்தன அட்டவணை (Modern Periodic Table)

மெண்டலீவ் (Dmitri Mendeleev) முதலில் மூலகங்களை அவற்றின் அணு நிறையின் வரிசையில் அமைத்து ஒரு ஆவர்த்தன அட்டவணையை உருவாக்கினார். ஆனால் நவீன அட்டவணை அணு எண் (Z) வரிசையில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. தற்போது 118 மூலகங்கள் இதில் உள்ளன. இவற்றின் அமைப்பில் 7 கிடைமட்ட பந்திகள் (periods) உள்ளன; நிலைக்குத்தாக 18 தொகுதிகள் (groups).

படம் 3.2 — நவீன ஆவர்த்தன அட்டவணையின் முதல் 20 மூலகம்: I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII/0 தொகுதிகள். NIE பாடநூல், தரம் 10

3.1 பந்தி (Period)

இது அட்டவணையின் கிடைமட்ட வரிசை. ஒரே பந்தியில் உள்ள மூலகங்களுக்கு ஒரே எண்ணிக்கையான இலத்திரன் ஓடுகள் உண்டு. எனவே பந்தி எண் என்பது இலத்திரன் ஓடுகளின் எண்ணிக்கைக்குச் சமம். எடுத்துக்காட்டு: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar ஆகிய அனைத்தும் பந்தி 3 இல் உள்ளன (K, L, M என மூன்று ஓடுகள்).

3.2 தொகுதி (Group)

இது அட்டவணையின் நிலைக்குத்து வரிசை. ஒரே தொகுதியில் உள்ள மூலகங்களுக்கு ஒரே எண்ணிக்கையான வெளி ஓட்டு (valence) இலத்திரன்கள் உண்டு. அதனால் அவை ஒரே மாதிரியான இரசாயனப் பண்புகளைக் காட்டுகின்றன.

தொகுதி	வெளி ஓட்டு e⁻	உதாரணம்	பெயர்
I	1	H, Li, Na, K	அல்கலி உலோகங்கள்
II	2	Be, Mg, Ca	அல்கலி காற உலோகங்கள்
III	3	B, Al	—
IV	4	C, Si	—
V	5	N, P	—
VI	6	O, S	—
VII	7	F, Cl	ஹலோஜன்கள்
VIII / 0	8 (He = 2)	He, Ne, Ar	உன்னத / விழுமிய வாயுக்கள்

⭐ முக்கியம் தொகுதி எண் என்பது வெளி ஓட்டு இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை; பந்தி எண் என்பது மொத்த ஓடுகளின் எண்ணிக்கை. இவ்விரு எண்களும் தெரிந்தால், மூலகத்தின் அமைவிடம், இலத்திரன் கட்டமைப்பு, எதிர்பார்க்கப்படும் பண்புகள் ஆகிய எல்லாவற்றையுமே கணிக்க முடியும்.

4. உலோக – அலோக – குறை உலோகப் பண்புகள்

ஆவர்த்தன அட்டவணையில் இடப்புறமும் நடுப்புறமும் உள்ள மூலகங்கள் உலோகங்கள் (metals); வலப்புறம் உள்ளவை அலோகங்கள் (non-metals); எல்லைக் கோட்டில் உள்ள சில மூலகங்கள் (B, Si, Ge, As) குறை உலோகங்கள் (metalloids) எனப்படும்.

உலோகம்: தகடாக்கவும் கம்பியாக்கவும் முடியும்; பளபளப்பானது; வெப்பத்தையும் மின்சாரத்தையும் கடத்தும்; உருகுநிலை அதிகம்; இலத்திரனை இழக்கும் தன்மை கொண்டது (நேர் அயனி உருவாகும்). எடுத்துக்காட்டு: Na → Na⁺, Mg → Mg²⁺.
அலோகம்: பளபளப்பற்றது; கடத்தி அல்லாதது; உருகுநிலை குறைவு; இலத்திரனை ஏற்கும் தன்மை கொண்டது (எதிர் அயனி உருவாகும்). எடுத்துக்காட்டு: Cl + e⁻ → Cl⁻, O + 2e⁻ → O²⁻.
குறை உலோகம்: இரு பண்புகளும் கலந்தவை. சிலிக்கன் (Si) நவீன அரைக்கடத்திகளின் (semiconductor) முதுகெலும்பு.

4.1 ஆவர்த்தனப் போக்குகள்

ஒரு பந்தியில் இடதிலிருந்து வலதாக: உலோகத் தன்மை குறையும்; அலோகத் தன்மை அதிகரிக்கும்; அணு அளவு குறையும். கருவின் நேர் மின்னூட்டம் அதிகரிப்பதால் இலத்திரன்கள் மையம் நோக்கி மேலும் வலுவாக இழுக்கப்படுகின்றன.
ஒரு தொகுதியில் மேலிருந்து கீழாக: உலோகத் தன்மை அதிகரிக்கும்; அலோகத் தன்மை குறையும்; அணு அளவு அதிகரிக்கும். இதற்குக் காரணம் புதிய ஓடுகள் சேர்க்கப்படுவதே.

5. மூலகம், சேர்வை, அயனி, மூலக்கூறு

5.1 மூலகம் (Element)

மூலகம் என்பது ஒரே வகை அணுக்களால் மட்டுமே ஆனது; சாதாரண இரசாயன முறைகளில் இதை இனிமேல் பிரிக்க முடியாது. தற்போது 118 மூலகங்கள் உள்ளன. அவற்றில் 92 இயற்கையில் கிடைக்கின்றன; மீதி செயற்கையாக ஆக்கப்பட்டவை. எடுத்துக்காட்டு: O₂, N₂, Au, Fe, C (வைரம், கிரபைட்).

5.2 சேர்வை (Compound)

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வேறுபட்ட மூலகங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் இரசாயன முறையில் இணைந்து உருவாக்கும் தூய பொருளே சேர்வை. சேர்வையில் கூறு மூலகங்களின் அசல் பண்புகள் இருப்பதில்லை; புதிய பண்புகள் தோன்றுகின்றன. எடுத்துக்காட்டு: H₂O (ஐதரசனும் ஒட்சிசனும்), NaCl (சோடியமும் குளோரினும்), CO₂, CH₄.

5.3 அயனி (Ion)

ஓர் அணு (அல்லது மூலக்கூறு) ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட இலத்திரன்களை இழந்தாலோ பெற்றாலோ அதற்கு நிகர மின்னூட்டம் கிடைக்கும். இவ்வாறு மின்னூட்டம் கொண்ட துகளே அயனி எனப்படும்.

நேர் அயனி (cation): இலத்திரனை இழந்தது. எடுத்துக்காட்டு: Na → Na⁺, Mg → Mg²⁺, Al → Al³⁺.
எதிர் அயனி (anion): இலத்திரனைப் பெற்றது. எடுத்துக்காட்டு: Cl + e⁻ → Cl⁻, O + 2e⁻ → O²⁻.

பொதுவாக உலோகங்கள் நேர் அயனிகளையும், அலோகங்கள் எதிர் அயனிகளையும் தரும். விழுமிய வாயுக்களின் வெளி ஓடு நிறைந்துள்ளது (8 e⁻); எனவே அவை அயனிகளைத் தருவதில்லை.

5.4 மூலக்கூறு (Molecule)

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அணுக்கள் இரசாயனப் பிணைப்புகளால் ஒன்றோடொன்று இணைந்து உருவான தனித்து நிற்கும் ஓர் அலகே மூலக்கூறு. எடுத்துக்காட்டு: H₂, O₂, N₂ (மூலகத்தின் மூலக்கூறுகள்); H₂O, CO₂, CH₄, NH₃ (சேர்வை மூலக்கூறுகள்).

5.5 இணைதிறன் (Valency)

ஓர் அணு மற்றோர் அணுவுடன் இணையும் திறனே இணைதிறன். அது அணு இழக்கும், பெறும் அல்லது பகிர்ந்துகொள்ளும் இலத்திரன் எண்ணிக்கைக்குச் சமம். தொகுதி I-III இல் இணைதிறன் தொகுதி எண்ணுக்குச் சமம் (1, 2, 3). தொகுதி V-VII இல் இணைதிறன் 8 − தொகுதி எண் (3, 2, 1). தொகுதி IV இல் இணைதிறன் 4. எடுத்துக்காட்டுச் சேர்வை சூத்திரங்கள்: NaCl (Na⁺ + Cl⁻); MgCl₂ (Mg²⁺ + 2Cl⁻); Al₂O₃ (2Al³⁺ + 3O²⁻); CO₂ (C இன் இணைதிறன் 4; 2 O அணுக்களில் ஒவ்வொன்றின் இணைதிறன் 2).

6. கரியம் (Carbon): அதன் சிறப்பு

ஆவர்த்தன அட்டவணையில் கரியமும் ஒரு மூலகமே; ஆனால் கரியம் (C, Z=6) தனியாகக் கற்கப்பட வேண்டிய அளவுக்குச் சிறப்புடையது. அதன் வெளி ஓட்டில் 4 இலத்திரன்கள் இருப்பதால் இணைதிறன் 4 ஆகும். எனவே மற்றக் கரிய அணுக்களோடும், H, O, N ஆகியவற்றோடும் நீளமான சங்கிலிகளையும் வளையங்களையும் கட்ட முடிகிறது. அதனாலேயே சேதன இரசாயனத்தின் (organic chemistry) முதுகெலும்பாகக் கரியம் உள்ளது.

கரியத்தின் வெவ்வேறு வடிவங்கள் (allotropes):

வைரம் (Diamond): ஒவ்வொரு C உம் 4 அயல் C அணுக்களுடன் நான்முகி (tetrahedral) வடிவில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது பூமியின் மிகக் கடினமான இயற்கைப் பொருள். மின்சாரத்தைக் கடத்தாது.
கிரபைட் (Graphite): ஒவ்வொரு C உம் 3 அயல் C அணுக்களுடன் தட்டையான வளையங்களாகப் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது; இவை அடுக்கின்மேல் அடுக்காகப் பெரிய தாள்களாக உள்ளன. தாள்களுக்கு இடையிலான பிணைப்பு வலிமை குறைவு என்பதால் இது வழுக்கும் தன்மை கொண்டது (உலர் மசகு). இது மின்சாரத்தைக் கடத்தும்.
ஃபுல்லரீன் (Fullerene C₆₀): 60 கரிய அணுக்கள் சேர்ந்த கால்பந்து வடிவம். இது நவீன நுண்தொழில்நுட்பத்தில் (nanotechnology) பயன்படும் பொருள்.

7. பரீட்சைக்கான ஒரே பக்க சுருக்கம்

அணு: கரு (p⁺, n) + சுற்றிலும் இலத்திரன்கள் (e⁻). Z = p⁺; A = p⁺ + n; N = A − Z. நடுநிலை அணுவில் e⁻ = Z. ஐசோடோப்பு: ஒரே Z, வேறு A.

ஓடுகள்: K, L, M, N இன் கொள்ளளவு = 2, 8, 18, 32 (2n²). முதல் 20 மூலகங்களுக்கு எளிய KLMN விதி. Na = 2,8,1; Ca = 2,8,8,2.

ஆவர்த்தன அட்டவணை: 7 பந்தி, 18 தொகுதி. பந்தி எண் = ஓடுகளின் எண்; தொகுதி எண் = வெளி ஓட்டு e⁻ எண். I, II = அல்கலி உலோகம், அல்கலி கார உலோகம்; VII = ஹலோஜன்; VIII/0 = விழுமிய வாயு.

போக்குகள்: ← → உலோகம் ↓, அலோகம் ↑, அளவு ↓. ↑ ↓ உலோகம் ↑, அலோகம் ↓, அளவு ↑.

அயனி: உலோகம் e⁻ இழந்து cation (Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺); அலோகம் e⁻ பெற்று anion (Cl⁻, O²⁻).

சேர்வை: 2 அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வேறு மூலகங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் இரசாயன முறையில் இணைந்தது. மூலக்கூறு = அணுக்கள் சேர்ந்த அலகு. இணைதிறன் = வெளி ஓட்டு e⁻ (I-IV) அல்லது 8 − வெளி e⁻ (V-VII).

கரியம் (Z=6): இணைதிறன் 4; சேதன இரசாயனத்தின் அடிப்படை. வெவ்வேறு வடிவங்கள் (allotropes): வைரம் (கடினம்), கிரபைட் (கடத்தி), ஃபுல்லரீன் (C₆₀).

✅ விரைவுச் சோதனை

முக்கியக் கருத்துக்களை உறுதிப்படுத்துங்கள். தவறான விடைகள் உங்கள் தவறுக் குறிப்பேட்டில் சேமிக்கப்படும்.

🖊 கட்டுரை வினாக்கள் (பகுதி II)

பரீட்சை வடிவில் கட்டமைப்பு வினாக்கள். முதலில் நீங்களே எழுதுங்கள்; பின்னர் மாதிரி விடையைத் திறந்து சரிபாருங்கள்.

1. (அ) ஒரு அணுவின் கட்டமைப்பில் காணப்படும் மூன்று அடிப்படை துகள்களை — இடம், மின்னூட்டம், திணிவு என்பவற்றுடன் அட்டவணை வடிவில் தருக. (4 புள்.)
(ஆ) ²³₁₁Na, ⁴⁰₂₀Ca இரண்டுக்கும் (i) புரோத்திரன் எண், (ii) நியூத்திரன் எண், (iii) இலத்திரன் எண், (iv) இலத்திரன் நிலையாமைப்பு என்பவற்றை கணக்கிடுக. (6 புள்.) (10 புள்ளி)

விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:

p⁺: கருவில், +1, 1 u.
n: கருவில், 0, 1 u.
e⁻: கருவைச் சுற்றி, −1, 1/1840 u.
Na: Z=11, A=23 → N=12, e⁻=11; config 2,8,1.
Ca: Z=20, A=40 → N=20, e⁻=20; config 2,8,8,2.

(அ) அணுவின் மூன்று அடிப்படை துகள்கள்:

| துகள் | இடம் | மின்னூட்டம் | தோராய திணிவு |
|---|---|---|---|
| புரோத்திரன் (p⁺) | கருவினுள் | +1 | 1 u |
| நியூத்திரன் (n) | கருவினுள் | 0 | 1 u |
| இலத்திரன் (e⁻) | கருவைச் சுற்றி (K, L, M, N ஓடுகளில்) | −1 | ~1/1840 u (புறக்கணிக்கப்படும்) |

கருவில் திணிவு பெரும்பாலானது குவிந்துள்ளது; அணுவின் மீதி பகுதி பெரிய வெற்றிடம் — அதில் e⁻-கள் இயங்குகின்றன.

(ஆ) ²³₁₁Na:
(i) புரோத்திரன் எண் Z = 11.
(ii) நியூத்திரன் எண் = A − Z = 23 − 11 = 12.
(iii) நடுநிலை அணு → இலத்திரன் எண் = Z = 11.
(iv) இலத்திரன் நிலையாமைப்பு (KLMN): 2, 8, 1.

⁴⁰₂₀Ca:
(i) புரோத்திரன் எண் = 20.
(ii) நியூத்திரன் எண் = 40 − 20 = 20.
(iii) இலத்திரன் எண் = 20.
(iv) இலத்திரன் நிலையாமைப்பு: 2, 8, 8, 2 (M-இல் 8 ஆகும்போது N-க்கு போகின்றது — முதல் 20 மூலகத்துக்கு எளிய விதி).

2. (அ) ஐசோடோப்பு (isotope) என்றால் என்ன? கரியத்தின் மூன்று ஐசோடோப்புகளை எடுத்துக்காட்டாக தருக. (4 புள்.)
(ஆ) ஐசோடோப்புகளின் இரசாயனப் பண்புகள் ஒரே ஆனால் இயற்பியல் பண்புகள் வேறுபடலாம் — காரணம் என்ன? (3 புள்.)
(இ) கீழ்க்கண்ட அயனிகளில் — Na⁺, Mg²⁺, Cl⁻, O²⁻ — எத்தனை இலத்திரன்கள் உள்ளன என்பதை கணக்கிடுக. (3 புள்.) (Na:11, Mg:12, Cl:17, O:8) (10 புள்ளி)

விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:

Isotope = ஒரே Z, வேறு A.
C-12, C-13, C-14 (Z=6 எல்லாம், N=6,7,8).
Chemical = e⁻ ஒரே → ஒரே bonding.
Physical = mass-dependent → density, b.p., kathirakkam வேறுபடும்.
Na⁺ = 11 − 1 = 10.
Mg²⁺ = 12 − 2 = 10.
Cl⁻ = 17 + 1 = 18.
O²⁻ = 8 + 2 = 10.

(அ) ஐசோடோப்பு என்பது ஒரே மூலகத்தின் — அதாவது ஒரே அணு எண் (Z) கொண்ட — ஆனால் வேறுபட்ட திணிவு எண் (A) கொண்ட அணுக்கள். ஒரே Z என்பதால் ஒரே மூலகம்; ஆனால் கருவில் நியூத்திரன் எண் வேறுபடுகிறது.

கரியத்தின் மூன்று ஐசோடோப்புகள்:
• ¹²₆C — 6p + 6n; இயற்கையில் 98.9 %.
• ¹³₆C — 6p + 7n; 1.1 %.
• ¹⁴₆C — 6p + 8n; சிறு அளவில், கதிரியக்கம் — தொல்லியல் வயது கணிப்புக்குப் பயன்படுகின்றது (carbon dating).

(ஆ) இரசாயனப் பண்புகள் ஒரே — காரணம்: இரசாயன வினைகள் இலத்திரன்களின் பரிமாற்றத்தாலேயே நிகழ்கின்றன. ஐசோடோப்புகளில் இலத்திரன் எண் = Z = ஒரே; இலத்திரன் நிலையாமைப்பும் ஒரே. ஆகவே அவை அதே bonds, அதே reactions செய்கின்றன.

இயற்பியல் பண்புகள் வேறுபடலாம் — காரணம்: திணிவு வேறுபடுகின்றது (கூடுதல் நியூத்திரன்கள்) → ஆகவே ஐசோடோப்புகளின் அடர்த்தி, கொதிநிலை, பாயும் வீதம் (diffusion rate), மற்றும் கதிரியக்கம் (¹⁴C போல) வேறுபடலாம்.

(இ) அயனிகளின் இலத்திரன் எண் கணக்கீடு:
• Na⁺ — Na (Z=11) ஒரு e⁻ இழந்தது → 11 − 1 = 10 e⁻ (Ne-உடன் isoelectronic).
• Mg²⁺ — Mg (Z=12) இரு e⁻ இழந்தது → 12 − 2 = 10 e⁻ (Ne-உடன் isoelectronic).
• Cl⁻ — Cl (Z=17) ஒரு e⁻ பெற்றது → 17 + 1 = 18 e⁻ (Ar-உடன் isoelectronic).
• O²⁻ — O (Z=8) இரு e⁻ பெற்றது → 8 + 2 = 10 e⁻ (Ne-உடன் isoelectronic).

இவையெல்லாமே octet நிறையை அடைய e⁻ பரிமாறுகின்றன — அதனாலேயே நிலையான வாயுவின் e⁻ அமைப்பை எடுக்கின்றன.

3. (அ) நவீன ஆவர்த்தன அட்டவணை எதன் அடிப்படையில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது? அதில் எத்தனை பந்திகள், எத்தனை தொகுதிகள் உள்ளன? (3 புள்.)
(ஆ) (i) பந்தி எண், (ii) தொகுதி எண் — இரண்டும் முறையே எதைச் சார்ந்துள்ளன என்பதை விளக்குக. (4 புள்.)
(இ) ஒரே பந்தியில் இடதிலிருந்து வலதாக, மற்றும் ஒரே தொகுதியில் மேலிருந்து கீழாக நகரும்போது (i) உலோகத் தன்மை, (ii) அணு அளவு ஆகியன எப்படி மாறுகின்றன? (3 புள்.) (10 புள்ளி)

விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:

அணு எண் (Z) வரிசை.
7 பந்தி, 18 தொகுதி.
பந்தி எண் = ஓடுகளின் எண்.
தொகுதி எண் = வெளி ஓட்டு (valence) e⁻ எண்.
பந்தியில் → : உலோகம் ↓, அளவு ↓.
தொகுதியில் ↓ : உலோகம் ↑, அளவு ↑.

(அ) நவீன ஆவர்த்தன அட்டவணை அணு எண் (Z) வரிசையில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. (Mendeleev முதலில் அணு எடைப்படி வரிசையில் அமைத்தார்; அதில் சில முரண்பாடுகள் ஏற்பட்டன — ஆகவே நவீனத்தில் Z-க்கு மாற்றினர்.) அட்டவணையில் 7 கிடைமட்ட பந்திகள் (periods) + 18 நிலைக்குத்து தொகுதிகள் (groups) உள்ளன. தற்போது 118 மூலகங்கள் உள்ளன — 92 இயற்கை, மீதி செயற்கை.

(ஆ) (i) பந்தி எண்: ஒரே பந்தியில் உள்ள மூலகங்களுக்கு ஒரே எண்ணிக்கையான இலத்திரன் ஓடுகள் உண்டு. ஆகவே பந்தி எண் = அந்த மூலகத்தின் மொத்த ஓடுகளின் எண். எடுத்துக்காட்டு: Period 1 = K மட்டுமே (H, He); Period 2 = K + L (Li → Ne); Period 3 = K + L + M (Na → Ar).

(ii) தொகுதி எண்: ஒரே தொகுதியில் உள்ள மூலகங்களுக்கு ஒரே எண்ணிக்கையான வெளி ஓட்டு (valence) இலத்திரன்கள் உண்டு. ஆகவே தொகுதி எண் = வெளி ஓட்டு இலத்திரன் எண். எடுத்துக்காட்டு: Group I = 1 valence (Li, Na, K — அல்கலி உலோகம்); Group VII = 7 valence (F, Cl — ஹலோஜன்); Group VIII/0 = 8 valence (Ne, Ar — விழுமிய வாயு). ஒரே தொகுதியில் ஒரே chemical behaviour — ஏனெனில் valence e⁻ ஒரே.

(இ) (i) உலோகத் தன்மை:
• ஒரே பந்தியில் இடதிலிருந்து வலதாக → உலோகத் தன்மை குறையும்; அலோகத் தன்மை அதிகரிக்கும். (Na metal → Cl non-metal Period 3.)
• ஒரே தொகுதியில் மேலிருந்து கீழாக → உலோகத் தன்மை அதிகரிக்கும் (புதிய ஓடுகள் சேர்ந்து shielding ↑ → e⁻ இழப்பு எளிது). Li → Cs மிக reactive.

(ii) அணு அளவு:
• பந்தியில் இடதிலிருந்து வலதாக → அளவு குறையும். காரணம்: Z ↑ ஆனால் ஓடு எண் மாறவில்லை; கருவின் நிலை மின்னூட்டம் e⁻-களை அதிகமாக இழுக்கின்றது.
• தொகுதியில் மேலிருந்து கீழாக → அளவு அதிகரிக்கும். காரணம்: புதிய ஓடுகள் சேர்க்கப்படுகின்றன.

4. (அ) மூலகம், சேர்வை, கலவை — மூன்றுக்கும் இடையே உள்ள வேறுபாட்டை இரண்டு உதாரணம் ஒவ்வொன்றுக்கும் தந்து விளக்குக. (5 புள்.)
(ஆ) NaCl, CaCl₂, Al₂O₃ — மூன்று சேர்வைகளில் கூறு அயனிகளை எழுதி அவை எவ்வாறு அந்த சூத்திரத்தைத் தருகின்றன என்பதை விளக்குக. (5 புள்.) (10 புள்ளி)

விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:

மூலகம் = ஒரே வகை அணு (O₂, Fe).
சேர்வை = 2+ வேறு மூலகம் இரசாயனமாக ஒரே விகிதம் (H₂O, NaCl).
கலவை = இரு+ பொருள் இரசாயனமாக இல்லாமல், மாறும் விகிதம், எளிதாக பிரிக்கலாம் (காற்று, உப்புத் தண்ணீர்).
NaCl: Na⁺ + Cl⁻ → 1:1.
CaCl₂: Ca²⁺ + 2 Cl⁻ → 1:2.
Al₂O₃: 2 Al³⁺ + 3 O²⁻ → 2:3 (cross-multiply).

(அ) மூலகம் (element) — ஒரே வகை அணுக்களால் மட்டுமே ஆனது. சாதாரண இரசாயன முறைகளில் இனிமேல் பிரிக்க முடியாதது. உதா: ஒட்சிசன் (O₂), இரும்பு (Fe), தங்கம் (Au).

சேர்வை (compound) — இரு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வேறு மூலகங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் இரசாயனமாக இணைந்தது. கூறு மூலகங்களின் பழைய பண்புகள் காணாமல், புதிய பண்புகள் தோன்றுகின்றன. பிரிக்க இரசாயன முறை வேண்டும். உதா: H₂O (ஐதரசன் + ஒட்சிசன் 1:8 எடை விகிதம்), NaCl (சோடியம் + குளோரின்).

கலவை (mixture) — இரு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட தனிமங்கள் அல்லது சேர்வைகள் இரசாயனமாக இணையாமல், மாறும் விகிதத்தில் கலந்தது. கூறுகள் தம்தம் பண்புகளை இழக்காது; இயற்பியல் முறைகளில் எளிதாக பிரிக்கலாம். உதா: காற்று (N₂ + O₂ + …), உப்புத் தண்ணீர் (H₂O + NaCl).

முக்கிய வேறுபாடு: சேர்வையில் பிரிப்பு கடினம், பண்பு மாற்றம் முழுமை; கலவையில் பிரிப்பு எளிது, பண்பு மாறாது.

(ஆ) NaCl (சோடியம் குளோரைடு) — வீட்டு உப்பு:
Na (Group I) → Na⁺ + e⁻ (1 e⁻ இழந்து +1 cation).
Cl (Group VII) + e⁻ → Cl⁻ (1 e⁻ பெற்று −1 anion).
Net charge balance: (+1) + (−1) = 0 → 1 Na⁺ : 1 Cl⁻ → சூத்திரம் NaCl.

CaCl₂ (கல்சியம் குளோரைடு):
Ca (Group II) → Ca²⁺ + 2 e⁻ (+2 cation).
Cl + e⁻ → Cl⁻ (−1 anion).
ஒரு Ca²⁺ +2 கொடுக்கின்றது; ஒரு Cl⁻ −1 மட்டும். ஆகவே 2 Cl⁻ வேண்டும் சமன் செய்ய.
Net: (+2) + (−1 × 2) = 0 → 1 Ca²⁺ : 2 Cl⁻ → சூத்திரம் CaCl₂.

Al₂O₃ (அலுமினியம் ஒட்சைட்):
Al (Group III) → Al³⁺ + 3 e⁻ (+3 cation).
O (Group VI) + 2 e⁻ → O²⁻ (−2 anion).
Cross-multiply: Al-இன் |charge| = 3 → O subscript = 3; O-இன் |charge| = 2 → Al subscript = 2.
Net: (+3 × 2) + (−2 × 3) = +6 − 6 = 0 → 2 Al³⁺ : 3 O²⁻ → சூத்திரம் Al₂O₃.

5. (அ) நேர் அயனி (cation) மற்றும் எதிர் அயனி (anion) எவ்வாறு உருவாகின்றன என்பதை விளக்குக. ஒவ்வொன்றுக்கும் இரு உதாரணம் தருக. (5 புள்.)
(ஆ) விழுமிய வாயுக்கள் (Ne, Ar, …) ஏன் வினையற்றவை? (3 புள்.)
(இ) Na, Mg, Al ஆகியன ஏன் cation கொடுக்கின்றன, ஆனால் F, Cl ஆகியன ஏன் anion கொடுக்கின்றன — இலத்திரன் நிலையாமைப்பின் அடிப்படையில் விளக்குக. (2 புள்.) (10 புள்ளி)

விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:

Cation = e⁻ இழப்பு → +.
Anion = e⁻ பெறுதல் → −.
Cation உதா: Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺.
Anion உதா: Cl⁻, O²⁻.
Noble gas = full octet → e⁻ ஐ இழக்கவோ பெறவோ ஆற்றல் ஆதாயம் இல்லை.
Na, Mg, Al = 1, 2, 3 valence e⁻ — இழப்பது எளிது (octet கீழே).
F, Cl = 7 valence — ஒரே e⁻ பெற்று octet நிறை.

(அ) நேர் அயனி (cation) — ஒரு நடுநிலை அணு ஒன்று அல்லது பல இலத்திரன்களை இழந்து ஏற்படுவது. இலத்திரன் −1 கொண்டது; ஒன்று குறைய நிகர மின்னூட்டம் +1 ஆகும். ஆகவே cation = நேர் மின்னூட்டம். உதா:
• Na → Na⁺ + e⁻ (சோடியம் ஒரு e⁻ இழந்து +1).
• Mg → Mg²⁺ + 2 e⁻ (மக்னீசியம் இரு e⁻ இழந்து +2).

எதிர் அயனி (anion) — ஒரு நடுநிலை அணு ஒன்று அல்லது பல இலத்திரன்களை பெற்று ஏற்படுவது. ஒரு கூடுதல் e⁻ = −1 கூடுதல் → நிகரம் எதிர்க்குறி. உதா:
• Cl + e⁻ → Cl⁻ (குளோரின் ஒரு e⁻ பெற்று −1).
• O + 2 e⁻ → O²⁻ (ஒட்சிசன் இரு e⁻ பெற்று −2).

பொதுவாக உலோகங்கள் cation கொடுக்கும் (வெளி ஓட்டில் e⁻ குறைவு → இழப்பது எளிது); அலோகங்கள் anion கொடுக்கும் (வெளி ஓட்டில் e⁻ அதிகம் → பெறுவது எளிது).

(ஆ) விழுமிய வாயுக்களின் வினையற்றமை: இவற்றின் வெளி ஓடு முற்றிலும் நிறையாக உள்ளது — He = 2 e⁻ (K நிறை); Ne, Ar, Kr, Xe = 8 e⁻ (octet நிறை). இந்த நிலை மிகுந்த ஆற்றல்-நிலையானது (low energy minimum). எந்த e⁻ ஐயும் இழப்பதோ பெறுவதோ ஆற்றல் ஆதாயம் தராது; ஆகவே அவை இரசாயன வினையில் ஈடுபடாமல் தனியாக அணு வடிவில் இருக்கின்றன. (Xe-உக்கு ஒரு சில kuripitta compound-கள் உண்டு; ஆனால் அவை விதிவிலக்கானவை.)

(இ) Na (2, 8, 1), Mg (2, 8, 2), Al (2, 8, 3) — வெளி ஓட்டில் முறையே 1, 2, 3 e⁻ மட்டுமே. இவற்றை இழந்துவிட்டால் முந்தைய ஓடு (Ne config 2, 8) நிறையாகின்றது — மிக நிலையான. ஆகவே அவை +1, +2, +3 cation கொடுக்கின்றன.

F (2, 7), Cl (2, 8, 7) — வெளியில் 7 e⁻. ஒரே e⁻ பெற்றால் octet 8 ஆகி நிறை. ஆகவே அவை −1 anion கொடுக்கின்றன. e⁻ இழப்பது நிலையற்ற நிலையைத் தரும் என்பதால் cation தராது.

6. (அ) கரியம் (Carbon, Z=6) ஏன் சேதன இரசாயனத்தின் முதுகெலும்பாக இருக்கின்றது? அதன் வெளி ஓட்டு e⁻ எண்ணிக்கையின் முக்கியத்துவம் என்ன? (4 புள்.)
(ஆ) கரியத்தின் மூன்று allotrope-களை — அவற்றின் கட்டமைப்பு, இரு பண்புகளுடன் — விளக்குக. (6 புள்.) (10 புள்ளி)

விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:

C: 2, 4 → 4 valence.
4 covalent bonds — chain + ring.
C–C, C–H, C–O, C–N — அனைத்தும் வலிமை.
வைரம் — tetrahedral 4 bond; கடினம்; non-conductor.
கிரபைட் — layered, 3 bond, 1 delocalised e⁻; soft; conductor.
Fullerene C₆₀ — football, 60 C; nanotech.

(அ) கரியத்தின் முக்கியத்துவம் — 4 valence: கரியத்தின் இலத்திரன் நிலையாமைப்பு 2, 4. அதாவது வெளி ஓட்டில் 4 e⁻. octet நிறையடைய அதற்கு 4 e⁻ பெற வேண்டும் / 4 இழக்க வேண்டும் — இரண்டுமே சக்தி அதிகம். ஆகவே கரியம் e⁻ பகிர்தலையே (covalent bonding) தேர்ந்தெடுக்கின்றது. 4 covalent bonds கட்டக் கூடியதால்:

• கரியக் கருக்கள் ஒன்றோடொன்று — நீளமான, கிளைபட்ட, வளையமான சங்கிலிகள் (chains) + வளையங்கள் (rings) கட்டலாம்.
• மற்றும் H, O, N, S என்னும் சேதன கூறுகளுடன் பல்வேறு வடிவில் பிணைய முடியும்.
• கரியக் கருக்களுக்கிடையேயான பிணைப்பு (C–C) மிக நிலையானது.

இதன் விளைவாக — மரம், புரதம், DNA, கொழுப்பு, பெட்ரோலியம், மருந்துகள், பிளாஸ்டிக் — இவை அனைத்தும் கரிய அடிப்படை மூலக்கூறுகள். உலகின் அத்தனை உயிரியின் இரசாயனமே கரியத்தைச் சார்ந்தது. ஆகவே 'organic chemistry' என்பது 'carbon chemistry'.

(ஆ) கரியத்தின் மூன்று allotrope-கள் (ஒரே மூலகத்தின் வேறுபட்ட கட்டமைப்புக் கொண்ட வடிவம்):

(1) வைரம் (Diamond):
• கட்டமைப்பு: ஒவ்வொரு C-உம் 4 அக்கம்பக்க C அணுக்களுடன் tetrahedral (109.5°) கோணத்தில் பிணைக்கப்பட்டது. மிக நீண்ட, 3-பரிமாண நெட்வொர்க்.
• பண்புகள்: பூமியின் கடினமான இயற்கைப் பொருள் (Mohs 10). மின்சாரம் கடத்தாது (free e⁻ இல்லை — எல்லா e⁻-களும் bond-இல்). உச்ச உருகுநிலை. கண்ணாடியில் ஒளி வெவ்வேறு திசையாக சிதறுவதால் பிரகாசம்.
• பயன்: அணி, துளையிடும் கருவி, கட்டிங் டிஸ்க்.

(2) கிரபைட் (Graphite):
• கட்டமைப்பு: ஒவ்வொரு C-உம் 3 அக்கம்பக்க C-களுடன் தட்டையாக (120°) பிணைக்கப்பட்டுள்ளது — அறுகோண வளையங்கள் ஒன்றுசேர்ந்து தாள்கள் (sheets). தாள்கள் ஒன்றின் மீது ஒன்று நழுவக்கூடிய மெல்லிய வான்-டெர்-வால்ஸ் பிணைப்பால் அடுக்கப்பட்டுள்ளன.
• பண்புகள்: மென்மை, வழுக்கும் தன்மை (உலர் மசகு பயன்பாடு). 4-வது e⁻ delocalised → மின் கடத்தி! உச்ச உருகுநிலை.
• பயன்: பென்சில் முனை, மின் முனை (electrode), உலர் மசகு, ஆணுவியல் moderator.

(3) ஃபுல்லரீன் (Fullerene, C₆₀):
• கட்டமைப்பு: 60 கரிய அணுக்கள் ஒரு கால்பந்து வடிவ (truncated icosahedron) கூட்டில் — 12 ஐங்கோணம் + 20 அறுகோணம்.
• பண்புகள்: திட — கருப்பு படிக மூலக்கூறு. தனிப் பெயருடைய இரசாயன பண்புகள். மிக நிலையானது.
• பயன்: nanotechnology, மருந்துத் தொகுப்பு (drug delivery), சூரிய மின்சார கலம்.

(மேலும்: கிராபீன் = ஒரே-அடுக்கு கிரபைட்; நானோகுழாய்கள் (CNT) = ஒரு கிராபீன் தாள் சுருட்டப்பட்டது.)

7. (அ) ஒரு பந்தியில் இடதிலிருந்து வலதாக நகரும்போது இரசாயன பண்புகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களை விளக்குக. (4 புள்.)
(ஆ) Period 3 — Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar — இம் மூலகங்களை எடுத்துக்கொள்க. (i) ஒவ்வொன்றினதும் இலத்திரன் நிலையாமைப்பை எழுதுக. (ii) எது அதிக உலோகம், எது அதிக அலோகம், எது வினையற்றது என்பதை சொல்க. (iii) Na-ஐ விட Cl ஏன் சிறிய அணு என்று விளக்குக. (6 புள்.) (10 புள்ளி)

விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:

பந்தியில் → : உலோகம் ↓; அலோகம் ↑; valence e⁻ ↑.
அணு அளவு ↓ (Z↑, ஓடு மாறவில்லை).
electronegativity ↑.
Na 2,8,1; Mg 2,8,2; Al 2,8,3; Si 2,8,4; P 2,8,5; S 2,8,6; Cl 2,8,7; Ar 2,8,8.
அதிக உலோகம் — Na; அதிக அலோகம் — Cl; வினையற்றது — Ar.
Na vs Cl: Z 11 → 17 ஆகிறது; ஓடு மாறாமல் effective nuclear charge அதிகம் → e⁻ அதிக pull → சிறிய அணு.

(அ) பந்தியில் இடதிலிருந்து வலதாக:
• வெளி ஓட்டு (valence) e⁻ எண் 1 → 8 ஆக அதிகரிக்கின்றது.
• உலோகத் தன்மை குறையும்; அலோகத் தன்மை அதிகரிக்கும். (Period 3: Na — மிக reactive metal; Cl — மிக reactive non-metal; Ar — inert.)
• கருவின் நிலை மின்னூட்டம் (Z) ↑; ஆனால் ஓடு எண் மாறவில்லை → e⁻-கள் அதிக pull → அணு அளவு குறையும்.
• Electronegativity ↑ (அலோகம் e⁻ பெறும் திறன் ↑).
• இணைதிறன் (valency) படி 1, 2, 3, 4, 3, 2, 1, 0 — IV-க்கு முன் = group; IV-க்கு பின் = 8 − group.

(ஆ) Period 3 (Na → Ar):

(i) இலத்திரன் நிலையாமைப்பு:
• Na (Z=11): 2, 8, 1
• Mg (Z=12): 2, 8, 2
• Al (Z=13): 2, 8, 3
• Si (Z=14): 2, 8, 4
• P (Z=15): 2, 8, 5
• S (Z=16): 2, 8, 6
• Cl (Z=17): 2, 8, 7
• Ar (Z=18): 2, 8, 8 (நிறை octet)

(ii)
• அதிக உலோகம் = Na — வெளியில் 1 e⁻; இழக்க எளிது.
• அதிக அலோகம் = Cl — வெளியில் 7 e⁻; 1 பெற்று octet நிறை. (இது pre-Ar; Ar valenceless.)
• வினையற்றது = Ar — நிறை octet, எதையும் இழப்பதோ பெறுவதோ ஆற்றல் ஆதாயம் இல்லை.

(iii) Na (2, 8, 1) எதிராக Cl (2, 8, 7):
• இரண்டுக்கும் ஒரே மூன்று ஓடுகள் (K, L, M) உள்ளன — ஆகவே "அளவை விரிப்பது" ஒரே மட்டத்திலேயே நிகழ்கின்றது.
• Na-வின் கரு +11; Cl-இன் கரு +17 — அதிக நிலை மின்னூட்டம்.
• கூடிய நிலை மின்னூட்டம் ஒரே ஓட்டில் உள்ள e⁻-களை அதிக வலுவாக மையம் நோக்கி இழுக்கின்றது — அணு கிட்டத்தட்ட சுருங்கிய தன்மை.
• ஆகவே, ஒரே ஓடு எண் இருந்தாலும், Cl-இன் அளவு Na-வை விட சிறியது.

இது period-throughout-ன் கவின் கருத்து: shielding மாறாமல் effective nuclear charge ↑ → radius ↓.

🔥 மீட்டல் மையம்

பரீட்சைக்கு முன் இறுதி ஒரு நிமிடம் — மறக்கக்கூடாதவை மட்டும்.

அணு: கரு (p⁺ + n) + சுற்றி e⁻. Z = p⁺; A = p⁺ + n; N = A − Z. நடுநிலை: e⁻ = Z.
ஐசோடோப்பு: ஒரே Z, வேறு A. e.g. ¹²C, ¹³C, ¹⁴C.
ஓடுகள் K, L, M, N — 2n²: 2, 8, 18, 32. முதல் 20 மூலகத்துக்கு M-இல் 8-க்கு மேல் N-க்கு.
இலத்திரன் நிலையாமைப்பு: Na 2,8,1; Mg 2,8,2; Al 2,8,3; Cl 2,8,7; Ar 2,8,8; K 2,8,8,1; Ca 2,8,8,2.
நவீன ஆவர்த்தன அட்டவணை: 7 பந்தி (period) + 18 தொகுதி (group). Z வரிசையில்.
பந்தி எண் = ஓடுகளின் எண். தொகுதி எண் = valence e⁻ எண்.
I, II = அல்கலி / அல்கலி கார உலோகம்; VII = ஹலோஜன்; VIII/0 = விழுமிய வாயு (inert).
போக்கு (பந்தியில் →): உலோகம் ↓, அலோகம் ↑, அளவு ↓.
போக்கு (தொகுதியில் ↓): உலோகம் ↑, அளவு ↑.
Cation (+): உலோகம் e⁻ இழக்கிறது (Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺). Anion (−): அலோகம் e⁻ பெறுகிறது (Cl⁻, O²⁻).
சேர்வை சூத்திரம்: NaCl 1:1, MgCl₂ 1:2, Al₂O₃ 2:3 (cross-multiply).
கரியம் (Z=6) 4-valent — சேதன இரசாயனம். Allotropes: வைரம் (கடினம், non-conductor), கிரபைட் (மென்மை, conductor), Fullerene C₆₀.
⚠ Noble gas e⁻ இழக்கவோ பெறவோ தேவை இல்லை — full octet.

அலகின் முதுகெலும்பு — கருத்துக்களும் தொடர்புகளும்.

அணு துகள்கள்: p⁺ கருவில் +1 மின்னூட்டம் 1u; n கருவில் 0 1u; e⁻ சுற்றி −1 ≈ 0. திணிவு கருவில் குவிந்தது.
Z, A, N: Z = p⁺ = அடையாள எண் (மூலகத்தை தீர்மானிக்கிறது). A = p⁺ + n. N = A − Z. நடுநிலை → e⁻ = Z.
Isotope vs Isobar vs Isoelectronic: Isotope = ஒரே Z வேறு A (¹²C/¹³C). Isobar = ஒரே A வேறு Z (⁴⁰Ar/⁴⁰Ca). Isoelectronic = ஒரே e⁻ எண் (Na⁺, Mg²⁺, O²⁻, F⁻, Ne — அனைத்தும் 10 e⁻).
ஓடு கொள்ளளவு (2n²): K (n=1) 2; L (n=2) 8; M (n=3) 18; N (n=4) 32. முதல் 20 மூலகத்துக்கு M-இல் 8 ஆகும்போதே N-க்கு போகும் என்ற எளிய விதி.
முதல் 20 e⁻ கட்டமைப்பு: H 1, He 2, Li 2,1, Be 2,2, B 2,3, C 2,4, N 2,5, O 2,6, F 2,7, Ne 2,8, Na 2,8,1, Mg 2,8,2, Al 2,8,3, Si 2,8,4, P 2,8,5, S 2,8,6, Cl 2,8,7, Ar 2,8,8, K 2,8,8,1, Ca 2,8,8,2.
பந்தி (period): கிடைமட்ட வரிசை = ஓடுகளின் எண். P1 (K) H,He. P2 (K,L) Li→Ne. P3 (K,L,M) Na→Ar. P4 (K,L,M,N) K, Ca, …
தொகுதி (group): நிலைக்குத்து = valence e⁻ எண். I (1: H,Li,Na,K), II (2: Be,Mg,Ca), III (3: B,Al), IV (4: C,Si), V (5: N,P), VI (6: O,S), VII (7: F,Cl), VIII/0 (8 or 2: He,Ne,Ar).
சிறப்பு குழுக்கள்: அல்கலி உலோகம் (Group I) — மிக reactive, water-உடன் வெடிக்கும். அல்கலி கார உலோகம் (Group II) — மிதமாக reactive. ஹலோஜன் (Group VII) — 7 valence, anion form. விழுமிய வாயு (Group VIII/0) — inert.
பந்தி → போக்குகள்: Atomic radius ↓; ionisation energy ↑; electronegativity ↑; உலோகம் → அலோகம்; valency = group (I-IV), 8−group (V-VII).
தொகுதி ↓ போக்குகள்: Atomic radius ↑; ionisation energy ↓; electronegativity ↓; உலோகத் தன்மை ↑; reactivity (Group I) ↑.
அயனி உருவாக்கம்: Na (2,8,1) − 1e⁻ → Na⁺ (2,8 = Ne config). Mg − 2e⁻ → Mg²⁺. Al − 3e⁻ → Al³⁺. Cl + 1e⁻ → Cl⁻ (Ar config). O + 2e⁻ → O²⁻. அனைத்தும் noble gas isoelectronic.
சேர்வை சூத்திர விதி: charges cross-multiply. Na⁺ + Cl⁻ → NaCl. Ca²⁺ + 2Cl⁻ → CaCl₂. 2Al³⁺ + 3O²⁻ → Al₂O₃. Net charge எப்போதும் 0.
Ionic vs Covalent: Metal + non-metal → ionic (NaCl, MgO). Non-metal + non-metal → covalent (H₂O, CO₂, CH₄, NH₃).
கரிய allotropes: Diamond (4 bond tetrahedral, கடினம், insulator). Graphite (3 bond layered, soft, conductor — delocalised e⁻). Fullerene C₆₀ (football). Graphene (single graphite layer). CNT (rolled graphene).

பரீட்சைக்கு முந்தின இரவு முழு அலகையும் ஓட்டிப் பார்.

3.1 அணு: கரு (p, n) + சுற்றி e⁻. Z = p = e⁻ (நடுநிலை). A = p + n. ⁿX-தனிமம் notation: ᴬ_ZX.
3.2 ஐசோடோப்பு: ஒரே Z, வேறு A. Chemistry ஒரே (e⁻ ஒரே); physics வேறு (mass வேறு). e.g. ¹²C/¹³C/¹⁴C; ¹H/²H/³H.
3.3 இலத்திரன் ஓடுகள்: 2n² → K 2, L 8, M 18, N 32. முதல் 20 — எளிய KLMN. Na=2,8,1; Ca=2,8,8,2.
3.4 ஆவர்த்தன அட்டவணை: Z-வரிசை. 7 பந்தி (= ஓடுகள்) + 18 தொகுதி (= valence e⁻). Group I/II/VII/0 பெயர்கள்.
3.5 போக்குகள்: → uloham↓ அளவு↓; ↓ uloham↑ அளவு↑.
3.6 அயனி: Na→Na⁺+e⁻ (cation). Cl+e⁻→Cl⁻ (anion). Metal → cation; non-metal → anion. Noble gas → no ion.
3.7 மூலகம்/சேர்வை/கலவை: Element = ஒரே வகை அணு (Fe, O₂). Compound = 2+ வேறு, இரசாயனமாக, குறிப்பிட்ட விகிதம் (H₂O, NaCl). Mixture = mechanical, மாறும் விகிதம், easily separated (காற்று, salt water).
3.8 இணைதிறன் (valency): Group I-IV = group num (1,2,3,4); V-VII = 8−group (3,2,1); 0 = 0. சேர்வை சூத்திரம் cross-multiply charges.
3.9 கரியம் (C): 4-valent → chains+rings. சேதன இரசாயனத்தின் அடிப்படை. Allotropes: diamond (கடினம், insulator), graphite (மென்மை, conductor), C₆₀ fullerene (nanotech).
⚠ பரீட்சை குழப்பப் பகுதி: M-இல் 18 vs 8 (முதல் 20 மூலகத்துக்கு 8); K Z=19 vs K = potassium symbol; Cl⁻ has 18 e⁻ (Ar isoelectronic); Group 0 = group VIII (full octet); period 1 has K மட்டுமே; Mendeleev mass; modern atomic number.
⭐ வரையறை மாதிரிகள்: Isotopes = ஒரே Z, வேறு A கொண்ட அணுக்கள். Ion = e⁻ இழந்த/பெற்ற நிகர மின்னூட்ட duga. Compound = 2+ வேறு மூலகங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் இரசாயனமாக. Allotrope = ஒரே மூலகத்தின் வேறு கட்டமைப்பு வடிவம்.
📋 கலைச்சொற்கள்: அணு எண் = atomic number (Z); திணிவு எண் = mass number (A); ஐசோடோப்பு = isotope; இலத்திரன் நிலையாமைப்பு = electron configuration; ஓடு = shell; பந்தி = period; தொகுதி = group; வெளி ஓட்டு e⁻ = valence electron; உலோகம் = metal; அலோகம் = non-metal; குறை உலோகம் = metalloid; விழுமிய வாயு = noble gas; அயனி = ion; cation = நேர் அயனி; anion = எதிர் அயனி; சேர்வை = compound; மூலக்கூறு = molecule; இணைதிறன் = valency; வைரம் = diamond; கிரபைட் = graphite; ஃபுல்லரீன் = fullerene.

📝 மேலும் பயிற்சி