બોરોનનો પરિચય
બોરોન એ રાસાયણિક તત્વ છે જે B પ્રતીક દ્વારા રજૂ થાય છે અને તેનો પરમાણુ ક્રમાંક 5 છે. તેને મેટાલોઇડ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે દર્શાવે છે કે તે ધાતુઓ અને અધાતુઓ વચ્ચેના મધ્યવર્તી ગુણધર્મો દર્શાવે છે. બોરોન પ્રકૃતિમાં પ્રમાણમાં દુર્લભ છે, મુખ્યત્વે બોરેક્સ જેવા ખનિજ ભંડારોમાં જોવા મળે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ભારતમાં બોરેક્સનો ઉપયોગ કાચ અને સિરામિક્સના ઉત્પાદન સહિત વિવિધ ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં, ડિટર્જન્ટના ઘટક તરીકે અને ચોક્કસ કૃષિ સૂત્રોમાં થાય છે.
બોરોનનો પરમાણુ ક્રમાંક અને દળ સંખ્યા
પરમાણુ ક્રમાંક (Z) એક તત્વને અનન્ય રીતે ઓળખે છે અને તે પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની કુલ સંખ્યાને અનુરૂપ છે. બોરોન માટે, પરમાણુ ક્રમાંક 5 છે. બોરોનનું પરમાણુ દળ આશરે 10.81 પરમાણુ દળ એકમો (amu) છે. ન્યુટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરતી વખતે, દળ સંખ્યા (A), જે ચોક્કસ આઇસોટોપ માટે પરમાણુ દળનું ગોળાકાર પૂર્ણાંક મૂલ્ય છે, તેનો ઉપયોગ થાય છે. બોરોનનો સૌથી પ્રચલિત આઇસોટોપ બોરોન-11 છે, જેની દળ સંખ્યા 11 છે. અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ આઇસોટોપ બોરોન-10 છે. ન્યુટ્રોનની સંખ્યા સંબંધિત સામાન્ય ચર્ચાઓ માટે, બોરોન-11 ને તેની ઉચ્ચ કુદરતી વિપુલતાને કારણે સામાન્ય રીતે ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.
બોરોનમાં ઉપ-પરમાણુ કણો
પ્રોટોન
પરમાણુમાં પ્રોટોનની સંખ્યા તેના પરમાણુ ક્રમાંક દ્વારા સીધી રીતે નક્કી થાય છે. બોરોનનો પરમાણુ ક્રમાંક 5 હોવાથી, બોરોન પરમાણુમાં 5 પ્રોટોન હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન
તટસ્થ પરમાણુમાં, એકંદર વિદ્યુત તટસ્થતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. પરિણામે, એક તટસ્થ બોરોન પરમાણુમાં 5 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
ન્યુટ્રોન
પરમાણુમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા ચોક્કસ આઇસોટોપની દળ સંખ્યામાંથી પરમાણુ ક્રમાંક (પ્રોટોનની સંખ્યા) બાદ કરીને ગણવામાં આવે છે. સૌથી પ્રચુર આઇસોટોપ, બોરોન-11 ને ધ્યાનમાં લેતા: ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = દળ સંખ્યા (A) - પરમાણુ ક્રમાંક (Z) ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = 11 - 5 તેથી, બોરોન-11 ના પરમાણુમાં 6 ન્યુટ્રોન હોય છે. (એ નોંધવું અગત્યનું છે કે બોરોન-10 ના પરમાણુમાં, જે બીજો આઇસોટોપ છે, 5 ન્યુટ્રોન (10 - 5 = 5) હશે).
બોરોનની ઇલેક્ટ્રોન રચના
કક્ષા-આધારિત રચના (બોહર મોડેલ)
પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ અલગ ઉર્જા સ્તરો અથવા કક્ષાઓમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. આ કક્ષાઓને પરંપરાગત રીતે K, L, M, N, વગેરે તરીકે લેબલ કરવામાં આવે છે, જે સૌથી અંદરની કક્ષાથી શરૂ થાય છે.
- K-કક્ષા (પ્રથમ કક્ષા) મહત્તમ 2 ઇલેક્ટ્રોન સમાવી શકે છે.
- L-કક્ષા (બીજી કક્ષા) મહત્તમ 8 ઇલેક્ટ્રોન સમાવી શકે છે. બોરોન માટે, કુલ 5 ઇલેક્ટ્રોન સાથે:
- K-કક્ષા 2 ઇલેક્ટ્રોનથી સંપૂર્ણપણે ભરેલી છે.
- બાકીના 3 ઇલેક્ટ્રોન L-કક્ષામાં સ્થાન લે છે. આમ, બોરોનની કક્ષા-આધારિત ઇલેક્ટ્રોન રચના 2, 3 છે.
કક્ષક-આધારિત રચના (ઑફબાઉ સિદ્ધાંત)
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણીનું વધુ વિગતવાર વર્ણન દરેક કક્ષામાં ચોક્કસ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણને સમાવે છે. ઑફબાઉ સિદ્ધાંત નિર્ધારિત કરે છે કે ઇલેક્ટ્રોન સૌથી નીચા ઉર્જા સ્તરોથી શરૂ કરીને પરમાણુ કક્ષકોને ભરે છે.
- K-કક્ષા 1s કક્ષકને અનુરૂપ છે.
- L-કક્ષામાં 2s અને 2p કક્ષકો હોય છે. બોરોન માટે, 5 ઇલેક્ટ્રોન સાથે:
- 1s કક્ષક 2 ઇલેક્ટ્રોનથી ભરેલો છે (1s² તરીકે રજૂ થાય છે).
- 2s કક્ષક 2 ઇલેક્ટ્રોનથી ભરેલો છે (2s² તરીકે રજૂ થાય છે).
- બાકીનો 1 ઇલેક્ટ્રોન 2p કક્ષકને ભરે છે (2p¹ તરીકે રજૂ થાય છે). તેથી, બોરોનની કક્ષક-આધારિત ઇલેક્ટ્રોન રચના 1s² 2s² 2p¹ છે.
બોરોનના વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુની સૌથી બહારની ભરેલી કક્ષામાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રોન પરમાણુની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા અને રાસાયણિક બંધનમાં ભાગીદારી નક્કી કરવામાં મહત્વપૂર્ણ છે. બોરોન માટે, સૌથી બહારની ઇલેક્ટ્રોન કક્ષા L-કક્ષા છે, જેમાં 3 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જે તેની કક્ષા-આધારિત રચના (2, 3) પરથી સ્પષ્ટ થાય છે. કક્ષક-આધારિત રચના (1s² 2s² 2p¹) પરથી, સૌથી ઉચ્ચ મુખ્ય ઉર્જા સ્તર (n=2) માં 2s કક્ષકમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન અને 2p કક્ષકમાં 1 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. પરિણામે, બોરોનમાં 3 વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.