சக்திச் சொட்டெண் (குவாண்டம் எண்)

ஒவ்வொரு சக்திப்படியும் சக்திச் கொட்டென் என்னும் பதத்தினாற் குறிக்கப்படுகிறது. இவை ஒவ்வொரு சக்திப்படியிலுள்ள இலத்திரன்களின் சக்தியுடன் தொடர்பாகவுள்ளன. சக்திச்சொட்டெண்கள் பல வகைப்படும்.

1. முதற் சக்திச் சொட்டெண் அல்லது முதன்மைச் சக்திச் சொட்டெண் (n)
2. உதவிச் சக்திச் சொட்டெண் அல்லது திசையிற் சக்திச் சொட்டெண் (l)
3. காந்தச் சக்திச் சொட்டெண் (m_l)
4. கறங்கற் சக்திச் சொட்டெண் (m_s)

முதற் சக்திச் சொட்டெண் அல்லது முதன்மைச் சக்திச் சொட்டெண் (n)
ஒவ்வொரு ஒழுக்கிலும் உள்ள இலத்திரன்கள் ஒவ்வொரு நிலையான நிலையிற் காணப்படினும் அவற்றிற் சக்தி காணப்படும். ஒவ்வொரு நிலையான நிலையிலுமுள்ள சக்தியின் இலத்திரனின் அளவு = n × இலத்திரனின் கோண உந்தமாகும். இதில் n இன் பெறுமானங்கள் 1,2,3,4 என்ற முழு எண்களாற் குறிப்பிடப்படும். இதன் மூலமாக நாம் இலத்திரன்கள் அடங்கும் ஒவ்வொரு பிரதான ஓட்டினை/ பிரதான சக்தி மட்டத்தினை மட்டுமே அறிய முடியும்.

உதவிச் சக்திச் சொட்டெண் அல்லது திசையிற் சக்திச் சொட்டெண் (l)
இலத்திரன்களின் ஓடுகள் அனைத்தும் வட்டவடிவமாகக் காணப்படுவதில்லை. சில இலத்திரன்கள் நீள்வளைய ஓடுகளிலும் காணப்படுகின்றன. இத்தகைய இயல்புக்காக உதவிச் சக்திச்சொட்டென் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. இது “ l ” என்னும் எழுத்தால் குறிக்கப்படும். l இன் பெறுமானங்கள்  n இன் பெறுமானங்களுடன் தொடர்பாகவுள்ளன. l இன் பல்வேறு பெறுமானங்களையும் s,p,d, f என்னும் சிறிய ஆங்கில எழுத்துக்களால் குறிக்கப்படும். இதன் மூலமாக நாம் ஒவ்வொரு பிரதான ஓட்டிலும் காணப்படும் உபசக்திப்படிகளின் எண்ணிக்கையை நாம் அறிய முடியும்.

உபசக்திப்படிகளின் எண்ணிக்கையை 2l+l எனும் சூத்திரத்தை உபயோகித்து அறியப்படும்.
l = 0 எனில் s  உப ஓட்டைக்குறிக்கும்.
l = 1 எனில் p  உப ஓட்டைக்குறிக்கும்.
l = 2 எனில் d  உப ஓட்டைக்குறிக்கும்.
l = 3 எனில் f  உப ஓட்டைக்குறிக்கும்.

காந்தச் சக்திச் சொட்டெண் (m_l)
காந்த மண்டலங்களினால் அணுநிறமாலைகள் பாதிக்கப்படுவதை விளக்குவதற்காக இலத்திரன்களுக்கு காந்தச் சக்திச்சொட்டெண் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் மூலமாக நாம் குறித்த உபசக்தி மட்டத்தில் இலத்திரன் அமைந்துள்ள ஒழுக்கு இதன் மூலம் வகைக்குறிக்கப்படும்.

கறங்கற் சக்திச் சொட்டெண் (m_s)

நிறமாலைகளிற் கோடுகள் கிட்டியதாகக் காணப்படுவது இலத்திரன்களின் சுழற்சியினால் எனக் கருதப்பட்டது. ஒவ்வொரு இலத்திரனுக்கும் இரு திசையில் சுழலும் தன்மையுண்டு. ஒவ்வொரு திசையில் சுழல்வதையும் மேற்கூறப்பட்ட சக்திச்சொட்டெண்களினால் குறித்துக்கொள்ளப்படும். கறங்கற் சக்திச் சொட்டெண் எப்பொழுதும் ½ எண்ணிணால் குறிக்கப்படும். வித்தியாசமான திசைகள் +½, - ½ அடையாளங்களினால் குறிக்கப்படுகின்றன. இதன் மூலமாக நாம் குறித்த ஒழுக்கில் அமைந்துள்ள இலத்திரனொன்றின் திசை கோட்படுத்தல் இதன் மூலம் வகைக் குறிக்கப்படும்.

குறிப்பு:- அணுவொண்றிலுள்ள குறித்த இலத்திரனின் சக்திச்சொட்டெண் தொகுதியை எழுதிக்காட்டும் மாணவனின் ஆற்றல் க.பொ.த(உ/த) பரீட்சையின்போது சோதிக்கப்படமாட்டாது.

அணுவின் முதல் மூன்றுசக்திமட்டங்களிலும் நிலவும் இலத்திரன்களுக்கான n, l, m_l, m_s ஆகிய சக்திச் சொட்டெண்களின் அமைவு

உபசக்தி மட்டங்களில் நிலவக்கூடிய ஆகக்கூடிய இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை

வெவ்வேறு பிரதான சக்தி மட்டங்களில் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையான உபசக்தி மட்டங்கள் காணப்படுகின்றது.

1-4 சக்திமட்டங்களுக்கு 2n² தொடர்பைப் பயன்படுத்தப்படுத்தி பிரதான ஓடுகளில் நிரம்பும் மொத்த இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை கணக்கிடப்படுகின்றது.

4 இற்கு மேற்பட்ட சக்திமட்டங்கள் அனைத்திலும் 4 உபசக்திமட்டங்களும் காணப்படுகின்றது.

இலத்திரன் நிரம்பும் கோலத்தின் கோட்பாடுகளும் விதிகளும்.

1. ஹிண்டின் விதி

சமமான சக்தியுள்ள ஒழுக்குகளில், இலத்திரன்கள் நிலவுவது அவற்றின் கறங்கல் சமாந்தரமாகும்.அடிப்படையிலாகும். அல்லது சோடியற்ற இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை உச்ச பெறுமானத்தை பெறும் முறையிலாகும்.

2. பவுலிங்கின் தவிர்கை விதி

குறித்த ஓரு ஒழுக்கில் இரண்டிலும் கூடிய எண்ணிக்கையான இலத்திரன்கள் நிலவ முடியாது குறித்த ஒரு ஒழுக்கிலுள்ள 2 இலத்திரன்களுக்கும் மற்றைய 3 சக்திச்சொட்டெண்களுக்கும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், கறங்கல் சக்திச்சொட்டெண் வித்தியாசப்படும். கறங்கல் சக்திச்சொட்டெண் +½ எனவும் - ½ எனவும் அமைவதனால் ஆகும்.

3. கட்டியெழுப்பல் கோட்பாடு(Aufbau Theory)

இதன் மூலம் ஒழுக்குகளில் இலத்திரன்களில் நிரம்பல் பவுலிங்கின் தவிர்கைக் கோட்பாட்டின்படி சென்று ஒழுக்குகளின் சக்தி ஏறுவரிசைப்படி நடைபெறும் என்பதாகும்.

ஹிண்டின் விதி, பவுலிங்கின் தவிர்கை விதி, கட்டியெழுப்பல் கோட்பாடு போன்ற இலத்திரன் நிரம்பல விதிகளிலிருந்து பெறப்படும் சில முடிவுகள்.

1. சக்தி குறைந்த மட்டங்களிலேயே இலத்திரன்கள் முதலில் நிரம்பும் உபசக்தி மடடங்களின் சக்தி அதிகரிக்கும் சரியான ஒழுங்கு பின்வருமாறு சுருக்கமாகக் காட்டப்படும்.

இரு உபசக்தி மட்டங்களுக்கும் இடையே சக்திவேறுபாடு மிகக்குறைவாகும்.

2. ஒரு உபசக்தி மட்டத்தில் உள்ள சம சக்தியைக் கொண்ட orbital களில் இலத்திரன் நிரம்பிய பின்னரே சோடியாதல் நடைபெறும

3. சோடியாக்கப்பட்ட இலத்திரன்கள் எதிரெதிரான சுழற்சியைக் காட்டும் ஆனால் சோடியற்ற இலத்திரன்கள் சமாந்தர சுழற்சியைக் காட்டும்.

 

பல்வேறு உபசக்திப்படிகளைச் சக்தி நிலைக்கு அமைய ஏறுவரிசைப்படுத்தி எழுதப்படும்பொழுது அவை பின்வருமாறு அமைகின்றன. 

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 5d, 4f, 6p, 7s, 5f, 6d…………..

எனவே மேலே தரப்பட்ட ஒழுங்குமுறையை உபயோகித்து மூலகங்களின் இலத்திரன் நிலையமைப்புக்களை எழுதிக்கொள்ள முடியும். எனினும் உயர்ந்த அணுவெண் உள்ள மூலகங்களிற் சில விதிவிலக்குகள் காணப்படுகின்றன.