பொது அறிவியல் (அணு அமைப்பு)
அணு அமைப்பு (Atomic Structure)
TNPSC தேர்வுக்கான முழுமையான விரிவான குறிப்புகள்: atom history, துகள்கள் (Proton/Neutron/Electron), Z/A/N, அணு மாதிரிகள், energy levels, electronic configuration, ஐசோடோப்புகள் & ஐசோபார்கள், ions, amu, MCQs.
அறிமுகம்
அணு (Atom) என்பது ஒரு தனிமத்தின் (Element) வேதியியல் பண்புகளைத் தக்கவைத்துக் கொள்ளும் மிகச் சிறிய துகள். உலகில் உள்ள அனைத்து பொருட்களும் அணுக்களால் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. அணுவின் அமைப்பு, அதன் துகள்கள், அணு எண், நிறை எண், ஐசோடோப்புகள், ஐசோபார்கள் போன்ற கருத்துக்கள் TNPSC தேர்வில் அடிக்கடி கேட்கப்படும் முக்கிய பகுதிகள்.
1) அணு பற்றிய வரலாறு
டெமாக்ரிட்டஸ் (Democritus) – கிமு 400
- பொருளை முடிவில்லாமல் பிரிக்க முடியாது.
- இறுதியில் கிடைக்கும் மிகச் சிறிய துகளுக்கு Atomos எனப் பெயரிட்டார்.
- “Atomos” என்றால் பிரிக்க முடியாதது என்று பொருள்.
ஜான் டால்டனின் அணுக்கொள்கை (1808)
முக்கிய கருத்துகள்
- அனைத்து பொருள்களும் அணுக்களால் ஆனவை.
- ஒரு தனிமத்தின் அனைத்து அணுக்களும் ஒரே நிறை கொண்டவை.
- வேறுபட்ட தனிமங்களின் அணுக்கள் வேறுபட்ட நிறை கொண்டவை.
- அணுக்களை உருவாக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது.
- அணுக்கள் எளிய முழு எண் விகிதத்தில் சேர்ந்து சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன.
குறைபாடுகள்
- அணுவை மேலும் பிரிக்க முடியும்.
- ஐசோடோப்புகள் இருப்பதை விளக்கவில்லை.
- மின்னணு, புரோட்டான், நியூட்ரான் பற்றி கூறவில்லை.
2) அணுவின் அடிப்படைத் துகள்கள்
| துகள் | குறியீடு | மின்னூட்டம் | நிறை |
|---|---|---|---|
| புரோட்டான் | p⁺ | +1 | 1 amu |
| நியூட்ரான் | n⁰ | 0 | 1 amu |
| மின்னணு | e⁻ | -1 | 1/1836 amu |
புரோட்டான் (Proton)
கண்டுபிடித்தவர் – எர்னஸ்ட் ரதர்ஃபோர்டு (Rutherford)
- அணுக்கருவில் காணப்படும்.
- நேர்மின் (+) கொண்டது.
- அணு எண்ணை நிர்ணயிக்கிறது.
நியூட்ரான் (Neutron)
கண்டுபிடித்தவர் – ஜேம்ஸ் சாட்விக் (James Chadwick, 1932)
- மின்னூட்டமற்றது.
- அணுக்கருவில் காணப்படும்.
- அணுவின் நிறையை அதிகரிக்கிறது.
மின்னணு (Electron)
கண்டுபிடித்தவர் – ஜே.ஜே. தாம்சன் (J.J. Thomson, 1897)
- எதிர்மின் கொண்டது.
- அணுக்கருவைச் சுற்றி சுழல்கிறது.
- வேதியியல் வினைகளில் பங்கேற்கிறது.
3) அணுக்கரு (Nucleus)
ரதர்ஃபோர்டு கண்டறிந்தார்.
- அணுவின் மையப்பகுதி.
- புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் உள்ளன.
- அணுவின் மொத்த நிறையில் 99.9% அணுக்கருவிலேயே உள்ளது.
- மிகவும் அடர்த்தியான பகுதி.
4) அணு எண் (Atomic Number)
Z = புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை
உதாரணம்: சோடியம் (Na)
- புரோட்டான் = 11
- அணு எண் = 11
5) நிறை எண் (Mass Number)
A = புரோட்டான் + நியூட்ரான்
உதாரணம்: கார்பன்
- புரோட்டான் = 6
- நியூட்ரான் = 6
- நிறை எண் = 12
6) அணு அமைப்பைக் குறிக்கும் முறை
பொதுவான குறியீடு: Z
A X
உதாரணம் (Na):
- Z = 11
- A = 23
- நியூட்ரான் = 23 − 11 = 12
7) அணு மாதிரிகள்
(1) தாம்சனின் Plum Pudding Model
கருத்து
- அணு முழுவதும் நேர்மின்.
- மின்னணுக்கள் அதற்குள் பதிக்கப்பட்டுள்ளன.
குறைபாடு
- அணுக்கருவை விளக்கவில்லை.
(2) ரதர்ஃபோர்டு அணு மாதிரி
Gold Foil Experiment
முடிவுகள்
- அணுவில் பெரும்பகுதி வெற்றிடம்.
- மையத்தில் அணுக்கரு உள்ளது.
- மின்னணுக்கள் சுற்றுகின்றன.
குறைபாடு
- மின்னணு ஏன் அணுக்கருவில் விழவில்லை என்பதை விளக்கவில்லை.
(3) போரின் அணு மாதிரி
கருத்துகள்
- மின்னணுக்கள் குறிப்பிட்ட ஆற்றல் மட்டங்களில் சுழல்கின்றன.
- K, L, M, N போன்ற சுற்றுப்பாதைகள் உள்ளன.
- ஆற்றலை உறிஞ்சி உயர்ந்த நிலைக்கு செல்கின்றன.
- ஆற்றலை வெளியிட்டு கீழ்நிலைக்கு வருகின்றன.
8) ஆற்றல் மட்டங்கள் (Energy Levels)
| ஓடு | குறியீடு (n) | அதிகபட்ச மின்னணுக்கள் |
|---|---|---|
| K | n=1 | 2 |
| L | n=2 | 8 |
| M | n=3 | 18 |
| N | n=4 | 32 |
விதி: Maximum electrons = 2n²
9) மின்னணு அமைப்பு (Electronic Configuration)
சோடியம் (Na, 11)
- K = 2
- L = 8
- M = 1
ஆக்சிஜன் (O, 8)
- K = 2
- L = 6
குளோரின் (Cl, 17)
- K = 2
- L = 8
- M = 7
10) வேலன்ஸ் மின்னணுக்கள் (Valence Electrons)
- வெளிப்புற ஓட்டில் உள்ள மின்னணுக்கள்.
- முக்கியத்துவம்: வேதியியல் வினைகளை நிர்ணயிக்கின்றன.
- சேர்ம உருவாக்கத்தை தீர்மானிக்கின்றன.
11) வேலன்சி (Valency)
ஒரு அணு எத்தனை மின்னணுக்களை இழக்கிறது / பெறுகிறது / பகிர்கிறது என்பதை குறிக்கும்.
உதாரணங்கள்
- Na = 1
- Mg = 2
- Al = 3
- O = 2
- Cl = 1
12) ஐசோடோப்புகள் (Isotopes)
வரையறை
- ஒரே அணு எண்
- வேறுபட்ட நிறை எண்
உதாரணம்: ஹைட்ரஜன்
- புரோட்டியம் (¹H)
- டியூட்டீரியம் (²H)
- டிரிட்டியம் (³H)
பயன்பாடுகள்
- மருத்துவம்
- புற்றுநோய் சிகிச்சை
- கார்பன்-14 வயது கணிப்பு
- அணுசக்தி
13) ஐசோபார்கள் (Isobars)
வரையறை
- ஒரே நிறை எண்
- வேறுபட்ட அணு எண்
உதாரணம்
- Ar-40
- Ca-40
14) ஐசோடோன்கள் (Isotones)
வரையறை
- ஒரே நியூட்ரான் எண்ணிக்கை
- வேறுபட்ட அணு எண்
உதாரணம்
- Carbon-14
- Nitrogen-15
15) ஐசோஎலக்ட்ரானிக் துகள்கள் (Isoelectronic Species)
வரையறை
- ஒரே எண்ணிக்கையிலான மின்னணுக்களைக் கொண்டவை.
உதாரணம்
- Na⁺
- Mg²⁺
- F⁻
- Ne
16) அயன்கள் (Ions)
நேர்மின் அயன் (Cation)
- மின்னணுவை இழக்கிறது.
உதாரணம்
- Na⁺
- Ca²⁺
எதிர்மின் அயன் (Anion)
- மின்னணுவைப் பெறுகிறது.
உதாரணம்
- Cl⁻
- O²⁻
17) அணு நிறை அலகு (Atomic Mass Unit - amu)
1 amu = Carbon-12 அணுவின் நிறையின் 1/12 பகுதி.
18) அணு அமைப்பின் முக்கிய சூத்திரங்கள்
அணு எண்
Z = Proton
நிறை எண்
A = Proton + Neutron
நியூட்ரான்
N = A − Z
மின்னணுக்கள் (Neutral Atom)
Electron = Proton
19) TNPSC-யில் அதிகம் கேட்கப்படும் விஞ்ஞானிகள்
| விஞ்ஞானி | கண்டுபிடிப்பு |
|---|---|
| டால்டன் (Dalton) | அணுக்கொள்கை |
| ஜே.ஜே. தாம்சன் (J.J. Thomson) | மின்னணு |
| ரதர்ஃபோர்டு (Rutherford) | அணுக்கரு, புரோட்டான் |
| ஜேம்ஸ் சாட்விக் (James Chadwick) | நியூட்ரான் |
| நீல்ஸ் போர் (Niels Bohr) | போரின் அணு மாதிரி |
| ஹென்றி பெக்குரல் (Henri Becquerel) | கதிரியக்கம் |
| மேரி கியூரி (Marie Curie) | ரேடியம், போலோனியம் |
20) TNPSC நினைவில் கொள்ள வேண்டிய முக்கிய தகவல்கள்
மையம்
அணுவின் மையப்பகுதி – அணுக்கரு
Z
அணு எண் = புரோட்டான்
A
நிறை எண் = புரோட்டான் + நியூட்ரான்
கண்டுபிடிப்புகள்
மின்னணு – ஜே.ஜே. தாம்சன் | நியூட்ரான் – ஜேம்ஸ் சாட்விக் | அணுக்கரு – ரதர்ஃபோர்டு
ஆற்றல் மட்ட விதி
போரின் விதி – 2n²
ஓடுகள்
K = 2 | L = 8 | M = 18 | N = 32
வகைகள்
வேலன்ஸ் மின்னணுக்கள் – வெளிப்புற ஓட்டில்
ஒப்பீடு
ஐசோடோப்புகள் – ஒரே அணு எண் | ஐசோபார்கள் – ஒரே நிறை எண் | ஐசோடோன்கள் – ஒரே நியூட்ரான் எண் | ஐசோஎலக்ட்ரானிக் – ஒரே மின்னணுக்கள்
TNPSC தேர்வுக்கான முக்கிய வினாக்கள் (MCQs)
- அணுவின் மையப்பகுதி எது?
- A) மின்னணு
- B) அணுக்கரு
- C) புரோட்டான்
- D) நியூட்ரான்
- மின்னணுவைக் கண்டுபிடித்தவர் யார்?
- A) டால்டன்
- B) ரதர்ஃபோர்டு
- C) ஜே.ஜே. தாம்சன்
- D) போர்
- நியூட்ரானைக் கண்டுபிடித்தவர்?
- A) போர்
- B) ஜேம்ஸ் சாட்விக்
- C) பெக்குரல்
- D) கியூரி
- அணு எண்ணை நிர்ணயிப்பது?
- A) நியூட்ரான்
- B) புரோட்டான்
- C) மின்னணு
- D) நிறை எண்
- 2n² விதி எதனுடன் தொடர்புடையது?
- A) அணு எண்
- B) ஆற்றல் மட்டங்களில் மின்னணுக்களின் அதிகபட்ச எண்ணிக்கை
- C) நிறை எண்
- D) வேலன்சி
- ஒரே அணு எண் ஆனால் வேறுபட்ட நிறை எண்ணைக் கொண்டவை?
- A) ஐசோபார்கள்
- B) ஐசோடோப்புகள்
- C) ஐசோடோன்கள்
- D) அயன்கள்
- ஒரே நிறை எண் கொண்டவை?
- A) ஐசோடோப்புகள்
- B) ஐசோபார்கள்
- C) ஐசோடோன்கள்
- D) ஐசோஎலக்ட்ரானிக்
- Na (11) இன் மின்னணு அமைப்பு?
- A) 2,7,2
- B) 2,8,1
- C) 2,6,3
- D) 2,8,8
- Cl (17) இன் வேலன்சி?
- A) 1
- B) 2
- C) 3
- D) 7
- Ca-40 மற்றும் Ar-40 ஆகியவை எந்த வகையைச் சேர்ந்தவை?
- A) ஐசோடோப்புகள்
- B) ஐசோபார்கள்
- C) ஐசோடோன்கள்
- D) ஐசோஎலக்ட்ரானிக்
TNPSC Quick Revision (1 நிமிட மறுபார்வை)
- அணு – தனிமத்தின் மிகச் சிறிய துகள்.
- அணுக்கரு – புரோட்டான் + நியூட்ரான்.
- அணு எண் (Z) = புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை.
- நிறை எண் (A) = புரோட்டான் + நியூட்ரான்.
- நியூட்ரான்கள் (N) = A − Z.
- மின்னணு – எதிர்மின்னூட்டம்; வேதியியல் வினைகளில் பங்கேற்கும் துகள்.
- 2n² விதி – ஓர் ஆற்றல் மட்டத்தில் அடங்கும் அதிகபட்ச மின்னணுக்களின் எண்ணிக்கை.
- ஐசோடோப்புகள் – ஒரே அணு எண், வேறுபட்ட நிறை எண்.
- ஐசோபார்கள் – ஒரே நிறை எண், வேறுபட்ட அணு எண்.
- ஐசோடோன்கள் – ஒரே நியூட்ரான் எண்ணிக்கை.
- அயன்கள் – மின்னணுக்களை இழந்தோ அல்லது பெற்றோ உருவாகும் மின்னூட்டம் கொண்ட துகள்கள்.