எளிய வார்த்தைகளில் உலோக மூலக்கூறுகள்

ஒரு வேதியியலாளரிடம் உலோகம் என்றால் என்ன எனக் கேட்டால், அவரது பதில் தோற்றத்திலிருந்து அல்ல, அணுக்களிலிருந்து தான் தொடங்கும். உலோக மூலக்கூறுகள் என்பவை வேதியியல் மூலக்கூறுகள் ஆகும்; அவற்றின் அணுக்கள் பொதுவாக அலோகங்களை விட எளிதில் எலக்ட்ரான்களை இழக்கும் பண்புடையவை. இந்தப் பண்பு அவற்றை நேர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட அயனிகளாகவும் (கேஷன்களாகவும்) உருவாக்குகிறது; இது அன்றாட வாழ்வில் மக்கள் கவனிக்கும் பரிச்சயமான பண்புகளுடன் நேரடியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

நேரடியான பதில்: உலோக மூலக்கூறுகள் என்றால் என்ன?

உலோக மூலக்கூறுகள் என்பவை ஆவர்த்தன அட்டவணையில் உள்ள மூலக்கூறுகள் ஆகும்; அவற்றின் அணுக்கள் பொதுவாக எலக்ட்ரான்களை இழக்கும், கேஷன்களை உருவாக்கும், மேலும் பொதுவாக மின்கடத்துதல், பளபளப்பு, வெடிக்கும் தன்மை (மெல்லியதாக்கக்கூடியது), நீட்சித்தன்மை (நீளமாக்கக்கூடியது) ஆகிய பண்புகளைக் காட்டும்.

இந்தக் கட்டுரை இரும்பு, தாமிரம், தங்கம் மற்றும் அலுமினியம் போன்ற ஆவர்த்தன அட்டவணையில் உள்ள தனிம உலோகங்களைப் பற்றியது. இது அன்றாட வாழ்வில் பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து உலோகத் தோற்றமுள்ள பொருட்களைப் பற்றியது அல்ல. ஒரு பளபளப்பான பூச்சு, ஒரு எஃகுக் கருவி அல்லது பாலிஷ் செய்யப்பட்ட பிளாஸ்டிக் மேற்பரப்பு ஆகியவை உலோகத் தன்மையைக் காட்டினாலும், அவை ஒற்றை உலோக வேதியியல் தனிமமாக இருக்காது.

பெரும்பாலான உலோகத் தனிமங்களால் பகிரப்படும் முக்கிய பண்புகள்

ஒரு பயனுள்ள உலோக வரையறை வேதியியலை காட்சிப்பூர்வ நடத்தையுடன் இணைக்கிறது. பொதுவாக, உலோகங்கள் மின்நேர்மறை தனிமங்களாகும், அவற்றின் அயனியாக்க ஆற்றல் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக இருப்பதால், அவை வினைகளின் போது எலக்ட்ரான்களை இழக்க முயல்கின்றன.

• அவை பொதுவாக வெப்பத்தையும் மின்சாரத்தையும் நன்றாக கடத்தும்.
• அவை பெரும்பாலும் ஒளிரும் தன்மை (அல்லது பிரதிபலிக்கும் மினுமினுப்பு) கொண்டவை.
• பலவற்றிற்கு மென்மையான தன்மை உள்ளது, எனவே அவற்றை தகடுகளாக அடித்து விரித்து விடலாம்.
• பலவற்றிற்கு நீட்சியுள்ள தன்மை உள்ளது, எனவே அவற்றை கம்பிகளாக இழுத்து விடலாம்.
• அவை பொதுவாக நேர்மின் அயனிகள் மற்றும் அயனிச் சேர்மங்களை உருவாக்கும்.

ஏன் இந்த வரையறைக்கு சில விதிவிலக்குகள் உள்ளன

ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திற்கும் ஒரே சோதனை பயனுள்ளதாக இருக்காது. பாதரசம் ஒரு உலோகம், ஆனால் அது அறை வெப்பநிலையில் திரவ நிலையில் இருக்கிறது. சோடியம் உலோகத்தன்மை கொண்டது, ஆனால் அது வெட்டுவதற்கு ஏற்ற அளவு மென்மையானது. சில உலோகங்கள் மற்றவற்றை விட மிகவும் சிறப்பாக மின்சாரத்தைக் கடத்துகின்றன. எனவே, வேதியியல் சொற்களில் 'உலோகம்' என்றால் என்ன என்று நீங்கள் யோசித்துக் கொண்டிருந்தால், சிறந்த பதில் என்பது அணுக்களின் நடத்தையின் முறை மற்றும் பொதுவான பண்புகள் ஆகும்; ஒரு முழுமையான பட்டியல் அல்ல. இதுவே இந்த உலோக வரையறை நெகிழ்வாக இருப்பதற்கும் காரணம்: பெரும்பாலான உலோகங்கள் இந்தப் பண்புகளை வலுவாகப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன, ஆனால் அனைத்து உலோகங்களும் ஒரே மாதிரியாக அல்ல. அவற்றின் வரையறுக்கப்பட்ட அட்டவணையில் (Periodic Table) உள்ள இடம் இந்த முறையைக் கண்டறிவதை மிகவும் எளிதாக்குகிறது.

உலோகங்கள் வரையறுக்கப்பட்ட அட்டவணையில் (Periodic Table) எங்கு அமைந்துள்ளன?

இந்த அட்டவணையில், உலோகங்களின் முறை புதிதாக கற்றுக்கொள்ளும் மாணவர்கள் எதிர்பார்ப்பதை விட எளிதாகக் காண முடியும். உலோகங்கள் வரையறுக்கப்பட்ட அட்டவணையில் எங்கு அமைந்துள்ளன என்று நீங்கள் யோசித்துக் கொண்டிருந்தால், ஒரு எளிய விதியுடன் தொடங்குங்கள்: அவை பெரும்பாலும் அட்டவணையின் இடது பக்கத்திலும், மையப் பகுதியிலும், மேலும் பெரும்பாலான கீழ் பகுதியிலும் அமைந்துள்ளன. வரையறுக்கப்பட்ட அட்டவணை அணு எண் அதிகரிப்பின் வரிசையில் வரிசைகளாக (காலகட்டங்கள்) மற்றும் நெடுவரிசைகளாக (குழுக்கள்) அமைக்கப்பட்டுள்ளது; இந்த அமைப்பு கீழே சுருக்கமாகக் கூறப்பட்டுள்ளது. லிபரேடெக்ஸ்ட் அந்த அமைப்பு ஒத்த உறுப்புகள் ஒன்றாகக் குழுமுவதற்கு உதவுகிறது.

கண்ணுக்குத் தெரியும் வகையில் உலோகங்களை எவ்வாறு அடையாளம் காண்பது

வரிசைச் சுருள் வரைபடங்களில் பெரும்பாலான உலோகங்கள் படிநிலை (அல்லது சுருள்) எல்லைக்கு இடதுபுறம் அமைந்துள்ளன. அவை மையத்தில் உள்ள பெரிய தொகுதியையும் நிரப்புகின்றன. அலோகங்கள் மேல் வலதுபுறத்தில் குழுமுகின்றன, அதே நேரத்தில் உலோக-அலோகங்கள் படிநிலை வழியாக அமைந்துள்ளன. எனவே, வரிசைச் சுருளில் உலோகங்கள் எங்கு காணப்படுகின்றன ? எளிய ஆங்கிலத்தில் கூறினால், அவை பெரும்பாலும் அப்பிரிப்புக் கோட்டிற்கு கீழேயும் இடதுபுறமும் அமைந்துள்ளன; மேலும் மாறும் உலோகங்கள் நடுவில் அடர்த்தியாக அமைந்துள்ளன.

பெரும்பாலான உலோகங்கள் ஏன் படிநிலைக்கு இடதுபுறம் அமைகின்றன

படிநிலை பி-தொகுதியின் ஒரு பகுதியின் வழியாக மூலைவிட்ட வழியில் செல்கிறது, தோராயமாக குழுக்கள் 13 முதல் 16 வரை செல்கிறது. அதன் கீழேயும் இடதுபுறமும் உள்ள உறுப்புகள் பெரும்பாலும் உலோகங்களாகும். இதனால்தான் குழு 1 க்ஷார உலோகங்களையும், குழு 2 க்ஷார மண் உலோகங்களையும், குழுக்கள் 3 முதல் 12 வரை மாறும் உலோகங்களையும் கொண்டுள்ளன. ஹைட்ரஜன் முக்கியமான விதிவிலக்காகும். அது ஒரு மதிப்பு எலக்ட்ரானைக் கொண்டிருப்பதால் குழு 1 இன் மேலே அமைந்துள்ளது, ஆனால் அது ஒரு அலோகமாகும்.

வரிசைச் சுருள் பிராந்தியங்கள் – வாசகர்கள் நினைவில் கொள்ள வேண்டியவை

உலோகங்கள் வரிசைச் சுருளில் எங்கு அமைந்துள்ளன என்று நீங்கள் ஒரு முறையாவது கேட்டிருந்தால், இந்த விரைவான வரைபடம் நினைவில் கொள்ள மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். வரிசைச் சுருளின் வடிவமைப்புகளில் உள்ள உலோகங்கள் பெரும்பாலான பகுதியை மூடியுள்ளன, இதுவே உலோகங்கள் அறியப்பட்ட தனிமங்களின் பெரும்பான்மையை உருவாக்குவதற்கான ஒரு காரணமாகும்.

இருப்பிடம் உங்களுக்கு வரைபடத்தைத் தருகிறது, ஆனால் இன்னும் காரணத்தை அளிக்கவில்லை. அந்த ஆழமான விளக்கம் உலோக அணுக்கள் தங்கள் எலக்ட்ரான்களை எவ்வாறு பிடித்து பகிர்ந்து கொள்கின்றன என்பதிலிருந்து வருகிறது.

ஏன் உலோகங்கள் மின்னைக் கடத்துகின்றன, ஒளிர்கின்றன மற்றும் வளைகின்றன

வரைபடத்தில் உலோகங்கள் எங்கு காணப்படுகின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது, ஆனால் அவற்றின் நடத்தை அதனை விடச் சிறிய ஒன்றிலிருந்து வருகிறது: அவற்றின் வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் எவ்வாறு பிடிக்கப்படுகின்றன என்பதிலிருந்து. எளிமைப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான்-கடல் மாதிரியில், உலோக அணுக்கள் ஒரு திண்மத்தில் கூடுகின்றன, அதே நேரத்தில் பல மதிப்பு எலக்ட்ரான்கள் தனித்தன்மையற்றவையாகின்றன, அதாவது அவை ஒரு குறிப்பிட்ட அணுவுடன் மட்டுமே இணைக்கப்படவில்லை. நேர்மின் அணு மையங்கள் இந்த பகிரப்பட்ட நகரும் எலக்ட்ரான் மேகத்தை ஈர்ப்பதால் அமைப்பு சேர்ந்திருக்கிறது. உலோகங்களின் பண்புகள் யாவை என்று நீங்கள் கேட்கிறீர்கள் எனில், இந்த அணு அடிப்படையிலான படமே உண்மையான தொடக்கப் புள்ளியாகும்.

உலோக இணைப்பு மற்றும் தனித்தன்மையற்ற எலக்ட்ரான்கள்

இல்லாமல் லிபரேடெக்ஸ்ட் உலோக இணைப்பு, நிலையான உலோக மையங்களுக்கும் அசையும் மதிப்பு எலக்ட்ரான்களுக்கும் இடையேயான ஈர்ப்பு என விளக்கப்படுகிறது. இது முழுமையான குவாண்டம் விளக்கம் அல்ல, ஆனால் இது ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட முதல் மாதிரியாகும்; இருப்பினும், இது பலவற்றைத் தெளிவாக விளக்குகிறது. உலோக இணைப்பு திசையற்றதாக இருப்பதால், அணுக்கள் ஒன்றை ஒன்று கடந்து செல்ல முடியும், ஆனால் ஒன்றுக்கு ஒன்று இணைக்கப்பட்ட நிலையான இணைப்புகள் முறியாமல் இருக்கும். இது உலோகங்களின் உலோகப் பண்புகளை, எடுத்துக்காட்டாக வெடிக்கும் தன்மை (malleability) மற்றும் நீட்சி தன்மை (ductility) ஆகியவற்றை விளக்குகிறது. அலுமினியத்தின் தகடு மேலும் மெல்லியதாக அழுத்தப்படலாம்; காப்பர் கம்பி நீளமாக இழுக்கப்படலாம் — ஏனெனில், அடுக்குகள் நகர்ந்தாலும், எலக்ட்ரான் மேகம் திடப்பொருளை ஒன்றாகப் பிடித்து வைத்திருக்கிறது.

ஏன் உலோகங்கள் வெப்பத்தையும் மின்னையும் கடத்துகின்றன?

1. பல உலோகங்களுக்கு வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் மிகக் குறைவாகவே இருக்கும், மேலும் அவை ஒப்பீட்டளவில் வலுவின்றி பிணைக்கப்பட்டிருக்கும்.
2. உலோக அணுக்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று அடுக்கப்படும்போது, இந்த மதிப்பு எலக்ட்ரான்கள் முழு திடப்பொருள் முழுவதும் அசையும் தன்மையைப் பெறுகின்றன.
3. மின்புலத்தின் கீழ், அசையும் எலக்ட்ரான்கள் ஓடி, மின்சாரத்தைக் கடத்துகின்றன; எனவே, உலோகங்கள் மின்னை நன்றாகக் கடத்துகின்றன.
4. உலோகத்தின் ஒரு பகுதியை சூடுபடுத்தும்போது, இயங்கும் எலக்ட்ரான்கள் அந்தப் பொருள் வழியாக ஆற்றலை மாற்றுவதில் உதவுகின்றன, எனவே உலோகங்கள் வெப்பத்தையும் நன்றாகக் கடத்துகின்றன.
5. அந்த இயங்கும் எலக்ட்ரான்கள் ஒளியிலிருந்து ஆற்றலை உறிஞ்சியும் வெளியிட்டும் கூடும், இது உலோக பளபளப்பிற்கு காரணமாகிறது; மேலும் பகிரப்பட்ட இணைப்புகள் திண்மத்தை உடையாமல் வளைய உதவுகின்றன.

மக்கள் சில சமயங்களில் 'உலோகங்கள் எந்த வகையான கடத்திகள்?' என்று தேடுகின்றனர். வேதியியல் சொற்களில் கூறுவதானால், பெரும்பாலான உலோகங்கள் மின்சாரத்தையும் வெப்பத்தையும் சிறப்பாகக் கடத்தும் சிறந்த கடத்திகளாகும், இருப்பினும் சில உலோகங்கள் மற்றவற்றை விட மிகச் சிறப்பாக இதனைச் செய்கின்றன.

ஆவர்த்தன அட்டவணை போக்குகள் எவ்வாறு உலோகத் தன்மையை வடிவமைக்கின்றன

கருவூல அட்டவணை ஏதேனும் ஆய்வகச் சோதனை தொடங்குவதற்கு முன்பே இந்த நடத்தையைக் குறிப்பிடுகிறது. பொதுவாக, உலோகங்கள் குறைந்த அயனியாக்க ஆற்றலையும், குறைந்த மின்காந்த மதிப்பையும் பெற்றிருக்கும், இவை அனைத்தும் கருவூல போக்குகளில் சுருக்கமாக விளக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் அணுக்கள் பெரும்பாலும் பெரியவை, மேலும் பலவற்றின் மதிப்பு எலக்ட்ரான் செல்லில் (valence shell) பாதி நிரம்பாத நிலையில் இருக்கும். அதனால், ஒரு செல்லை நிரப்ப போதுமான எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதை விட, எலக்ட்ரான்களை இழப்பது எளிதாக இருக்கும். இதனால்தான் உலோக தனிமங்கள் வினைகளில் பொதுவாக நேர் மின்னியன்களை (cations) உருவாக்குகின்றன. எனவே, உலோகங்களின் முக்கிய பண்புகள் இரண்டு தொடர்புடைய கருத்துகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன: திடப்பொருளின் உள்ளே இயங்கும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் இணைப்பு நேரத்தில் எலக்ட்ரான்களை வழங்கும் பொதுவான போக்கு.

உலோகத் தன்மை என்பது ஒரு கருவூல போக்கு ஆகும்; இது முழுமையான 'அனைத்து அல்லது ஒன்றுமில்லை' விதியல்ல.

அதனால்தான் சோடியம், இரும்பு, தாமிரம் மற்றும் பாதரசம் ஆகியவை அனைத்தும் உலோகங்களாக இருந்தாலும், அவை ஒரே மாதிரியான நடத்தையைக் காட்டவில்லை. பகிரப்பட்ட போக்கு உண்மையில் இருக்கிறது, ஆனால் விவரங்கள் மாறுபடுகின்றன. இந்த மாறுபாடுகளை உலோகங்களை நேரடியாக அலோகங்கள் மற்றும் உலோக-அலோகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது எளிதில் புரிந்துகொள்ள முடியும்.

கருவூல அட்டவணையில் உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்கள், உலோக-அலோகங்கள்

உலோக வடிவம் மற்ற இரு முக்கிய தனிம வகைகளுக்கு அருகில் வைக்கப்படும்போது புரிந்துகொள்ள எளிதாகிறது. உலோகம் மற்றும் அவுலோகம் ஆகியவற்றின் எளிய வரையறை ஆரம்ப நிலையில் உதவியாக இருக்கும்; ஆனால், உலோக-அவுலோகங்கள் (மெட்டாலாய்டுகள்) சேர்க்கப்படும்போதுதான் வேதியியல் மிகவும் தெளிவாகிறது. மிக அகன்ற பொருளில், உலோகங்கள் பொதுவாக நன்றாக மின்னோட்டத்தைக் கடத்தும், ஒளிரும், முறியாமல் வளையக்கூடியவை. அவுலோகங்கள் பெரும்பாலும் மங்கலானவை, உடையக்கூடியவை மற்றும் மின்னோட்டத்தைக் கடத்தாதவை. மெட்டாலாய்டுகள் இவற்றின் இடையே அமைந்து, இருவகை நடத்தைகளின் கலவையையும் காட்டும்.

உலோகங்கள், அவுலோகங்கள் மற்றும் மெட்டாலாய்டுகள் – ஒப்பிடுதல்

நீங்கள் ஒரு உலோகங்கள், அவுலோகங்கள் மற்றும் மெட்டாலாய்டுகளுக்கான வரிசை அட்டவணையைப் பார்த்தால் அடிப்படை வரைபடம் எளிமையானது. உலோகங்கள் பெரும்பாலும் இடது பக்கம், மையப் பகுதி மற்றும் கீழ் பகுதியை ஆக்கிரமித்துள்ளன. அலோகங்கள் மேல் வலது பகுதியில் கூட்டமாக அமைந்துள்ளன; ஹைட்ரஜன் ஒரு நன்கு அறியப்பட்ட அலோக விதிவிலக்காகும். உலோக-அலோகங்கள் (மெட்டாலாய்டுகள்) எங்கு அமைந்துள்ளன என்று நீங்கள் சிந்தித்தால், அவை பெரும்பாலான உலோக மற்றும் அலோகப் பகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள சிக்சாக் (zigzag) அல்லது படிக்கட்டு (stair-step) வரம்பை பின்பற்றுகின்றன. இந்த எல்லை முக்கியமானது, ஏனெனில் உலோக-அலோகங்கள் பெரும்பாலும் இடைநிலை கடத்துத்திறனைக் கொண்டவையாக இருக்கின்றன, மேலும் அவை பொதுவாக அரைக்கடத்திகளின் செயல்பாடுடன் தொடர்புடையவை; இந்த விளக்கம் டம்மிஸ் .

எல்லை நிலை வகைப்பாடுகள் மற்றும் ஏன் வெவ்வேறு ஆதாரங்களில் மாறுபாடுகள் உள்ளன

உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்கள் ஆகியவற்றை விளக்கும் கால்குறிப்பு அட்டவணை (பீரியாடிக் டேபிள்) பயனுள்ளதாக இருக்கிறது, ஆனால் இது இன்னும் ஒரு கற்பித்தல் மாதிரியே. சிறு படிக்கட்டு (ஸ்டெயர்ஸ்டெப்) அருகிலுள்ள சில தனிமங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட வகையில் தெளிவாக பொருந்துவதில்லை. பல மேற்கோள்கள் பொதுவாக ஏழு உலோக-அலோகங்களை (மெட்டாலாய்ட்ஸ்) குறிப்பிடுகின்றன: போரான், சிலிகான், ஜெர்மேனியம், ஆர்செனிக், ஆன்டிமோனி, டெல்லூரியம் மற்றும் பொலோனியம்; மற்ற அட்டவணைகள் இந்த எல்லை நிலை வழக்குகளை வேறு விதமாகக் கையாளுகின்றன. இதுவே, தனிமங்களின் கால்குறிப்பு அட்டவணையில் உலோகங்கள், அலோகங்கள் மற்றும் உலோக-அலோகங்கள் ஆகியவற்றின் எண்ணிக்கை வெவ்வேறு ஆதாரங்களில் சிறிது மாறுபடுவதற்கு ஒரு காரணம்.

உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்கள் பற்றிய விரைவான வரையறைகளைப் பயன்படுத்தும்போதும் இதே எச்சரிக்கை பொருந்தும். இது தெளிவான வழக்குகளுக்கு, எ.கா., காப்பர் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் ஆகியவற்றிற்கு நன்றாக பயன்படும், ஆனால் இடைநிலை வழக்குகள் உண்மையில் உள்ளன மற்றும் வேதியியல் ரீதியாக முக்கியமானவை.

சிறு படிக்கட்டை (ஸ்டெயர்ஸ்டெப்) மிகையாக எளிமைப்படுத்தாமல் எவ்வாறு பயன்படுத்துவது

• ஒவ்வொரு பளபளப்பான பொருளும் உலோகம் என எண்ணாதீர்கள். சில உலோக-அஉலோகங்கள் (மெட்டாலாய்டுகள்) உலோகத் தன்மையைப் போலவே தோற்றமளிக்கும்.
• உலோக-அஉலோகங்களை (மெட்டாலாய்டுகள்) ஒரு சிறிய குறிப்பு என நினைத்துவிடாதீர்கள். அவற்றின் கலப்பு தன்மை அவற்றை தொழில்நுட்ப ரீதியாக முக்கியமாக்குகிறது.
• ஒவ்வொரு வரைபடத்திலும் எல்லா எல்லை உறுப்புகளையும் ஒரே மாதிரியாகக் குறிப்பிடும் என எதிர்பார்க்காதீர்கள்.

எனவே, படிக்கட்டு வரைபடம் (staircase) ஒரு வழிகாட்டியாகப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்; அது ஒரு கடுமையான சுவராக அல்ல. அது பெரிய போக்குகள் மாறும் இடத்தைக் காட்டுகிறது, ஆனால் ஒவ்வொரு தனிமத்தின் உண்மையான தன்மையும் இன்றும் முக்கியமாகவே உள்ளது. இது குறிப்பாக வரைபடத்தின் உலோகப் பகுதியில் மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் சோடியம், இரும்பு, அலுமினியம் மற்றும் யுரேனியம் ஆகியவை அனைத்தும் உலோகங்களாக இருந்தாலும், அவை மிகவும் வேறுபட்ட குடும்பங்களைச் சேர்ந்தவை.

வரைபடத்தில் உள்ள முக்கிய உலோக வகைகள்

வரைபடத்தின் உலோகப் பகுதி ஒரே ஒரு ஒழுங்குமுறையிலான வகையாகக் கருதுவதற்கு மிகவும் அகலமானது. வேதியியலாளர்கள், அருகிலுள்ள தனிமங்கள் பெரும்பாலும் எலக்ட்ரான் அமைப்புகள் மற்றும் தொடர்புடைய தன்மைகளைப் பகிர்ந்து கொள்வதால், உலோகத் தனிமங்களைக் குடும்பங்களாக வகைப்படுத்துகின்றனர். இது பின்வருவனவற்றில் விளக்கப்பட்டுள்ளது: விஷன்லெர்னிங் அதனால்தான், உலோகங்களின் வெவ்வேறு வகைகளைக் கற்றுக்கொள்வது, ஒரு மிகப்பெரிய வரையறையை நினைவில் கொள்வதை விட அதிக பயனுள்ளதாக இருக்கிறது. இது சோடியம், இரும்பு, அலுமினியம் மற்றும் யுரேனியம் ஆகியவை அனைத்தும் உலோகங்களாக இருந்தாலும், மிகவும் வேறுபட்ட வினைத்தன்மையைக் கொண்டிருப்பதை விளக்குகிறது.

கார உலோகங்கள் மற்றும் கார மண் உலோகங்கள்

மிக இடதுபுறத்தில் மிக அதிக வினைத்தன்மை கொண்ட உலோகக் குடும்பங்கள் உள்ளன. கார உலோகங்கள் ஹைட்ரஜனைத் தவிர, குழுமம் 1-ஐ ஆல்கலி உலோகங்கள் ஆக்கிரமிக்கின்றன; ஹைட்ரஜன் ஆல்கலி உலோகம் அல்ல. இவை ஒரு மதிப்பு எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளன, +1 அயனிகளை உருவாக்க முயல்கின்றன, மேலும் மிக அதிக வினைத்தன்மை கொண்டவை. விஷன்லெர்னிங் இவற்றை மென்மையானவை மற்றும் பளபளப்பானவை எனக் குறிப்பிடுகிறது; சில நீருடன் வெடிப்பு வினையில் ஈடுபடுகின்றன. பல வகுப்பறை வரைபடங்களில், “ ஆல்கலி உலோகங்கள் – தனிம அட்டவணை ” என்ற சொற்றொடர் இந்த முதல் நெடுவரிசையைக் குறிக்கிறது.

அடுத்த நெடுவரிசையில் குழுமம் 2-இல் உள்ள ஆல்கலைன் எர்த் உலோகங்கள் உள்ளன. நீங்கள் “ 2-ஆம் குழு ஆவர்த்தன அட்டவணை நெடுவரிசை”-யை மையமாகக் கொண்டால், பெரிலியம், மெக்னீசியம், கால்சியம், ஸ்ட்ரான்ஷியம், பேரியம் மற்றும் ரேடியம் ஆகியவற்றைப் பார்க்கிறீர்கள். ஆல்கலி உலோகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, இவை பொதுவாக கடினமானவை, அடர்த்தியானவை, உயர் வெப்பநிலையில் உருகும் வை மற்றும் குறைந்த வினைத்தன்மை கொண்டவை என்று லிப்ரேடெக்ஸ் சுருக்கமாகக் கூறுகிறது. ஒரு “ ஆல்கலைன் எர்த் உலோகங்களுடன் கூடிய தனிம அட்டவணை வெளிப்படுத்தப்பட்ட பகுதி இந்த இரண்டாம் நெடுவரிசையை எளிதில் நினைவில் கொள்ள உதவுகிறது.

மாறும் உலோகங்கள் மற்றும் பின்னால் வரும் உலோகங்கள்

மைய வரிசையில் மாறும் உலோகங்கள் அடங்கியுள்ளன, இது மிகப்பெரிய உலோகக் குடும்பமாகும். இங்கு பல பரிச்சயமான கட்டமைப்பு மற்றும் தொழில்துறை உலோகங்கள் அடங்கியுள்ளன, அவற்றில் இரும்பு, குரோமியம் மற்றும் தாமிரம் ஆகியவை அடங்கும். விஷன்லெர்னிங் (Visionlearning) குறிப்பிடுவது போல, இந்த உலோகங்கள் பொதுவாக கார உலோகங்கள் மற்றும் கார மண் உலோகங்களை விடக் குறைவாக வினைத்திறன் கொண்டவை; இது சிலவற்றுக்கு இயற்கையில் தூய அல்லது தூய நிலையில் கிடைப்பதற்கான காரணத்தை விளக்குகிறது. இவற்றின் எலக்ட்ரான் அமைப்புகள் மாறுபட்டவையாக இருப்பதால், பல உலோகங்கள் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட அயனிகளை உருவாக்க முடியும்.

உலோக-அரைஉலோக எல்லைக்கு அருகில், சில மூலங்கள் பின்னால் வரும் உலோகங்களை ஒரு தனிப்பட்ட உபகுழுவாக அடையாளம் காண்கின்றன. இந்த தனிமங்கள் இன்னும் உலோகங்களாகவே உள்ளன, ஆனால் முக்கிய மாறும் உலோகங்களை விட பெரும்பாலும் முறிவுக்கு உள்ளாகும் தன்மை கொண்டவை. விஷன்லெர்னிங் (Visionlearning) குறிப்பிடுவது போல, இந்தக் குடும்பத்தை ஒவ்வொரு மூலமும் ஒரே மாதிரியாக கையாளாததால், பின்னால் வரும் உலோகங்கள் சில சமயங்களில் தனியாகப் பட்டியலிடப்படுகின்றன, சில சமயங்களில் பெரிய மாறும் உலோகக் குழுவில் சேர்க்கப்படுகின்றன.

லாந்தனைடுகள் மற்றும் ஆக்டினைடுகள் – சூழலில்

முக்கிய அட்டவணையின் கீழே உள்ள இரண்டு தனித்த வரிசைகள் லாந்தனைடுகள் மற்றும் ஆக்டினைடுகள் ஆகும், இவை பொதுவாக லிப்ரேடெக்ஸ்ட்ஸில் உள்ள உள் மாற்று தனிமங்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. இவற்றின் f ஆர்பிட்டல்கள் நிரப்பப்படுகின்றன. லாந்தனைடுகள் அனைத்தும் உலோகங்கள் ஆகும் மற்றும் குழு 2 தனிமங்களுடன் ஒப்பன வினைத்திறனைக் கொண்டவை, அதே நேரத்தில் ஆக்டினைடுகள் அனைத்தும் கதிரியக்கமுள்ளவை. இவை பொதுவாக வசதிக்காக அட்டவணையின் கீழே வரையப்படுகின்றன, அட்டவணையிலிருந்து தனித்தன்மை கொண்டவை என்பதால் அல்ல.

இந்தக் குடும்பங்கள் முக்கிய உலோக வகைகளை ஒப்பிடுவதை மிகவும் எளிதாக்குகின்றன. மேலும் அவை ஒரு பயனுள்ள சிக்கலையும் வெளிப்படுத்துகின்றன: அன்றாட வாழ்வில் "உலோகம்" எனக் குறிப்பிடப்படும் பல பொருட்கள் உண்மையில் தனித்தனியான தனிமங்களே அல்ல; இதுவே வேதியியல் தனித்தனியான தனிமங்களை கலவைகளிலிருந்து பிரிக்கத் தொடங்கும் இடமாகும்.

அன்றாட பொருட்களில் உலோகத் தனிமங்கள் மற்றும் கலவைகள்

உலோகக் குடும்பங்கள் உங்களுக்கு வர்க்க அட்டவணையில் தனிமங்களை வகைப்படுத்த உதவுகின்றன, ஆனால் தொழிற்சாலைகள் மற்றும் தயாரிப்பு பட்டியல்களில் பயன்படுத்தப்படும் குறிப்புகள் வேறொரு தர்க்கத்தைப் பின்பற்றுகின்றன. அலுமினியம், இரும்பு, தாமிரம் மற்றும் தங்கம் போன்ற தூய உலோகங்கள் தனித்தனியான வேதியியல் தனிமங்களாகும். எதிராக, ஒரு கலவை என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட தனிமங்களின் கலவையாகும். இது ரைஸ் பல்கலைக்கழகம் விளக்குகிறது, கலவைகள் ஒரு சேர்மத்தின் நிலையான கூறு அமைப்பைக் கொண்டிருக்காது; அவை பல்வேறு கலவை விகிதங்களில் மாறுபடலாம்.

தூய உலோக மூலக்கூறுகள் மற்றும் கலவைகள்

இங்குதான் பல வாசகர்கள் குழப்பமடைகின்றனர். ஒரு உலோகக் கலவையை பொறியியல் சொற்றொடரில் இன்னும் உலோகம் எனக் குறிப்பிடலாம், ஆனால் அது ஒரே தனிம அட்டவணை மூலக்கூறு அல்ல. வெண்கலம் முக்கியமாக தாமிரம் மற்றும் வெள்ளீயம் ஆகியவற்றின் கலவையாகும். எஃகு முக்கியமாக இரும்பு மற்றும் கார்பனை அடிப்படையாகக் கொண்டது; மேலும் பல எஃகு வகைகளில் விறைப்பு, துரு எதிர்ப்பு அல்லது வலிமை ஆகியவற்றை மேம்படுத்த வேறு தனிமங்களும் சேர்க்கப்படுகின்றன.

மக்கள் பொதுவாக கேட்கின்றனர், அலுமினியம் ஒரு உலோகமா? ஆமாம். அலுமினியம் ஒரு உலோக மூலக்கூறு. ஆனால் "அலுமினியம்" என விற்கப்படும் பல பாகங்கள் உண்மையில் அலுமினியம் கலவைகளே. க்ஸோமெட்ரி (Xometry) குறிப்பிடுவது போல, அலுமினியம் கலவைகளில் பொதுவாக தாமிரம், மெக்னீசியம், சிலிக்கன், துத்தநாகம் அல்லது மாங்கனீஸ் போன்ற தனிமங்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன.

எஃகு ஏன் ஒரு மூலக்கூறு அல்ல?

அத்துடன் எஃகு ஒரு உலோகமா? ஆம். அன்றாட பொருள் சொற்றொடரில் — ஆம். வேதியியலில் — இல்லை. எஃகு தனிம அட்டவணையில் உள்ள ஒரு மூலக்கூறு அல்ல. இது முக்கியமாக இரும்பு மற்றும் கார்பனை அடிப்படையாகக் கொண்ட கலவையாகும்; சில வகைகளில் மாங்கனீஸ் அல்லது குரோமியம் போன்ற உலோகங்களும் சேர்க்கப்படுகின்றன. நீங்கள் வினவினால் எஃகில் எந்த உலோகங்கள் உள்ளன? , இரும்பு அடிப்படை உலோகம், அதில் சேர்க்கப்படும் குறிப்பிட்ட உலோகங்கள் வகையைப் பொறுத்து மாறுபடும்.

ஒரு சிறிய இரும்புள்ள மற்றும் இரும்பில்லா உலோகங்களின் வரையறை இங்கே உதவுகிறது: இரும்புச் சார்ந்த பொருட்களில் இரும்பு முக்கிய கூறாக உள்ளது, அதே நேரத்தில் இரும்பு-சார்ந்த அல்லாத பொருட்களில் மிகக் குறைவான அல்லது எந்த இரும்பும் இல்லை, என்பதை புரோட்டோலேப்ஸ் சுருக்கமாக விளக்குகிறது. இது ஒரு பொருள் வகைப்பாடு, அல்லது தனிம அட்டவணை வகைப்பாடு அல்ல.

அலுமினியம், இரும்பு மற்றும் தாமிரம் தொடர்பான பொதுவான குழப்பங்கள்

• ஒவ்வொரு உலோகப் பொருளும் ஒரே தனிமத்திலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டிருக்கும் என அனுமானிக்க வேண்டாம்.
• எஃகு அல்லது பிராஸ் போன்ற கலவைகளை ஆவர்த்தன அட்டவணையின் பதிவுகளாகக் கருத வேண்டாம்.
• "ஃபெரஸ்" (ferrous) என்பதை "தனிம இரும்பு" என குழப்பிக் கொள்ள வேண்டாம். ஃபெரஸ் என்பது இரும்பு-அடிப்படையிலானது என்று பொருள்.
• வர்த்தகப் பெயர்கள் எப்போதும் தூய உலோகங்களைக் குறிக்கும் என அனுமானிக்க வேண்டாம்.

இந்த வேறுபாடு உண்மையில் உள்ள பொருட்களில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது, ஏனெனில் வடிவமைப்பாளர்கள் பொருளை அதன் பெயர் மட்டும் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுப்பதில்லை. அவர்கள் அதனை கடத்துதல், வலிமை, சீரழிவு எதிர்ப்பு, எடை மற்றும் விலை ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டு தேர்ந்தெடுக்கின்றனர்.

உலோகப் பண்புகள் மற்றும் உண்மையில் உள்ள பயன்பாடுகள்

ஒரு உண்மையான பாகத்திற்கு ஒரு பணி இருக்கும்போது அந்த வேதியியல் குறியீடுகள் முக்கியத்துவம் பெறத் தொடங்குகின்றன. நடைமுறையில், பொறியாளர்கள் உலோகப் பண்புகளை ஒரு தொகுப்பு சமநிலைகளாக (trade-offs) பார்க்கின்றனர்: மின்சாரத்தை இயக்குதல், சுமையைத் தாங்குதல், சீரழிவைத் தாங்குதல் அல்லது எடையைக் குறைத்தல். ஒரு தனிமத்தை கடத்தும் அல்லது வலிமையானதாகச் செய்யும் அதே உலோகப் பண்புகள், ஒரு உலோகம் கம்பியிலும் மற்றொன்று சட்டத்திலும் பயன்படுத்தப்படுவதற்கான காரணத்தையும் விளக்குகின்றன.

வெவ்வேறு உலோகங்கள் வெவ்வேறு பணிகளுக்கு ஏற்றவாறு பொருத்தப்படுதல்

• கடத்துதிறன்: A கடத்திகளுக்கான வழிகாட்டி தாமிரம், அலுமினியம் மற்றும் வெள்ளி ஆகியவை மின்கடத்திகளாக பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்கள் என்பதை இது வலியுறுத்துகிறது. தாமிரம் வயரிங் மற்றும் சாதனங்களுக்கான அன்றாடப் பயன்பாட்டுத் தேர்வாகும்; வெள்ளி சிறந்த மின்கடத்தி ஆனால் பொதுவாக சிறப்பு தொடர்புகளுக்காகவே காப்புறுத்தப்படுகிறது; அலுமினியம் குறைந்த எடை மற்றும் குறைந்த விலை முக்கியமாக இருக்கும் இடங்களில் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது.
• வலிமை மற்றும் உறுதித்தன்மை: இரும்பு ஒரு முக்கிய கட்டமைப்பு உலோகமாகும். இரும்பு எதற்காகப் பயன்படுகிறது என்று நீங்கள் யோசித்திருந்தால், அதற்கான ஒரு நடைமுறை விடை கட்டுமானம் மற்றும் தயாரிப்பு ஆகும்; மேலும் இரும்பு எஃகு உற்பத்திக்கான அடிப்படையாகவும் செயல்படுகிறது.
• துருப்பிடித்தல் எதிர்ப்பு: அலுமினியம், துத்தநாகம், நிக்கல், குரோமியம் மற்றும் டைட்டானியம் போன்ற உலோகங்கள் கடுமையான சூழல்களில் மதிப்புமிக்கவையாகும், ஏனெனில் பாதுகாப்பு மேற்பரப்பு அடுக்குகள் மேலதிக தாக்கங்களை மெதுவாக்க முடியும்.
• குறைந்த எடை: அலுமினியம், மெக்னீசியம் மற்றும் டைட்டானியம் ஆகியவை பொதுவாக நிறை எரிபொருள் பயன்பாடு, கையாளுதல் அல்லது எளிதில் கொண்டு செல்லக்கூடியதன்மையை பாதிக்கும் இடங்களில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

அடர்த்தி, கடத்துத்திறன் மற்றும் வினைத்திறன் ஏன் முக்கியம்?

உலோகங்களின் அடர்த்தி ஒரு வடிவமைப்பின் உணர்வையும், அதன் செயல்திறனையும் மாற்றுகிறது. அடர்த்தி அட்டவணையில், அலுமினியம் தோராயமாக 2.7 கிராம்/செ.மீ³ எனவும், டைட்டானியம் தோராயமாக 4.5 கிராம்/செ.மீ³ எனவும் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது; இது இரும்பு (தோராயமாக 7.87 கிராம்/செ.மீ³) மற்றும் தாமிரம் (தோராயமாக 8.96 கிராம்/செ.மீ³) ஆகியவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது குறைவானது. உலோகங்களின் அடர்த்தியை ஒப்பிடுவது, ஏன் இலேசான உலோகங்கள் போக்குவரத்து மற்றும் கையில் எடுத்துச் செல்லக்கூடிய பொருட்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்பதையும், அதிக அடர்த்தி கொண்டவை விறைப்பு, நிலைத்தன்மை அல்லது சிறிய அளவிலான பெரும் நிறை ஆகியவற்றுக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன என்பதையும் விளக்குகிறது. பொறியாளர்களுக்கு, உலோகங்கள் மற்றும் அவற்றின் அடர்த்தி எப்போதும் வலிமை, கடத்துதல், துருப்பிடித்தல் நடத்தை மற்றும் விலை போன்ற பிற தேவைகளுடன் தொடர்புடையவை.

அடிப்படை பண்புகளிலிருந்து பொருள் தேர்வு வரை

இதனால்தான் நவீன உலோகங்கள் தோற்றத்தின் அடிப்படையில் மட்டும் தேர்ந்தெடுக்கப்படுவதில்லை. ஒரு நல்ல தேர்வு எளிய கேள்விகளிலிருந்து தொடங்குகிறது: இந்தப் பாகம் மின்னோட்டத்தை கடத்த வேண்டுமா? விற்று எதிர்ப்பை வெல்ல வேண்டுமா? வலிமையை அழுத்தத்தின் கீழ் பராமரிக்க வேண்டுமா? அல்லது சிறப்பாக இயங்க போதுமான அளவுக்கு இலேசாக இருக்க வேண்டுமா? வேதியியல் போக்குகளைக் கொடுக்கிறது, ஆனால் பயன்பாடுதான் வெற்றியாளரை தீர்மானிக்கிறது. இந்த நடைமுறை வகைப்படுத்தும் செயல்முறை ஒரு விரைவான அடையாளம் காணும் சரிபார்ப்புப் பட்டியலாகக் குறைக்கப்படும்போது இன்னும் பயனுள்ளதாக மாறுகிறது.

உலோக தனிமங்களை அடையாளம் காண விரைவான சரிபார்ப்புப் பட்டியல்

ஒரு தனிமத்தை விரைவாக வகைப்படுத்த முடிந்தால், பொருள் தேர்வு மிகவும் எளிதாகிவிடும். ஒரு திடமான முதல் மதிப்பீடு செய்ய உலோக தனிமங்களின் ஒவ்வொரு வரைபடத்தையும் நினைவில் கொள்ள வேண்டிய அவசியமில்லை. ஒரு சிறிய வேதியியல் சரிபார்ப்புப் பட்டியல் உங்களுக்கு ஒரு தனிமம் உலோக வகையில் அடங்குமா என்பதையும், அது உண்மையில் ஒரு பொறியியல் விவாதத்திற்கு ஏற்றதா என்பதையும் கூறும்.

உலோக தனிமத்தை அடையாளம் காண விரைவான சரிபார்ப்புப் பட்டியல்

1. அதன் இடத்தை வரிசைச் சுருளில் சரிபார்க்கவும். பெரும்பாலான உலோகங்கள் இடதுபுறம், மையப் பகுதி மற்றும் கீழ்ப்பகுதியில் அமைந்துள்ளன, அதே நேரத்தில் ஹைட்ரஜன் என்பது பிரபலமான இடதுபுற விதிவிலக்காகும்.
2. அது வலுவான உலோகத் தன்மை காட்டுகிறதா என்று கேளுங்கள். எளிய வார்த்தைகளில் கூறுவதாயின், அந்த அணு எலெக்ட்ரான்களை இழக்க முயற்சிக்கிறது மற்றும் நேர்மின் அயனிகளை (கேஷன்கள்) உருவாக்குகிறது. இந்தப் போக்கு பொதுவாக ஒரு குழுவில் கீழே நகரும்போதும், இடதுபுறம் நோக்கி நகரும்போதும் அதிகரிக்கிறது.
3. பொதுவாகக் காணப்படும் உலோகங்களின் பண்புகளை ஒப்பிடவும், அவை கடத்துதல், பளபளப்பு, வெடிக்கும் தன்மை (மேலாக அழுத்தப்படும் தன்மை), நீட்சித்தன்மை போன்றவை. ஒரு பண்பு மட்டும் போதாது, ஆனால் மொத்த அமைப்பு பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
4. சுருள் வரிசையின் படிக்கட்டு எல்லையை கவனியுங்கள். ஒரு தனிமம் அந்த எல்லைக்கு அருகில் அமைந்திருந்து, கலப்பு நடத்தையைக் காட்டினால், அது உலோகம் அல்ல, மாறாக உலோக-அஉலோக இடைநிலைத் தனிமமாக (மெட்டாலாய்ட்) இருக்கலாம். உலோகத் தனிமம் .
5. தனிமத்தை தயாரிப்பிலிருந்து பிரித்தெடுக்கவும். ஒரு உலோகத் தனிமம் ஒரு கலவையின் (அலாய்) உள்ளே இருக்கலாம், மேலும் இறுதியாக உருவாக்கப்பட்ட பாகம் தூய வேதியியல் அடிப்படையில் அல்ல, மாறாக செயல்திறன் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கப்படலாம்.

வரிசைச் சுருள் அறிவிலிருந்து பொறியியல் பாகங்கள் வரை

• வேலைக்கு ஏற்றவாறு கடத்தும் தன்மை, அடர்த்தி, வலிமை மற்றும் சீரழிவு நடத்தையை பொருத்துக.
• வரைபடங்கள் பெரும்பாலும் உலோகக் கலவை வகைகளையும், ஒரு தூய தனிமம் மட்டுமல்லாமல் பலவற்றையும் பட்டியலிடுவதால், தன்மைகளை கவனமாக படியுங்கள். உலோகப் பெயர்கள் , ஒரு தூய தனிமம் மட்டுமல்ல.
• பயன்படுத்தவும் உலோகங்களின் பண்புகள் தொடக்கப் புள்ளியாக, பின்னர் தயாரிப்பு முறை, துல்லியம் மற்றும் பயன்பாட்டுச் சூழல் ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டு தேர்வை சுருக்கவும்.

துல்லியமான இயந்திரத் துலக்கத்திற்கான ஆதரவு முக்கியமாகும்போது

வாகனத் துறை வேலைகள் மேலும் ஒரு தேர்வு வடிகட்டியைச் சேர்க்கின்றன: பொருள் மட்டும் பொருத்தமானதாக இருத்தல் மட்டுமல்லாமல், தயாரிப்பில் மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடியதாகவும் இருத்தல் வேண்டும். அந்தச் சூழலில், தரம் தொடர்பான அமைப்புகள் முக்கியமானவை. ஐஏடிஎஃப் 16949 (IATF 16949) இது குறைபாடுகளைத் தடுத்தல் மற்றும் தொடர்ச்சியான மேம்பாடு என்பனவற்றை மையமாகக் கொண்டு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் SPC போன்ற முக்கிய கருவிகள் இயந்திரத் துலக்கச் செயல்முறைகளைக் கட்டுப்பாட்டில் வைத்திருக்க உதவுகின்றன.

• Shaoyi Metal Technology : IATF 16949 சான்றிதழ் பெற்ற வாகனப் பாகங்களுக்கான தனிப்பயன் இயந்திரத் துலக்கம், SPC-அடிப்படையிலான செயல்முறை கட்டுப்பாட்டுடன் விரைவான முன்மாதிரியாக்கத்திலிருந்து தானியங்கி பெருமளவு தயாரிப்பு வரை ஆதரவு வழங்குகிறது.
• எந்தவொரு இயந்திரத் துலக்க பங்குதாரரையும் மதிப்பீடு செய்யும்போது, செயல்முறை ஒழுங்கு, ஆய்வு அனுசரணை மற்றும் இலக்கு உலோகக் கலவை மற்றும் பயன்பாட்டுடன் அவர்களின் அனுபவம் ஆகியவற்றை ஆராயுங்கள்.

வேதியியல் உங்களுக்கு முதல் பதிலைத் தருகிறது. நல்ல தயாரிப்பு அந்தப் பதிலை நம்பகமான பாகத்தாக மாற்றுகிறது.

உலோக தனிமங்கள் குறித்து அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1. வேதியியலில் உலோக தனிமங்கள் என்றால் என்ன?

வேதியியலில், உலோக தனிமங்கள் என்பவை வழக்கமாக அவற்றின் வெளிப்புற எலக்ட்ரான்களை அலோகங்களை விட எளிதில் இழக்கும் தனிமங்களாகும். இந்த செயல்பாடு அவற்றை வினைகளில் நேர்மறை அயனிகளை உருவாக்க அதிக வாய்ப்புள்ளவையாக மாற்றுகிறது. இது பல உலோகங்கள் மின்சாரத்தைக் கடத்துவதையும், வெப்பத்தை நன்றாக கடத்துவதையும், ஒளியை பிரதிபலிப்பதையும், முறியாமல் வடிவமைக்கப்படக்கூடியதையும் விளக்குகிறது. இந்தச் சொல் இரும்பு, தாமிரம், தங்கம் மற்றும் அலுமினியம் போன்ற தனிம உலோகங்களைக் குறிக்கிறது; தயாரிப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒவ்வொரு பளபளப்பான பொருளையும் குறிக்கவில்லை.

உலோகங்கள் ஆவர்த்தன அட்டவணையில் எங்கே காணப்படுகின்றன?

பெரும்பாலான உலோகங்கள் வரிசை அட்டவணையின் இடது பக்கத்திலும், மையத்தின் வழியாகவும், கீழ்ப்பகுதியின் பெரும்பாலான பகுதியிலும் அமைந்துள்ளன. ஒரு பயனுள்ள காட்சி வழிகாட்டியாக ஏற்ற-இறங்கு எல்லைக் கோடு உள்ளது: அந்தக் கோட்டிற்கு கீழேயும் இடதுபுறமாகவும் அமைந்துள்ள தனிமங்கள் பொதுவாக உலோகங்களாகும், அதே நேரத்தில் அலோகங்கள் மேல் வலது பகுதியில் கூடும். மையத்தில் உள்ள தட்டு மாறும் உலோகங்களைக் குறிக்கிறது; மிக இடது பக்கத்தில் கார உலோகங்களும், கார மண் உலோகங்களும் அமைந்துள்ளன; இரண்டு தனித்து அமைந்த கீழ் வரிசைகள் உலோகத் தன்மை கொண்ட லாந்தனைடுகளும், ஆக்டினைடுகளும் ஆகும். ஹைட்ரஜன் முக்கியமான இடது பக்க விதிவிலக்காகும், ஏனெனில் அது ஒரு அலோகம்.

3. ஒரு தனிமத்தை உலோகமாக மாற்றும் பண்புகள் யாவை?

உலோகங்களின் மிகவும் பொதுவான அடிக்குறிகள் நல்ல மின் மற்றும் வெப்பக் கடத்துத்திறன், பளபளப்பு, வெடிக்கும் தன்மை (மெலிவு) மற்றும் இழுக்கக்கூடிய தன்மை ஆகும். அணு அளவில், இந்தப் பண்புகள் உலோக இணைப்புடன் தொடர்புடையவை; இங்கு எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையில் மட்டும் பிணைக்கப்படாமல், திடப்பொருள் முழுவதும் சுதந்திரமாக இயங்கக்கூடிய அளவிற்கு நகரும் தன்மை கொண்டவை. இருப்பினும், உலோகங்களை வகைப்படுத்துவது ஒரே ஒரு பண்பின் அடிப்படையில் அல்ல, மாறாக மொத்த பண்புகளின் முறையின் அடிப்படையில் செய்யப்படுகிறது. சில உலோகங்கள் மற்றவற்றை விட மென்மையானவை, குறைந்த பளபளப்புடையவை அல்லது குறைந்த கடத்துத்திறன் கொண்டவை ஆகும்; எனவே வேதியியலாளர்கள் உலோகங்களின் நடத்தையை முழுமையாக ஆய்வு செய்கின்றனர்.

4. உலோகங்கள் அல்லாதவை மற்றும் உலோக-அரைஉலோகங்களிலிருந்து உலோகங்கள் எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன?

உலோகங்கள் பொதுவாக நன்றாக மின்சாரத்தைக் கடத்தும் தன்மையுடையவை ஆகும், மேலும் அவற்றை வளைக்கவோ அல்லது வடிவமைக்கவோ முடியும்; அதே நேரத்தில், அலோகங்கள் பெரும்பாலும் மின்சாரத்தைக் கடத்தாதவையாக இருக்கும் மற்றும் திண்ம நிலையில் உடையக்கூடியவையாக இருக்கும். உலோக-அலோகங்கள் (மெட்டாலாய்டுகள்) இந்த இரு வகைகளுக்கும் இடையில் அமைந்துள்ளன மற்றும் கலப்பு நடத்தையைக் காட்டும் தன்மையுடையவையாகும், எனவே அவை அரைக்கடத்திகள் பற்றிய விவாதங்களில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவையாகும். வேதியியல் காலண்டரில் (Periodic Table) உள்ள ஏற்ற-இறங்கு கோடு (stair-step line) உதவிகரமாக இருக்கிறது, ஆனால் அது ஒரு முழுமையான சுவர் அல்ல. சில எல்லை நிலை தனிமங்களை வெவ்வேறு ஆதாரங்கள் வெவ்வேறு வகையில் வகைப்படுத்துகின்றன; எனவே, தனிமங்களின் இடம் மற்றும் அவற்றின் பண்புகள் இரண்டையும் ஒன்றாகப் பயன்படுத்துவதே ஒப்பீட்டிற்கு மிகச் சிறந்த முறையாகும்.

5. உற்பத்தி மற்றும் வாகனப் பாகங்களில் உலோக தனிமங்களைப் பற்றிய புரிதல் ஏன் முக்கியம்?

ஒரு பொருள் உலோகத்திலிருந்து வருகிறதா என்பதையும், அந்த உலோகம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதையும் அறிவது, ஒரு பாகத்திற்கு ஏற்ற கலவை (அலாய்), செயல்முறை மற்றும் தர சோதனைகளைத் தேர்வு செய்வதில் பொறியாளர்களுக்கு உதவுகிறது. கடத்துதல், வலிமை, துருத்தடுப்பு மற்றும் அடர்த்தி ஆகியவை அனைத்தும் ஒரு உலோகம் வயரிங், சட்டங்கள், ஹவுசிங்குகள் அல்லது துல்லிய பாகங்களுக்கு ஏற்றதா என்பதை முடிவு செய்வதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. வாகனத் துறையில், இந்த அறிவை மீண்டும் மீண்டும் திரும்பத் திரும்ப உற்பத்தி செய்யக்கூடிய முறையுடன் இணைக்க வேண்டும். அதனால்தான், பல நிறுவனங்கள் IATF 16949 சான்றிதழ் மற்றும் SPC-அடிப்படையிலான செயல்முறை கட்டுப்பாடு போன்ற கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புகளைக் கொண்ட இயந்திரத் துறை பங்குதாரர்களைத் தேடுகின்றன; இது ஷாயோயி மெட்டல் டெக்னாலஜி நிறுவனத்தால் வழங்கப்படும் தனிப்பயன் இயந்திரத் துறை ஆதரவை வலியுறுத்துகிறது.