গ্যালিয়াম (Ga): পারমাণবিক গঠন এবং বৈশিষ্ট্য

গ্যালিয়াম (Ga): পারমাণবিক গঠন এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

গ্যালিয়াম (Ga) একটি রাসায়নিক মৌল যার পারমাণবিক সংখ্যা 31। এটি পর্যায় সারণীর গ্রুপ 13 (বোরন পরিবার) এবং পর্যায় 4 এর অন্তর্ভুক্ত।

পারমাণবিক মডেলের বিশদ বিবরণ

• পারমাণবিক প্রতীক: Ga
• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 31
  • কেন্দ্রীনে 31টি প্রোটন নির্দেশ করে।
  • একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে 31টি ইলেকট্রন থাকে।
• পারমাণবিক ভর: 69.723 u (অথবা g/mol)
• নিউট্রন: সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ, গ্যালিয়াম-69 ($^\{69\}\text\{Ga\}$), এ 38টি নিউট্রন (69 - 31) থাকে। গ্যালিয়াম-71 ($^\{71\}\text\{Ga\}$) এ 40টি নিউট্রন থাকে। পারমাণবিক ভর এই আইসোটোপগুলির গড়।
• পারমাণবিক আকার/ব্যাসার্ধ:
  • সমযোজী ব্যাসার্ধ: 122 pm
  • ভ্যান ডার ওয়ালস ব্যাসার্ধ: 187 pm
  • আয়নিক ব্যাসার্ধ (Ga³⁺): 62 pm

ইলেকট্রন বিন্যাস এবং শেল ডায়াগ্রাম

• ইলেকট্রন বিন্যাস: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
  • সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ 3d অরবিটাল (3d¹⁰) এর উপস্থিতি অ্যালুমিনিয়ামের তুলনায় এর বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।
• শেল ডায়াগ্রামের উপস্থাপন:
  • 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): 3টি ইলেকট্রন (4s² 4p¹) - এগুলি যোজ্যতা ইলেকট্রন।

পর্যায়ক্রমিক প্রবণতা

d-ব্লক সংকোচন (3d ইলেকট্রন দ্বারা দুর্বল আবরণ) এবং বর্ধিত কার্যকর নিউক্লীয় আধান (Zeff) এর কারণে গ্যালিয়াম প্রত্যাশিত পর্যায়ক্রমিক প্রবণতা থেকে কিছু বিচ্যুতি প্রদর্শন করে।

• আয়নাইজেশন এনথালপি (IE):
  • প্রথম আয়নাইজেশন এনথালপি (IE₁): 578.8 kJ/mol
  • দ্বিতীয় আয়নাইজেশন এনথালপি (IE₂): 1979.3 kJ/mol
  • তৃতীয় আয়নাইজেশন এনথালপি (IE₃): 2963 kJ/mol
  • প্রবণতা: গ্যালিয়ামের প্রথম আয়নাইজেশন এনথালপি অ্যালুমিনিয়ামের (577.5 kJ/mol) চেয়ে সামান্য বেশি। এটি অপ্রত্যাশিত, কারণ সাধারণত একটি গ্রুপ বরাবর IE হ্রাস পায়। এই অস্বাভাবিকতার কারণ হলো গ্যালিয়ামে 3d¹⁰ ইলেকট্রনের উপস্থিতি, যা দুর্বল আবরণ প্রদান করে, ফলে কার্যকর নিউক্লীয় আধান শক্তিশালী হয় এবং যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলির উপর আরও দৃঢ় আকর্ষণ থাকে।
• তড়িৎ ঋণাত্মকতা (পাউলিং স্কেল): 1.81
  • প্রবণতা: গ্যালিয়ামের তড়িৎ ঋণাত্মকতা অ্যালুমিনিয়ামের (1.61) চেয়ে বেশি। আয়নাইজেশন এনথালপির মতোই, 3d ইলেকট্রনের দুর্বল আবরণের কারণে বর্ধিত কার্যকর নিউক্লীয় আধান ইলেকট্রনগুলির প্রতি আরও বেশি আকর্ষণ সৃষ্টি করে।
• ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি (EGE): -29 kJ/mol
  • প্রবণতা: এটির একটি ছোট ঋণাত্মক ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি রয়েছে, যা একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করার সামান্য প্রবণতা নির্দেশ করে, তবে এটি সাধারণত ধনাত্মক আয়ন গঠন করে।
• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ: 122 pm (সমযোজী ব্যাসার্ধ)
  • প্রবণতা: গ্যালিয়ামের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (122 pm) অ্যালুমিনিয়ামের (143 pm) চেয়ে ছোট। এটি d-ব্লক সংকোচনের প্রত্যক্ষ ফল, যেখানে 3d ইলেকট্রনের দুর্বল আবরণের কারণে বাইরের শেলের ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি টানা হয়।

মূল ভৌত বৈশিষ্ট্য

• ঘনত্ব:
  • কঠিন (20°C এ): 5.91 g/cm³
  • তরল (29.76°C এ): 6.095 g/cm³ (অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য: তরল গ্যালিয়াম কঠিন গ্যালিয়ামের চেয়ে বেশি ঘন, জলের মতো)
• ঘরের তাপমাত্রায় অবস্থা (25°C): কঠিন
• রঙ: রূপালী-সাদা (কঠিন); রূপালী (তরল)
• গলনাঙ্ক: 29.76 °C (একটি ধাতুর জন্য অস্বাভাবিকভাবে কম, এটি হাতের তালুতে গলতে সক্ষম।)
• স্ফুটনাঙ্ক: 2204 °C (এটি একটি খুব বিস্তৃত তরল পরিসীমা প্রদর্শন করে, যা উচ্চ-তাপমাত্রা থার্মোমেট্রিতে এটিকে কার্যকর করে তোলে।)
• কেলাস কাঠামো: অরথোরম্বিক
• বিদ্যুৎ পরিবাহিতা: বিদ্যুতের সুপরিবাহী।