Arsenic (As) - પરમાણુ બંધારણ

આર્સેનિકની પરમાણુ રચનાને સમજવી

આર્સેનિક (As) નો પરિચય

આર્સેનિક, જે રાસાયણિક પ્રતીક As દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, તે 33 પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું એક તત્વ છે. તેને મેટલોઇડ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, એટલે કે તે ધાતુઓ અને અધાતુઓ વચ્ચેના મધ્યવર્તી ગુણધર્મો દર્શાવે છે. આર્સેનિક આવર્ત કોષ્ટકના ગ્રુપ 15 (પનિકટોજન) અને પીરિયડ 4 માં આવેલું છે.

આર્સેનિકમાં સબએટોમિક કણો

તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) સીધો પરમાણુના કેન્દ્રકમાં પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે. આર્સેનિક માટે:

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 33
• તેથી, આર્સેનિક પરમાણુમાં 33 પ્રોટોન હોય છે.

તટસ્થ પરમાણુમાં, વિદ્યુત તટસ્થતા જાળવવા માટે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે.

• આમ, તટસ્થ આર્સેનિક પરમાણુમાં 33 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

દળ સંખ્યા (A) કેન્દ્રકમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે. આર્સેનિકનો સૌથી સામાન્ય અને સ્થિર આઇસોટોપ આર્સેનિક-75 ($^{75}\text{As}$) છે.

• દળ સંખ્યા (A): 75
• ન્યુટ્રોનની સંખ્યા દળ સંખ્યામાંથી પરમાણુ ક્રમાંક બાદ કરીને ગણવામાં આવે છે: ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = દળ સંખ્યા - પરમાણુ ક્રમાંક ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = 75 - 33 = 42 ન્યુટ્રોન.

આર્સેનિકની ઇલેક્ટ્રોન રચના

ઇલેક્ટ્રોન રચના પરમાણુના કેન્દ્રક આસપાસના પરમાણુ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીનું વર્ણન કરે છે. આઉફ્બાઉ સિદ્ધાંત, પાઉલી અપવર્જન સિદ્ધાંત અને હન્ટના નિયમનું પાલન કરીને, આર્સેનિકના ઇલેક્ટ્રોન (33 ઇલેક્ટ્રોન) ચોક્કસ ઉર્જા સ્તરો અને ઉપકક્ષકોમાં ગોઠવાયેલા છે.

• સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન રચના: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^3$

આ રચનાને ઉમદા વાયુ સંકેતનો ઉપયોગ કરીને પણ દર્શાવી શકાય છે, જ્યાં અગાઉના ઉમદા વાયુ (આર્ગોન, Ar) ની રચનાનો ઉપયોગ આંતરિક કોર ઇલેક્ટ્રોન માટે સંક્ષિપ્ત રૂપે થાય છે. આર્ગોનમાં 18 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જે $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$ રચનાને અનુરૂપ છે.

• ઉમદા વાયુ રચના: $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3$

આર્સેનિકમાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન

વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન કવચમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોન મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે અને તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો અને પ્રતિક્રિયાશીલતાને નોંધપાત્ર રીતે નિર્ધારિત કરે છે.

આર્સેનિક માટે, સૌથી બહારનું ઇલેક્ટ્રોન કવચ ચોથું કવચ (n=4) છે. ઉમદા વાયુ ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3$ તપાસતા:

• $4s^2$ અને $4p^3$ કક્ષકો ચોથા મુખ્ય ઉર્જા સ્તરના છે, જે તેમને સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે. $3d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક કવચ (n=3) નો ભાગ છે અને સામાન્ય રીતે આર્સેનિક જેવા મુખ્ય જૂથના તત્વો માટે કોર ઇલેક્ટ્રોન તરીકે ગણવામાં આવે છે, ભલે તે છેલ્લો ભરાયેલો ડી-ઉપકક્ષ હોય.
• વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સૌથી બહારના s અને p કક્ષકોમાંના ઇલેક્ટ્રોનને ઉમેરીને ગણવામાં આવે છે: $2 (4s માંથી) + 3 (4p માંથી) = 5$.
• તેથી, આર્સેનિકમાં 5 વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. આ સંખ્યા આવર્ત કોષ્ટકના ગ્રુપ 15 માં તેના સ્થાન સાથે સુસંગત છે, જ્યાં તત્વો સામાન્ય રીતે પાંચ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન દર્શાવે છે.

ઉપલબ્ધતા અને પર્યાવરણીય સુસંગતતા

આર્સેનિક પૃથ્વીના પોપડામાં કુદરતી રીતે હાજર છે અને તે આર્સેનોપાયરાઇટ જેવા વિવિધ ખનિજોમાં મળી શકે છે. ભારતમાં, જમીનના પાણીમાં કુદરતી રીતે જોવા મળતા આર્સેનિકને લગતી એક નોંધપાત્ર પર્યાવરણીય ચિંતા છે, ખાસ કરીને પશ્ચિમ બંગાળ, બિહાર, ઉત્તર પ્રદેશ અને ગંગા-બ્રહ્મપુત્રા-મેઘના બેસિનના ભાગો જેવા પ્રદેશોમાં. તેની હાજરી, જે ઘણીવાર ભૌગોલિક પરિબળો અને માનવસર્જિત પ્રવૃત્તિઓને કારણે હોય છે, તે દૂષિત પીવાના પાણી દ્વારા સ્વાસ્થ્યના જોખમો ઊભા કરી શકે છે, જેનાથી અસરગ્રસ્ત વિસ્તારોમાં પાણીની ગુણવત્તાનું નિરીક્ષણ અને ઘટાડવાની વ્યૂહરચનાઓ મહત્વપૂર્ણ બને છે.