স্ক্যান্ডিয়াম (Sc) - পারমাণবিক গঠন এবং বৈশিষ্ট্য

পারমাণবিক মডেলের বিস্তারিত তথ্য

স্ক্যান্ডিয়াম (Sc) পর্যায় সারণীর d-ব্লকের প্রথম মৌল, যা গ্রুপ 3 এবং পর্যায় 4 এর অন্তর্ভুক্ত।

• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 21
  • কেন্দ্রকে 21টি প্রোটন নির্দেশ করে।
  • একটি নিরপেক্ষ স্ক্যান্ডিয়াম পরমাণুতে 21টি ইলেকট্রন থাকে।
• ভর সংখ্যা (A): সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং সাধারণ আইসোটোপ, স্ক্যান্ডিয়াম-45 ($^\{45\}\text\{Sc\}$), এর ভর সংখ্যা 45।
• নিউট্রন: $^\{45\}\text\{Sc\}$ এর জন্য, নিউট্রনের সংখ্যা হলো A - Z = 45 - 21 = 24।
• পারমাণবিক আকার:
  • ধাতব ব্যাসার্ধ: প্রায় 162 pm (পিকোমিটার)। এই মানটি একটি ধাতব কেলাস জালিতে পরমাণুর আকারকে প্রতিফলিত করে।

ইলেকট্রন বিন্যাস এবং শেল চিত্র উপস্থাপন

• ভূমি অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস (সম্পূর্ণ): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^1 4s^2$

• ভূমি অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস (সংক্ষিপ্ত): $[\text\{Ar\}] 3d^1 4s^2$

  • $[\text\{Ar\}]$ আর্গন ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$) এর ইলেকট্রন বিন্যাসকে প্রতিনিধিত্ব করে।

• শেল চিত্র উপস্থাপন (লিখিত):

  • K-শেল (n=1): 2টি ইলেকট্রন ($1s^2$)
  • L-শেল (n=2): 8টি ইলেকট্রন ($2s^2 2p^6$)
  • M-শেল (n=3): 9টি ইলেকট্রন ($3s^2 3p^6 3d^1$)
  • N-শেল (n=4): 2টি ইলেকট্রন ($4s^2$)

এই বিন্যাস নির্দেশ করে যে স্ক্যান্ডিয়ামের সর্ববহিঃস্থ (N) শেলে দুটি যোজ্যতা ইলেকট্রন এবং উপান্ত (M) 3d সাবশেলে একটি ইলেকট্রন রয়েছে।

পর্যায়ক্রমিক প্রবণতা

আয়নাইজেশন এনথালপি (একটি ইলেকট্রন অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি)

• প্রথম আয়নাইজেশন এনথালপি ($\Delta H_\{i1\}$): 633.1 kJ/mol
  • এটি $4s$ সাবশেল থেকে একটি ইলেকট্রন অপসারণের সাথে মিলে যায়।
• দ্বিতীয় আয়নাইজেশন এনথালপি ($\Delta H_\{i2\}$): 1235 kJ/mol
  • এটি $4s$ সাবশেল থেকে দ্বিতীয় ইলেকট্রন অপসারণের সাথে মিলে যায়।
• তৃতীয় আয়নাইজেশন এনথালপি ($\Delta H_\{i3\}$): 2389 kJ/mol
  • এটি $3d$ সাবশেল থেকে ইলেকট্রন অপসারণের সাথে মিলে যায়।
  • $\Delta H_\{i3\}$ থেকে $\Delta H_\{i4\}$ (প্রায় 7091 kJ/mol, উচ্চ বিদ্যালয়ের জন্য সাধারণত প্রয়োজন হয় না তবে প্রাসঙ্গিকতার জন্য) পর্যন্ত তুলনামূলকভাবে বড় উল্লম্ফনটি তিনটি যোজ্যতা ইলেকট্রন ($4s^2 3d^1$) হারানোর পর নিষ্ক্রিয় গ্যাসের স্থিতিশীলতাকে নির্দেশ করে।

তড়িৎ ঋণাত্মকতা (পাউলিং স্কেল)

• তড়িৎ ঋণাত্মকতা: 1.36
  • স্ক্যান্ডিয়াম একটি তড়িৎ-ধনাত্মক মৌল, যা ধাতুর বৈশিষ্ট্য, এবং এটি সহজেই ধনাত্মক আয়ন গঠন করে।

ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি (একটি ইলেকট্রন যুক্ত হলে শক্তির পরিবর্তন)

• ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি ($\Delta H_\{eg\}$): -18 kJ/mol (তাপমোচী)
  • একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন গ্রহণ করার সামান্য প্রবণতা নির্দেশ করে, যদিও এটি ধাতুর জন্য একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য নয়।

পারমাণবিক ব্যাসার্ধ

• ধাতব ব্যাসার্ধ: 162 pm
• আয়নিক ব্যাসার্ধ (Sc$^\{3+\}$ আয়নের জন্য): প্রায় 74.5 pm
  • Sc$^\{3+\}$ আয়ন গঠনের পর আকারের উল্লেখযোগ্য হ্রাস সমস্ত তিনটি যোজ্যতা ইলেকট্রন হারানোর এবং ছোট নিষ্ক্রিয় গ্যাসের কোর উন্মোচিত হওয়ার কারণে হয়।

মূল ভৌত বৈশিষ্ট্য

• ঘনত্ব: 2.99 g/cm$^3$ 25 °C তাপমাত্রায়
  • একটি সন্ধিগত ধাতুর জন্য তুলনামূলকভাবে কম ঘনত্ব।
• ঘরের তাপমাত্রায় অবস্থা (25 °C): কঠিন
• রঙ: রূপালী-সাদা ধাতু (বাতাসের সংস্পর্শে এলে হলুদ বা গোলাপী আভা ধারণ করে)।
• গলনাঙ্ক (MP): 1541 °C (1814 K)
• স্ফুটনাঙ্ক (BP): 2836 °C (3109 K)