ক্যাডমিয়াম (Cd) - পারমাণবিক গঠন ও ধর্মাবলী

ক্যাডমিয়াম (Cd) - পারমাণবিক গঠন ও ধর্মাবলী

ক্যাডমিয়াম (Cd) একটি নরম, রূপালী-সাদা, নমনীয় এবং প্রসার্য ধাতু যা পর্যায় সারণীর 12 নম্বর গ্রুপের অন্তর্গত। একটি সম্পূর্ণ d-সাবশেল সহ এর অনুরূপ ধর্মাবলীর কারণে এটিকে প্রায়শই দস্তা (জিঙ্ক) এবং পারদের সাথে শ্রেণীভুক্ত করা হয়।

1. পারমাণবিক মডেলের বিবরণ

ক্যাডমিয়াম নিম্নলিখিত পারমাণবিক পরামিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:

• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 48
  • এটি নিউক্লিয়াসে 48টি প্রোটন এবং একটি নিরপেক্ষ ক্যাডমিয়াম পরমাণুতে 48টি ইলেকট্রন নির্দেশ করে।
• গড় পারমাণবিক ভর: 112.41 u
• নিউট্রন: সবচেয়ে বেশি পরিমাণে প্রাপ্ত আইসোটোপ, ক্যাডমিয়াম-114 ($^\{114\}$Cd), এর 66টি নিউট্রন আছে (114 - 48)। অন্যান্য সাধারণ আইসোটোপগুলির মধ্যে রয়েছে $^\{112\}$Cd (64টি নিউট্রন) এবং $^\{110\}$Cd (62টি নিউট্রন)।
• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (সমযোজী): প্রায় 161 pm
• আয়নিক ব্যাসার্ধ (Cd²⁺): 95 pm (সমন্বয় সংখ্যা 6 এর জন্য)

2. ইলেকট্রন বিন্যাস এবং শেল ডায়াগ্রাম

ক্যাডমিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস এর রাসায়নিক আচরণ নির্ধারণ করে।

• ভূমি-অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস: [Kr] 4d¹⁰ 5s²
  • এই বিন্যাসটি একটি সম্পূর্ণ পূর্ণ 4d সাবশেল এবং একটি সম্পূর্ণ পূর্ণ 5s সাবশেল দেখায়। এই স্থিতিশীল বিন্যাসটি সাধারণ সন্ধি ধাতুগুলির তুলনায় এর আপেক্ষিকভাবে নিষ্ক্রিয় প্রকৃতির এবং +2 জারণ অবস্থা গঠনের পছন্দের কারণ।
• অরবিটাল ডায়াগ্রামের উপস্থাপন (লিখিত ব্যাখ্যা):
  • অভ্যন্তরীণ কোর ([Kr]) ক্রিপটনের (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶) ইলেকট্রন বিন্যাসকে উপস্থাপন করে।
  • ক্রিপটন কোরের পরে, 4d সাবশেল 10টি ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ণভাবে পূর্ণ হয়।
  • অবশেষে, 5s সাবশেলে 2টি ইলেকট্রন থাকে।
• শেল-ভিত্তিক ইলেকট্রন বিন্যাস:
  • K-শেল (n=1): 2টি ইলেকট্রন (1s²)
  • L-শেল (n=2): 8টি ইলেকট্রন (2s² 2p⁶)
  • M-শেল (n=3): 18টি ইলেকট্রন (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-শেল (n=4): 18টি ইলেকট্রন (4s² 4p⁶ 4d¹⁰)
  • O-শেল (n=5): 2টি ইলেকট্রন (5s²)

3. পর্যায়বৃত্ত প্রবণতা

ক্যাডমিয়াম তার গ্রুপ এবং পর্যায়ের মধ্যে স্বতন্ত্র পর্যায়বৃত্ত প্রবণতা প্রদর্শন করে:

• আয়নিকরণ এনথালপি (kJ/mol):
  • প্রথম আয়নিকরণ এনথালপি (IE₁): 867.8 kJ/mol
  • দ্বিতীয় আয়নিকরণ এনথালপি (IE₂): 1631.4 kJ/mol
  • প্রবণতা: ক্যাডমিয়ামের প্রথম আয়নিকরণ এনথালপি দস্তার (Zn, 906.4 kJ/mol) চেয়ে বেশি, কারণ পূর্ণ 4d সাবশেল ইলেকট্রনগুলির দুর্বল আবরণ প্রভাবের কারণে 5s যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলি দ্বারা একটি বৃহত্তর কার্যকর নিউক্লীয় আধান অনুভূত হয়। ল্যান্থানাইড সংকোচন জনিত কারণে পারদের (Hg, 1007.1 kJ/mol) জন্য এই প্রবণতা বিপরীত হয়।
• তড়িৎ ঋণাত্মকতা (পাউলিং স্কেল): 1.69
  • প্রবণতা: সাধারণত গ্রুপ 12 তে দস্তা থেকে ক্যাডমিয়াম পর্যন্ত তড়িৎ ঋণাত্মকতা হ্রাস পায়।
• ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি: ক্যাডমিয়ামের খুব কম ধনাত্মক বা প্রায় শূন্য ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি রয়েছে (যেমন, প্রায় +32 kJ/mol)।
  • প্রবণতা: অন্যান্য ধাতুগুলির মতো, ক্যাডমিয়াম সাধারণত সহজে ইলেকট্রন গ্রহণ করে না, যা এর ধাতব বৈশিষ্ট্য এবং ইলেকট্রন হারানোর প্রবণতাকে প্রতিফলিত করে।
• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ: 161 pm (সমযোজী ব্যাসার্ধ)
  • প্রবণতা: একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন শেল যোগ হওয়ার কারণে দস্তা (139 pm) থেকে ক্যাডমিয়ামে (161 pm) পারমাণবিক ব্যাসার্ধ বৃদ্ধি পায়। তবে, ল্যান্থানাইড সংকোচন প্রভাবের কারণে পারদের (157 pm) জন্য এটি সামান্য হ্রাস পায় বা একই রকম থাকে।

4. প্রধান ভৌত ধর্মাবলী

ক্যাডমিয়ামের নিম্নলিখিত উল্লেখযোগ্য ভৌত বৈশিষ্ট্য রয়েছে:

• ঘনত্ব: 8.65 g/cm³ (20°C তাপমাত্রায়)
• কক্ষ তাপমাত্রায় অবস্থা: কঠিন
• রঙ: রূপালী-সাদা, নীলচে আভা সহ, উজ্জ্বল
• গলনাঙ্ক: 321.07 °C (594.22 K)
• স্ফুটনাঙ্ক: 767 °C (1040 K)
• গ্রুপ: 12
• পর্যায়: 5
• ব্লক: d-ব্লক