p-தொகுதி மூலக்கூறுகள் - II

    3. p-தொகுதி தனிமங்கள்-II

    கற்றல் நோக்கங்கள்

    இப்பாடத்தைப் படித்த பிறகு, மாணவர்கள் பின்வரும் திறன்களைப் பெறுவார்கள்:

    • நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸின் முக்கியமான சேர்மங்களின் தயாரிப்பு மற்றும் பண்புகளை விவாதித்தல்
    • ஆக்சிஜன் மற்றும் கந்தகத்தின் முக்கியமான சேர்மங்களின் தயாரிப்பு மற்றும் பண்புகளை விளக்குதல்
    • ஆலசன்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகளின் தயாரிப்பு, பண்புகளை விளக்குதல்
    • இடை-ஆலசன் சேர்மங்களின் வேதியியலை விளக்குதல்
    • அருமன் வாயுக்களின் இயற்கை வளம், பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகளை விளக்குதல்
    • p-தொகுதி தனிமங்கள் மற்றும் அவற்றின் சேர்மங்களின் அன்றாட வாழ்வில் உள்ள முக்கியத்துவத்தைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

    முந்தைய பாடத்தில் p-தொகுதி தனிமங்களின் பொதுப் பண்புகள் மற்றும் முதல் இரண்டு தொகுதிகளான ஐக்கோசஜன்கள் (போரான் தொகுதி) மற்றும் டெட்ரஜன்கள் (கார்பன் தொகுதி) பற்றி நாம் கற்றுக் கொண்டோம். இப்பாடத்தில் மீதமுள்ள p-தொகுதிகளான ப்னிக்டோஜன்கள், சால்கோஜன்கள், ஆலசன்கள் மற்றும் மந்த வாயுக்கள் பற்றி கற்கிறோம்.

    3.1 தொகுதி 15 (நைட்ரஜன் தொகுதி) தனிமங்கள்

    3.1.1 இயற்கை வளம்

    பூமியின் வளிமண்டலத்தில் சுமார் \( 78\% \) டைநைட்ரஜன் \( \mathrm{(N_2)} \) வாயுவாக உள்ளது. இது பூமியின் மேலோட்டில் சோடியம் நைட்ரேட்டாக (சிலி சால்ட்பீட்டர்) மற்றும் பொட்டாசியம் நைட்ரேட்டாக (இந்திய சால்ட்பீட்டர்) உள்ளது. 11 வது மிகுதியான தனிமமான பாஸ்பரஸ், பாஸ்பேட்டாக (ஃபுளோரோஅபடைட், குளோரோஅபடைட் மற்றும் ஹைட்ராக்ஸிஅபடைட்) உள்ளது. மற்ற தனிமங்களான ஆர்சனிக், ஆண்டிமனி மற்றும் பிஸ்மத் சல்பைடுகளாகக் காணப்படுகின்றன, அவை மிகுதியாக இல்லை.

    3.1.2 இயற்பியல் பண்புகள்

    தொகுதி 15 தனிமங்களின் சில இயற்பியல் பண்புகள் கீழே பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன

    அட்டவணை 3.1 தொகுதி 15 தனிமங்களின் இயற்பியல் பண்புகள்

    பண்புநைட்ரஜன்பாஸ்பரஸ்ஆர்சனிக்ஆண்டிமனிபிஸ்மத்
    293 K இல் இயற்பியல் நிலைவாயுதிண்மம்திண்மம்திண்மம்திண்மம்
    அணு எண்715335183
    ஓரிடத்தான்கள்\( ^{14}\mathrm{N}, ^{15}\mathrm{N} \)\( ^{31}\mathrm{P} \)\( ^{75}\mathrm{As} \)\( ^{121}\mathrm{Sb} \)\( ^{209}\mathrm{Bi} \)
    அணு நிறை (g mol\(^{-1}\) at 293 K)1430.9774.92121.76209.98
    மின்னணு அமைப்பு\( [\mathrm{He}]2s^2 2p^3 \)\( [\mathrm{Ne}]3s^2 3p^3 \)\( [\mathrm{Ar}]3d^{10} 4s^2 4p^3 \)\( [\mathrm{Kr}]4d^{10} 5s^2 5p^3 \)\( [\mathrm{Xe}]4f^{14}5d^{10}6s^2 6p^3 \)
    அணு ஆரம் (Å)1.551.801.852.062.07
    அடர்த்தி (g cm\(^{-3}\) at 293 K)\( 1.14 \times 10^{-3} \)1.82 (வெள்ளை பாஸ்பரஸ்)5.756.689.79
    உருகுநிலை (K)63317904 இல் பதங்கமாகும்544544
    கொதிநிலை (K)77553548891860

    3.1.3 நைட்ரஜன்

    தயாரிப்பு

    நைட்ரஜன், வளிமண்டலத்தின் முக்கிய வாயு (\( 78\% \) கன அளவில்) தொழில்முறையில் திரவக் காற்றிலிருந்து பகுதி வடிகட்டுதல் மூலம் பிரிக்கப்படுகிறது.

    தூய நைட்ரஜன் வாயுவை சோடியம் அசைடை சுமார் 575 K வெப்பநிலையில் வெப்பச் சிதைவுக்கு உட்படுத்திப் பெறலாம்.

    $$ 2\mathrm{NaN}_3 \longrightarrow 2\mathrm{Na} + 3\mathrm{N}_2 $$$$ 6\mathrm{NH}_3 + 3\mathrm{Br}_2 \longrightarrow 6\mathrm{NH}_4\mathrm{Br} + \mathrm{N}_2 $$
    பண்புகள்

    நைட்ரஜன் வாயு மந்தத் தன்மை கொண்டது. பூமியிலுள்ள நைட்ரஜனில் முறையே \( 14.5\% \) மற்றும் \( 0.4\% \) நைட்ரஜன்-14 மற்றும் நைட்ரஜன்-15 உள்ளன. பிந்தையது ஓரிடத்தான் சுவடுபடுத்தலுக்கு பயன்படுகிறது. நைட்ரஜனின் வேதி மந்தத் தன்மை பெரும்பாலும் மூலக்கூறுகளின் அதிக பிணைப்பு ஆற்றல் 225 cal mol\(^{-1}\) (946 kJ mol\(^{-1}\)) காரணமாகும். சுவாரஸ்யமாக, மூன்று பிணைப்பு கொண்ட இனங்கள் \( \mathrm{-C=C-} \), \( \mathrm{C=O} \), \( \mathrm{X-C=N} \), \( \mathrm{X-N=C} \), \( \mathrm{-C=C-} \), மற்றும் \( \mathrm{-C=N} \) போன்ற பிற சம-மின்னணு மூன்று பிணைப்பு அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த வினைத்திறனுக்காக குறிப்பிடத்தக்கது. இந்தக் குழுக்கள் தானி இனங்களாக செயல்பட முடியும், ஆனால் டைநைட்ரஜனால் முடியாது. இருப்பினும், இது CO போன்ற உலோகத்துடன் (\( \mathrm{M-N=N} \)) குறைந்த அளவில் சிக்கலானவைகளை உருவாக்க முடியும்.

    அறை வெப்பநிலையில் நைட்ரஜனின் ஒரே வினை லித்தியத்துடன் \( \mathrm{Li_3N} \) உருவாக்குவதாகும். மற்ற தனிமங்களுடன், நைட்ரஜன் அதிக வெப்பநிலையில் மட்டுமே சேரும். தொகுதி 2 உலோகங்கள் மற்றும் Th அயனி நைட்ரைடுகளை உருவாக்குகின்றன.

    $$ 6\mathrm{Li} + \mathrm{N}_2 \longrightarrow 2\mathrm{Li}_3\mathrm{N} $$$$ 3\mathrm{Ca} + \mathrm{N}_2 \xrightarrow{\text{சிவப்பு சூடு}} \mathrm{Ca}_3\mathrm{N}_2 $$$$ 2\mathrm{B} + \mathrm{N}_2 \xrightarrow{\text{பிரகாசமான சிவப்பு சூடு}} 2\mathrm{BN} $$

    ஹைட்ரஜனுடன் நேரடி வினை அம்மோனியாவைக் கொடுக்கிறது. இந்த வினை அதிக அழுத்தங்கள் மற்றும் உகந்த வெப்பநிலையில் இரும்பு வினையூக்கியின் முன்னிலையில் சாதகமாக நிகழ்கிறது. இந்த வினை அம்மோனியாவின் தொகுப்புக்கான ஹேபர் செயல்முறையின் அடிப்படையாகும்.

    $$ \frac{1}{2}\mathrm{N}_2 + \frac{3}{2}\mathrm{H}_2 \xrightarrow{\mathrm{NH}_3} \Delta \mathrm{H}_f = -46.2\ \mathrm{kJ\ mol}^{-1} $$

    ஆக்சிஜனுடன், நைட்ரஜன் அதிக வெப்பநிலையில் நைட்ரஸ் ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. 3473 K வெப்பநிலையில் கூட நைட்ரஸ் ஆக்சைடு விளைச்சல் \( 4.4\% \) மட்டுமே.

    $$ 2\mathrm{N}_2 + \mathrm{O}_2 \longrightarrow 2\mathrm{N}_2\mathrm{O} $$
    நைட்ரஜனின் பயன்பாடுகள்
    1. நைட்ரஜன் அம்மோனியா, நைட்ரிக் அமிலம் மற்றும் கால்சியம் சயனமைடு போன்றவற்றின் தயாரிப்பிற்குப் பயன்படுகிறது.
    2. திரவ நைட்ரஜன் கிரையோ சர்ஜரியில் தேவையான குறைந்த வெப்பநிலையை உருவாக்கவும், உயிரியல் பாதுகாப்பிலும் பயன்படுகிறது.

    3.1.4 அம்மோனியா \( \mathrm{(NH_3)} \)

    தயாரிப்பு

    யூரியாவின் நீராற்பகுப்பால் அம்மோனியா உருவாகிறது.

    $$ \mathrm{NH_2CONH_2 + H_2O} \longrightarrow 2\mathrm{NH_3 + CO_2} $$

    ஆய்வகத்தில் அம்மோனியா ஒரு அம்மோனியம் உப்பை ஒரு காரத்துடன் சூடாக்குவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{NH_4^+ + OH^-} \longrightarrow \mathrm{NH_3 + H_2O} $$$$ 2\mathrm{NH_4Cl + CaO} \longrightarrow \mathrm{CaCl_2 + 2NH_3 + H_2O} $$$$ \mathrm{Mg_3N_2 + 6H_2O} \longrightarrow 3\mathrm{Mg(OH)_2 + 2NH_3} $$

    இது தொழில்முறையில் நைட்ரஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனை இரும்பு வினையூக்கியின் மீது (சமநிலையை அடையும் விகிதத்தை அதிகரிக்க சிறிய அளவு \( \mathrm{K_2O} \) மற்றும் \( \mathrm{Al_2O_3} \) பயன்படுத்தப்படுகிறது) 750 K மற்றும் 200 atm அழுத்தத்தில் செலுத்துவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. உண்மையான செயல்பாட்டில் தேவையான ஹைட்ரஜன் நீர் வாயுவிலிருந்தும், நைட்ரஜன் திரவக் காற்றின் பகுதி வடிகட்டுதலிலிருந்தும் பெறப்படுகிறது.

    பண்புகள்

    அம்மோனியா காரமான வாசனையுள்ள வாயு மற்றும் காற்றை விட இலகுவானது. இது சுமார் 9 வளிமண்டல அழுத்தத்தில் எளிதில் திரவமாக்கப்படும். திரவம் \( -38.4^{\circ}\mathrm{C} \) இல் கொதிக்கிறது மற்றும் \( -77^{\circ}\mathrm{C} \) இல் உறைகிறது. திரவ அம்மோனியா அதன் இயற்பியல் பண்புகளில் தண்ணீரை ஒத்திருக்கிறது, அதாவது வலுவான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மூலம் அதிகமாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அம்மோனியா தண்ணீரில் மிகவும் கரையக்கூடியது (\( 20^{\circ}\mathrm{C} \) மற்றும் 760 mm அழுத்தத்தில் 1 கன அளவு தண்ணீரில் 702 கன அளவு).

    குறைந்த வெப்பநிலையில் இரண்டு கரையக்கூடிய ஹைட்ரேட்டுகள் \( \mathrm{NH_3.H_2O} \) மற்றும் \( 2\mathrm{NH_3.H_2O} \) தனித்துப் பிரிக்கப்படுகின்றன. இந்த மூலக்கூறுகளில் அம்மோனியா மற்றும் தண்ணீர் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. நீர்வாழ் கரைசல்களிலும் அம்மோனியா இதே முறையில் நீரேற்றமடையலாம், இதை \( \mathrm{(NH_3,H_2O)} \) என்று அழைக்கிறோம்.

    $$ \mathrm{NH_3 + H_2O \Longrightarrow NH_4^+ + OH^-} $$

    அம்மோனியாவின் மின்கடவுத்திறன் மாறிலி கணிசமாக அதிகமாக இருப்பதால், தண்ணீரைப் போலவே இது ஒரு நல்ல அயனியாக்கும் கரைப்பானாக உள்ளது.

    $$ 2\mathrm{NH_3 \Longrightarrow NH_4^+ + NH_2^-} $$$$ \mathrm{K}_{-50^{\circ}\mathrm{C}} = [\mathrm{NH_4^+}][\mathrm{NH_2^-}] = 10^{-30} $$$$ 2\mathrm{H_2O \Longrightarrow H_3O^+ + OH^-} $$$$ \mathrm{K}_{25^{\circ}\mathrm{C}} = [\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{OH^-}] = 10^{-14} $$
    வேதிப் பண்புகள்

    வெப்பத்தின் விளைவு: \( 500^{\circ}\mathrm{C} \) க்கு மேல் அம்மோனியா அதன் தனிமங்களாகச் சிதைகிறது. நிக்கல், இரும்பு போன்ற உலோக வினையூக்கிகளால் சிதைவு முடுக்கப்படலாம். தொடர்ச்சியான தீப்பொறி வரும்போது முற்றிலுமாகப் பிரிதல் ஏற்படுகிறது.

    $$ 2\mathrm{NH_3} \xrightarrow{500^{\circ}\mathrm{C}} \mathrm{N_2 + 3H_2} $$

    காற்று/ஆக்சிஜனுடன் வினை: அம்மோனியா காற்றில் எரிவதில்லை, ஆனால் கட்டற்ற ஆக்சிஜனில் மஞ்சள் நிறச் சுடரோடு எரிந்து நைட்ஜென் மற்றும் நீராவியைக் கொடுக்கிறது.

    $$ 4\mathrm{NH_3 + 3O_2} \longrightarrow 2\mathrm{N_2 + 6H_2O} $$

    பிளாட்டினம் போன்ற வினையூக்கியின் முன்னிலையில், இது எரிந்து நைட்ரிக் ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. இந்த செயல்முறை நைட்ரிக் அமிலத்தின் தயாரிப்பிற்குப் பயன்படுகிறது மற்றும் ஆஸ்ட்வால்ட் செயல்முறை என அழைக்கப்படுகிறது.

    $$ 4\mathrm{NH_3 + 5O_2} \longrightarrow 4\mathrm{NO + 6H_2O} $$

    ஒடுக்கும் பண்பு: அம்மோனியா ஒரு ஒடுக்கும் முகவராகச் செயல்படுகிறது. சூடேற்றப்பட்ட உலோக ஆக்சைடின் மீது செலுத்தப்படும்போது உலோக ஆக்சைடுகளை உலோகமாக ஒடுக்குகிறது.

    $$ 3\mathrm{PbO + 2NH_3} \longrightarrow 3\mathrm{Pb + N_2 + 3H_2O} $$

    அமிலங்களுடன் வினை: அமிலங்களுடன் சேகரிக்கப்படும்போது அம்மோனியம் உப்புகளை உருவாக்குகிறது. புரோட்டானுக்கான அம்மோனியாவின் நாட்டம் தண்ணீரை விட அதிகம் என்பதை இந்த வினை காட்டுகிறது.

    குளோரின் மற்றும் குளோரைடுகளுடன் வினை: அம்மோனியா குளோரின் மற்றும் குளோரைடுகளுடன் வினைபுரிந்து இறுதிப் பொருளாக அம்மோனியம் குளோரைடைக் கொடுக்கிறது. வெவ்வேறு நிபந்தனைகளின் கீழ் வினைகள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளவாறு வேறுபடுகின்றன.

    அதிகப்படியான அம்மோனியாவுடன்

    $$ 2\mathrm{NH_3 + 3Cl_2} \longrightarrow \mathrm{N_2 + 6HCl} $$$$ 6\mathrm{HCl + 6NH_3} \longrightarrow 6\mathrm{NH_4Cl} $$

    அதிகப்படியான குளோரினுடன் அம்மோனியா வினைபுரிந்து நைட்ரஜன் ட்ரைகுளோரைடு, ஒரு வெடிபொருளைக் கொடுக்கிறது.

    $$ 2\mathrm{NH_3 + 6Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{NCl_3 + 6HCl} $$$$ 2\mathrm{NH_3(g) + HCl(g)} \longrightarrow \mathrm{NH_4Cl(s)} $$

    அமைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகள் உருவாதல்: சோடியம் போன்ற வலுவான மின்னேயீர்ப்பு உலோகங்களுடன், அம்மோனியா அமைடுகளை உருவாக்குகிறது, அதே நேரத்தில் மெக்னீசியம் போன்ற உலோகங்களுடன் நைட்ரைடுகளை உருவாக்குகிறது.

    $$ 2\mathrm{Na + 2NH_3} \longrightarrow 2\mathrm{NaNH_2 + H_2} $$$$ 3\mathrm{Mg + 2NH_3} \longrightarrow \mathrm{Mg_3N_2 + 3H_2} $$
    HCl உடன் அம்மோனியாவின் வினை

    உலோக உப்புகளுடன்: அம்மோனியா உலோக உப்புகளுடன் வினைபுரிந்து உலோக ஹைட்ராக்சைடுகளை (Fe விஷயத்தில்) அல்லது சிக்கலானவைகளை (Cu விஷயத்தில்) உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{Fe^{3+} + 3NH_4^+ + 3OH^-} \longrightarrow \mathrm{Fe(OH)_3 + 3NH_4^+} $$$$ \mathrm{Cu^{2+} + 4NH_3} \longrightarrow [\mathrm{Cu(NH_3)_4}]^{2+} \quad \text{டெட்ராஅம்மைன்காப்பர்(II) அயன் (ஓர் ஒருங்கிணைப்புச் சிக்கலானது)} $$

    அமின்கள் உருவாதல்: அம்மோனியா அயன்-இருமுனை ஈர்ப்பு மூலம் அமோனேட்டட் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. எ.கா. \( [\mathrm{CaCl_2.8NH_3}] \). இதில், அம்மோனியா இருமுனையின் எதிர் முனைகள் \( \mathrm{Ca^{2+}} \) அயனுக்கு ஈர்க்கப்படுகின்றன.

    இது ஒரு ஈந்தணைவியாகவும் செயல்பட்டு \( [\mathrm{Co(NH_3)_6}]^{3+} \), \( [\mathrm{Ag(NH_3)_2}]^+ \) போன்ற ஒருங்கிணைப்புச் சேர்மங்களை உருவாக்க முடியும்.

    எடுத்துக்காட்டாக, செப்பு சல்பேட்டின் நீர்வாழ் கரைசலில் அதிகப்படியான அம்மோனியா சேர்க்கப்படும்போது ஒரு ஆழமான நீல நிறச் சேர்மம் \( [\mathrm{Cu(NH_3)_4}]^{2+} \) உருவாகிறது.

    அம்மோனியாவின் அமைப்பு

    அம்மோனியா மூலக்கூறு பிரமிடு வடிவில் உள்ளது. N-H பிணைப்பு தூரம் 1.016 Å மற்றும் H-H பிணைப்பு தூரம் 1.645 Å, பிணைப்புக் கோணம் \( 107^{\circ} \) உடன். அம்மோனியாவின் அமைப்பு ஒரு முக்கோணக் கோணகமாக ஒரு முனையில் ஒரு தனி இணை எலக்ட்ரான்களுடன் கருதப்படலாம், எனவே இது படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு பிரமிடு வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது.

    படம் 3.1 அம்மோனியாவின் அமைப்பு

    3.1.5 நைட்ரிக் அமிலம்

    தயாரிப்பு

    நைட்ரிக் அமிலம் சம அளவு பொட்டாசியம் அல்லது சோடியம் நைட்ரேட்டை செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலத்துடன் சூடாக்குவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{KNO_3 + H_2SO_4 \longrightarrow KHSO_4 + HNO_3} $$

    நைட்ரிக் அமிலத்தின் சிதைவைத் தவிர்ப்பதற்காக வெப்பநிலை முடிந்தவரை குறைவாக வைக்கப்படுகிறது. அமிலம் ஒரு புகைக்கும் திரவமாக ஒடுங்குகிறது, இது நைட்ரிக் அமிலத்தின் சிதைவின் காரணமாக உருவாகும் சிறிய அளவு நைட்ரஜன் டைஆக்சைடு முன்னிலையில் பழுப்பு நிறத்தில் காணப்படுகிறது.

    $$ 4\mathrm{HNO_3} \longrightarrow 4\mathrm{NO_2 + 2H_2O + O_2} $$
    வணிக முறை தயாரிப்பு

    நைட்ரிக் அமிலம் ஆஸ்ட்வால்ட் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி பெரிய அளவில் தயாரிக்கப்படுகிறது. இந்த முறையில் ஹேபர் செயல்முறையிலிருந்து வரும் அம்மோனியா சுமார் 10 மடங்கு காற்றுடன் கலக்கப்படுகிறது. இந்த கலவை முன்னரே சூடாக்கப்பட்டு வினையூக்கி அறைக்குள் செலுத்தப்படுகிறது, அங்கு அவை பிளாட்டினம் கம்பி வலையுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன. வெப்பநிலை சுமார் 1275 K க்கு உயர்கிறது மற்றும் உலோக கம்பி வலை அம்மோனியாவின் விரைவான வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்றத்தை ஏற்படுத்தி NO உருவாவதற்கு வழிவகுக்கிறது, பின்னர் அது நைட்ரஜன் டைஆக்சைடாக ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது.

    $$ 4\mathrm{NH_3 + 5O_2} \longrightarrow 4\mathrm{NO + 6H_2O} + 120\ \mathrm{kJ} $$$$ 2\mathrm{NO + O_2} \longrightarrow 2\mathrm{NO_2} $$

    உற்பத்தி செய்யப்பட்ட நைட்ரஜன் டைஆக்சைடு தொடர்ச்சியான உறிஞ்சுதல் கோபுரங்கள் வழியாகச் செலுத்தப்படுகிறது. இது தண்ணீருடன் வினைபுரிந்து நைட்ரிக் அமிலத்தைக் கொடுக்கிறது. உருவாகும் நைட்ரிக் ஆக்சைடு காற்றை ஊதுவதன் மூலம் வெளிறச் செய்யப்படுகிறது.

    $$ 3\mathrm{NO_2 + H_2O} \longrightarrow 2\mathrm{HNO_3 + NO} $$
    பண்புகள்

    தூய நைட்ரிக் அமிலம் நிறமற்றது. இது \( 86^{\circ}\mathrm{C} \) இல் கொதிக்கிறது. அமிலம் தண்ணீருடன் முழுமையாகக் கலக்கக்கூடியதாகும், ஒரு நிலையான கொதிக்கும் கலவையை உருவாக்குகிறது (\( 98\% \mathrm{HNO_3} \) கொதிநிலை \( 120.5^{\circ}\mathrm{C} \)). புகைக்கும் நைட்ரிக் அமிலத்தில் நைட்ரஜனின் ஆக்சைடுகள் உள்ளன. இது சூரிய ஒளியில் வெளிப்படும் போது அல்லது சூடாக்கப்படும் போது, நைட்ரஜன் டைஆக்சைடு, தண்ணீர் மற்றும் ஆக்சிஜனாகச் சிதைகிறது.

    $$ 4\mathrm{HNO_3} \longrightarrow 4\mathrm{NO_2 + 2H_2O + O_2} $$

    இந்த வினையின் காரணமாக தூய அமிலம் அல்லது அதன் செறிவூட்டப்பட்ட கரைசல் நிற்கும் போது மஞ்சள் நிறமாகிறது.

    பெரும்பாலான வினைகளில், நைட்ரிக் அமிலம் ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற முகவராகச் செயல்படுகிறது. எனவே ஆக்சிஜனேற்ற நிலை \( +5 \) இலிருந்து குறைந்த நிலைக்கு மாறுகிறது. இது உலோகங்களுடனான வினையில் ஹைட்ரஜனைக் கொடுப்பதில்லை. நைட்ரிக் அமிலம் ஒரு அமிலமாகவும், ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற முகவராகவும், ஒரு நைட்ரேற்றும் முகவராகவும் செயல்பட முடியும்.

    ஒரு அமிலமாக: மற்ற அமிலங்களைப் போலவே இது காரங்கள் மற்றும் கார ஆக்சைடுகளுடன் வினைபுரிந்து உப்புகளையும் தண்ணீரையும் உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{ZnO + 2HNO_3} \longrightarrow \mathrm{Zn(NO_3)_2 + H_2O} $$$$ 3\mathrm{FeO + 10HNO_3} \longrightarrow 3\mathrm{Fe(NO_3)_3 + NO + 5H_2O} $$

    ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற முகவராக: கார்பன், கந்தகம், பாஸ்பரஸ் மற்றும் அயோடின் போன்ற அலோகங்கள் நைட்ரிக் அமிலத்தால் ஆக்சிஜனேற்றப்படுகின்றன.

    $$ \mathrm{C + 4HNO_3} \longrightarrow 2\mathrm{H_2O + 4NO_2 + CO_2} $$$$ \mathrm{S + 2HNO_3} \longrightarrow \mathrm{H_2SO_4 + 2NO} $$$$ \mathrm{P_4 + 20HNO_3} \longrightarrow 4\mathrm{H_3PO_4 + 4H_2O + 20NO_2} $$$$ 3\mathrm{I_2 + 10HNO_3} \longrightarrow 6\mathrm{HIO_3 + 10NO + 2H_2O} $$$$ \mathrm{HNO_3 + F_2} \longrightarrow \mathrm{HF + NO_3F} $$$$ 3\mathrm{H_2S + 2HNO_3} \longrightarrow 3\mathrm{S + 2NO + 4H_2O} $$

    ஒரு நைட்ரேற்றும் முகவராக: கரிமச் சேர்மங்களில் ஒரு \( -\mathrm{H} \) அணுவை \( -\mathrm{NO}_2 \) ஆல் பதிலீடு செய்வது பெரும்பாலும் நைட்ரேற்றம் எனக் குறிப்பிடப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக:

    $$ \mathrm{C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_5NO_2 + H_2O} $$

    நைட்ரோனியம் அயன் உருவாதலால் நைட்ரேற்றம் நிகழ்கிறது

    $$ \mathrm{HNO_3 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{NO_2^+ + H_2O + HSO_4^-} $$
    உலோகங்களின் மீது நைட்ரிக் அமிலத்தின் விளைவு

    தங்கம், பிளாட்டினம், ரோடியம், இரிடியம் மற்றும் டாண்டலம் தவிர அனைத்து உலோகங்களும் நைட்ரிக் அமிலத்துடன் வினைபுரிகின்றன. நைட்ரிக் அமிலம் உலோகங்களை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது. அலுமினியம், இரும்பு, கோபால்ட், நிக்கல் மற்றும் குரோமியம் போன்ற சில உலோகங்கள் செறிவூட்டப்பட்ட அமிலத்தில் அவற்றின் உலோகப் பரப்பில் ஆக்சைடுகளின் அடுக்கு உருவாவதால் மந்தமாக்கப்படுகின்றன, இது தூய உலோகத்துடன் நைட்ரிக் அமிலம் வினைபுரிவதைத் தடுக்கிறது.

    தகரம், ஆர்சனிக், ஆண்டிமனி, டங்ஸ்டன் மற்றும் மாலிப்டினம் போன்ற பலவீனமான மின்னேயீர்ப்பு உலோகங்களுடன், நைட்ரிக் அமிலம் உலோக ஆக்சைடுகளைக் கொடுக்கிறது, இதில் உலோகம் அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் உள்ளது மற்றும் அமிலம் குறைந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலைக்கு ஒடுக்கப்படுகிறது. ஒரு உலோகத்துடன் நைட்ரிக் அமிலம் வினைபுரியும் போது வெளிப்படும் மிகவும் பொதுவான பொருட்கள் \( \mathrm{NO_2} \), NO மற்றும் \( \mathrm{H_2O} \) வாயுக்கள் ஆகும். எப்போதாவது \( \mathrm{N_2} \), \( \mathrm{NH_2OH} \) மற்றும் \( \mathrm{NH_3} \) ஆகியவையும் உருவாகின்றன.

    $$ \mathrm{HNO_3 \xrightarrow{+5} NO_2 \xrightarrow{+4} NO_2 \xrightarrow{+3} HNO_2 \xrightarrow{+2} NO \xrightarrow{+1} N_2O \xrightarrow{0} N_2 \xrightarrow{-3} NH_3} $$

    உலோகங்களின் வினைகள் நைட்ரிக் அமிலத்துடன் பின்வரும் 3 படிகளாக விளக்கப்படுகின்றன:

    முதன்மை வினை: புதிதாய்ப் பிறந்த ஹைட்ஜனின் வெளியீட்டுடன் உலோக நைட்ரேட் உருவாகிறது

    $$ \mathrm{M + HNO_3} \longrightarrow \mathrm{MNO_3 + (H)} $$

    இரண்டாம் நிலை வினை: புதிதாய்ப் பிறந்த ஹைட்ரஜன் நைட்ரிக் அமிலத்தின் ஒடுக்க விளைபொருட்களை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{HNO_3 + 2(H)} \longrightarrow \mathrm{HNO_2 + H_2O} $$$$ \mathrm{HNO_3 + 6(H)} \longrightarrow \mathrm{NH_2OH + 2H_2O} $$$$ \mathrm{HNO_3 + 8(H)} \longrightarrow \mathrm{NH_3 + 3H_2O} $$$$ 2\mathrm{HNO_3 + 8(H)} \longrightarrow \mathrm{H_2N_2O_2 + 4H_2O} $$

    மூன்றாம் நிலை வினை: இரண்டாம் நிலை விளைபொருட்கள் சிதைந்து அல்லது வினைபுரிந்து இறுதிப் பொருட்களைக் கொடுக்கின்றன.

    இரண்டாம் நிலையின் சிதைவு:

    $$ 3\mathrm{HNO_2} \longrightarrow \mathrm{HNO_3 + 2NO_2 + H_2O} $$$$ 2\mathrm{HNO_2} \longrightarrow \mathrm{N_2O_3 + H_2O} $$$$ \mathrm{H_2N_2O_2} \longrightarrow \mathrm{N_2O + H_2O} $$

    இரண்டாம் நிலை விளைபொருட்களின் வினை:

    $$ \mathrm{HNO_2 + NH_3} \longrightarrow \mathrm{N_2 + 2H_2O} $$$$ \mathrm{HNO_2 + NH_2OH} \longrightarrow \mathrm{N_2O + 2H_2O} $$$$ \mathrm{HNO_2 + HNO_3} \longrightarrow 2\mathrm{NO_2 + H_2O} $$
    எடுத்துக்காட்டுகள்

    செம்பு நைட்ரிக் அமிலத்துடன் பின்வரும் முறையில் வினைபுரிகிறது

    $$ 3\mathrm{Cu + 6HNO_3} \longrightarrow 3\mathrm{Cu(NO_3)_2 + 6(H)} $$$$ 6\mathrm{(H) + 3HNO_3} \longrightarrow 3\mathrm{HNO_2 + 3H_2O} $$$$ 3\mathrm{HNO_2} \longrightarrow \mathrm{HNO_3 + 2NO + H_2O} $$

    ஒட்டுமொத்த வினை

    $$ 3\mathrm{Cu + 8HNO_3} \longrightarrow 3\mathrm{Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O} $$

    செறிவூட்டப்பட்ட அமிலம் நைட்ரஜன் டைஆக்சைடை உருவாக்கும் போக்கைக் கொண்டுள்ளது

    $$ \mathrm{Cu + 4HNO_3} \longrightarrow \mathrm{Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O} $$

    மெக்னீசியம் நைட்ரிக் அமிலத்துடன் பின்வரும் வழியில் வினைபுரிகிறது

    $$ 4\mathrm{Mg + 8HNO_3} \longrightarrow 4\mathrm{Mg(NO_3)_2 + 8[H]} $$$$ \mathrm{HNO_3 + 8(H)} \longrightarrow \mathrm{NH_3 + 3H_2O} $$$$ \mathrm{HNO_3 + NH_3} \longrightarrow \mathrm{NH_4NO_3} $$

    ஒட்டுமொத்த வினை

    $$ 4\mathrm{Mg + 10HNO_3} \longrightarrow 4\mathrm{Mg(NO_3)_2 + NH_4NO_3 + 3H_2O} $$

    அமிலம் நீர்த்தப்பட்டால் \( \mathrm{N_2O} \) கிடைக்கிறது

    $$ 4\mathrm{Mg + 10HNO_3} \longrightarrow 4\mathrm{Mg(NO_3)_2 + N_2O + 5H_2O} $$
    நைட்ரிக் அமிலத்தின் பயன்பாடுகள்
    1. நைட்ரிக் அமிலம் ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற முகவராகவும், அக்வா ரெஜியா தயாரிப்பிலும் பயன்படுகிறது.
    2. நைட்ரிக் அமிலத்தின் உப்புகள் ஒளிப்படவியல் (\( \mathrm{AgNO_3} \)) மற்றும் துப்பாக்கி வெடிமருந்துக்கு (\( \mathrm{NaNO_3} \)) பயன்படுகின்றன.

    நீங்களே மதிப்பிடுங்கள்: துத்தநாகத்துடன் நைட்ரிக் அமிலத்தின் (நீர்த்த மற்றும் செறிவூட்டப்பட்ட இரண்டும்) வினையில் உருவாகும் விளைபொருட்களை எழுதுங்கள்.

    3.1.6 நைட்ரஜனின் ஆக்சைடுகள் மற்றும் ஆக்சோஅமிலங்கள்

    அட்டவணை: நைட்ரஜனின் ஆக்சைடுகள்

    பெயர்ஆக்சிஜனேற்ற நிலைஇயற்பியல் பண்புகள்தயாரிப்பு
    நைட்ரஸ் ஆக்சைடு+1\( \mathrm{NH_4NO_3 \rightarrow N_2O + 2H_2O} \)
    நைட்ரிக் ஆக்சைடு+2\( 2\mathrm{NaNO_2 + 2FeSO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + 2H_2O + 2NO} \)
    டைநைட்ரஜன் ட்ரைஆக்சைடு (அல்லது நைட்ரஜன் செஸ்குயாக்சைடு)+3\( 2\mathrm{NO + NO_2 \rightarrow N_2O_3} \)
    நைட்ரஜன் டைஆக்சைடு+4\( 2\mathrm{Pb(NO_3)_2 \rightarrow 4NO_2 + 2PbO + O_2} \)
    டைநைட்ரஜன் டெட்ராக்சைடு+4\( 2\mathrm{NO_2 \rightarrow N_2O_4} \)
    டைநைட்ஜென் பென்டாக்சைடு+5\( 2\mathrm{HNO_3 + P_2O_5 \rightarrow N_2O_5 + 2HPO_3} \)

    நைட்ரஜனின் ஆக்சைடுகளின் அமைப்புகள்

    பெயர்வாய்பாடுஅமைப்பு
    நைட்ரஸ் ஆக்சைடு\( \mathrm{N_2O} \)\( \mathrm{N \equiv N-O: \leftarrow N \equiv N-O:} \)
    நைட்ரிக் ஆக்சைடு\( \mathrm{NO} \)\( \mathrm{N-115\ pm\ O} \)
    டைநைட்ரஜன் ட்ரைஆக்சைடு\( \mathrm{N_2O_3} \)\( \mathrm{O_2N-NO} \)
    நைட்ரஜன் டைஆக்சைடு\( \mathrm{NO_2} \)\( \mathrm{O=N-O:} \)
    டைநைட்ரஜன் டெட்ராக்சைடு\( \mathrm{N_2O_4} \)\( \mathrm{O_2N-NO_2} \)
    டைநைட்ரஜன் பென்டாக்சைடு\( \mathrm{N_2O_5} \)\( \mathrm{O_2N-O-NO_2} \)

    நைட்ரஜனின் ஆக்சோஅமிலங்களின் அமைப்புகள்

    பெயர்வாய்பாடுஅமைப்பு
    ஹைபோநைட்ரஸ் அமிலம்\( \mathrm{H_2N_2O_2} \)\( \mathrm{HO-N=N-OH} \)
    நைட்ரஸ் அமிலம்\( \mathrm{HNO_2} \)\( \mathrm{H-O-N=O} \)
    நைட்ரிக் அமிலம்\( \mathrm{HNO_3} \)\( \mathrm{H-O-N\equiv O} \)

    3.1.7 பாஸ்பரஸின் புறவேற்றுமை வடிவங்கள்

    பாஸ்பரஸ் பல புறவேற்றுமை மாற்றங்களைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றில் மூன்று வடிவங்களான வெள்ளை, சிவப்பு மற்றும் கருப்பு பாஸ்பரஸ் மிகவும் பொதுவானவை.

    புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட வெள்ளை பாஸ்பரஸ் நிறமற்றது, ஆனால் நிற்கும் போது சிவப்பு பாஸ்பரஸின் அடுக்கு உருவாவதால் வெளிர் மஞ்சள் நிறமாகிறது. எனவே இது மஞ்சள் பாஸ்பரஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இது இயற்கையில் நஞ்சு விளைவிக்கும் மற்றும் பூண்டு போன்ற மணம் கொண்டது. இது ஆக்சிஜனேற்றத்தின் காரணமாக இருட்டில் பிரகாசிக்கிறது, இது உயிரொளிர்வு எனப்படுகிறது. இதன் எரியூட்டு வெப்பநிலை மிகவும் குறைவு, எனவே அறை வெப்பநிலையில் காற்றில் தன்னிச்சையாக எரிந்து \( \mathrm{P_2O_5} \) கொடுக்கிறது.

    படம் 3.2 வெள்ளை பாஸ்பரஸின் அமைப்பு

    வெள்ளை பாஸ்பரஸை காற்று மற்றும் ஒளி இல்லாத நிலையில் \( 420^{\circ}\mathrm{C} \) க்கு சூடாக்குவதன் மூலம் சிவப்பு பாஸ்பரஸாக மாற்றலாம். வெள்ளை பாஸ்பரஸைப் போலல்லாமல், இது நச்சுத்தன்மை வாய்ந்ததல்ல மற்றும் உயிரொளிர்வைக் காட்டுவதில்லை. இது குறைந்த வெப்பநிலையிலும் எரிவதில்லை. சிவப்பு பாஸ்பரஸை மந்த வளிமண்டலத்தில் கொதிக்க வைத்து, நீரின் கீழ் நீராவியை ஒடுக்குவதன் மூலம் மீண்டும் வெள்ளை பாஸ்பரஸாக மாற்றலாம்.

    கருப்பு பாஸ்பரஸ் ஒரு அடுக்கு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் குறைக்கடத்தியாகவும் செயல்படுகிறது. வெள்ளை பாஸ்பரஸில் உள்ள நான்கு அணுக்கள் \( \mathrm{P_4} \) சங்கிலிகளின் பல்லுறுப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, அவை முக்கோணகமாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. நைட்ரஜனைப் போலல்லாமல், \( \mathrm{P=P} \) P-P ஒற்றைப் பிணைப்புகளை விட குறைந்த நிலைத்தன்மை கொண்டது. எனவே, பாஸ்பரஸ் அணுக்கள் மூன்று பிணைப்புகளை விட ஒற்றைப் பிணைப்புகள் மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. மேலே உள்ள இரண்டைத் தவிர ஸ்கார்லட் மற்றும் வயலட் பாஸ்பரஸ் எனப்படும் மேலும் இரண்டு புறவேற்றுமைகளும் பாஸ்பரஸுக்கு அறியப்படுகின்றன.

    படம் 3.3 சிவப்பு பாஸ்பரஸின் அமைப்பு

    3.1.8 பாஸ்பரஸின் பண்புகள்

    பாஸ்பரஸ் அதிக வினைத்திறன் கொண்டது மற்றும் பின்வரும் முக்கியமான வேதிப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

    ஆக்சிஜனுடன் வினை: மஞ்சள் பாஸ்பரஸ் காற்றில் எளிதில் தீப்பிடித்து பாஸ்பரஸ் பென்டாக்சைட்டின் அடர்த்தியான வெள்ளைப் புகையைக் கொடுக்கிறது. சிவப்பு பாஸ்பரஸ் வெப்பத்தில் ஆக்சிஜனுடன் வினைபுரிந்து பாஸ்பரஸ் ட்ரைஆக்சைடு அல்லது பாஸ்பரஸ் பென்டாக்சைடைக் கொடுக்கிறது.

    $$ 4\mathrm{P} + 3\mathrm{O_2} \longrightarrow 2\mathrm{P_2O_3} $$$$ 4\mathrm{P} + 5\mathrm{O_2} \longrightarrow 2\mathrm{P_2O_5} $$

    ஆலசன்களுடன் வினை: பாஸ்பரஸ் ஆலசன்களுடன் வினைபுரிந்து ட்ரைஹலைடுகள் மற்றும் பென்டாஹலைடுகளை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{P_4 + 6Cl_2} \longrightarrow 4\mathrm{PCl_3} $$$$ \mathrm{P_4 + 10Cl_2} \longrightarrow 4\mathrm{PCl_5} $$

    உலோகங்களுடன் வினை: பாஸ்பரஸ் உலோகங்களுடன் இணைந்து உலோக பாஸ்பைடுகளை உருவாக்குகிறது.

    $$ 3\mathrm{Ca} + 2\mathrm{P} \longrightarrow \mathrm{Ca_3P_2} $$$$ 3\mathrm{Mg} + 2\mathrm{P} \longrightarrow \mathrm{Mg_3P_2} $$

    காரத்துடன் வினை: வெள்ளை பாஸ்பரஸ் கொதிக்கும் காரத்துடன் வினைபுரிந்து பாஸ்பினைக் கொடுக்கிறது.

    $$ 4\mathrm{P_4 + 3NaOH + 3H_2O} \longrightarrow 3\mathrm{NaH_2PO_2 + PH_3} $$

    3.1.9 பாஸ்பைன் \( \mathrm{(PH_3)} \)

    தயாரிப்பு

    பாஸ்பைன் கார்பன் டைஆக்சைடு அல்லது ஹைட்ரஜனின் மந்த வளிமண்டலத்தில் வெள்ளை பாஸ்பரஸுடன் சோடியம் ஹைட்ராக்சைட்டின் வினையால் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ 4\mathrm{P_4 + 3NaOH + 3H_2O} \longrightarrow 3\mathrm{NaH_2PO_2 + PH_3} $$

    உலோக பாஸ்பைடுகளை தண்ணீர் அல்லது நீர்த்த கனிம அமிலங்களுடன் நீராற்பகுப்பு செய்வதன் மூலமும் பாஸ்பைனைத் தயாரிக்கலாம்.

    $$ \mathrm{Ca_3P_2 + 6H_2O} \longrightarrow 2\mathrm{PH_3 \uparrow + 3Ca(OH)_2} $$$$ \mathrm{AlP + 3HCl} \longrightarrow \mathrm{PH_3 \uparrow + AlCl_3} $$

    பாஸ்பரஸ் அமிலத்தை சூடாக்குவதன் மூலம் தூய வடிவில் பாஸ்பைன் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ 4\mathrm{H_3PO_3 \xrightarrow{\Delta}} 3\mathrm{H_3PO_4 + PH_3 \uparrow} $$

    பாஸ்போனியம் அயோடைடை காஸ்டிக் சோடா கரைசலுடன் சூடாக்குவதன் மூலம் ஒரு தூய பாஸ்பைன் மாதிரி தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{PH_4I + NaOH} \longrightarrow \mathrm{PH_3 \uparrow + NaI + H_2O} $$
    இயற்பியல் பண்புகள்

    இது நிறமற்ற, நச்சு வாயு, அழுகிய மீன் வாசனையுடன் உள்ளது. இது தண்ணீரில் சிறிது கரையக்கூடியது மற்றும் லிட்மஸ் சோதனைக்கு நடுநிலையானது. இது 188 K இல் நிறமற்ற திரவமாகவும், 139.5 K இல் திடப்பொருளாகவும் உறைகிறது.

    வேதிப் பண்புகள்

    வெப்ப நிலைத்தன்மை: பாஸ்பைன் 317 K இல் காற்று இல்லாத நிலையில் சூடாக்கப்படும் போது அல்லது மின்சாரம் செலுத்தப்படும் போது அதன் தனிமங்களாகச் சிதைகிறது.

    $$ 4\mathrm{PH_3 \xrightarrow{317K}} \mathrm{P_4 + 6H_2} $$

    எரிதல்: பாஸ்பைன் காற்று அல்லது ஆக்சிஜனுடன் சூடாக்கப்படும் போது மெட்டா பாஸ்போரிக் அமிலத்தைக் கொடுக்க எரிகிறது.

    $$ 4\mathrm{PH_3 + 8O_2 \xrightarrow{\Delta}} \mathrm{P_4O_{10} + 6H_2O} $$$$ \mathrm{P_4O_{10} + 6H_2O \xrightarrow{\Delta}} 4\mathrm{HPO_3 + 4H_2O} $$

    காரத் தன்மை: பாஸ்பைன் பலவீனமான காரத்தன்மை கொண்டது மற்றும் ஆலசன் அமிலங்களுடன் பாஸ்போனியம் உப்புகளை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{PH_3 + HI} \longrightarrow \mathrm{PH_4I} $$$$ \mathrm{PH_4I + H_2O} \longrightarrow \mathrm{PH_3 + H_3O^+ + I^-} $$

    இது ஆலசன்களுடன் வினைபுரிந்து பாஸ்பரஸ் பென்டா ஹலைடுகளைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{PH_3 + 4Cl_2} \longrightarrow \mathrm{PCl_5 + 3HCl} $$

    ஒடுக்கும் பண்பு: பாஸ்பைன் சில உலோகங்களை அவற்றின் உப்புக் கரைசல்களில் இருந்து பாஸ்பைடாக வீழ்படிவாக்குகிறது.

    $$ 3\mathrm{AgNO_3 + PH_3} \longrightarrow \mathrm{Ag_3P + 3HNO_3} $$

    இது போரான் ட்ரைகுளோரைடு போன்ற லூயிஸ் அமிலங்களுடன் ஒருங்கிணைப்புச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{BCl_3 + PH_3} \longrightarrow [\mathrm{Cl_3B \longleftarrow :PH_3}] $$
    அமைப்பு

    பாஸ்பைனில், பாஸ்பரஸ் \( \mathrm{sp^3} \) கலப்பினத்தைக் காட்டுகிறது. மூன்று ஆர்பிட்டால்கள் பிணைப்பு இணைகளால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் நான்காவது மூலையானது தனி இணை எலக்ட்ரான்களால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது. எனவே, பிணைப்புக் கோணம் \( 93.5^{\circ} \) ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது. பாஸ்பைன் ஒரு பிரமிடு வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது.

    படம் 3.4 பாஸ்பைனின் அமைப்பு
    பாஸ்பைனின் பயன்பாடுகள்

    பாஸ்பைன் புகைத் திரையை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது, ஏனெனில் இது பெரிய புகையைக் கொடுக்கிறது. ஒரு கப்பலில், கால்சியம் கார்பைடு மற்றும் கால்சியம் பாஸ்பைடின் கலவையுடன் கூடிய துளையிடப்பட்ட கொள்கலன், கடலில் வீசப்படும்போது பாஸ்பைன் மற்றும் அசிட்டிலீனை வெளியிடுகிறது. வெளியிடப்பட்ட பாஸ்பைன் தீப்பிடித்து அசிட்டிலீனைப் பற்றவைக்கிறது. இந்த எரியும் வாயுக்கள் வரும் கப்பல்களுக்கு ஒரு சமிக்ஞையாக செயல்படுகின்றன. இது ஹோம்ஸ் சிக்னல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

    3.1.10 பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு மற்றும் பென்டாகுளோரைடு

    பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு

    தயாரிப்பு: குளோரினின் மெதுவான ஓட்டம் வெள்ளை பாஸ்பரஸின் மீது செலுத்தப்படும் போது, பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு உருவாகிறது. வெள்ளை பாஸ்பரஸை தயோனைல் குளோரைடுடன் சேர்த்து வினைப்படுத்துவதன் மூலமும் இதைப் பெறலாம்.

    $$ \mathrm{P_4 + 8SOCl_2} \longrightarrow 4\mathrm{PCl_3 + 4SO_2 + 2S_2Cl_2} $$

    பண்புகள்: பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு குளிர்ந்த நீரில் நீராற்பகுப்பு செய்யப்படும்போது பாஸ்பரஸ் அமிலத்தைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{PCl_3 + 3H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_3PO_3 + 3HCl} $$

    இந்த வினை பாஸ்பரஸ் அணுவில் உள்ள வெற்று 3d ஆர்பிட்டாலைப் பயன்படுத்தி நீர் மூலக்கூறின் ஒருங்கிணைப்பை உள்ளடக்கியது, அதைத் தொடர்ந்து HCl நீக்கம், இது \( \mathrm{SiCl_4} \) இன் நீராற்பகுப்பைப் போன்றது.

    $$ \mathrm{PCl_3 + H_2O} \longrightarrow \mathrm{PCl_3H_2O} \longrightarrow \mathrm{P(OH)Cl_2 + HCl} $$

    இந்த வினையைத் தொடர்ந்து \( \mathrm{P(OH)_3} \) அல்லது \( \mathrm{H_3PO_3} \) கொடுக்க மேலும் இரண்டு படிகள் உள்ளன.

    $$ \mathrm{HPOCl_2 + H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_2PO_2Cl + HCl} $$$$ \mathrm{H_2PO_2Cl + H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_3PO_3 + HCl} $$

    ஆல்கஹால்கள் மற்றும் கார்பாக்சிலிக் அமிலங்களைக் கொண்ட மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் இதே போன்ற வினைகள் நிகழ்கின்றன.

    $$ 3\mathrm{C_2H_5OH + PCl_3} \longrightarrow 3\mathrm{C_2H_5Cl + H_3PO_3} $$$$ 3\mathrm{C_2H_5COOH + PCl_3} \longrightarrow 3\mathrm{C_2H_5COCl + H_3PO_3} $$

    பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைட்டின் பயன்பாடுகள்: பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு ஒரு குளோரினேற்றும் முகவராகவும், \( \mathrm{H_3PO_3} \) தயாரிப்பிற்காகவும் பயன்படுகிறது.

    பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைடு

    தயாரிப்பு: \( \mathrm{PCl_3} \) அதிகப்படியான குளோரினுடன் சேகரிக்கப்படும்போது, பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைடு பெறப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{PCl_3 + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{PCl_5} $$

    வேதிப் பண்புகள்: பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைடை சூடாக்கும்போது, அது பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு மற்றும் குளோரினாகச் சிதைகிறது.

    $$ \mathrm{PCl_5(g)} \longrightarrow \mathrm{PCl_3(g) + Cl_2(g)} $$

    பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைடு தண்ணீருடன் வினைபுரிந்து பாஸ்போரைல் குளோரைடு மற்றும் ஆர்த்தோபாஸ்போரிக் அமிலத்தைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{PCl_5 + H_2O} \longrightarrow \mathrm{POCl_3 + 2HCl} $$$$ \mathrm{POCl_3 + 3H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_3PO_4 + 3HCl} $$

    ஒட்டுமொத்த வினை

    $$ \mathrm{PCl_5 + 4H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_3PO_4 + 5HCl} $$

    பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைடு உலோகத்துடன் வினைபுரிந்து உலோக குளோரைடுகளைக் கொடுக்கிறது. இது பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடைப் போலவே கரிமச் சேர்மங்களையும் குளோரினேற்றம் செய்கிறது.

    $$ 2\mathrm{Ag + PCl_5} \longrightarrow 2\mathrm{AgCl + PCl_3} $$$$ \mathrm{Sn + 2PCl_5} \longrightarrow \mathrm{SnCl_4 + 2PCl_3} $$$$ \mathrm{C_2H_5OH + PCl_5} \longrightarrow \mathrm{C_2H_5Cl + HCl + POCl_3} $$$$ \mathrm{C_2H_5COOH + PCl_5} \longrightarrow \mathrm{C_2H_5COCl + HCl + POCl_3} $$

    பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைட்டின் பயன்பாடுகள்: பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைடு ஒரு குளோரினேற்றும் முகவர் மற்றும் ஹைட்ராக்சில் குழுக்களை குளோரின் அணுவால் பதிலீடு செய்வதற்கு பயனுள்ளதாக இருக்கிறது.

    3.1.11 பாஸ்பரஸின் ஆக்சைடுகள் மற்றும் ஆக்சோஅமிலங்களின் அமைப்பு

    பாஸ்பரஸ் பாஸ்பரஸ் ட்ரைஆக்சைடு, பாஸ்பரஸ் டெட்ராக்சைடு மற்றும் பாஸ்பரஸ் பென்டாக்சைடை உருவாக்குகிறது.

    பாஸ்பரஸ் ட்ரைஆக்சைடில் நான்கு பாஸ்பரஸ் அணுக்கள் ஒரு முக்கோணகத்தின் மூலைகளிலும், ஆறு ஆக்சிஜன் அணுக்கள் விளிம்புகளிலும் உள்ளன. P-O பிணைப்பு தூரம் 165.6 pm.

    படம் 3.5 பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைட்டின் அமைப்பு
    படம் 3.6 \( \mathrm{P_4O_6} \) இன் அமைப்பு

    பாஸ்பரஸின் ஆக்சோஅமிலங்கள் - தயாரிப்பு

    பெயர்வாய்பாடுஆக்சிஜனேற்ற நிலைதயாரிப்பு
    ஹைப்போபாஸ்பரஸ் அமிலம்\( \mathrm{H_3PO_2} \)+1\( \mathrm{P_4 + 6H_2O \rightarrow 3H_3PO_2 + PH_3} \)
    ஆர்த்தோபாஸ்பரஸ் அமிலம்\( \mathrm{H_3PO_3} \)+3\( \mathrm{P_4O_6 + 6H_2O \rightarrow 4H_3PO_3} \)
    ஹைப்போபாஸ்போரிக் அமிலம்\( \mathrm{H_4P_2O_6} \)+4\( 2\mathrm{P + 2O_2 + 2H_2O \rightarrow H_4P_2O_6} \)
    ஆர்த்தோபாஸ்போரிக் அமிலம்\( \mathrm{H_3PO_4} \)+5\( \mathrm{P_4O_{10} + 6H_2O \rightarrow 4H_3PO_4} \)
    பைரோபாஸ்போரிக் அமிலம்\( \mathrm{H_4P_2O_7} \)+5\( 2\mathrm{H_3PO_4 \rightarrow H_4P_2O_7 + H_2O} \)

    3.2 தொகுதி 16 (ஆக்சிஜன் தொகுதி) தனிமங்கள்

    இயற்கை வளம்

    தொகுதி 16 இல் உள்ள தனிமங்கள் சால்கோஜன்கள் அல்லது தாது உருவாக்கும் தனிமங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் பெரும்பாலான தாதுக்கள் ஆக்சைடுகள் அல்லது சல்பைடுகளாகும். முதல் தனிமமான ஆக்சிஜன், மிகுதியான தனிமம், காற்றில் டைஆக்சிஜனாகவும் (எடை மற்றும் கன அளவு இரண்டிலும் \( 20\% \) க்கும் மேல்) மற்றும் ஆக்சைடுகளாக இணைந்த வடிவத்திலும் உள்ளது. ஆக்சிஜன் மற்றும் கந்தகம் முறையே பூமியின் மேலோட்டில் எடையில் \( 46.6\% \) மற்றும் \( 0.034\% \) ஆகும். கந்தகம் சல்பேட்டுகளாக (ஜிப்சம், எப்சம் உப்பு போன்றவை) மற்றும் சல்பைடுகளாக (கலேனா, ஜிங்க் ப்ளெண்டே போன்றவை) உள்ளது. இது எரிமலை சாம்பலிலும் உள்ளது. இந்தத் தொகுதியின் மற்ற தனிமங்கள் அரிதானவை மற்றும் பெரும்பாலும் சல்பைட் தாதுக்களுடன் செலினைடுகள், டெலூரைடுகள் போன்றவற்றாகக் காணப்படுகின்றன.

    இயற்பியல் பண்புகள்

    தொகுதி 16 தனிமங்களின் பொதுவான இயற்பியல் பண்புகள் அட்டவணையில் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.

    அட்டவணை 3.2 தொகுதி 16 தனிமங்களின் இயற்பியல் பண்புகள்

    பண்புஆக்சிஜன்கந்தகம்செலினியம்டெலூரியம்பொலோனியம்
    293 K இல் இயற்பியல் நிலைவாயுதிண்மம்திண்மம்திண்மம்திண்மம்
    அணு எண்816345284
    ஓரிடத்தான்கள்\( ^{16}\mathrm{O} \)\( ^{32}\mathrm{S} \)\( ^{80}\mathrm{Se} \)\( ^{130}\mathrm{Te} \)\( ^{209}\mathrm{Po}, ^{210}\mathrm{Po} \)
    அணு நிறை (g mol\(^{-1}\) at 293 K)15.9932.0678.97127.60209
    மின்னணு அமைப்பு\( [\mathrm{He}]2s^2 2p^4 \)\( [\mathrm{Ne}]3s^2 3p^4 \)\( [\mathrm{Ar}]3d^{10} 4s^2 4p^4 \)\( [\mathrm{Kr}]4d^{10} 5s^2 5p^4 \)\( [\mathrm{Xe}]4f^{14}5d^{10}6s^2 6p^4 \)

    3.2.1 ஆக்சிஜன்

    தயாரிப்பு

    வளிமண்டலம் மற்றும் தண்ணீர் முறையே எடையில் \( 23\% \) மற்றும் \( 83\% \) ஆக்சிஜனைக் கொண்டுள்ளன. உலகின் பெரும்பாலான பாறைகள் இணைந்த ஆக்சிஜனைக் கொண்டுள்ளன. தொழில்முறையில் ஆக்சிஜன் திரவமாக்கப்பட்ட காற்றின் பகுதி வடிகட்டுதல் மூலம் பெறப்படுகிறது. ஆய்வகத்தில், ஆக்சிஜன் பின்வரும் முறைகளில் ஒன்றால் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    வினையூக்கியின் முன்னிலையில் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைட்டின் சிதைவு \( \mathrm{(MnO_2)} \) அல்லது பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட்டுடன் ஆக்சிஜனேற்றம் மூலம்.

    $$ 2\mathrm{H_2O_2} \longrightarrow 2\mathrm{H_2O + O_2} $$$$ 5\mathrm{H_2O_2 + 2MnO_4^- + 6H^+} \longrightarrow 5\mathrm{O_2 + 8H_2O + 2Mn^{2+}} $$

    சில உலோக ஆக்சைடுகள் அல்லது ஆக்சோ அயன்களின் வெப்பச் சிதைவு ஆக்சிஜனைக் கொடுக்கிறது.

    $$ 2\mathrm{HgO \xrightarrow{\Delta}} 2\mathrm{Hg + O_2} $$$$ 2\mathrm{BaO_2 \xrightarrow{\Delta}} 2\mathrm{BaO + O_2} $$$$ 2\mathrm{KClO_3 \xrightarrow{\Delta}} 2\mathrm{KCl + 3O_2} $$$$ 2\mathrm{KNO_3 \xrightarrow{\Delta}} 2\mathrm{KNO_2 + O_2} $$
    பண்புகள்

    சாதாரண நிலையில் ஆக்சிஜன் ஈரணு வாயுவாக உள்ளது. ஆக்சிஜன் பாராகாந்தப் பண்பு கொண்டது. நைட்ஜென் மற்றும் புளோரைனைப் போலவே, ஆக்சிஜன் வலுவான ஹைட்ஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது. ஆக்சிஜன் டைஆக்சிஜன் \( \mathrm{(O_2)} \) மற்றும் ஓசோன் அல்லது ட்ரைஆக்சிஜன் \( \mathrm{(O_3)} \) என இரண்டு புறவேற்றுமை வடிவங்களில் உள்ளது. கடல் மட்டத்தில் அற்ப அளவு ஓசோன் ஏற்பட்டாலும், இது மேல் வளிமண்டலத்தில் புறஊதா ஒளியின் செயலால் உருவாகிறது. ஆய்வகத்தில், ஆக்சிஜன் வழியாக மின் வெளியேற்றத்தை செலுத்துவதன் மூலம் ஓசோன் தயாரிக்கப்படுகிறது. 20,000 V மின்னழுத்தத்தில் சுமார் \( 10\% \) ஆக்சிஜன் ஓசோனாக மாற்றப்படுகிறது, இது ஓசோனாக்கப்பட்ட ஆக்சிஜன் எனப்படும் கலவையைக் கொடுக்கிறது. தூய ஓசோன் திரவமாக்கப்பட்ட ஓசோனாக்கப்பட்ட ஆக்சிஜனின் பகுதி வடிகட்டுதல் மூலம் வெளிர் நீல வாயுவாகப் பெறப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{O_2 \longrightarrow 2(O)} $$$$ \mathrm{O_2 + (O) \longrightarrow O_3} $$

    ஓசோன் மூலக்கூறு வளைந்த வடிவத்தையும், ஆக்சிஜன் அணுக்களுக்கு இடையில் பகிர்வுப் பிணைப்புடன் சமச்சீராகவும் உள்ளது.

    படம் 3.8 ஓசோனின் அமைப்பு
    வேதிப் பண்புகள்

    ஆக்சிஜன் மற்றும் ஓசோனின் வேதிப் பண்புகள் பெரிதும் வேறுபடுகின்றன. ஆக்சிஜன் பல உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்களுடன் இணைந்து ஆக்சைடுகளை உருவாக்குகிறது. s-தொகுதி தனிமங்கள் போன்ற சில தனிமங்களுடன் ஆக்சிஜனின் சேர்க்கை அறை வெப்பநிலையில் நிகழ்கிறது. சில குறைவான வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்கள் நன்றாகப் பொடியாக்கப்பட்டு அறை வெப்பநிலையில் ஆக்சிஜனுடன் வெப்ப உமிழ் வினையாகச் செயல்படும்போது வினைபுரிகின்றன, ஆனால் அதே நிலையில் ஒரு துண்டு உலோகம் பாதிக்கப்படுவதில்லை. இந்த நன்றாகப் பிரிக்கப்பட்ட உலோகங்கள் பைரோபோரிக் என்று அழைக்கப்படுகின்றன மற்றும் பொடியைத் தீயிடும்போது, ஒரு வினையின் போது வெப்பம் வெளியிடப்படுகிறது.

    மறுபுறம், ஓசோன் ஒரு சக்திவாய்ந்த ஆக்சிஜனேற்ற முகவர் மற்றும் ஆக்சிஜன் வினைபுரியாத நிலைகளில் பல பொருட்களுடன் வினைபுரிகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, இது பொட்டாசியம் அயோடைடை அயோடினாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது. இந்த வினை அளவிடத்தக்கது மற்றும் ஓசோனின் மதிப்பீட்டிற்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

    $$ \mathrm{O_3 + 2KI + H_2O} \longrightarrow 2\mathrm{KOH + O_2 + I_2} $$

    ஓசோன் பொதுவாக கரிமச் சேர்மங்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்குப் பயன்படுகிறது. அமிலக் கரைசலில் ஓசோன் புளோரின் மற்றும் அணு ஆக்சிஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற சக்தியை மீறுகிறது. ஓசோனின் சிதைவு விகிதம் காரக் கரைசலில் கடுமையாகக் குறைகிறது.

    பயன்பாடுகள்
    1. ஆக்சிஜன் உயிரினங்களின் உயிர்வாழ்விற்கான அத்தியாவசிய கூறுகளில் ஒன்றாகும்.
    2. இது பற்றவைப்பில் (ஆக்ஸி-அசிட்டிலீன் பற்றவைப்பு) பயன்படுகிறது.
    3. திரவ ஆக்சிஜன் ராக்கெட்டுகளில் எரிபொருளாகப் பயன்படுகிறது.

    3.2.2 கந்தகத்தின் புறவேற்றுமை வடிவங்கள்

    கந்தகம் படிக மற்றும் உருவமற்ற புறவேற்றுமை வடிவங்களில் உள்ளது. படிக வடிவத்தில் ரோம்பிக் கந்தகம் (\( \alpha \) கந்தகம்) மற்றும் மோனோக்ளினிக் கந்தகம் (\( \beta \) கந்தகம்) அடங்கும். உருவமற்ற புறவேற்றுமை வடிவத்தில் பிளாஸ்டிக் கந்தகம் (\( \gamma \) கந்தகம்), மில்க் ஆஃப் சல்பர் மற்றும் கூழ்மக் கந்தகம் ஆகியவை அடங்கும்.

    ரோம்பிக் கந்தகம் \( \alpha \) கந்தகம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது சாதாரண வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் ஒரே வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக நிலையான புறவேற்றுமை வடிவமாகும். படிகங்கள் ஒரு சிறப்பியல்பு மஞ்சள் நிறத்தைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் \( \mathrm{S_8} \) மூலக்கூறுகளால் ஆனவை. \( 96^{\circ}\mathrm{C} \) க்கு மேல் மெதுவாகச் சூடாக்கும்போது, அது மோனோக்ளினிக் கந்தகமாக மாறுகிறது. \( 96^{\circ}\mathrm{C} \) க்கு கீழ் குளிர்விக்கும்போது \( \beta \) வடிவம் மீண்டும் \( \alpha \) வடிவமாக மாறுகிறது. மோனோக்ளினிக் கந்தகத்தில் சிறிய அளவு \( \mathrm{S_6} \) மூலக்கூறுகளுடன் கூடுதலாக \( \mathrm{S_8} \) மூலக்கூறுகளும் உள்ளன. இது நீண்ட ஊசி போன்ற பட்டகமாக உள்ளது மற்றும் பிரஸ்மாடிக் கந்தகம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இது \( 96^{\circ}\mathrm{C} \) - \( 119^{\circ}\mathrm{C} \) க்கு இடையில் நிலையானது மற்றும் மெதுவாக ரோம்பிக் கந்தகமாக மாறுகிறது.

    உருகிய கந்தகத்தை குளிர்ந்த நீரில் ஊற்றும்போது ஒரு மஞ்சள் ரப்பர் போன்ற நாடா பிளாஸ்டிக் கந்தகம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. அவை மிகவும் மென்மையானவை மற்றும் எளிதில் நீட்டப்படலாம். நிற்கும் போது (மெதுவாக குளிர்விக்கும்போது) அது மெதுவாக கடினமாகி, நிலையான ரோம்பிக் கந்தகமாக மாறுகிறது.

    கந்தகம் திரவ மற்றும் வாயு நிலைகளிலும் உள்ளது. சுமார் \( 140^{\circ}\mathrm{C} \) இல் மோனோக்ளினிக் கந்தகம் உருகி மொபைல் வெளிர் மஞ்சள் திரவமாக மாறுகிறது, இது \( \lambda \) கந்தகம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. திரவ கந்தகத்தின் மீதான நீராவி \( 90\% \) \( \mathrm{S_8} \), \( \mathrm{S_7} \) மற்றும் \( \mathrm{S_6} \) மற்றும் சிறிய அளவு \( \mathrm{S_2} \), \( \mathrm{S_3} \), \( \mathrm{S_4} \), \( \mathrm{S_5} \) மூலக்கூறுகளின் கலவையைக் கொண்டுள்ளது.

    3.2.3 கந்தக டைஆக்சைடு

    தயாரிப்பு

    கந்தகத்திலிருந்து: கந்தகத்தை காற்றில் எரிப்பதன் மூலம் கந்தக டைஆக்சைட்டின் பெரிய அளவிலான உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. சுமார் \( 6-8\% \) கந்தகம் \( \mathrm{SO_3} \) ஆக ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{S + O_2 \longrightarrow SO_2} $$$$ 2\mathrm{S + 3O_2 \longrightarrow 2SO_3} $$

    சல்பைடுகளிலிருந்து: கலேனா (PbS), ஜிங்க் ப்ளெண்டே (ZnS) போன்ற சல்பைட் தாதுக்கள் காற்றில் வறுக்கப்படும் போது, கந்தக டைஆக்சைடு வெளியிடப்படுகிறது. சல்பூரிக் அமிலம் மற்றும் பிற தொழில்துறை நோக்கங்களுக்காக தேவைப்படும் பெரிய அளவிலான கந்தக டைஆக்சைடு இந்த முறையால் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ 2\mathrm{ZnS + 3O_2 \xrightarrow{\Delta}} 2\mathrm{ZnO + 2SO_2} $$$$ 4\mathrm{FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{\Delta}} 2\mathrm{Fe_2O_3 + 8SO_2} $$

    ஆய்வகத் தயாரிப்பு: கந்தக டைஆக்சைடு ஒரு உலோகம் அல்லது உலோக சல்பைட்டை கந்தக அமிலத்துடன் சேர்த்து வினைப்படுத்துவதன் மூலம் ஆய்வகத்தில் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{Cu + 2H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O} $$$$ \mathrm{SO_3^{2-} + 2H^+} \longrightarrow \mathrm{H_2O + SO_2} $$
    பண்புகள்

    கந்தக டைஆக்சைடு வாயு எரிமலை வெடிப்புகளில் காணப்படுகிறது. நிலக்கரி மற்றும் எண்ணெயைப் பயன்படுத்தும் மின் நிலையங்கள் மற்றும் செம்பு உருக்கும் ஆலைகளில் இருந்து அதிக அளவு கந்தக டைஆக்சைடு வாயு வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. இது மூச்சுத் திணறலை உண்டாக்கும் வாசனையுடன் கூடிய நிறமற்ற வாயு ஆகும். இது தண்ணீரில் மிகவும் கரையக்கூடியது மற்றும் காற்றை விட 2.2 மடங்கு கனமானது. கந்தக டைஆக்சைடை 2.5 வளிமண்டல அழுத்தம் மற்றும் 288 K இல் திரவமாக்கலாம் (கொதிநிலை 263 K).

    வேதிப் பண்புகள்

    கந்தக டைஆக்சைடு ஒரு அமில ஆக்சைடு ஆகும். இது தண்ணீரில் கரைந்து சல்பூரஸ் அமிலத்தைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3} $$$$ \mathrm{H_2SO_3 \rightleftharpoons 2H^+ + SO_3^{2-}} $$

    சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் சோடியம் கார்பனேட்டுடன் வினை: கந்தக டைஆக்சைடு சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் சோடியம் கார்பனேட்டுடன் வினைபுரிந்து முறையே சோடியம் பைசல்பைட் மற்றும் சோடியம் சல்பைட்டை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{SO_2 + NaOH} \longrightarrow \mathrm{NaHSO_3} $$$$ 2\mathrm{SO_2 + Na_2CO_3 + H_2O} \longrightarrow 2\mathrm{NaHSO_3 + CO_2} $$$$ 2\mathrm{NaHSO_3} \longrightarrow \mathrm{Na_2SO_3 + H_2O + SO_2} $$

    ஆக்சிஜனேற்றப் பண்பு: கந்தக டைஆக்சைடு ஹைட்ஜன் சல்பைடை கந்தகமாகவும், மெக்னீசியத்தை மெக்னீசியம் ஆக்சைடாகவும் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது.

    $$ 2\mathrm{H_2S + SO_2} \longrightarrow 3\mathrm{S + 2H_2O} $$$$ 2\mathrm{Mg + SO_2} \longrightarrow 2\mathrm{MgO + S} $$

    ஒடுக்கும் பண்பு: இது எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றப்படுவதால், இது ஒரு ஒடுக்கும் முகவராகச் செயல்படுகிறது. இது குளோரினை ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலமாக ஒடுக்குகிறது.

    $$ \mathrm{SO_2 + 2H_2O + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{H_2SO_4 + 2HCl} $$

    இது பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் மற்றும் டைகுரோமேட்டை முறையே \( \mathrm{Mn^{2+}} \) மற்றும் \( \mathrm{Cr^{3+}} \) ஆக ஒடுக்குகிறது.

    $$ 2\mathrm{KMnO_4 + 5SO_2 + 2H_2O} \longrightarrow \mathrm{K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 2H_2SO_4} $$$$ \mathrm{K_2Cr_2O_7 + 3SO_2 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{K_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + H_2O} $$

    ஆக்சிஜனுடன் வினை: கந்தக டைஆக்சைடு அதிக வெப்பநிலையில் ஆக்சிஜனுடன் சூடாக்கப்படும் போது கந்தக ட்ரைஆக்சைடாக ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது. இந்த வினை தொடர்பு செயல்முறை மூலம் சல்பூரிக் அமிலத்தின் தயாரிப்பிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

    $$ 2\mathrm{SO_2(g) + O_2(g) \xrightarrow[450^{\circ}\mathrm{C}]{V_2O_5}} 2\mathrm{SO_3(g)} $$

    கந்தக டைஆக்சைட்டின் ப்ளீச்சிங் செயல்: தண்ணீரின் முன்னிலையில், கந்தக டைஆக்சைடு அதன் ஒடுக்கும் பண்பு காரணமாக நிறமுள்ள கம்பளி, பட்டு, கடற்பஞ்சுகள் மற்றும் வைக்கோலை நிறமற்றதாக மாற்றுகிறது.

    $$ \mathrm{SO_2 + 2H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_2SO_4 + 2(H)} $$$$ \mathrm{X_{Coloured} + 2(H)} \longrightarrow \mathrm{XH_2} $$

    இருப்பினும், ப்ளீச் செய்யப்பட்ட பொருள் (நிறமற்றது) காற்றில் நிற்க அனுமதிக்கப்படும்போது, வளிமண்டல ஆக்சிஜனால் அதன் அசல் நிறத்திற்கு மீண்டும் ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது. எனவே கந்தக டைஆக்சைட்டின் ப்ளீச்சிங் செயல் தற்காலிகமானது.

    பயன்பாடுகள்
    1. கந்தக டைஆக்சைடு முடி, பட்டு, கம்பளி போன்றவற்றை வெளுக்கப் பயன்படுகிறது.
    2. இது விவசாயத்தில் பயிர்கள் மற்றும் தாவரங்களை கிருமி நீக்கம் செய்ய பயன்படுத்தப்படலாம்.
    கந்தக டைஆக்சைட்டின் அமைப்பு

    கந்தக டைஆக்சைடில், கந்தக அணு \( \mathrm{sp^2} \) கலப்பினத்திற்கு உட்படுகிறது. S மற்றும் O இடையே ஒரு இரட்டைப் பிணைப்பு \( p\pi-d\pi \) ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்வதால் எழுகிறது.

    படம் 3.9 கந்தக டைஆக்சைட்டின் அமைப்பு

    3.2.4 சல்பூரிக் அமிலம் \( \mathrm{(H_2SO_4)} \)

    தயாரிப்பு

    சல்பூரிக் அமிலம் ஈய அறை செயல்முறை, கேஸ்கேட் செயல்முறை அல்லது தொடர்பு செயல்முறை மூலம் தயாரிக்கப்படலாம். இங்கே நாம் தொடர்பு செயல்முறையைப் பற்றி விவாதிக்கிறோம்.

    தொடர்பு செயல்முறை மூலம் சல்பூரிக் அமிலத்தின் தயாரிப்பு

    தொடர்பு செயல்முறை பின்வரும் படிகளை உள்ளடக்கியது:

    i. ஆரம்பத்தில், கந்தகம் அல்லது இரும்பு பைரைட்டுகளை ஆக்சிஜன்/காற்றில் எரிப்பதன் மூலம் கந்தக டைஆக்சைடு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

    ii. உருவான கந்தக டைஆக்சைடு \( \mathrm{V_2O_5} \) அல்லது பிளாட்டினாக்கப்பட்ட கல்நார் போன்ற வினையூக்கியின் முன்னிலையில் காற்றினால் கந்தக ட்ரைஆக்சைடாக ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது.

    iii. கந்தக ட்ரைஆக்சைடு செறிவூட்டப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலத்தில் உறிஞ்சப்பட்டு ஒலியத்தை \( \mathrm{(H_2S_2O_7)} \) உற்பத்தி செய்கிறது. ஒலியம் தண்ணீருடன் நீர்த்துப்போகச் செய்வதன் மூலம் சல்பூரிக் அமிலமாக மாற்றப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{SO_3 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{H_2S_2O_7 \xrightarrow{H_2O} 2H_2SO_4} $$

    மகசூலை அதிகரிக்க, ஆலை 2 பார் அழுத்தம் மற்றும் 720 K இல் இயக்கப்படுகிறது. இந்த செயல்பாட்டில் பெறப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலம் \( 96\% \) க்கும் அதிகமான தூய்மையானது.

    இயற்பியல் பண்புகள்

    தூய சல்பூரிக் அமிலம் ஒரு நிறமற்ற, பிசுபிசுப்பான திரவம் (அடர்த்தி: \( 1.84\ \mathrm{g\ mL^{-1}} \) 298 K இல்). சல்பூரிக் அமிலத்தின் உயர் கொதிநிலை மற்றும் பிசுபிசுப்புத்தன்மை ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மூலம் மூலக்கூறுகள் ஒன்றாக இணைவதால் ஏற்படுகிறது.

    அமிலம் 283.4 K இல் உறைகிறது மற்றும் 590 K இல் கொதிக்கிறது. இது தண்ணீரில் மிகவும் கரையக்கூடியது மற்றும் தண்ணீருக்கு வலுவான ஈர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இது ஒரு நீர்நீக்கும் முகவராகப் பயன்படுத்தப்படலாம். தண்ணீரில் கரைக்கப்படும் போது, அது மோனோ \( \mathrm{(H_2SO_4.H_2O)} \) மற்றும் டைஹைட்ரேட்டுகளை \( \mathrm{(H_2SO_4.2H_2O)} \) உருவாக்குகிறது மற்றும் வினை வெப்ப உமிழ்வாகும்.

    நீர்நீக்கும் பண்பு சர்க்கரை, ஆக்சாலிக் அமிலம் மற்றும் ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற கரிமச் சேர்மங்களுடனான வினையால் விளக்கப்படலாம்.

    $$ \mathrm{C_{12}H_{22}O_{11} + H_2SO_4} \longrightarrow 12\mathrm{C + H_2SO_4.11H_2O} $$$$ \mathrm{HCOOH + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{CO + H_2SO_4.H_2O} $$$$ \mathrm{(COOH)_2 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{CO + CO_2 + H_2SO_4.H_2O} $$
    வேதிப் பண்புகள்

    சல்பூரிக் அமிலம் அதிக வினைத்திறன் கொண்டது. இது வலுவான அமிலமாகவும், ஆக்சிஜனேற்ற முகவராகவும் செயல்பட முடியும்.

    சிதைவு: சல்பூரிக் அமிலம் நிலையானது, இருப்பினும், இது அதிக வெப்பநிலையில் கந்தக ட்ரைஆக்சைடாகச் சிதைகிறது.

    $$ \mathrm{H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{H_2O + SO_3} $$

    அமிலத்தன்மை: இது ஒரு வலுவான இரு அடிப்படை அமிலம். எனவே இது சல்பேட்டுகள் மற்றும் பைசல்பேட்டுகள் என இரண்டு வகையான உப்புகளை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{H_2SO_4 + NaOH} \longrightarrow \mathrm{NaHSO_4 + H_2O} $$$$ \mathrm{H_2SO_4 + 2NaOH} \longrightarrow \mathrm{Na_2SO_4 + 2H_2O} $$$$ \mathrm{H_2SO_4 + 2NH_3} \longrightarrow \mathrm{(NH_4)_2SO_4} $$

    ஆக்சிஜனேற்றப் பண்பு: சல்பூரிக் அமிலம் ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற முகவர், ஏனெனில் இது கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி புதிதாய்ப் பிறந்த ஆக்சிஜனை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{H_2O + SO_2 + (O)} $$

    சல்பூரிக் அமிலம் கார்பன், கந்தகம் மற்றும் பாஸ்பரஸ் போன்ற தனிமங்களை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது. இது புரோமைடு மற்றும் அயோடைடை முறையே புரோமின் மற்றும் அயோடினாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது.

    $$ \mathrm{C + 2H_2SO_4} \longrightarrow 2\mathrm{SO_2 + 2H_2O + CO_2} $$$$ \mathrm{S + 2H_2SO_4} \longrightarrow 3\mathrm{SO_2 + 2H_2O} $$$$ \mathrm{P_4 + 10H_2SO_4} \longrightarrow 4\mathrm{H_3PO_4 + 10SO_2 + 4H_2O} $$$$ \mathrm{H_2S + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{SO_2 + 2H_2O + S} $$$$ \mathrm{H_2SO_4 + 2HI} \longrightarrow \mathrm{SO_2 + 2H_2O + I_2} $$$$ \mathrm{H_2SO_4 + 2HBr} \longrightarrow \mathrm{SO_2 + 2H_2O + Br_2} $$

    உலோகங்களுடன் வினை: சல்பூரிக் அமிலம் உலோகங்களுடன் வினைபுரிந்து வினைபடு பொருள்கள் மற்றும் வினை நிலையைப் பொறுத்து வெவ்வேறு விளைபொருள்களைக் கொடுக்கிறது.

    நீர்த்த சல்பூரிக் அமிலம் தகரம், அலுமினியம், துத்தநாகம் போன்ற உலோகங்களுடன் வினைபுரிந்து தொடர்புடைய சல்பேட்டுகளைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{Zn + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{ZnSO_4 + H_2 \uparrow} $$$$ 2\mathrm{Al + 3H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \uparrow} $$

    சூடான செறிவூட்டப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலம் செம்பு மற்றும் ஈயத்துடன் வினைபுரிந்து கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி தொடர்புடைய சல்பேட்டுகளைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{Cu + 2H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{CuSO_4 + 2H_2O + SO_2 \uparrow} $$$$ \mathrm{Pb + 2H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{PbSO_4 + 2H_2O + SO_2 \uparrow} $$

    சல்பூரிக் அமிலம் தங்கம், வெள்ளி மற்றும் பிளாட்டினம் போன்ற உயர்குல உலோகங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை.

    உப்புகளுடன் வினை: இது வெவ்வேறு உலோக உப்புகளுடன் வினைபுரிந்து உலோக சல்பேட்டுகள் மற்றும் பைசல்பேட்டுகளைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{KCl + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{KHSO_4 + HCl} $$$$ \mathrm{KNO_3 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{KHSO_4 + HNO_3} $$$$ \mathrm{Na_2CO_3 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{Na_2SO_4 + H_2O + CO_2} $$$$ 2\mathrm{NaBr + 3H_2SO_4} \longrightarrow 2\mathrm{NaHSO_4 + 2H_2O + Br_2 + SO_2} $$

    கரிமச் சேர்மங்களுடன் வினை: இது பென்சீன் போன்ற கரிமச் சேர்மங்களுடன் வினைபுரிந்து சல்போனிக் அமிலங்களைக் கொடுக்கிறது.

    $$ \mathrm{C_6H_6 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{C_6H_5SO_3H + H_2O} $$
    சல்பூரிக் அமிலத்தின் பயன்பாடுகள்
    1. சல்பூரிக் அமிலம் உரங்கள், அம்மோனியம் சல்பேட் மற்றும் சூப்பர் பாஸ்பேட்டுகள் மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம், நைட்ரிக் அமிலம் போன்ற பிற இரசாயனங்கள் தயாரிப்பில் பயன்படுகிறது.
    2. இது ஒரு உலர்த்தும் முகவராகப் பயன்படுகிறது மற்றும் நிறமிகள், வெடிபொருட்கள் போன்றவற்றின் தயாரிப்பிலும் பயன்படுகிறது.
    சல்பேட்/சல்பூரிக் அமிலத்திற்கான சோதனை

    சல்பூரிக் அமிலத்தின் நீர்த்த கரைசல்/சல்பேட்டுகளின் நீர்வாழ் கரைசல் பேரியம் குளோரைடு கரைசலுடன் வெள்ளை வீழ்படிவை (பேரியம் சல்பேட்) கொடுக்கிறது. ஈய அசிடேட் கரைசலைப் பயன்படுத்தியும் இதைக் கண்டறியலாம். இங்கே ஈய சல்பேட்டின் வெள்ளை வீழ்படிவு பெறப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{BaCl_2 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{BaSO_4 \downarrow + 2HCl} $$$$ \mathrm{(CH_3COO)_2Pb + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{PbSO_4 \downarrow + 2CH_3COOH} $$
    கந்தகத்தின் ஆக்சோஅமிலங்களின் அமைப்பு

    கந்தகம் பல ஆக்சோஅமிலங்களை உருவாக்குகிறது. மிக முக்கியமானது சல்பூரிக் அமிலம் ஆகும். சல்பூரஸ் மற்றும் டைதயோனிக் அமிலங்கள் போன்ற சில அமிலங்கள் அவற்றின் உப்புகளின் வடிவத்தில் மட்டுமே அறியப்படுகின்றன, ஏனெனில் கட்டற்ற அமிலங்கள் நிலையற்றவை மற்றும் தனித்துப் பிரிக்க முடியாது.

    கந்தகத்தின் பல்வேறு ஆக்சோஅமிலங்கள் அவற்றின் அமைப்புகளுடன்

    பெயர்மூலக்கூறு வாய்பாடுஅமைப்பு
    சல்பூரஸ் அமிலம்\( \mathrm{H_2SO_3} \)\( \mathrm{HO-S-OH} \) ( \mathrm{
    சல்பூரிக் அமிலம்\( \mathrm{H_2SO_4} \)\( \mathrm{HO-S-OH} \) ( \mathrm{
    தயோசல்பூரிக் அமிலம்\( \mathrm{H_2S_2O_3} \)\( \mathrm{HO-S-SH} \) ( \mathrm{
    டைதயோனஸ் அமிலம்\( \mathrm{H_2S_2O_4} \)\( \mathrm{HO-S-S-OH} \) ( \mathrm{
    டைசல்பூரஸ் அமிலம் அல்லது பைரோசல்பூரஸ் அமிலம்\( \mathrm{H_2S_2O_5} \)\( \mathrm{HO-S-O-S-OH} \) ( \mathrm{
    டைசல்பூரிக் அமிலம் அல்லது பைரோசல்பூரிக் அமிலம்\( \mathrm{H_2S_2O_7} \)\( \mathrm{HO-S-O-S-OH} \) ( \mathrm{
    பெராக்ஸிமோனோசல்பூரிக் அமிலம் (கரோஸ் அமிலம்)\( \mathrm{H_2SO_5} \)\( \mathrm{HO-S-O-OH} \) ( \mathrm{
    பெராக்ஸோடைசல்பூரிக் அமிலம் (மார்ஷல்ஸ் அமிலம்)\( \mathrm{H_2S_2O_8} \)\( \mathrm{HO-S-O-O-S-OH} \) ( \mathrm{
    டைதயோனிக் அமிலம்\( \mathrm{H_2S_2O_6} \)\( \mathrm{HO-S-S-OH} \) ( \mathrm{
    பாலிதயோனிக் அமிலம்\( \mathrm{H_2S_{2n+2}O_6} \)\( \mathrm{HO-S-(S)_n-S-OH} \) ( \mathrm{

    3.3 தொகுதி 17 (ஆலசன் தொகுதி) தனிமங்கள்

    3.3.1 குளோரின்

    இயற்கை வளம்

    ஆலசன்கள் அதிக வினைத்திறன் கொண்டவை என்பதால் இணைந்த வடிவத்தில் காணப்படுகின்றன. புளோரினின் முக்கிய ஆதாரம் ஃப்ளூர்ஸ்பார் அல்லது ஃப்ளூரைட் ஆகும். புளோரினின் பிற தாதுக்கள் கிரையோலைட், ஃபுளோரோஅபடைட் ஆகும். குளோரினின் முக்கிய ஆதாரம் கடல் நீரிலிருந்து கிடைக்கும் சோடியம் குளோரைடு ஆகும். புரோமைடுகள் மற்றும் அயோடைடுகளும் கடல் நீரில் ஏற்படுகின்றன.

    இயற்பியல் பண்புகள்

    தொகுதி 17 தனிமங்களின் பொதுவான இயற்பியல் பண்புகள் அட்டவணையில் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.

    அட்டவணை 3.3 தொகுதி 17 தனிமங்களின் இயற்பியல் பண்புகள்

    பண்புபுளோரின்குளோரின்புரோமின்அயோடின்அஸ்ட்டைடின்
    293 K இல் இயற்பியல் நிலைவாயுவாயுதிரவம்திண்மம்திண்மம்
    அணு எண்917355385
    ஓரிடத்தான்கள்\( ^{19}\mathrm{F} \)\( ^{35}\mathrm{Cl}, ^{37}\mathrm{Cl} \)\( ^{79}\mathrm{Br} \)\( ^{127}\mathrm{I} \)\( ^{210}\mathrm{At}, ^{211}\mathrm{At} \)
    அணு நிறை (g mol\(^{-1}\) at 293 K)18.9935.4579.91126.9210
    மின்னணு அமைப்பு\( [\mathrm{He}]2s^2 2p^5 \)\( [\mathrm{Ne}]3s^2 3p^5 \)\( [\mathrm{Ar}]3d^{10} 4s^2 4p^5 \)\( [\mathrm{Kr}]4d^{10} 5s^2 5p^5 \)\( [\mathrm{Xe}]4f^{14}5d^{10}6s^2 6p^5 \)
    அணு ஆரம் (Å)1.471.751.851.982.02
    அடர்த்தி (g cm\(^{-3}\) at 293 K)\( 1.55 \times 10^{-3} \)\( 2.89 \times 10^{-3} \)3.104.93—
    உருகுநிலை (K)53172266387573
    கொதிநிலை (K)85239332457623
    பண்புகள்

    குளோரின் அதிக வினைத்திறன் கொண்டது, எனவே இது இயற்கையில் கட்டற்ற நிலையில் ஏற்படுவதில்லை. இது பொதுவாக பல்வேறு உலோக குளோரைடுகளாக விநியோகிக்கப்படுகிறது. மிக முக்கியமான குளோரைடு சோடியம் குளோரைடு ஆகும், இது கடல் நீரில் ஏற்படுகிறது.

    தயாரிப்பு

    குளோரின் மாங்கனீசு டைஆக்சைடு முன்னிலையில் குளோரைடுகளின் மீது செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலத்தின் செயலால் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ 4\mathrm{NaCl + MnO_2 + 4H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{Cl_2 + MnCl_2 + 4NaHSO_4 + 2H_2O} $$

    இது மாங்கனீசு டைஆக்சைடு, ஈய டைஆக்சைடு, பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் அல்லது டைகுரோமேட் போன்ற பல்வேறு ஆக்சிஜனேற்ற முகவர்களைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலமும் தயாரிக்கப்படலாம்.

    $$ \mathrm{PbO_2 + 4HCl} \longrightarrow \mathrm{PbCl_2 + 2H_2O + Cl_2} $$$$ \mathrm{MnO_2 + 4HCl} \longrightarrow \mathrm{MnCl_2 + 2H_2O + Cl_2} $$$$ 2\mathrm{KMnO_4 + 16HCl} \longrightarrow 2\mathrm{KCl + 2MnCl_2 + 8H_2O + 5Cl_2} $$$$ \mathrm{K_2Cr_2O_7 + 14HCl} \longrightarrow 2\mathrm{KCl + 2CrCl_3 + 7H_2O + 3Cl_2} $$

    ப்ளீச்சிங் பவுடர் கனிம அமிலங்களுடன் சேகரிக்கப்படும்போது குளோரின் வெளியிடப்படுகிறது

    $$ \mathrm{CaOCl_2 + 2HCl} \longrightarrow \mathrm{CaCl_2 + H_2O + Cl_2} $$$$ \mathrm{CaOCl_2 + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{CaSO_4 + H_2O + Cl_2} $$
    குளோரின் தயாரிப்பு

    குளோரின் மின்னாற்பகுப்பு செயல்பாட்டில் உப்புநீரின் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் அல்லது டீக்கனின் செயல்பாட்டில் HCl ஐ காற்றால் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறை: உப்புநீரின் (NaCl) கரைசல் மின்னாற்பகுப்பு செய்யப்படும்போது, \( \mathrm{Na^+} \) மற்றும் \( \mathrm{Cl^-} \) அயன்கள் உருவாகின்றன. \( \mathrm{Na^+} \) அயன் நீரின் \( \mathrm{OH^-} \) அயனிகளுடன் வினைபுரிந்து சோடியம் ஹைட்ராக்சைடை உருவாக்குகிறது. ஹைட்ரஜன் மற்றும் குளோரின் வாயுக்களாக வெளியிடப்படுகின்றன.

    $$ \mathrm{NaCl \longrightarrow Na^+ + Cl^-} $$$$ \mathrm{H_2O \longrightarrow H^+ + OH^-} $$

    கேத்தோடில்:

    $$ \mathrm{H^+ + e^-} \longrightarrow \mathrm{H} $$$$ \mathrm{H + H} \longrightarrow \mathrm{H_2} $$

    அனோடில்:

    $$ \mathrm{Cl^-} \longrightarrow \mathrm{Cl + e^-} $$$$ \mathrm{Cl + Cl} \longrightarrow \mathrm{Cl_2} $$

    டீக்கனின் செயல்முறை: இந்த செயல்பாட்டில், காற்று மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் கலவையானது, குப்ரஸ் குளோரைடில் ஊறவைக்கப்பட்ட பியூமிஸ் கற்களைக் கொண்ட பல அலமாரிகளைக் கொண்ட ஒரு அறை வழியாக செலுத்தப்படுகிறது. சுமார் 723 K இல் உள்ள சூடான வாயுக்கள் அறையைச் சுற்றியுள்ள உறையின் வழியாக செலுத்தப்படுகின்றன.

    $$ 4\mathrm{HCl + O_2 \xrightarrow[400^{\circ}\mathrm{C}]{Cu_2Cl_2} 2H_2O + 2Cl_2} $$

    இந்த முறையால் பெறப்பட்ட குளோரின் நீர்த்ததாகும் மற்றும் ப்ளீச்சிங் பவுடர் தயாரிப்பிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வினையூக்கிய வினை கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

    $$ 2\mathrm{Cu_2Cl_2 + O_2} \longrightarrow 2\mathrm{Cu_2OCl_2} $$$$ \mathrm{Cu_2OCl_2 + 2HCl} \longrightarrow 2\mathrm{CuCl_2 + H_2O} $$$$ 2\mathrm{CuCl_2} \longrightarrow 2\mathrm{Cu_2Cl_2 + Cl_2} $$
    இயற்பியல் பண்புகள்

    குளோரின் ஒரு பச்சை-மஞ்சள் வாயு, காரமான எரிச்சலூட்டும் வாசனையுடன் உள்ளது. இது சிறிய அளவில் உள்ளிழுக்கும்போது கூட தலைவலியை உருவாக்குகிறது, அதே நேரத்தில் பெரிய அளவில் உள்ளிழுப்பது ஆபத்தானதாக இருக்கும். இது காற்றை விட 2.5 மடங்கு கனமானது.

    குளோரின் தண்ணீரில் கரையக்கூடியது மற்றும் அதன் கரைசல் குளோரின் தண்ணீர் என குறிப்பிடப்படுகிறது. இது பச்சை-மஞ்சள் படிகங்களான குளோரின் ஹைட்ரேட்டை (\( \mathrm{Cl_2.8H_2O} \)) படிய வைக்கிறது. இது திரவமாக (கொதிநிலை \( -34.6^{\circ}\mathrm{C} \)) மற்றும் மஞ்சள் படிகத் திடப்பொருளாக (உருகுநிலை \( -102^{\circ}\mathrm{C} \)) மாற்றப்படலாம்.

    வேதிப் பண்புகள்

    உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்களுடன் செயல்: இது உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்களுடன் வினைபுரிந்து தொடர்புடைய குளோரைடுகளைக் கொடுக்கிறது.

    $$ 2\mathrm{Na + Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{NaCl} $$$$ 2\mathrm{Fe + 3Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{FeCl_3} $$$$ 2\mathrm{Al + 3Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{AlCl_3} $$$$ \mathrm{Cu + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{CuCl_2} $$$$ \mathrm{H_2 + Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{HCl} \quad \Delta H = -44\ \mathrm{kCal} $$$$ 2\mathrm{B + 3Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{BCl_3} $$$$ 2\mathrm{S + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{S_2Cl_2} \text{ (டைசல்பர் டைகுளோரைடு)} $$$$ \mathrm{P_4 + 6Cl_2} \longrightarrow 4\mathrm{PCl_3} $$$$ 2\mathrm{As + 3Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{AsCl_3} $$$$ 2\mathrm{Sb + 3Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{SbCl_3} $$

    ஹைட்ரஜனுக்கான ஈர்ப்பு: டர்பெண்டைனுடன் எரிக்கப்படும்போது இது கார்பன் மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தை உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{C_{10}H_{16} + 8Cl_2} \longrightarrow 10\mathrm{C + 16HCl} $$

    இது சூரிய ஒளி முன்னிலையில் தண்ணீருடன் வினைபுரியும் போது டைஆக்சிஜனை உருவாக்குகிறது. தண்ணீரில் உள்ள குளோரின் சூரிய ஒளியில் வெளிப்படும் போது, குளோரின் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலமாக மாற்றப்படுவதால் அதன் நிறம் மற்றும் வாசனையை இழக்கிறது.

    $$ 2\mathrm{Cl_2 + 2H_2O} \longrightarrow \mathrm{O_2 + 4HCl} $$

    குளோரின் அம்மோனியாவுடன் வினைபுரிந்து கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி அம்மோனியம் குளோரைடு மற்றும் பிற பொருட்களைக் கொடுக்கிறது:

    அதிகப்படியான அம்மோனியாவுடன்,

    $$ 2\mathrm{NH_3 + 3Cl_2} \longrightarrow \mathrm{N_2 + 6HCl} $$$$ 6\mathrm{HCl + 6NH_3} \longrightarrow 6\mathrm{NH_4Cl} $$

    அதிகப்படியான குளோரினுடன்,

    $$ 8\mathrm{NH_3 + 3Cl_2} \longrightarrow \mathrm{N_2 + 6NH_4Cl} $$$$ \mathrm{NH_3 + 3Cl_2} \longrightarrow \mathrm{NCl_3 + 3HCl} $$$$ 3\mathrm{HCl + 3NH_3} \longrightarrow 3\mathrm{NH_4Cl} $$

    ஒட்டுமொத்த வினை

    $$ 4\mathrm{NH_3 + 3Cl_2} \longrightarrow \mathrm{NCl_3 + 3NH_4Cl} $$

    குளோரின் ஹைட்ரஜன் சல்பைடை கந்தகமாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது மற்றும் அயோடைடுகள் மற்றும் புரோமைடுகளிலிருந்து புரோமின் மற்றும் அயோடினை வெளியிடுகிறது. இருப்பினும், இது புளோரைடுகளை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதில்லை.

    $$ \mathrm{H_2S + Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{HCl + S} $$$$ \mathrm{Cl_2 + 2KBr} \longrightarrow 2\mathrm{KCl + Br_2} $$$$ \mathrm{Cl_2 + 2KI} \longrightarrow 2\mathrm{KCl + I_2} $$

    காரத்துடன் வினை: குளோரின் குளிர்ந்த நீர்த்த காரத்துடன் வினைபுரிந்து குளோரைடு மற்றும் ஹைபோகுளோரைட்டையும், சூடான செறிவூட்டப்பட்ட காரத்துடன் குளோரைடுகள் மற்றும் குளோரேட்டுகளையும் உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{Cl_2 + H_2O} \longrightarrow \mathrm{HCl + HOCl} $$$$ \mathrm{HCl + NaOH} \longrightarrow \mathrm{NaCl + H_2O} $$$$ \mathrm{HOCl + NaOH} \longrightarrow \mathrm{NaOCl + H_2O} $$

    ஒட்டுமொத்த வினை

    $$ \mathrm{Cl_2 + 2NaOH} \longrightarrow \mathrm{NaOCl + NaCl + H_2O} $$

    சூடான செறிவூட்டப்பட்ட காரத்துடன்,

    $$ 3\mathrm{Cl_2 + 6NaOH} \longrightarrow \mathrm{NaClO_3 + 5NaCl + 3H_2O} $$

    ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் ப்ளீச்சிங் செயல்: குளோரின் ஒரு வலுவான ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் ப்ளீச்சிங் முகவர், ஏனெனில் புதிதாய்ப் பிறந்த ஆக்சிஜன்.

    $$ \mathrm{H_2O + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{HCl + HOCl} $$$$ \mathrm{HOCl} \longrightarrow \mathrm{HCl + (O)} $$

    நிறமூட்டும் பொருள் + புதிதாய்ப் பிறந்த ஆக்சிஜன் \( \rightarrow \) நிறமற்ற ஆக்சிஜனேற்ற விளைபொருள்

    குளோரின் ப்ளீச்சிங் நிரந்தரமானது. இது ஃபெர்ரஸ் உப்புகளை ஃபெரிக்காகவும், சல்பைட்டுகளை சல்பேட்டுகளாகவும், ஹைட்ரஜன் சல்பைடை கந்தகமாகவும் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது.

    $$ 2\mathrm{FeCl_2 + Cl_2} \longrightarrow 2\mathrm{FeCl_3} $$$$ \mathrm{Cl_2 + H_2O} \longrightarrow \mathrm{HCl + HOCl} $$$$ 2\mathrm{FeSO_4 + H_2SO_4 + HOCl} \longrightarrow \mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + HCl + H_2O} $$

    ஒட்டுமொத்த வினை

    $$ 2\mathrm{FeSO_4 + H_2SO_4 + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{Fe_2(SO_4)_3 + 2HCl} $$$$ \mathrm{Cl_2 + H_2O} \longrightarrow \mathrm{HCl + HOCl} $$$$ \mathrm{Na_2SO_3 + HOCl} \longrightarrow \mathrm{Na_2SO_4 + HCl} $$

    ஒட்டுமொத்த வினை

    $$ \mathrm{Na_2SO_3 + H_2O + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{Na_2SO_4 + 2HCl} $$$$ \mathrm{Cl_2 + H_2S} \longrightarrow 2\mathrm{HCl + S} $$

    ப்ளீச்சிங் பவுடர் தயாரிப்பு: ப்ளீச்சிங் பவுடர் உலர்ந்த ஸ்லேக் செய்யப்பட்ட சுண்ணாம்பு (கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடு) வழியாக குளோரின் வாயுவைச் செலுத்துவதன் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{Ca(OH)_2 + Cl_2} \longrightarrow \mathrm{CaOCl_2 + H_2O} $$

    இடப்பெயர்ச்சி ஆக்சிஜனேற்ற ஒடுக்க வினைகள்: குளோரின் புரோமைடுகளிலிருந்து புரோமினையும், அயோடைடு உப்புகளிலிருந்து அயோடினையும் இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது.

    $$ \mathrm{Cl_2 + 2KBr} \longrightarrow 2\mathrm{KCl + Br_2} $$$$ \mathrm{Cl_2 + 2KI} \longrightarrow 2\mathrm{KCl + I_2} $$

    கூட்டுச் சேர்மங்கள் உருவாதல்: குளோரின் கந்தக டைஆக்சைடு, கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் எத்திலீனுடன் கூட்டுப் பொருட்களை உருவாக்குகிறது. இது ஆல்கேன்கள்/அரீன்களுடன் பதிலீடு செய்யப்பட்ட பொருட்களை உருவாக்குகிறது.

    குளோரினின் பயன்பாடுகள்
    1. குடிநீரின் சுத்திகரிப்பு
    2. பருத்தி ஜவுளி, காகிதம் மற்றும் ரேயானின் ப்ளீச்சிங்
    3. தங்கம் மற்றும் பிளாட்டினத்தின் பிரித்தெடுத்தல்

    3.3.2 ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்

    ஆய்வகத் தயாரிப்பு

    இது சோடியம் குளோரைடு மற்றும் செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலத்தின் செயலால் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ \mathrm{NaCl + H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{NaHSO_4 + HCl} $$$$ \mathrm{NaHSO_4 + NaCl} \longrightarrow \mathrm{Na_2SO_4 + HCl} $$

    உலர்ந்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் வாயுவை செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலத்தின் வழியாகச் செலுத்துவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது.

    பண்புகள்

    ஹைட்ரஜன் குளோரைடு ஒரு நிறமற்ற, காரமான வாசனையுள்ள வாயு, எளிதில் நிறமற்ற திரவமாக (கொதிநிலை 189 K) திரவமாக்கப்பட்டு வெள்ளை படிகத் திடப்பொருளாக (உருகுநிலை 159 K) உறைக்கிறது. இது தண்ணீரில் மிகவும் கரையக்கூடியது.

    $$ \mathrm{HCl(g) + H_2O(l)} \longrightarrow \mathrm{H_3O^+ + Cl^-} $$
    வேதிப் பண்புகள்

    அனைத்து அமிலங்களைப் போலவே இது உலோகங்களிலிருந்து ஹைட்ரஜன் வாயுவையும், கார்பனேட் மற்றும் பைகார்பனேட் உப்புகளிலிருந்து கார்பன் டைஆக்சைடையும் வெளியிடுகிறது.

    $$ \mathrm{Zn + 2HCl} \longrightarrow \mathrm{ZnCl_2 + H_2} $$$$ \mathrm{Mg + 2HCl} \longrightarrow \mathrm{MgCl_2 + H_2} $$$$ \mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl} \longrightarrow 2\mathrm{NaCl + CO_2 + H_2O} $$$$ \mathrm{CaCO_3 + 2HCl} \longrightarrow \mathrm{CaCl_2 + CO_2 + H_2O} $$$$ \mathrm{NaHCO_3 + 2HCl} \longrightarrow 2\mathrm{NaCl + CO_2 + H_2O} $$

    இது சோடியம் சல்பைட்டிலிருந்து கந்தக டைஆக்சைடை வெளியிடுகிறது

    $$ \mathrm{Na_2SO_3 + 2HCl} \longrightarrow 2\mathrm{NaCl + H_2O + SO_2} $$

    செறிவூட்டப்பட்ட ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் மூன்று பகுதிகள் மற்றும் செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலத்தின் ஒரு பகுதி கலக்கப்படும்போது, அக்வா ரெஜியா (ராயல் வாட்டர்) பெறப்படுகிறது. இது தங்கம், பிளாட்டினம் போன்றவற்றைக் கரைப்பதற்குப் பயன்படுகிறது.

    $$ 3\mathrm{Pt + 16H^+ + 4NO_3^- + 18Cl^-} \longrightarrow 3[\mathrm{PtCl_6}]^{2-} + 4\mathrm{NO + 8H_2O} $$
    ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் பயன்பாடுகள்
    1. ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் குளோரின், அம்மோனியம் குளோரைடு, சோள மாவுச்சத்திலிருந்து குளுக்கோஸ் போன்றவற்றின் தயாரிப்பிற்குப் பயன்படுகிறது.
    2. இது எலும்பிலிருந்து பசை பிரித்தெடுப்பதிலும், எலும்புக் கரியின் சுத்திகரிப்புக்கும் பயன்படுகிறது.

    3.3.3 ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகளின் இயற்பியல் மற்றும் வேதிப் பண்புகளின் போக்குகள்

    தயாரிப்பு

    நேரடி சேர்க்கை ஹைட்ரஜன் குளோரைடைத் தயாரிப்பதற்கான பயனுள்ள வழியாகும். ஹைட்ரஜனுக்கும் புளோரினுக்கும் இடையிலான வினை வன்முறையானது, அதே நேரத்தில் ஹைட்ரஜனுக்கும் புரோமினுக்கும் அல்லது ஹைட்ரஜனுக்கும் அயோடினுக்கும் இடையிலான வினை மீளக்கூடியது மற்றும் தூய வடிவங்களை உருவாக்காது.

    இடப்பெயர்ச்சி வினைகள்

    செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலம் அயனி குளோரைடுகளிலிருந்து ஹைட்ரஜன் குளோரைடை இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது. அதிக வெப்பநிலையில், உருவாகும் ஹைட்ரஜன் சல்பேட் மேலும் அயனி குளோரைடுடன் வினைபுரிகிறது. அயனி புளோரைடுகளிலிருந்து ஹைட்ரஜன் புளோரைடுகளைத் தயாரிப்பதற்கு இடப்பெயர்ச்சி பயன்படுத்தப்படலாம். ஹைட்ரஜன் புரோமைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் அயோடைடு செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலத்தால் ஆக்சிஜனேற்றப்படுகின்றன மற்றும் இந்த முறையில் தயாரிக்க முடியாது.

    பாஸ்பரஸ் ட்ரைஹலைடுகளின் நீராற்பகுப்பு

    பாஸ்பரஸ் ட்ரைஃபுளோரைடு தவிர பாஸ்பரஸ் ட்ரைஹலைடுகளில் தண்ணீர் சொட்டு சொட்டாக சேர்க்கப்படும்போது வாயு ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.

    $$ \mathrm{PX_3 + 3H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_3PO_3 + 3HX} $$

    ஹைட்ரஜன் புரோமைடு சிவப்பு பாஸ்பரஸ் மற்றும் தண்ணீரின் பேஸ்ட்டில் புரோமின் சொட்டு சொட்டாக சேர்ப்பதன் மூலம் பெறப்படலாம், அதே நேரத்தில் ஹைட்ரஜன் அயோடைடு சிவப்பு பாஸ்பரஸ் மற்றும் அயோடின் கலவையில் தண்ணீர் சொட்டு சொட்டாக சேர்ப்பதன் மூலம் வசதியாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

    $$ 2\mathrm{P + 3X_2} \longrightarrow 2\mathrm{PX_3} $$$$ 2\mathrm{PX_3 + 3H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_3PO_3 + 3HX} \ (\text{இங்கு } X = \mathrm{Br\ or\ I}) $$

    ஹைட்ரஜன் ஆலைடுடன் தப்பிக்கும் எந்த ஆலசன் நீராவிகளும் ஈரமான சிவப்பு பாஸ்பரஸின் நெடுவரிசை வழியாக வாயுக்களைச் செலுத்துவதன் மூலம் அகற்றப்படுகின்றன.

    சகப் பிணைப்பு ஹைட்ரைடுகளிலிருந்து

    ஆலசன்கள் ஹைட்ரஜன் சல்பைடால் ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகளாக ஒடுக்கப்படுகின்றன.

    $$ \mathrm{H_2S + X_2} \longrightarrow 2\mathrm{HX + S} $$

    ஹைட்ரோகார்பன்களுக்கும் ஆலசன்களுக்கும் இடையிலான வினைகளின் துணை விளைபொருளாக ஹைட்ரஜன் குளோரைடு பெறப்படுகிறது.

    அட்டவணை 3.4: பொதுப் பண்புகள்

    HFHClHBrHI
    பிணைப்பு விலகல் என்தால்பி (kJ mol\(^{-1}\))+562+431+366+299
    அயனி தன்மையின் %431373

    பிணைப்பு விலகல் என்தால்பி குறைவதற்கு இணங்க, ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகளின் வெப்ப நிலைத்தன்மை புளோரைடிலிருந்து அயோடைடு வரை குறைகிறது.

    எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ஜன் அயோடைடு \( 400^{\circ}\mathrm{C} \) இல் சிதைகிறது, அதே நேரத்தில் ஹைட்ரஜன் புளோரைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் குளோரைடு இந்த வெப்பநிலையில் நிலையாக இருக்கும்.

    அறை வெப்பநிலையில், ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகள் வாயுக்கள், ஆனால் ஹைட்ரஜன் புளோரைடு எளிதில் திரவமாக்கப்படலாம். வாயுக்கள் நிறமற்றவை, ஆனால் ஈரமான காற்றுடன் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் துளிகள் உற்பத்தி காரணமாக வெள்ளைப் புகையைக் கொடுக்கின்றன. HF இல், வலுவான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு இருப்பதால், இது அதிக உருகு மற்றும் கொதிநிலைகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த விளைவு மற்ற ஹைட்ஜன் ஆலைடுகளில் இல்லை.

    அமிலப் பண்புகள்

    ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகள் அயனியாக்கம் காரணமாக தண்ணீரில் மிகவும் கரையக்கூடியவை.

    $$ \mathrm{HX + H_2O} \longrightarrow \mathrm{H_3O^+ + X^-} \ (\text{X = F, Cl, Br, or I}) $$

    எனவே ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகளின் கரைசல்கள் அமிலத்தன்மை கொண்டவை மற்றும் ஹைட்ரோஹாலிக் அமிலங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஹைட்ரோகுளோரிக், ஹைட்ரோபுரோமிக் மற்றும் ஹைட்ரோஅயோடிக் அமிலங்கள் கிட்டத்தட்ட முழுமையாக அயனியாக்கம் செய்யப்படுகின்றன, எனவே அவை வலுவான அமிலங்களாகும், ஆனால் HF ஒரு பலவீனமான அமிலமாகும், அதாவது \( 0.1\ \mathrm{mM} \) கரைசல் \( 10\% \) மட்டுமே அயனியாக்கம் செய்யப்படுகிறது, ஆனால் 5M மற்றும் 15M கரைசலில் HF சமநிலை காரணமாக வலுவான அமிலமாகும்.

    $$ \mathrm{HF + F^- \rightleftharpoons HF_2^-} $$

    அதிக செறிவில், சமநிலையில் புளோரைடு அயனிகளை நீக்குவது அடங்கும், இது ஹைட்ரஜன் புளோரைட்டின் விலகலைப் பாதிக்கிறது மற்றும் ஹைட்ஜன் அயன் செறிவை அதிகரிக்கிறது. \( \mathrm{NaHF_2} \), \( \mathrm{KHF_2} \) மற்றும் \( \mathrm{NH_4HF_2} \) போன்ற பல நிலையான உப்புகள் அறியப்படுகின்றன. மற்ற ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகள் ஹைட்ரஜன் டைஹலைடுகளை உருவாக்குவதில்லை.

    ஹைட்ரோஹாலிக் அமிலம் பொதுவான அமிலப் பண்புகளைக் காட்டுகிறது. அவை காரங்களுடன் உப்புகளை உருவாக்குகின்றன, மேலும் உலோகங்களுடன் வினைபுரிந்து ஹைட்ரஜனைக் கொடுக்கின்றன. ஈரமான ஹைட்ரோஃபுளோரிக் அமிலம் (உலர்ந்ததல்ல) சிலிக்கா மற்றும் கண்ணாடியுடன் விரைவாக வினைபுரிகிறது.

    $$ \mathrm{SiO_2 + 4HF} \longrightarrow \mathrm{SiF_4 + 2H_2O} $$$$ \mathrm{Na_2SiO_3 + 6HF} \longrightarrow \mathrm{Na_2SiF_6 + 3H_2O} $$

    ஆக்சிஜனேற்றம்: ஹைட்ரஜன் அயோடைடு அயோடினாக எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது, எனவே இது ஒரு ஒடுக்கும் முகவர்.

    $$ 2\mathrm{HI} \rightleftharpoons 2\mathrm{H^+ + I_2 + 2e^-} $$

    அயோடைடுகளின் அமிலக் கரைசல் எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது. அயோடின் வெளியீட்டால் ஒரு நேர்மறையான முடிவு காட்டப்படுகிறது, இது ஸ்டார்ச்சுடன் நீல-கருப்பு நிறத்தைக் கொடுக்கிறது.

    ஹைட்ரஜன் புரோமைடு HI ஐ விட ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வது மிகவும் கடினம். HBr \( \mathrm{H_2SO_4} \) ஐ \( \mathrm{SO_2} \) ஆக ஒடுக்குகிறது

    $$ 2\mathrm{HBr + H_2SO_4} \longrightarrow 2\mathrm{H_2O + Br_2 + SO_2} $$

    ஆனால் ஹைட்ரஜன் அயோடைடு மற்றும் அயனி அயோடைடுகள் \( \mathrm{H_2SO_4} \) ஆல் \( \mathrm{SO_2} \) க்கு அல்ல, \( \mathrm{H_2S} \) க்கு விரைவாக ஒடுக்கப்படுகின்றன.

    $$ 8\mathrm{HI + H_2SO_4} \longrightarrow 4\mathrm{H_2O + 4I_2 + H_2S} $$

    ஹைட்ரஜன் அயோடைட்டின் ஒடுக்கும் பண்பை ஆல்கஹால்களுடனான வினையைப் பயன்படுத்தி ஆல்கேன்களைக் கொடுப்பதன் மூலமும் விளக்கலாம். இது நைட்ரிக் அமிலத்தை நைட்ரஸ் அமிலமாகவும், டைநைட்ரஜன் டைஆக்சைடை அம்மோனியமாகவும் மாற்றுகிறது.

    ஹைட்ரஜன் குளோரைடு செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலத்தால் பாதிக்கப்படுவதில்லை, ஆனால் \( \mathrm{MnO_2} \), பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் அல்லது பொட்டாசியம் டைகுரோமேட் போன்ற வலுவான ஆக்சிஜனேற்ற முகவர்களால் மட்டுமே பாதிக்கப்படுகிறது.

    சுருக்கமாக, போக்கு

    அட்டவணை 3.5

    பண்புவரிசை
    ஹைட்ரஜனின் வினைத்திறன்புளோரினிலிருந்து அயோடினுக்குக் குறைகிறது
    நிலைத்தன்மைHF இலிருந்து HI வரை குறைகிறது
    ஹைட்ரைடுகளின் ஆவியாகும் தன்மைHF < HI < HBr < HCl
    வெப்ப நிலைத்தன்மைHF > HCl > HBr > HI
    கொதிநிலைHCl < HBr < HI < HF
    அமில வலிமைHF இலிருந்து HI வரை அதிகரிக்கிறது

    3.3.4 இடை ஆலசன் சேர்மங்கள்

    ஒவ்வொரு ஆலசனும் மற்ற ஆலசன்களுடன் இணைந்து இடை ஆலசன் சேர்மங்கள் எனப்படும் தொடர் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. இடை ஆலசன் சேர்மங்களின் கொடுக்கப்பட்ட அட்டவணையில், கொடுக்கப்பட்ட சேர்மம் A ஆனது B ஐ விட குறைவான மின்னெதிர்தன்மை கொண்டது.

    அட்டவணை 3.6

    ABAB\(_3\)AB\(_5\)AB\(_7\)
    ClFClF\(_3\)IF\(_5\)IF\(_7\)
    BrFBrF\(_3\)BrF\(_5\)
    IFIF\(_3\)
    BrClICl\(_3\)
    ICl
    IBr
    இடை ஆலசன் சேர்மங்களின் பண்புகள்

    i. மைய அணு பெரியதாக இருக்கும். ii. இது இரண்டு ஆலசன்களுக்கு இடையில் மட்டுமே உருவாக்கப்பட முடியும், இரண்டுக்கும் மேற்பட்ட ஆலசன்கள் அல்ல. iii. புளோரின் மிகச்சிறியதாக இருப்பதால் மைய அணுவாக செயல்பட முடியாது. iv. சிறிய அளவுடன் அதிக மின்னெதிர்தன்மை காரணமாக, புளோரின் மைய அணு அதிக ஒருங்கிணைப்பு எண்ணை அடைய உதவுகிறது. v. அவை தன்னயனியாக்கத்திற்கு உட்படலாம்.

    $$ 2\mathrm{ICl} \rightleftharpoons \mathrm{I^+ + ICl_2^-} $$$$ 2\mathrm{ICl_3} \rightleftharpoons \mathrm{ICl_2^+ + ICl_4^-} $$

    vi. அவை வலுவான ஆக்சிஜனேற்ற முகவர்கள்.

    காரத்துடன் வினை

    காரங்களுடன் சூடாக்கப்படும்போது, பெரிய ஆலசன் ஆக்ஸிஹாலஜன்களையும், சிறியது ஆலைடையும் உருவாக்குகிறது.

    $$ \mathrm{BrF_5 \xrightarrow{OH^-} 5F^- + BrO_3^-} $$
    இடை ஆலசன் சேர்மங்களின் அமைப்பு

    வெவ்வேறு வகையான இடை ஆலசன் சேர்மங்களின் அமைப்புகளை VSEPR கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி எளிதாக விளக்கலாம். விவரங்கள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

    அட்டவணை 3.7

    வகைஅமைப்புகலப்பினமாக்கல்பிணைப்பு இணைகள் / தனி இணைகள்
    AXநேரியல்sp\(^3\)1 / 3
    AX\(_3\)T-வடிவம்sp\(^3\)d3 / 2
    AX\(_5\)சதுர பிரமிடுsp\(^3\)d\(^2\)5 / 1
    AX\(_7\)பென்டகனல் இருபிரமிடுsp\(^3\)d\(^3\)7 / 0

    3.3.5 ஆலசனின் ஆக்சைடுகள்

    புளோரின் ஆக்சிஜனுடன் எளிதில் வினைபுரிந்து டைஃபுளோரின் ஆக்சைடு \( \mathrm{(F_2O)} \) மற்றும் டைஃபுளோரின் டைஆக்சைடு \( \mathrm{(F_2O_2)} \) ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது, அங்கு அது -1 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைக் கொண்டுள்ளது. மற்ற ஆலசன்கள் ஆக்சிஜனுடன் எளிதில் வினைபுரிவதில்லை. ஆனால் பின்வரும் ஆக்சைடுகளை சில மறைமுக முறைகளால் தயாரிக்கலாம். புளோரின் தவிர மற்ற எல்லா ஆலசன்களும் நேர்மறை ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் கொண்டுள்ளன.

    அட்டவணை 3.8

    வகைX\(_2\)OXO\(_2\)X\(_2\)O\(_5\)X\(_2\)O\(_6\)X\(_2\)O\(_7\)மற்றவை
    ஆக்சிஜனேற்ற நிலை+1+4+5+6+7
    F—————OF\(_2\)(-1), O\(_2\)F\(_2\)(-1), OF\(_4\)(-1)
    ClCl\(_2\)OClO\(_2\)—Cl\(_2\)O\(_6\)Cl\(_2\)O\(_7\)Cl\(_2\)O\(_4\)(+4)
    BrBr\(_2\)OBrO\(_2\)———
    I——I\(_2\)O\(_5\)——I\(_4\)O\(_9\), I\(_2\)O\(_4\)(+4)

    3.3.6 ஆலசன்களின் ஆக்சோஅமிலங்கள்

    குளோரின் ஹைபோகுளோரஸ் அமிலம், குளோரஸ் அமிலம், குளோரிக் அமிலம் மற்றும் பெர்குளோரிக் அமிலம் என நான்கு வகையான ஆக்சோஅமிலங்களை உருவாக்குகிறது. புரோமின் மற்றும் அயோடின் ஹாலஸ் அமிலத்தைத் தவிர ஒத்த அமிலங்களை உருவாக்குகின்றன. இருப்பினும், புளோரின் ஹைபோஃபுளோரஸ் அமிலத்தை மட்டுமே உருவாக்குகிறது. ஆக்சோஅமிலங்களின் ஆக்சிஜனேற்ற சக்தி பின்வரும் வரிசையைப் பின்பற்றுகிறது:

    $$ \mathrm{HOX > HXO_2 > HXO_3 > HXO_4} $$

    அட்டவணை 3.9

    வகைHOXHXO\(_2\)HXO\(_3\)HXO\(_4\)
    X = Cl, Br and I
    பொதுப் பெயர்ஹைபோஹாலஸ் அமிலம்ஹாலஸ் அமிலம்ஹாலிக் அமிலம்பெர்ஹாலிக் அமிலம்
    ஆக்சிஜனேற்ற நிலை+1+3+5+7
    FHOF———
    ClHOClHClO\(_2\)HClO\(_3\)HClO\(_4\)
    BrHOBr—HBrO\(_3\)HBrO\(_4\)
    IHOI—HIO\(_3\)HIO\(_4\)

    3.4 தொகுதி 18 (மந்த வாயுக்கள்) தனிமங்கள்

    3.4.1 இயற்கை வளம்

    அனைத்து அருமன் வாயுக்களும் வளிமண்டலத்தில் ஏற்படுகின்றன.

    இயற்பியல் பண்புகள்

    அருமன் வாயுத் தனிமங்களின் வழியாக நாம் செல்லும்போது, அவற்றின் அணு ஆரம் மற்றும் கொதிநிலை ஹீலியத்திலிருந்து ரேடான் வரை அதிகரிக்கிறது. முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் ஹீலியத்திலிருந்து ரேடான் வரை குறைகிறது. கொடுக்கப்பட்ட வரிசையில் உள்ள மற்ற தனிமங்களை விட அருமன் வாயுக்கள் மிகப்பெரிய அயனியாக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, ஏனெனில் அவற்றின் வெளிப்புற ஓட்டில் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட ஆர்பிட்டால்கள் உள்ளன. அவை மிகவும் நிலையானவை மற்றும் எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதற்கோ அல்லது இழப்பதற்கோ சிறிய போக்கைக் கொண்டுள்ளன. தொகுதி 18 தனிமங்களின் பொதுவான இயற்பியல் பண்புகள் அட்டவணையில் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.

    அட்டவணை 3.10 தொகுதி 18 தனிமங்களின் இயற்பியல் பண்புகள்

    பண்புநியான்ஆர்கான்கிரிப்டான்செனான்ரேடான்
    293 K இல் இயற்பியல் நிலைவாயுவாயுவாயுவாயுவாயு
    அணு எண்1018365486
    ஓரிடத்தான்கள்\( ^{20}\mathrm{Ne} \)\( ^{40}\mathrm{Ar} \)\( ^{84}\mathrm{Kr} \)\( ^{132}\mathrm{Xe} \)\( ^{211}\mathrm{Rn}, ^{220}\mathrm{Rn}, ^{222}\mathrm{Rn} \)
    அணு நிறை (g mol\(^{-1}\) at 293 K)20.1839.9577.92131.29[222]
    மின்னணு அமைப்பு\( [\mathrm{He}]2s^2 2p^6 \)\( [\mathrm{Ne}]3s^2 3p^6 \)\( [\mathrm{Ar}]3d^{10} 4s^2 4p^6 \)\( [\mathrm{Kr}]4d^{10} 5s^2 5p^6 \)\( [\mathrm{Xe}]4f^{14}5d^{10}6s^2 6p^6 \)
    அணு ஆரம் (Å)1.541.882.022.162.20
    அடர்த்தி (g cm\(^{-3}\) at 293 K)\( 8.25 \times 10^{-4} \)\( 1.63 \times 10^{-3} \)\( 3.42 \times 10^{-3} \)\( 5.37 \times 10^{-3} \)\( 9.07 \times 10^{-3} \)
    உருகுநிலை (K)24.5683.81115.78161.4202
    கொதிநிலை (K)27.1087.30119.74165.05211.5
    மந்த வாயுக்களின் பண்புகள்

    இயற்பியல் பண்புகள்: அருமன் வாயுக்கள் ஓரணு, மணமற்ற, நிறமற்ற, சுவையற்ற, மற்றும் எரியாதவை. அவை மிகவும் வினைத்திறன் அற்றவை. அவை அலோகத் தன்மை கொண்டவை.

    வேதிப் பண்புகள்

    செனான் மற்றும் கிரிப்டான் மட்டுமே சில வேதி வினைத்திறனைக் காட்டுகின்றன. செனான் புளோரைடுகள் வெவ்வேறு நிபந்தனைகளின் கீழ் செனான் மற்றும் புளோரின் நேரடி வினையால் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி தயாரிக்கப்படுகின்றன.

    $$ \mathrm{Xe + F_2 \xrightarrow{Ni} XeF_2} $$$$ \mathrm{Xe + 2F_2 \xrightarrow[Ni]{aceton?} XeF_4} $$$$ \mathrm{Xe + 3F_2 \xrightarrow[Ni]{200\ atm} XeF_6} $$

    \( \mathrm{XeF_6} \) ஒரு மூடப்பட்ட குவார்ட்ஸ் பாத்திரத்தில் \( 50^{\circ}\mathrm{C} \) இல் சூடாக்கப்படும்போது \( \mathrm{XeOF_4} \) உருவாகிறது

    $$ 2\mathrm{XeF_6 + SiO_2 \xrightarrow{50^{\circ}C} 2XeOF_4 + SiF_4} $$

    வினை தொடரப்படும்போது பின்வரும் வினை நிகழ்கிறது.

    $$ 2\mathrm{XeOF_4 + SiO_2} \longrightarrow 2\mathrm{XeO_2F_2 + SiF_4} $$$$ 2\mathrm{XeO_2F_2 + SiO_2} \longrightarrow 2\mathrm{XeO_3 + SiF_4} $$

    நீர் நீராவியுடன் நீராற்பகுப்பு செய்யும்போது \( \mathrm{XeF_6} \) \( \mathrm{XeO_3} \) கொடுக்கிறது

    $$ \mathrm{XeF_6 + 3H_2O} \longrightarrow \mathrm{XeO_3 + 6HF} $$

    \( \mathrm{XeF_6} \) \( 2.5\ \mathrm{M\ NaOH} \) உடன் வினைபுரியும் போது, சோடியம் பெர்செனேட் பெறப்படுகிறது.

    $$ 2\mathrm{XeF_6 + 16NaOH} \longrightarrow \mathrm{Na_4XeO_6 + Xe + O_2 + 12NaF + 8H_2O} $$

    சோடியம் பெர்செனேட் அதன் வலுவான ஆக்சிஜனேற்றப் பண்புக்கு மிகவும் பெயர் பெற்றது. எடுத்துக்காட்டாக, இது மாங்கனீசு(II) அயனியை பெர்மாங்கனேட் அயனியாக வினையூக்கி இல்லாத நிலையில் கூட ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது.

    $$ 5\mathrm{XeO_6^{4-} + 2Mn^{2+} + 14H^+} \longrightarrow 2\mathrm{MnO_4^- + 5XeO_3 + 7H_2O} $$

    செனான் \( \mathrm{PtF_6} \) உடன் வினைபுரிந்து ஒரு ஆரஞ்சு-மஞ்சள் திடப்பொருளான \( \mathrm{[XePtF_6]} \) கொடுக்கிறது, இது \( \mathrm{CCl_4} \) இல் கரையாது.

    செனான் டைஃபுளோரைடு \( \mathrm{XeF_2.2SbF_5} \) மற்றும் \( \mathrm{XeF_2.2TaF_5} \) சேர்க்கைச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. செனான் ஹெக்சாஃபுளோரைடு போரான் மற்றும் கார உலோகங்களுடன் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. எ.கா: \( \mathrm{XeF_6.BF_3} \), \( \mathrm{XeF_6.MF_3} \) (M = கார உலோகங்கள்).

    செனான் டைகுளோரைடு \( \mathrm{XeCl_2} \) இருப்பதற்கு சில சான்றுகள் உள்ளன.

    கிரிப்டான் \( 183^{\circ}\mathrm{C} \) இல் Kr மற்றும் புளோரின் வழியாக மின் வெளியேற்றம் செலுத்தப்படும்போது அல்லது வாயுக்கள் \( \mathrm{SbF_5} \) உடன் கதிர்வீச்சு செய்யப்படும்போது கிரிப்டான் டைஃபுளோரைடை உருவாக்குகிறது, அது \( \mathrm{KrF_2.2SbF_5} \) உருவாகிறது.

    அட்டவணை 3.11 செனானின் சேர்மங்களின் அமைப்புகள்

    சேர்மம்கலப்பினமாக்கல்வடிவம் / அமைப்பு
    XeF\(_2\)sp\(^3\)dநேரியல்
    XeF\(_4\)sp\(^3\)d\(^2\)சதுர சமதளம்
    XeF\(_6\)sp\(^3\)d\(^3\)சிதைந்த எண்கோணகம்
    XeOF\(_2\)sp\(^3\)dT-வடிவம்
    XeOF\(_4\)sp\(^3\)d\(^2\)சதுர பிரமிடு
    XeO\(_3\)sp\(^3\)பிரமிடு
    அருமன் வாயுக்களின் பயன்பாடுகள்

    அருமன் வாயுக்களின் மந்தத்தன்மை அவற்றின் நடைமுறைப் பயன்பாடுகளின் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும்.

    ஹீலியம்:

    1. ஹீலியம் மற்றும் ஆக்சிஜன் கலவையானது மூழ்காளர்களால் காற்று-ஆக்சிஜன் கலவைக்குப் பதிலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது ‘பெண்ட்ஸ்’ என்று அழைக்கப்படும் வலிமிகுந்த ஆபத்தான நிலையைத் தடுக்கிறது.
    2. ஹீலியம் உலோகங்களின் மின் வில் பற்றவைப்பில் மந்த வளிமண்டலத்தை வழங்கப் பயன்படுகிறது.
    3. ஹீலியம் மிகக் குறைந்த கொதிநிலையைக் கொண்டுள்ளது, எனவே கிரையோஜெனிக்ஸில் (குறைந்த வெப்பநிலை அறிவியல்) பயன்படுகிறது.
    4. இது காற்றை விட மிகக் குறைந்த அடர்த்தி கொண்டது, எனவே காற்று பலூன்களை நிரப்பப் பயன்படுகிறது.

    நியான்: நியான் விளம்பரங்களில் நியான் அடையாளமாகப் பயன்படுகிறது மற்றும் குறைந்த அழுத்தத்தில் நியான் வாயு வழியாக மின்சாரத்தைச் செலுத்துவதால் பிரகாசமான சிவப்பு ஒளி உருவாகிறது.

    ஆர்கான்: ஆர்கான் சூடான இழையின் ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்கிறது மற்றும் இழை விளக்குகளில் ஆயுளை நீட்டிக்கிறது.

    கிரிப்டான்: கிரிப்டான் ஃப்ளோரசன்ட் விளக்குகள், ஃப்ளாஷ் விளக்குகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கிரிப்டான் நிரப்பப்பட்ட விளக்குகள் விமான நிலையங்களில் அணுகும் விளக்குகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை அடர்ந்த மூடுபனி வழியாக ஊடுருவ முடியும்.

    செனான்: செனான் ஃப்ளோரசன்ட் விளக்குகள், ஃப்ளாஷ் விளக்குகள் மற்றும் லேசர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. செனான் வெளியேற்றும் குழாய்களில் உடனடியாக ஒரு தீவிரமான ஒளியை வெளியிடுகிறது. இதன் காரணமாக இது ஒளிப்படக் கலைஞர்களால் பயன்படுத்தப்படும் அதிவேக மின்னணு ஃப்ளாஷ் விளக்குகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

    ரேடான்: ரேடான் கதிரியக்கப் பொருளாகும் மற்றும் காமா கதிர்களின் மூலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ரேடான் வாயு சிறிய காப்ஸ்யூல்களாக மூடப்பட்டு, உடலில் பொருத்தப்பட்டு வீரியம் மிக்க, அதாவது புற்றுநோய் வளர்ச்சியை அழிக்கப் பயன்படுகிறது.

    சுருக்கம்

    • இயற்கை வளம்: பூமியின் வளிமண்டலத்தில் சுமார் \( 78\% \) டைநைட்ரஜன் \( \mathrm{(N_2)} \) வாயுவாக உள்ளது. இது பூமியின் மேலோட்டில் சோடியம் நைட்ரேட்டாக (சிலி சால்ட்பீட்டர்) மற்றும் பொட்டாசியம் நைட்ரேட்டாக (இந்திய சால்ட்பீட்டர்) உள்ளது.

    • நைட்ரஜன், வளிமண்டலத்தின் முக்கிய வாயு (\( 78\% \) கன அளவில்) தொழில்முறையில் திரவக் காற்றிலிருந்து பகுதி வடிகட்டுதல் மூலம் பிரிக்கப்படுகிறது.

    • அம்மோனியா யூரியாவின் நீராற்பகுப்பால் உருவாகிறது.

    • நைட்ரிக் அமிலம் சம அளவு பொட்டாசியம் அல்லது சோடியம் நைட்ரேட்டை செறிவூட்டப்பட்ட கந்தக அமிலத்துடன் சூடாக்குவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    • பெரும்பாலான வினைகளில், நைட்ரிக் அமிலம் ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற முகவராகச் செயல்படுகிறது. எனவே ஆக்சிஜனேற்ற நிலை \( +5 \) இலிருந்து குறைந்த நிலைக்கு மாறுகிறது. இது உலோகங்களுடனான வினையில் ஹைட்ரஜனைக் கொடுப்பதில்லை.

    • உலோகங்களின் வினைகள் நைட்ரிக் அமிலத்துடன் பின்வரும் 3 படிகளாக விளக்கப்படுகின்றன:

      • முதன்மை வினை: புதிதாய்ப் பிறந்த ஹைட்ஜனின் வெளியீட்டுடன் உலோக நைட்ரேட் உருவாகிறது
      • இரண்டாம் நிலை வினை: புதிதாய்ப் பிறந்த ஹைட்ரஜன் நைட்ரிக் அமிலத்தின் ஒடுக்க விளைபொருட்களை உருவாக்குகிறது.
      • மூன்றாம் நிலை வினை: இரண்டாம் நிலை விளைபொருட்கள் சிதைந்து அல்லது வினைபுரிந்து இறுதிப் பொருட்களைக் கொடுக்கின்றன.

    • பாஸ்பரஸ் பல புறவேற்றுமை மாற்றங்களைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றில் மூன்று வடிவங்களான வெள்ளை, சிவப்பு மற்றும் கருப்பு பாஸ்பரஸ் மிகவும் பொதுவானவை.

    • மஞ்சள் பாஸ்பரஸ் இயற்கையில் நஞ்சு விளைவிக்கும் மற்றும் பூண்டு போன்ற மணம் கொண்டது. இது ஆக்சிஜனேற்றத்தின் காரணமாக இருட்டில் பிரகாசிக்கிறது, இது உயிரொளிர்வு எனப்படுகிறது.

    • மஞ்சள் பாஸ்பரஸ் காற்றில் எளிதில் தீப்பிடித்து பாஸ்பரஸ் பென்டாக்சைட்டின் அடர்த்தியான வெள்ளைப் புகையைக் கொடுக்கிறது.

    • பாஸ்பைன் கார்பன் டைஆக்சைடு அல்லது ஹைட்ரஜனின் மந்த வளிமண்டலத்தில் வெள்ளை பாஸ்பரஸுடன் சோடியம் ஹைட்ராக்சைட்டின் வினையால் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    • பாஸ்பைன் புகைத் திரையை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது, ஏனெனில் இது பெரிய புகையைக் கொடுக்கிறது.

    • குளோரினின் மெதுவான ஓட்டம் வெள்ளை பாஸ்பரஸின் மீது செலுத்தப்படும் போது, பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு உருவாகிறது.

    • பாஸ்பரஸ் ட்ரைகுளோரைடு மற்றும் பாஸ்பரஸ் பென்டாகுளோரைடு குளோரினேற்றும் முகவர்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

    • ஆக்சிஜன் பாராகாந்தப் பண்பு கொண்டது. இது டைஆக்சிஜன் \( \mathrm{(O_2)} \) மற்றும் ஓசோன் அல்லது ட்ரைஆக்சிஜன் \( \mathrm{(O_3)} \) என இரண்டு புறவேற்றுமை வடிவங்களில் உள்ளது.

    • ஓசோன் பொதுவாக கரிமச் சேர்மங்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்குப் பயன்படுகிறது.

    • கந்தகம் படிக மற்றும் உருவமற்ற புறவேற்றுமை வடிவங்களில் உள்ளது. படிக வடிவத்தில் ரோம்பிக் கந்தகம் (\( \alpha \) கந்தகம்) மற்றும் மோனோக்ளினிக் கந்தகம் (\( \beta \) கந்தகம்) அடங்கும். உருவமற்ற புறவேற்றுமை வடிவத்தில் பிளாஸ்டிக் கந்தகம் (\( \gamma \) கந்தகம்), மில்க் ஆஃப் சல்பர் மற்றும் கூழ்மக் கந்தகம் ஆகியவை அடங்கும்.

    • சல்பூரிக் அமிலம் ஈய அறை செயல்முறை, கேஸ்கேட் செயல்முறை அல்லது தொடர்பு செயல்முறை மூலம் தயாரிக்கப்படலாம்.

    • தண்ணீரில் கரைக்கப்படும் போது, அது மோனோ \( \mathrm{(H_2SO_4.H_2O)} \) மற்றும் டைஹைட்ரேட்டுகளை \( \mathrm{(H_2SO_4.2H_2O)} \) உருவாக்குகிறது மற்றும் வினை வெப்ப உமிழ்வாகும்.

    • ஆலசன்கள் அதிக வினைத்திறன் கொண்டவை என்பதால் இணைந்த வடிவத்தில் காணப்படுகின்றன.

    • குளோரின் மின்னாற்பகுப்பு செயல்பாட்டில் உப்புநீரின் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் அல்லது டீக்கனின் செயல்பாட்டில் HCl ஐ காற்றால் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    • குளோரின் ஒரு வலுவான ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் ப்ளீச்சிங் முகவர், ஏனெனில் புதிதாய்ப் பிறந்த ஆக்சிஜன்.

    • செறிவூட்டப்பட்ட ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் மூன்று பகுதிகள் மற்றும் செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலத்தின் ஒரு பகுதி கலக்கப்படும்போது, அக்வா ரெஜியா (ராயல் வாட்டர்) பெறப்படுகிறது. இது தங்கம், பிளாட்டினம் போன்றவற்றைக் கரைப்பதற்குப் பயன்படுகிறது.

    • ஹைட்ரஜன் ஆலைடுகள் அயனியாக்கம் காரணமாக தண்ணீரில் மிகவும் கரையக்கூடியவை.

    • ஒவ்வொரு ஆலசனும் மற்ற ஆலசன்களுடன் இணைந்து இடை ஆலசன் சேர்மங்கள் எனப்படும் தொடர் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது.

    • புளோரின் ஆக்சிஜனுடன் எளிதில் வினைபுரிந்து டைஃபுளோரின் ஆக்சைடு \( \mathrm{(F_2O)} \) மற்றும் டைஃபுளோரின் டைஆக்சைடு \( \mathrm{(F_2O_2)} \) ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது, அங்கு அது -1 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைக் கொண்டுள்ளது.

    • அனைத்து அருமன் வாயுக்களும் வளிமண்டலத்தில் ஏற்படுகின்றன.

    • அவை மிகவும் நிலையானவை மற்றும் எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதற்கோ அல்லது இழப்பதற்கோ சிறிய போக்கைக் கொண்டுள்ளன.

    • சோடியம் பெர்செனேட் அதன் வலுவான ஆக்சிஜனேற்றப் பண்புக்கு மிகவும் பெயர் பெற்றது.

    • அருமன் வாயுக்களின் மந்தத்தன்மை அவற்றின் நடைமுறைப் பயன்பாடுகளின் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும்.

    சரியான பதிலைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்

    1. பின்வருவனவற்றில் எதில் \( \mathrm{NH}_3 \) பயன்படுத்தப்படவில்லை?

    a) நெஸ்லர் வினைப்பொருள் b) IV தொகுதி அடிப்படைத் தீவிரத்தின் பகுப்பாய்விற்கான வினைப்பொருள் c) III தொகுதி அடிப்படைத் தீவிரத்தின் பகுப்பாய்விற்கான வினைப்பொருள் d) டோலன்ஸ் வினைப்பொருள்

    1. நைட்ரஜனைப் பற்றிய உண்மை எது?

    a) குறைந்த மின்னெதிர்தன்மை கொண்ட தனிமம் b) ஆக்சிஜனை விட குறைந்த அயனியாக்கும் என்தால்பி கொண்டது c) d-ஆர்பிட்டால்கள் கிடைக்கின்றன d) தன்னுடன் \( p\pi-p\pi \) பிணைப்புகளை உருவாக்கும் திறன்

    1. ஒரு தனிமம் கால அட்டவணையின் தொகுதி 15 மற்றும் 3வது காலத்தைச் சேர்ந்தது, அதன் மின்னணு அமைப்பு

    a) \( 1s^2 2s^2 2p^4 \) b) \( 1s^2 2s^2 2p^3 \) c) \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2 \) d) \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3 \)

    1. திண்மம் (A) வலுவான நீர்வாழ் NaOH உடன் வினைபுரிந்து துர்நாற்றம் வீசும் வாயு (B) வெளியிடுகிறது, இது காற்றில் தன்னிச்சையாக எரிந்து புகை வளையங்களைக் கொடுக்கிறது. A மற்றும் B முறையே

    a) \( \mathrm{P_4}(\mathrm{சிவப்பு}) \) மற்றும் \( \mathrm{PH_3} \) b) \( \mathrm{P_4}(\mathrm{வெள்ளை}) \) மற்றும் \( \mathrm{PH_3} \) c) \( \mathrm{S_8} \) மற்றும் \( \mathrm{H_2S} \) d) \( \mathrm{P_4}(\mathrm{வெள்ளை}) \) மற்றும் \( \mathrm{H_2S} \)

    1. நீராற்பகுப்பில், \( \mathrm{PCl}_3 \) கொடுப்பது

    a) \( \mathrm{H_3PO_3} \) b) \( \mathrm{PH_3} \) c) \( \mathrm{H_3PO_4} \) d) \( \mathrm{POCl_3} \)

    1. \( \mathrm{P_4O_6} \) குளிர்ந்த நீருடன் வினைபுரிந்து கொடுப்பது

    a) \( \mathrm{H_3PO_3} \) b) \( \mathrm{H_4P_2O_7} \) c) \( \mathrm{HPO_3} \) d) \( \mathrm{H_3PO_4} \)

    1. பைரோபாஸ்பரஸ் அமிலத்தின் (\( \mathrm{H_4P_2O_5} \)) காரத்தன்மை

    a) 4 b) 2 c) 3 d) 5

    1. கொடுக்கப்பட்ட ஆர்த்தோபாஸ்போரிக் அமிலக் கரைசலின் மோலாரிட்டி 2M ஆகும். அதின் நார்மாலிட்டி

    a) 6N b) 4N c) 2N d) இவை எதுவுமில்லை

    1. கூற்று: புளோரினின் பிணைப்பு விலகல் ஆற்றல் குளோரின் வாயுவை விட அதிகம் காரணம்: குளோரின் புளோரினை விட அதிக மின்னணு விரட்டலைக் கொண்டுள்ளது

    a) கூற்று மற்றும் காரணம் இரண்டும் உண்மை மற்றும் காரணம் கூற்றுக்கான சரியான விளக்கமாகும். b) கூற்று மற்றும் காரணம் இரண்டும் உண்மை ஆனால் காரணம் கூற்றுக்கான சரியான விளக்கமல்ல. c) கூற்று உண்மை ஆனால் காரணம் தவறு. d) கூற்று மற்றும் காரணம் இரண்டும் தவறு.

    1. பின்வருவனவற்றில், வலிமையான ஆக்சிஜனேற்ற முகவர் எது?

    a) \( \mathrm{Cl_2} \) b) \( \mathrm{F_2} \) c) \( \mathrm{Br_2} \) d) \( \mathrm{I_2} \)

    1. ஹைட்ரஜன் ஆலைடின் வெப்ப நிலைத்தன்மையின் சரியான வரிசை

    a) \( \mathrm{HI > HBr > HCl > HF} \) b) \( \mathrm{HF > HCl > HBr > HI} \) c) \( \mathrm{HCl > HF > HBr > HI} \) d) \( \mathrm{HI > HCl > HF > HBr} \)

    1. பின்வரும் சேர்மங்களில் எது உருவாகவில்லை?

    a) \( \mathrm{XeOF_4} \) b) \( \mathrm{XeO_3} \) c) \( \mathrm{XeF_2} \) d) \( \mathrm{NeF_2} \)

    1. மிக எளிதாக திரவமாக்கக்கூடிய வாயு

    a) Ar b) Ne c) He d) Kr

    1. \( \mathrm{XeF_6} \) முழுமையான நீராற்பகுப்பில் உற்பத்தி செய்வது

    a) \( \mathrm{XeOF_4} \) b) \( \mathrm{XeO_2F_2} \) c) \( \mathrm{XeO_3} \) d) \( \mathrm{XeO_2} \)

    1. பின்வருவனவற்றில் அனைத்திலும் வலிமையான அமிலம் எது?

    a) HI b) HF c) HBr d) HCl

    1. ஆலசன் மூலக்கூறுகளின் பிணைப்பு விலகல் என்தால்பிக்கான பின்வரும் வரிசைகளில் எது சரியானது? (NEET)

    a) \( \mathrm{Br_2 > I_2 > F_2 > Cl_2} \) b) \( \mathrm{F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2} \) c) \( \mathrm{I_2 > Br_2 > Cl_2 > F_2} \) d) \( \mathrm{Cl_2 > Br_2 > F_2 > I_2} \)

    1. பின்வருவனவற்றில் அமிலத்தன்மையின் சரியான வரிசை (NEET)

    a) \( \mathrm{HClO_2 < HClO < HClO_3 < HClO_4} \) b) \( \mathrm{HClO_4 < HClO_2 < HClO < HClO_3} \) c) \( \mathrm{HClO_3 < HClO_4 < HClO_2 < HClO} \) d) \( \mathrm{HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4} \)

    1. செம்பு செறிவூட்டப்பட்ட \( \mathrm{HNO_3} \) உடன் சூடாக்கப்படும்போது அது உற்பத்தி செய்வது

    a) \( \mathrm{Cu(NO_3)_2, NO\ and\ NO_2} \) b) \( \mathrm{Cu(NO_3)_2\ and\ NO_2} \) c) \( \mathrm{Cu(NO_3)_2\ and\ NO} \)

    பின்வரும் கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்கவும்

    1. மந்த இணை விளைவு என்றால் என்ன?

    2. சால்கோஜன்கள் p-தொகுதியைச் சேர்ந்தவை. காரணம் கூறுக.

    3. புளோரின் எப்போதும் -1 இன் ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை ஏன் வெளிப்படுத்துகிறது என்பதை விளக்குக.

    4. பின்வருவனவற்றில் ஆலசனின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைக் கொடுக்கவும். a) \( \mathrm{OF_2} \) b) \( \mathrm{O_2F_2} \) c) \( \mathrm{Cl_2O_3} \) d) \( \mathrm{IO_4^-} \)

    5. இடை ஆலசன் சேர்மங்கள் என்றால் என்ன? எடுத்துக்காட்டுகள் கொடுக்கவும்.

    6. புளோரின் மற்ற ஆலசன்களை விட ஏன் அதிக வினைத்திறன் கொண்டது?

    7. ஹீலியத்தின் பயன்பாடுகளைக் கொடுக்கவும்.

    8. \( \mathrm{IF_7} \) இல் அயோடினின் கலப்பினமாக்கல் என்ன? அதன் அமைப்பைக் கொடுக்கவும்.

    9. குளோரின் குளிர்ந்த NaOH மற்றும் சூடான NaOH உடனான வினைக்கான சமச்சீர் சமன்பாட்டைக் கொடுக்கவும்.

    10. ஆய்வகத்தில் குளோரினை எவ்வாறு தயாரிப்பீர்கள்?

    11. சல்பூரிக் அமிலத்தின் பயன்பாடுகளைக் கொடுக்கவும்.

    12. சல்பூரிக் அமிலம் ஒரு நீர்நீக்கும் முகவர் என்பதை ஆதரிக்க ஒரு காரணத்தைக் கொடுக்கவும்.

    13. நைட்ஜெனின் ஒழுங்கற்ற நடத்தைக்கான காரணத்தை எழுதவும்.

    14. பின்வரும் மூலக்கூறுகளுக்கான மூலக்கூறு வாய்பாடு மற்றும் கட்டமைப்பு வாய்பாட்டை எழுதவும். a) நைட்ரிக் அமிலம் b) டைநைட்ரஜன் பென்டாக்சைடு c) பாஸ்போரிக் அமிலம் d) பாஸ்பைன்

    15. ஆர்கானின் பயன்பாடுகளைக் கொடுக்கவும்.

    16. தொகுதி-15 தனிமங்களின் இணைதிறன் ஓட்டு மின்னணு அமைப்பை எழுதவும்.

    17. பாஸ்பைனின் வேதி நடத்தையை விளக்க இரண்டு சமன்பாடுகளைக் கொடுக்கவும்.

    18. நைட்ரிக் அமிலத்திற்கும் ஒரு கார ஆக்சைடிற்கும் இடையிலான ஒரு வினையைக் கொடுக்கவும்.

    19. \( \mathrm{PCl_5} \) சூடாக்கப்படும்போது என்ன நடக்கும்?

    20. HF ஒரு பலவீனமான அமிலமாக இருப்பதற்கு ஒரு காரணத்தைக் கூறுங்கள், அதேசமயம் மற்ற எல்லா ஆலசன்களின் இரும அமிலங்களும் வலுவான அமிலங்களாகும்.

    21. ஹைபோஃபுளோரஸ் அமிலத்தில் - HOF ஆக்சிஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணைக் கணக்கிடுக.

    22. எந்த வகை கலப்பினமாக்கல் a) \( \mathrm{BrF_5} \) b) \( \mathrm{BrF_3} \) இல் நிகழ்கிறது

    23. பின்வரும் வினைகளை நிறைவு செய்க.

      1. \( \mathrm{NaCl + MnO_2 + H_2SO_4 \longrightarrow} \)
      2. \( \mathrm{NaNO_2 + HCl \longrightarrow} \)
      3. \( \mathrm{P_4 + NaOH + H_2O \longrightarrow} \)
      4. \( \mathrm{AgNO_3 + PH_3 \longrightarrow} \)
      5. \( \mathrm{Mg + HNO_3 \longrightarrow} \)
      6. \( \mathrm{KClO_3 \longrightarrow} \)
      7. \( \mathrm{Cu + H_2SO_4 \longrightarrow} \)
      8. \( \mathrm{Sb + Cl_2 \longrightarrow} \)
      9. \( \mathrm{HBr + H_2SO_4 \longrightarrow} \)
      10. \( \mathrm{XeF_6 + H_2O \longrightarrow} \)
      11. \( \mathrm{XeO_6^{4-} + Mn^{2+} + H^+ \longrightarrow} \)
      12. \( \mathrm{XeOF_4 + SiO_2 \longrightarrow} \)
      13. \( \mathrm{Xe + F_2 \xrightarrow[Ni/200\ atm]{400^{\circ}C}} \)