આર્ગોન પરમાણુ: એક વિહંગાવલોકન
આર્ગોન (Ar), પરમાણુ ક્રમાંક 18 ધરાવતું તત્વ, આવર્ત કોષ્ટકના 18મા સમૂહનું છે, જેને ઉમદા વાયુઓ (નોબલ ગેસ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે તેની નિષ્ક્રિયતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, એટલે કે તે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં મોટાભાગે બિનપ્રતિક્રિયાત્મક છે. આર્ગોન પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ત્રીજો સૌથી વિપુલ પ્રમાણમાં રહેલો વાયુ છે, જે કદના આશરે 0.934% જેટલો છે. ઔદ્યોગિક રીતે, ભારતમાં પ્રવાહી હવાના અપૂર્ણાંક નિસ્યંદન દ્વારા આર્ગોનનું ઉત્પાદન થાય છે, આ પ્રક્રિયા દેશભરના વિવિધ ઔદ્યોગિક ગેસ પ્લાન્ટ્સમાં હાથ ધરવામાં આવે છે. તે વેલ્ડીંગ, અગ્નિથી પ્રકાશિત લાઇટ બલ્બ (ભારતીય ઘરોમાં સામાન્ય) અને સેમિકન્ડક્ટર સ્ફટિકો ઉગાડવા માટે રક્ષણાત્મક વાતાવરણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
આર્ગોન પરમાણુના ઘટકો
પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન
આર્ગોન પરમાણુ બનાવતા મૂળભૂત કણો તેની ઓળખ અને ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.
- પરમાણુ ક્રમાંક (Z): આર્ગોનનો પરમાણુ ક્રમાંક 18 છે. આ મૂલ્ય દરેક આર્ગોન પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં હાજર પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે. તેથી, એક આર્ગોન પરમાણુમાં 18 પ્રોટોન હોય છે.
- ઇલેક્ટ્રોન: તટસ્થ પરમાણુમાં, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. તેથી, એક તટસ્થ આર્ગોન પરમાણુમાં 18 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. આ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસના ચોક્કસ ઉર્જા સ્તરો અથવા કક્ષાઓમાં રહે છે.
- ન્યુટ્રોન: આર્ગોનનો સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ આર્ગોન-40 (⁴⁰Ar) છે, જેનો દળ ક્રમાંક (A) 40 છે. પરમાણુમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા દળ ક્રમાંકમાંથી પરમાણુ ક્રમાંક બાદ કરીને (A - Z) ગણવામાં આવે છે. આર્ગોન-40 માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા 40 - 18 = 22 ન્યુટ્રોન છે. આર્ગોનના અન્ય આઇસોટોપ પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેમ કે આર્ગોન-36 (18 ન્યુટ્રોન) અને આર્ગોન-38 (20 ન્યુટ્રોન), પરંતુ આર્ગોન-40 પ્રબળ સ્વરૂપ છે.
આર્ગોનમાં ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી પરમાણુ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણનું વર્ણન કરે છે. 18 ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા આર્ગોન પરમાણુ માટે, ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી આઉફબાવ સિદ્ધાંત, હુંડનો નિયમ અને પાઉલી અપવર્જન સિદ્ધાંતને અનુસરે છે:
- પ્રથમ બે ઇલેક્ટ્રોન 1s કક્ષક ભરે છે: $1s^2$
- પછીના બે ઇલેક્ટ્રોન 2s કક્ષક ભરે છે: $2s^2$
- પછીના છ ઇલેક્ટ્રોન 2p કક્ષકો ભરે છે: $2p^6$
- પછીના બે ઇલેક્ટ્રોન 3s કક્ષક ભરે છે: $3s^2$
- અંતિમ છ ઇલેક્ટ્રોન 3p કક્ષકો ભરે છે: $3p^6$
તેથી, તટસ્થ આર્ગોન પરમાણુ માટે સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી છે: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$
આ ગોઠવણીને અગાઉના ઉમદા વાયુ, નિયોન (Ne) નો ઉપયોગ કરીને ઉમદા વાયુ સંકેતલિપિમાં પણ રજૂ કરી શકાય છે, જેની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી $1s^2 2s^2 2p^6$ છે: $[Ne] 3s^2 3p^6$
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના મુખ્ય ઉર્જા સ્તરમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોન મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે.
આર્ગોન માટે, સૌથી બહારનું મુખ્ય ઉર્જા સ્તર ત્રીજું કવચ (n=3) છે. આ કવચમાં હાજર ઇલેક્ટ્રોન $3s$ અને $3p$ કક્ષકોમાં હોય છે.
- $3s$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન: 2
- $3p$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન: 6
આર્ગોન પરમાણુમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા $2 + 6 = 8$ છે. તેના સૌથી બહારના કવચમાં આ સંપૂર્ણ અષ્ટક (ઓક્ટેટ) આર્ગોનની રાસાયણિક સ્થિરતા અને ઉમદા વાયુ તરીકે તેના વર્ગીકરણ માટે જવાબદાર છે, જે મોટાભાગની પરિસ્થિતિઓમાં રાસાયણિક બંધન બનાવવાની તેની પ્રતિકાર શક્તિ દર્શાવે છે.