அணு ஆரம்

அணு ஆரம் (atomic radius) அல்லது அணு ஆரை என்பது அணுவை ஓர் உருண்டை வடிவாகக் கொண்டால் அதன் ஆரம் என்று கொள்ளலாம். ஆனால் இதனைத் துல்லியமாக அறிவது கடினம். அணுவின் அளவு எல்லாச் சூழல்களிலும் ஒரே அளவாக இருப்பதில்லை. எனவே அணுவின் ஆரம் என்பது என்ன சூழலில், என்ன வரையறையின் கீழ் பெற்றது என்று அறிதல் வேண்டும்.

அணுக்களின் ஆரத்தை அளக்க அணுக்கள் தனியாக இருத்தல் வேண்டும், ஆனால் பல நேரங்களில் அணுக்கள் பிற அணுக்களுடன் பிணைப்புண்டு இருக்கும். அணுவின் அளவுகள் அது கொண்டிருக்கும் பிணைப்பின் தன்மையைப் பொருத்தும் மாறுபடும்.

அணுக்களின் ஆரம், அணுவைச் சுற்றியுள்ள எதிர்மின்னிகளின் அமைப்பைப் பொருத்தது. அணுவின் கரு, எதிர்மின்னிகள் சுற்றிவரும் முழு அணுவின் விட்டத்தை விட 100,000 மடங்கு சிறியதாகும். எதிர்மின்னிகள் ஒரு புகை மண்டலம் போல் அணுக்கருவைச் சுற்றி சூழ்ந்திருப்பன, எனவே அணுவின் அளவைத் துல்லியமாய், தெளிவான முடிவுடைய (எல்லையுடைய) வடிவுடையதாகக் கருதுவது கடினம்.

இப்படி இடர்ப்பாடுகள் இருந்தாலும், அணுக்களின் அளவை அறிய செய்முறைகள் வழியும், கருத்தியமாக கணக்கீட்டு முறையிலும் முயன்று அணுக்களின் ஆரம் 30–300 பிக்கோ மீட்டர் என்று அறிந்திருக்கிறார்கள். தனிம அட்டவணையில் உள்ள அணுக்களின் ஆரங்கள் தெளிவாக புரிந்துகொள்ளுமாறு மாறுவதைப் பார்கலாம். அணுக்களின் ஆரம், காரக் கனிம அணுக்களின் தொடங்கி நிறைவளிம (noble gas) அணுக்கள் வரை சிறியதாகிக் கொண்டே செல்கின்றது. ஒவ்வொரு நெடுங்குழுவிலும், மேலிருந்து கீழே செல்லச் செல்ல அணுக்களின் ஆரம் கூடிக்கொண்டே போகின்றது.

சில வரைவிலக்கணங்கள்

மூலகங்களின் அணு ஆரையை அளக்கும் பல்வேறு முறைகள்

பின்வருவன அணு ஆரையை அளக்கப் பயன்படும் பல்வேறு வழிகளாகும். அணுவுக்கு ஒரு குறித்த தெளிவான எல்லை இன்மையால் X-கதிர் கோணல் மூலம் அளக்கப்பட்ட கருவிடைத் தூரமே அணுவாரையை அளக்க உபயோகிக்கப்படுகின்றது.

• வந்தர் வால் ஆரை: திண்ம நிலை/ இயன்றளவு நெருக்கமாக உள்ள இரசாயன பிணைப்பில் ஈடுபடாத இரு அணுக்களின் கருக்களுக்கிடைப்பட்ட தூரத்தின் அரைப்பங்கு. அணுக்களிடையே உள்ள வெளியும் இணைந்தே அளக்கப்படுவதால், இம்முறையில் பெறப்படும் பெறுமானம் உண்மையான அணு ஆரையிலும் பார்க்க மிகவும் அதிகமாகும்.
• பங்கீட்டு வலு ஆரை: பங்கீட்டு வலுப் பிணைப்பினால் பிணைக்கப்பட்டுள்ள இரு சர்வசமமான அணுக்களின் கருக்களிடையே உள்ள தூரத்தின் அரைப்பங்கு. இங்கு அணுக்களின் ஒழுக்குகள் ஒன்றன் மேலொன்று மேற்பொருந்துவதால் இம்முறையில் கணிக்கப்படும் அணுவாரை உண்மையான அணுவாரையிலும் பார்க்கக் குறைவாகும்.
• உலோக ஆரை: உலோகச் சாலகத்தில் அமைந்துள்ள உலோக அணுக்களின் கருக்களிடையே உள்ள தூரத்தின் அரைப்பங்கு. பங்கீட்டு வலுப் பிணைப்பை உருவாக்காத உலோகங்களுக்கு இம்முறையில் அணுவாரை அளக்கப்படும்.
• அயனாரை: அயன் சாலகத்தில் உள்ள இரு அயன்களின் கருக்களிடையே உள்ள தூரத்தின் அரைப்பங்கு.

செய்முறைவழி அளந்த அணு ஆரங்கள்

செய்முறைவழி அளந்த அணு ஆரங்கள் பிக்கோ மீட்டர்களில், 5 பிமீ துல்லியத்துடன், தந்துள்ள அட்டவனை (எடுத்துக் காட்டாக ஐதரசன் அணுவின் ஆரம் 25 பிமீ):

நெடுங்குழு

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

கிடைவரிசைகள்

1

H 25

He 31

2

Li 145

Be 105

B 85

C 70

N 65

O 60

F 50

Ne 38

3

Na 180

Mg 150

Al 125

Si 110

P 100

S 100

Cl 100

Ar 71

4

K 220

Ca 180

Sc 160

Ti 140

V 135

Cr 140

Mn 140

Fe 140

Co 135

Ni 135

Cu 135

Zn 135

Ga 130

Ge 125

As 115

Se 115

Br 115

Kr

5

Rb 235

Sr 200

Y 180

Zr 155

Nb 145

Mo 145

Tc 135

Ru 130

Rh 135

Pd 140

Ag 160

Cd 155

In 155

Sn 145

Sb 145

Te 140

I 140

Xe

6

Cs 260

Ba 215

*

Hf 155

Ta 145

W 135

Re 135

Os 130

Ir 135

Pt 135

Au 135

Hg 150

Tl 190

Pb 180

Bi 160

Po 190

At

Rn

7

Fr

Ra 215

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

லாந்த்தனைடுகள்

*

La 195

Ce 185

Pr 185

Nd 185

Pm 185

Sm 185

Eu 185

Gd 180

Tb 175

Dy 175

Ho 175

Er 175

Tm 175

Yb 175

Lu 175

ஆக்டினைடுக்ள்

**

Ac 195

Th 180

Pa 180

U 175

Np 175

Pu 175

Am 175

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

தனிம அட்டவணையின் உள்ள தனிமங்களின் ஆரங்கள் தனிம அட்டவணையை பார்க்கவும்

அணு ஆரை தொடர்பான ஆவர்த்தன போக்கு

அணு எண்ணுக்கமைய மூலகங்களின் அணு ஆரை வேறுபடும் ஆவர்த்தன போக்கு

ஆவர்த்தன அட்டவணையில் அணு ஆரையானது குற்றாவர்த்தனம் வழியே இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும் போது குறைவடைந்து செல்வதுடன், அடுத்த ஆவர்த்தனத்துக்கு செல்லும் போது சடுதியாக அதிகரிக்கின்றது. உதாரணமாக இலித்தியத்திலிருந்து புளோரின் வரை செல்லும் போது அணு ஆரை குறைவடைந்து சென்றாலும், சோடியத்தின் அணு ஆரை இலித்தியத்தின் அணு ஆரையைக் காட்டிலும் அதிகமாக உள்ளது. இந்த ஆவர்த்தனப் போக்குக்குக் காரணமாக மூன்று பிரதான காரணிகள் சொல்லப்படுகின்றன:

காரணி	கோட்பாடு	அதிகரிக்கும் விதம்	அணு ஆரையில் காட்டும் விளைவு	அணு ஆரை வேறுபடும் போக்கு
இலத்திரன் ஓடு	குவான்டம் விசையியல்	முதன்மைச் சக்திச் சொட்டெண்	அணு ஆரையை அதிகரிக்கும்	தனிம அட்டவணையில் நெட்டாங்காக குழுவினூடு செல்லும் போது அணு ஆரை அதிகரிக்கும். (உ-ம்: சோடியத்தின் அணு ஆரை இலித்தியத்தினதை விட அதிகமாகும்.
கரு ஏற்றம்	கருவிலுள்ள புரோத்திரன்களால் இலத்திரன்கள் மீது உள்ள கவர்ச்சி விசை	அணு எண்ணுடன் அதிகரிக்கும்.	இலத்திரன்கள் கருவை நோக்கி ஈர்க்கப்படுவதால் அணு ஆரை குறையும்.	குற்றாவர்த்தனம் வழியே அணு ஆரை குறைவடைந்து செல்லுதல்
ஈற்றயல் ஓட்டு இலத்திரன் எண்ணிக்கை	ஈற்றயல் ஓட்டு இலத்திரன்களால் ஈற்றோட்டு இலத்திரன்களின் மீது உள்ள தள்ளுகை விசை	இடையிலுள்ள இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை	அணு ஆரையை அதிகரிக்கும்	2ஆம் காரணியின் விளைவை நடுநிலையாக்கும். உ-ம்: தாண்டல் உலோகங்களின் அணு ஆரை ஆவர்த்தனம் வழியே பெரிதாக மாறாமல் இருப்பதற்கு இக்காரணியின் விளைவே காரணமாகும்.

மேற்கோள்: J.C. Slater, J. Chem. Phys. 1964, 41, 3199.