ভ্যানাডিয়াম (V) - পারমাণবিক গঠন ও বৈশিষ্ট্য

পারমাণবিক মডেলের বিশদ বিবরণ

ভ্যানাডিয়াম (V) হল একটি d-ব্লক অবস্থান্তর মৌল যার পারমাণবিক সংখ্যা 23।

• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 23
  • কেন্দ্রকে 23টি প্রোটন নির্দেশ করে।
  • একটি নিরপেক্ষ ভ্যানাডিয়াম পরমাণুতে 23টি ইলেকট্রন থাকে।
• পারমাণবিক ভর (গড়): 50.9415 u
• সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ: $^\{51\}$V
  • প্রোটনের সংখ্যা: 23
  • নিউট্রনের সংখ্যা: (ভর সংখ্যা - পারমাণবিক সংখ্যা) = 51 - 23 = 28
  • ইলেকট্রনের সংখ্যা: 23 (একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে)
• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ:
  • ধাতব ব্যাসার্ধ: 134 pm
  • সমযোজী ব্যাসার্ধ: 122 pm (প্রায়)

ইলেকট্রন বিন্যাস ও শেল ডায়াগ্রাম

• ভূমি-অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস: $[Ar] 3d^3 4s^2$
  • এই বিন্যাসটি নির্দেশ করে যে, সবচেয়ে বাইরের ইলেকট্রনগুলি 3d এবং 4s উপ-স্তরে রয়েছে, যা একটি d-ব্লক মৌলের বৈশিষ্ট্য। 4s ইলেকট্রনগুলি 3d ইলেকট্রনের আগে পূর্ণ হয়, তবে লেখার সময়, d-উপ-স্তরকে প্রায়শই প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা ‘3’ শেলগুলির সাথে একসাথে রাখা হয়।
• শেল-ভিত্তিক ইলেকট্রন বিন্যাস:
  • K-শেল (n=1): 2টি ইলেকট্রন ($1s^2$)
  • L-শেল (n=2): 8টি ইলেকট্রন ($2s^2 2p^6$)
  • M-শেল (n=3): 11টি ইলেকট্রন ($3s^2 3p^6 3d^3$)
  • N-শেল (n=4): 2টি ইলেকট্রন ($4s^2$)
  • সুতরাং, ইলেকট্রন বিন্যাসটি এভাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে: 2, 8, 11, 2।

পর্যায়ক্রমিক প্রবণতা

• আয়নাইজেশন এনথালপি:
  • প্রথম আয়নাইজেশন এনথালপি ($IE_1$): 650.9 kJ/mol (প্রথম ইলেকট্রন অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি)
  • দ্বিতীয় আয়নাইজেশন এনথালপি ($IE_2$): 1414 kJ/mol (দ্বিতীয় ইলেকট্রন অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি)
  • তৃতীয় আয়নাইজেশন এনথালপি ($IE_3$): 2830 kJ/mol (তৃতীয় ইলেকট্রন অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি)
  • প্রবণতা: কার্যকরী নিউক্লীয় চার্জ বৃদ্ধির কারণে আয়নাইজেশন এনথালপি সাধারণত একটি পর্যায় বরাবর বৃদ্ধি পায়। অবস্থান্তর ধাতুগুলির ক্ষেত্রে, আয়ন গঠনের জন্য সাধারণত 3d ইলেকট্রনের আগে 4s ইলেকট্রনগুলি অপসারিত হয়।
• তড়িৎ ঋণাত্মকতা (পাউলিং স্কেল): 1.63
  • প্রবণতা: তড়িৎ ঋণাত্মকতা সাধারণত একটি পর্যায় বরাবর বৃদ্ধি পায়। ভ্যানাডিয়ামের মান একটি অবস্থান্তর ধাতুর জন্য সাধারণ, যা মাঝারি ইলেকট্রন-আকর্ষণ ক্ষমতা নির্দেশ করে।
• ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি: -50 kJ/mol
  • এই মানটি নির্দেশ করে যে, একটি নিরপেক্ষ ভ্যানাডিয়াম পরমাণু যখন একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে, তখন শক্তি নির্গত হয়, যদিও p-ব্লক মৌলগুলির তুলনায় এটি ততটা শক্তিশালী তাপমোচী নয়।
• পারমাণবিক ব্যাসার্ধ: (উপরের পারমাণবিক মডেলের বিস্তারিত দেখুন)
  • প্রবণতা: কার্যকরী নিউক্লীয় চার্জ বৃদ্ধির কারণে পারমাণবিক ব্যাসার্ধ সাধারণত একটি পর্যায় বরাবর হ্রাস পায়, যা ইলেকট্রন মেঘকে নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি টানে। তবে, অবস্থান্তর ধাতুগুলির ক্ষেত্রে, d-ইলেকট্রনের স্ক্রিনিং প্রভাবের কারণে এই হ্রাস ততটা স্পষ্ট নয়।

প্রধান ভৌত বৈশিষ্ট্য

• দৃষ্টিভঙ্গি: রূপালি-সাদা, উজ্জ্বল ধাতু।
• কক্ষ তাপমাত্রায় (25°C) অবস্থা: কঠিন
• ঘনত্ব: 6.11 g/cm³ (20°C তাপমাত্রায়)
• গলনাঙ্ক: 1910 °C
• স্ফুটনাঙ্ক: 3407 °C