બેરિયમની પરમાણુ રચનાને સમજવી
બેરિયમ (Ba) એક ચાંદી-સફેદ આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ છે, જે અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને તેના વિશિષ્ટ ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તે ફટાકડામાં જોવા મળતા તેજસ્વી લીલા રંગો બનાવવામાં તેના ઉપયોગ માટે વ્યાપકપણે જાણીતું છે, જે ભારતમાં દિવાળી જેવા તહેવારો દરમિયાન સામાન્ય દૃશ્ય છે. બેરિયમ સંયોજનો, ખાસ કરીને બેરિયમ સલ્ફેટ, તબીબી નિદાનમાં પણ મહત્ત્વપૂર્ણ છે, જેનો ઉપયોગ એક્સ-રે ઇમેજિંગ પ્રક્રિયાઓમાં કોન્ટ્રાસ્ટ એજન્ટ તરીકે થાય છે.
પરમાણુ રચનાના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો
દરેક પરમાણુ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન ધરાવતા ન્યુક્લિયસનો બનેલો હોય છે, જે ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરતા ઇલેક્ટ્રોનથી ઘેરાયેલો હોય છે.
- પરમાણુ ક્રમાંક (Z): આ મૂળભૂત મૂલ્ય પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં જોવા મળતા પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે. તટસ્થ પરમાણુ માટે, પરમાણુ ક્રમાંક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલો પણ હોય છે. તે એક તત્વને અનન્ય રીતે ઓળખે છે.
- દળ સંખ્યા (A): આ મૂલ્ય પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે. તે એક પૂર્ણાંક સંખ્યા છે અને સામાન્ય રીતે તત્વના ચોક્કસ સમસ્થાનિક સાથે સંકળાયેલી હોય છે. સરેરાશ પરમાણુ દળ, જે ઘણીવાર આવર્ત કોષ્ટકમાં જોવા મળે છે, તે તત્વના કુદરતી રીતે બનતા તમામ સમસ્થાનિકોની દળ સંખ્યાઓની ભારિત સરેરાશ છે.
બેરિયમમાં ઉપપરમાણુ કણોની સંખ્યા
બેરિયમ માટે, પરમાણુ પ્રતીક Ba છે.
- બેરિયમનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) 56 છે. આનો અર્થ એ છે કે દરેક બેરિયમ પરમાણુમાં 56 પ્રોટોન હોય છે.
- તટસ્થ બેરિયમ પરમાણુમાં, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. તેથી, તટસ્થ બેરિયમ પરમાણુમાં 56 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
- બેરિયમના સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિકનું દળ સંખ્યા (A) 137 છે. ન્યુટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે, દળ સંખ્યામાંથી પરમાણુ ક્રમાંક બાદ કરવામાં આવે છે: ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = દળ સંખ્યા (A) - પરમાણુ ક્રમાંક (Z) ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = 137 - 56 = 81 ન્યુટ્રોન. (નોંધ: બેરિયમના વિવિધ સમસ્થાનિકોમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ હશે, પરંતુ બેરિયમ માટે પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સ્થિર રહે છે.)
બેરિયમની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી એ પરમાણુ અથવા અણુના ઇલેક્ટ્રોનનું પરમાણુ અથવા આણ્વીય કક્ષકોમાં વિતરણ વર્ણવે છે. તે ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ ઉપલબ્ધ ઊર્જા સ્તરો અને ઉપસ્તરોને કેવી રીતે ભરે છે તેનું વિગતવાર વર્ણન પૂરું પાડે છે.
બેરિયમ (પરમાણુ ક્રમાંક 56) માટે, ઇલેક્ટ્રોન નીચે મુજબ ગોઠવાયેલા છે:
-
પૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s^2$
-
સંક્ષિપ્ત (નોબલ ગેસ) ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી: સરળ બનાવવા માટે, બેરિયમ પહેલા આવતા નોબલ ગેસ, ઝેનોન (Xe, પરમાણુ ક્રમાંક 54) ની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણીનો મુખ્ય ભાગ તરીકે ઉપયોગ થાય છે. ઝેનોન માટેની ગોઠવણી $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6$ છે. તેથી, બેરિયમ માટે સંક્ષિપ્ત ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી આ પ્રમાણે છે: $[Xe] 6s^2$
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના કોષમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોન મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે અને તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો અને પ્રતિક્રિયાશીલતા નક્કી કરે છે.
બેરિયમની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી, $[Xe] 6s^2$, પરથી, સૌથી બહારનો કોષ 6ઠ્ઠો કોષ છે. આ કોષમાં, $6s$ કક્ષકમાં બે ઇલેક્ટ્રોન છે. તેથી, બેરિયમ પાસે 2 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ લાક્ષણિકતા બેરિયમને આવર્ત કોષ્ટકના ગ્રુપ 2 માં મૂકે છે, જેને આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે આ બે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને સરળતાથી ગુમાવીને +2 કેશન બનાવે છે.