থ্যালিয়াম (Tl) - পারমাণবিক গঠন ও রাসায়নিক ধর্মাবলী

পারমাণবিক মডেলের বিস্তারিত বিবরণ

থ্যালিয়াম (Tl) একটি ভারী ধাতব মৌল যা পর্যায় সারণীর গ্রুপ 13 এবং পর্যায় 6 এ অবস্থিত।

• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 81
• পারমাণবিক ভর: 204.38 u (গড় পারমাণবিক ভর)
• প্রোটন: 81
• ইলেকট্রন: 81 (একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে)
• নিউট্রন: এর সবচেয়ে বেশি পরিমাণে প্রাপ্ত আইসোটোপগুলির জন্য:
  • থ্যালিয়াম-205 (²⁰⁵Tl): 205 - 81 = 124 নিউট্রন
  • থ্যালিয়াম-203 (²⁰³Tl): 203 - 81 = 122 নিউট্রন
• পারমাণবিক আকার:
  • সমযোজী ব্যাসার্ধ: প্রায় 156 pm।
  • ধাতব ব্যাসার্ধ: প্রায় 170 pm।
  • থ্যালিয়ামের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ গ্রুপ 13 এর হালকা মৌলগুলির (বোরন, অ্যালুমিনিয়াম, গ্যালিয়াম, ইন্ডিয়াম) চেয়ে বড়। তবে, ইন্ডিয়াম থেকে থ্যালিয়ামে আকারের বৃদ্ধি প্রত্যাশিতের চেয়ে কম গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ল্যান্থানাইড সংকোচন (4f ইলেকট্রন দ্বারা দুর্বল আবরণ) এবং অভ্যন্তরীণ কোর ইলেকট্রনগুলির আপেক্ষিক প্রভাব (relativistic effects), যা যোজন ইলেকট্রনগুলির উপর কার্যকর নিউক্লীয় আধান বাড়িয়ে তোলে।

ইলেকট্রন বিন্যাস ও শেল ডায়াগ্রামের উপস্থাপন

• ইলেকট্রন বিন্যাস: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p¹
  • এই বিন্যাস নির্দেশ করে যে থ্যালিয়ামের সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ 4f এবং 5d সাব-শেল রয়েছে, এরপর 6s এবং 6p সাব-শেল রয়েছে।
  • সর্ববহিঃস্থ শেলে 3টি ইলেকট্রন রয়েছে (6s-এ 2টি এবং 6p-তে 1টি), যা এর যোজ্যতা শেল বিন্যাস 6s² 6p¹ তৈরি করে।
• শেল ডায়াগ্রামের উপস্থাপন (শেল অনুসারে ইলেকট্রন বিতরণ):
  • K-শেল (n=1): 2টি ইলেকট্রন
  • L-শেল (n=2): 8টি ইলেকট্রন
  • M-শেল (n=3): 18টি ইলেকট্রন
  • N-শেল (n=4): 32টি ইলেকট্রন (2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d¹⁰, 4s², 4p⁶, 4d¹⁰, 4f¹⁴)
  • O-শেল (n=5): 18টি ইলেকট্রন (5s², 5p⁶, 5d¹⁰)
  • P-শেল (n=6): 3টি ইলেকট্রন (6s², 6p¹)

পর্যায়ক্রমিক প্রবণতা (গ্রুপ 13 প্রসঙ্গে)

• আয়নাইজেশন এনথালপি (IE):
  • প্রথম আয়নাইজেশন এনথালপি: প্রায় 589.4 kJ/mol।
  • প্রবণতা: পারমাণবিক আকার এবং আবরণ বৃদ্ধির কারণে সাধারণত একটি গ্রুপে নিচে নামলে আয়নাইজেশন এনথালপি কমে যায়, তবে থ্যালিয়াম ইন্ডিয়ামের চেয়ে সামান্য বেশি প্রথম আয়নাইজেশন এনথালপি প্রদর্শন করে। এই অস্বাভাবিক আচরণ নিষ্ক্রিয় জোড় প্রভাব (inert pair effect) এবং অন্তর্বর্তী 4f ও 5d ইলেকট্রনগুলির দুর্বল আবরণের কারণে ঘটে, যা নিউক্লিয়াস দ্বারা 6s ইলেকট্রনগুলির প্রতি আরও শক্তিশালী আকর্ষণ সৃষ্টি করে।
• তড়িৎ ঋণাত্মকতা:
  • পাউলিং স্কেল: প্রায় 1.62।
  • প্রবণতা: সাধারণত একটি গ্রুপে নিচে নামলে তড়িৎ ঋণাত্মকতা কমে যায়। তবে, উপরে উল্লিখিত কারণগুলির (দুর্বল আবরণ, ল্যান্থানাইড এবং আপেক্ষিক প্রভাব থেকে কার্যকর নিউক্লীয় আধান বৃদ্ধি) কারণে, থ্যালিয়ামের তড়িৎ ঋণাত্মকতা ইন্ডিয়ামের চেয়ে বেশি, যা এটিকে প্রত্যাশিতের চেয়ে কম তড়িৎ ধনাত্মক করে তোলে।
• ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি:
  • মান: প্রায় -19 kJ/mol।
  • প্রবণতা: পারমাণবিক আকার বাড়লে এবং যুক্ত ইলেকট্রন নিউক্লিয়াস থেকে দূরে থাকলে একটি গ্রুপে নিচে নামলে ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি মান সাধারণত কম ঋণাত্মক (বা বেশি ধনাত্মক) হয়ে ওঠে। থ্যালিয়ামের তুলনামূলকভাবে কম (কম ঋণাত্মক) ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি রয়েছে, যা একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন গ্রহণ করার দুর্বল প্রবণতা নির্দেশ করে।
• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ:
  • প্রবণতা: পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, পারমাণবিক ব্যাসার্ধ সাধারণত একটি গ্রুপে নিচে নামলে বৃদ্ধি পায়। যদিও থ্যালিয়াম ইন্ডিয়ামের চেয়ে বড়, তবে ল্যান্থানাইড সংকোচন এবং আপেক্ষিক প্রভাব এর কারণে বৃদ্ধি প্রত্যাশিতের চেয়ে কম স্পষ্ট, যা যোজন ইলেকট্রনগুলির উপর কার্যকর নিউক্লীয় আধান বাড়িয়ে তোলে।

মূল ভৌত ধর্মাবলী

• ঘনত্ব: 11.85 g/cm³ (20 °C এ)। এটি সবচেয়ে ঘন সাধারণ মৌলগুলির মধ্যে একটি।
• ঘরের তাপমাত্রায় অবস্থা: কঠিন।
• রঙ: নতুন কাটলে রূপালী-সাদা, উজ্জ্বল ধাতু। এটি বাতাসের সংস্পর্শে দ্রুত কলঙ্কিত হয়ে থ্যালিয়াম অক্সাইড গঠনের কারণে নীলচে-ধূসর হয়ে যায়।
• গলনাঙ্ক (MP): 304 °C। এটি একটি ধাতুর জন্য তুলনামূলকভাবে কম গলনাঙ্ক।
• স্ফুটনাঙ্ক (BP): 1473 °C।