வேதியியல் குரோமியம்

குரோமியம் (Cr) என்பது தனிம அட்டவணையின் 6-ஆம் தொகுதியில் உள்ள ஒரு தாண்டல் உலோகமாகும், இதன் அணு எண் 24 ஆகும். இதன் மின்னணு அமைப்பு அதன் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் நடத்தையை தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

அடிப்படை நிலை மின்னணு அமைப்பு#

குரோமியத்தின் அடிப்படை நிலை மின்னணு அமைப்பு:

$$ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵ $$

இந்த அமைப்பை பின்வரும் பகுதிகளாகப் பிரிக்கலாம்:

• கரு மின்னணுக்கள்: முதல் 18 மின்னணுக்கள் ($1s², 2s², 2p⁶, 3s², and 3p⁶$) கரு மின்னணுக்கள் என அறியப்படுகின்றன. இந்த மின்னணுக்கள் கருவுடன் இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் வேதியியல் பிணைப்பில் பங்கேற்காது.

• இணைதிறன் மின்னணுக்கள்: மீதமுள்ள ஆறு மின்னணுக்கள் (4s¹ மற்றும் 3d⁵) இணைதிறன் மின்னணுக்கள் என அறியப்படுகின்றன. இந்த மின்னணுக்கள் வெளிப்புற ஆற்றல் மட்டங்களில் அமைந்துள்ளன மற்றும் வேதியியல் பிணைப்புக்கு பொறுப்பாகும்.

உற்சாகமடைந்த நிலைகளில் மின்னணு அமைப்பு#

குரோமியம் உற்சாகமடைந்த நிலைகளிலும் இருக்க முடியும், அங்கு அதன் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மின்னணுக்கள் உயர் ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு மேம்படுத்தப்படுகின்றன. குரோமியத்தின் சில முக்கியமான உற்சாகமடைந்த நிலைகள்:

• [Ar]3d⁶4s¹: ஒரு 3d மின்னணு 4s ஆர்பிட்டாலுக்கு மேம்படுத்தப்படும் போது இந்த உற்சாகமடைந்த நிலை அடையப்படுகிறது. இது குரோமியத்தின் மிகக் குறைந்த ஆற்றல் உற்சாகமடைந்த நிலையாகும் மற்றும் சில வேதியியல் வினைகளில் பங்கு வகிக்கிறது.

• [Ar]3d⁵4s²: ஒரு 3d மின்னணு 4s ஆர்பிட்டாலுக்கும் மற்றொரு 3d மின்னணு 4p ஆர்பிட்டாலுக்கும் மேம்படுத்தப்படும் போது இந்த உற்சாகமடைந்த நிலை அடையப்படுகிறது. இது ஒரு உயர் ஆற்றல் உற்சாகமடைந்த நிலையாகும் மற்றும் குறைவாகவே காணப்படுகிறது.

குரோமியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்#

குரோமியத்தின் மின்னணு அமைப்பும் அதன் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை பாதிக்கிறது. குரோமியம் -2 முதல் +6 வரை பல்வேறு ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை வெளிப்படுத்த முடியும். மிகவும் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் +2, +3 மற்றும் +6 ஆகும்.

• +2 ஆக்சிஜனேற்ற நிலை: +2 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில், குரோமியம் அதன் இரண்டு 4s மின்னணுக்களை இழக்கிறது. இந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலை குரோமியம்(II) குளோரைடு (CrCl₂) மற்றும் குரோமியம்(II) சல்பேட் (CrSO₄) போன்ற சேர்மங்களில் பொதுவாகக் காணப்படுகிறது.

• +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலை: +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில், குரோமியம் அதன் இரண்டு 4s மின்னணுக்களையும் மற்றும் அதன் ஒரு 3d மின்னணுவையும் இழக்கிறது. இந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலை குரோமியம்(III) குளோரைடு (CrCl₃) மற்றும் குரோமியம்(III) ஆக்சைடு (Cr₂O₃) போன்ற சேர்மங்களில் பொதுவாகக் காணப்படுகிறது.

• +6 ஆக்சிஜனேற்ற நிலை: +6 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில், குரோமியம் அதன் இரண்டு 4s மின்னணுக்களையும், அதன் ஐந்து 3d மின்னணுக்களையும் மற்றும் அதன் ஒரு 3p மின்னணுவையும் இழக்கிறது. இந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலை குரோமியம்(VI) ஆக்சைடு (CrO₃) மற்றும் பொட்டாசியம் குரோமேட் (K₂CrO₄) போன்ற சேர்மங்களில் பொதுவாகக் காணப்படுகிறது.

குரோமியத்தின் மின்னணு அமைப்பு, அதன் பல்துறை இணைதிறன் மின்னணுக்களுடன், வெவ்வேறு ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் மற்றும் பண்புகளைக் கொண்ட பல்வேறு சேர்மங்களை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த பல்துறைத்தன்மை குரோமியத்தை பல்வேறு தொழில்துறை மற்றும் தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளில் ஒரு முக்கியமான தனிமமாக ஆக்குகிறது.

குரோமியம் பண்புகள்#

குரோமியம் என்பது Cr என்ற குறியீடு மற்றும் 24 என்ற அணு எண்ணைக் கொண்ட ஒரு வேதியியல் தனிமமாகும். இது ஒரு கடினமான, நொறுங்கக்கூடிய, பளபளப்பான, குரோமியம்-வெள்ளை (நீல-சாம்பல்) தாண்டல் உலோகமாகும். குரோமியம் 6-ஆம் தொகுதியின் முதல் தனிமமாகும். இது பூமியின் மேலோட்டத்தில் 21-ஆவது அதிகமாகக் காணப்படும் தனிமமாகும்.

இயற்பியல் பண்புகள்#

• அணு எண்: 24
• அணு எடை: 51.9961
• உருகு நிலை: 1,857 °C (3,375 °F)
• கொதி நிலை: 2,672 °C (4,842 °F)
• அடர்த்தி: 7.19 g/cm³
• கடினத்தன்மை: மோவ்ஸ் அளவுகோல் 8.5
• நிறம்: குரோமியம்-வெள்ளை (நீல-சாம்பல்)
• பளபளப்பு: உலோக
• மின்கடத்துதிறன்: 1.29 × 10^7 S/m
• வெப்ப கடத்துதிறன்: 93.9 W/(m·K)

வேதியியல் பண்புகள்#

• ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்: +2, +3, +6
• மின்னெதிர்த்தன்மை: 1.66
• அயனியாக்கும் ஆற்றல்: 6.766 eV
• மின்னணு இணைதிறன்: 0.64 eV
• அணு ஆரம்: 128 pm
• அயனி ஆரம்: $\ce{63 pm (Cr2+), 52 pm (Cr3+), 26 pm (Cr6+)}$
• கூட்டுப் பிணைப்பு ஆரம்: 118 pm

புறவேற்றுமைகள்#

குரோமியத்திற்கு இரண்டு புறவேற்றுமைகள் உள்ளன:

• α-குரோமியம்: இது அறை வெப்பநிலையில் குரோமியத்தின் நிலையான வடிவமாகும். இதற்கு ஒரு பருப்புள்ளி-மைய கனசதுர படிக அமைப்பு உள்ளது.
• β-குரோமியம்: இது α-குரோமியத்தை 1,857 °C (3,375 °F) க்கு மேல் சூடாக்குவதன் மூலம் பெறக்கூடிய ஒரு மாறுநிலை வடிவமாகும். இதற்கு ஒரு முக-மைய கனசதுர படிக அமைப்பு உள்ளது.

வினைத்திறன்#

குரோமியம் ஒரு வினைத்திறன் கொண்ட உலோகமாகும், ஆனால் இது இரும்பை விட குறைவான வினைத்திறன் கொண்டது. இது ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து குரோமியம் ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது, இது உலோகத்தை மேலும் ஆக்சிஜனேற்றத்திலிருந்து தடுக்கும் ஒரு பாதுகாப்பு அடுக்காகும். குரோமியம் நீருடன் வினைபுரிந்து குரோமியம் ஹைட்ராக்சைடை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு பலவீனமான காரமாகும்.

பயன்கள்#

குரோமியம் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவற்றில் சில:

• துருப்பிடிக்காத எஃகு: எஃகை அரிப்புக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டதாக மாற்ற குரோமியம் சேர்க்கப்படுகிறது.
• குரோம் பூச்சு: குரோமியம் மற்ற உலோகங்களை மேலும் நீடித்து மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டதாக மாற்ற பூச பயன்படுகிறது.
• குரோமியம் உலோகக்கலவைகள்: குரோமியம் நிக்ரோம், ஸ்டெல்லைட் மற்றும் ஹேன்ஸ் உள்ளிட்ட பல்வேறு உலோகக்கலவைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• நிறமிகள்: குரோமியம் சேர்மங்கள் குரோம் மஞ்சள், குரோம் ஆரஞ்சு மற்றும் குரோம் பச்சை உள்ளிட்ட பல்வேறு நிறமிகளை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுகின்றன.
• தோல் பதனிடுதல்: குரோமியம் உப்புகள் தோலை பதனிட பயன்படுகின்றன.
• நெசவு சாயமிடுதல்: குரோமியம் உப்புகள் நெசவுப் பொருட்களை சாயமிட பயன்படுகின்றன.
• உயர் வெப்ப எதிர்ப்புப் பொருட்கள்: குரோமியம் சேர்மங்கள் உயர் வெப்ப எதிர்ப்புப் பொருட்களை தயாரிக்க பயன்படுகின்றன, இவை அதிக வெப்பநிலைகளைத் தாங்கக்கூடிய பொருட்களாகும்.

சுகாதார விளைவுகள்#

குரோமியம் மனிதர்களுக்கு ஒரு அத்தியாவசிய குறிப்பு தனிமமாகும். இது கார்போஹைட்ரேட்டுகள், புரதங்கள் மற்றும் கொழுப்புகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஈடுபட்டுள்ளது. குரோமியம் குறைபாடு பல சுகாதார பிரச்சினைகளுக்கு வழிவகுக்கும், அவற்றில் சில:

• சீரழிந்த குளுக்கோஸ் சகிப்புத்தன்மை: குரோமியம் இன்சுலின் சரியான செயல்பாட்டிற்கு அவசியமானது, இது உடலுக்கு ஆற்றலுக்காக குளுக்கோஸைப் பயன்படுத்த உதவும் ஒரு ஹார்மோன் ஆகும். குரோமியம் குறைபாடு சீரழிந்த குளுக்கோஸ் சகிப்புத்தன்மைக்கு வழிவகுக்கும், இது உடல் தேவையான அளவுக்கு இன்சுலினுக்கு பதிலளிக்காத ஒரு நிலையாகும்.
• உடல் எடை அதிகரிப்பு: குரோமியம் குறைபாடு உடல் எடை அதிகரிப்புக்கும் வழிவகுக்கும், ஏனெனில் உடல் கார்போஹைட்ரேட்டுகள் மற்றும் கொழுப்புகளை சரியாக வளர்சிதை மாற்ற முடியாது.
• இருதய நாள நோய்: குரோமியம் குறைபாடு இருதய நாள நோய்க்கான அதிகரித்த ஆபத்துடன் தொடர்புபடுத்தப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் இது தமனிகளில் பிளேக்கின் குவிப்புக்கு வழிவகுக்கும்.
• பிற சுகாதார பிரச்சினைகள்: குரோமியம் குறைபாடு சோர்வு, எரிச்சல் மற்றும் மனச்சோர்வு உள்ளிட்ட பல சுகாதார பிரச்சினைகளுக்கும் வழிவகுக்கும்.

குரோமியம் நச்சுத்தன்மை அரிதானது, ஆனால் ஒரு நபர் நீண்ட காலத்திற்கு அதிக அளவு குரோமியத்திற்கு வெளிப்படுத்தப்பட்டால் அது ஏற்படலாம். குரோமியம் நச்சுத்தன்மை பல சுகாதார பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தும், அவற்றில் சில:

• சிறுநீரக சேதம்: குரோமியம் நச்சுத்தன்மை சிறுநீரகங்களை சேதப்படுத்தி, சிறுநீரக செயலிழப்புக்கு வழிவகுக்கும்.
• நுரையீரல் சேதம்: குரோமியம் நச்சுத்தன்மை நுரையீரல்களை சேதப்படுத்தி, சுவாச பிரச்சினைகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
• தோல் சேதம்: குரோமியம் நச்சுத்தன்மை தோல் சொறி மற்றும் புண்களை ஏற்படுத்தும்.
• புற்றுநோய்: குரோமியம் நச்சுத்தன்மை நுரையீரல் புற்றுநோய் மற்றும் மூக்குப் புற்றுநோய் உள்ளிட்ட புற்றுநோய்க்கான அதிகரித்த ஆபத்துடன் தொடர்புபடுத்தப்பட்டுள்ளது.

குரோமியம் விளைவுகள்#

குரோமியம் என்பது பூமியின் மேலோட்டத்தில் காணப்படும் ஒரு இயற்கையாக ஏற்படும் தனிமமாகும். இது ஒரு கடினமான, நொறுங்கக்கூடிய, வெள்ளி-வெள்ளை உலோகமாகும், இது அரிப்பை எதிர்க்கும். குரோமியம் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவற்றில் சில:

• துருப்பிடிக்காத எஃகு
• குரோம் பூச்சு
• குரோமியம் உலோகக்கலவைகள்
• உயர் வெப்ப எதிர்ப்புப் பொருட்கள்
• நிறமிகள்

குரோமியம் மனிதர்களுக்கு ஒரு அத்தியாவசிய குறிப்பு தனிமமாகும். இது கார்போஹைட்ரேட்டுகள், புரதங்கள் மற்றும் கொழுப்புகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஈடுபட்டுள்ளது. குரோமியம் இரத்த சர்க்கரை அளவுகளை ஒழுங்குபடுத்தவும் உதவுகிறது.

குரோமியத்தின் சுற்றுச்சூழல் விளைவுகள்#

குரோமியம் சுற்றுச்சூழலில் பல எதிர்மறையான விளைவுகளையும் ஏற்படுத்தும். இந்த விளைவுகளில் சில:

• நீர் மாசுபாடு: குரோமியம் நீர் ஆதாரங்களை மாசுபடுத்தி, அவற்றை குடிப்பதற்கோ நீந்துவதற்கோ பாதுகாப்பற்றதாக ஆக்கலாம்.
• மண் மாசுபாடு: குரோமியம் மண்ணை மாசுபடுத்தி, பயிர்கள் வளர்ப்பதற்கோ விலங்குகளை மேய்ப்பதற்கோ பாதுகாப்பற்றதாக ஆக்கலாம்.
• காற்று மாசுபாடு: குரோமியம் சுரங்கம் மற்றும் உருக்குதல் போன்ற தொழில்துறை செயல்பாடுகளிலிருந்து காற்றில் வெளியிடப்படலாம். இது காற்று மாசுபாடு மற்றும் புகைமூட்டத்திற்கு பங்களிக்கும்.

குரோமியம் என்பது மனித ஆரோக்கியத்திற்கு அத்தியாவசியமான ஒரு இயற்கையாக ஏற்படும் தனிமமாகும். இருப்பினும், அதிக அளவு குரோமியத்திற்கு வெளிப்படுவது பல சுகாதார பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தும். குரோமியம் சுற்றுச்சூழலில் பல எதிர்மறையான விளைவுகளையும் ஏற்படுத்தும். மனித ஆரோக்கியத்தையும் சுற்றுச்சூழலையும் பாதுகாக்க குரோமியத்திற்கான வெளிப்பாட்டைக் குறைப்பதற்கான நடவடிக்கைகளை எடுப்பது முக்கியம்.