ઇન્ડિયમનો પરિચય
ઇન્ડિયમ, જેનું રાસાયણિક પ્રતીક In છે, તે એક નરમ, ચાંદી-સફેદ ધાત્વિક તત્વ છે. તે આવર્ત કોષ્ટકના જૂથ 13 અને આવર્ત 5 માં સ્થિત છે. તેનો અણુ ક્રમાંક 49 છે. ઇન્ડિયમ તેના પ્રમાણમાં નીચા ગલનબિંદુ અને કાચને ભીનો કરવાની ક્ષમતા માટે જાણીતું છે, જે તેને વિવિધ વિશિષ્ટ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગી બનાવે છે.
મૂળભૂત અણુ કણો
કોઈપણ તત્વની અણુ રચના તેમાં રહેલા પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
પ્રોટોન
તત્વનો અણુ ક્રમાંક સીધી રીતે પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યાને અનુરૂપ છે. ઇન્ડિયમ માટે, અણુ ક્રમાંક 49 છે.
- ઇન્ડિયમમાં પ્રોટોનની સંખ્યા: 49
ઇલેક્ટ્રોન
તટસ્થ પરમાણુમાં, ન્યુક્લિયસની આસપાસ ભ્રમણ કરતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. ઇન્ડિયમનો પરમાણુ વિદ્યુત રીતે તટસ્થ હોવાથી, તેમાં સમાન સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન હોય છે.
- તટસ્થ ઇન્ડિયમ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 49
ન્યુટ્રોન
પરમાણુમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા તત્વના આઇસોટોપ્સ વચ્ચે બદલાઈ શકે છે. ન્યુટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે, અણુ દળ (અથવા ચોક્કસ આઇસોટોપ માટે દળ સંખ્યા) નો ઉપયોગ થાય છે. ઇન્ડિયમનો સૌથી પ્રચુર અને સ્થિર આઇસોટોપ ઇન્ડિયમ-115 છે. દળ સંખ્યા (A) ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે.
- ઇન્ડિયમ-115 માટે દળ સંખ્યા (A) = 115
- અણુ ક્રમાંક (Z) = 49 (પ્રોટોનની સંખ્યા)
- ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = A - Z = 115 - 49 = 66
- ઇન્ડિયમ-115 માં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: 66
ઇન્ડિયમની ઇલેક્ટ્રોન સંરચના
ઇલેક્ટ્રોન સંરચના પરમાણુ કક્ષાઓ અને ન્યુક્લિયસની આસપાસના સબશેલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીનું વર્ણન કરે છે. ઇન્ડિયમ (અણુ ક્રમાંક 49) માટે, 49 ઇલેક્ટ્રોન ઔફ્બૌ સિદ્ધાંત, પાઉલી અપવર્જન સિદ્ધાંત અને હુંડના નિયમ અનુસાર ઉપલબ્ધ ઉર્જા સ્તરોને ભરે છે.
ઇન્ડિયમ માટે સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન સંરચના છે: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^1$
વધુ સંક્ષિપ્ત સ્વરૂપ, જેને નોબલ ગેસ સંરચના તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે કોર ઇલેક્ટ્રોનનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે અગાઉના નોબલ ગેસના પ્રતીકનો ઉપયોગ કરે છે. ઇન્ડિયમ માટે, અગાઉનો નોબલ ગેસ ક્રિપ્ટોન (Kr) છે, જેનો અણુ ક્રમાંક 36 છે. ઇન્ડિયમ માટે નોબલ ગેસ સંરચના છે: $[\text{Kr}] 4d^{10} 5s^2 5p^1$
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના શેલમાં સ્થિત ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોન મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે અને તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.
ઇન્ડિયમ માટે, તેની નોબલ ગેસ ઇલેક્ટ્રોન સંરચના $[\text{Kr}] 4d^{10} 5s^2 5p^1$ ની તપાસ કરતા, સૌથી બહારનું મુખ્ય ઉર્જા સ્તર $n=5$ છે. $5s$ અને $5p$ સબશેલ્સમાંના ઇલેક્ટ્રોન વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન છે. $4d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક-શેલ ઇલેક્ટ્રોન ગણવામાં આવે છે કારણ કે $4d$ સબશેલ સંપૂર્ણપણે ભરાયેલું છે અને $n=5$ શેલની અંદર આવેલું છે.
- $5s$ સબશેલમાં ઇલેક્ટ્રોન: 2
- $5p$ સબશેલમાં ઇલેક્ટ્રોન: 1
- ઇન્ડિયમ માટે કુલ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 3
ત્રણ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની આ ગણતરી આવર્ત કોષ્ટકના જૂથ 13 માં ઇન્ડિયમની સ્થિતિ સાથે સુસંગત છે, જ્યાં તત્વો સામાન્ય રીતે +3 ની વેલેન્સી દર્શાવે છે.
એપ્લિકેશન્સ અને ઉપલબ્ધતા
ઇન્ડિયમ એક પ્રમાણમાં દુર્લભ તત્વ છે. તે મુખ્યત્વે ઝીંકના શુદ્ધિકરણ દરમિયાન અને, ઓછા પ્રમાણમાં, સીસા અને તાંબાના અયસ્કમાંથી આડપેદાશ તરીકે પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે. ભારતમાં ઇન્ડિયમનું મોટા પાયે ખાણકામ સામાન્ય રીતે થતું નથી, તેમ છતાં તત્વના અનન્ય ગુણધર્મો તેને ભારતીય બજારને સેવા આપતા ઘણા હાઇ-ટેક ઉદ્યોગો માટે નિર્ણાયક બનાવે છે. તેની સૌથી નોંધપાત્ર એપ્લિકેશન ઇન્ડિયમ ટીન ઓક્સાઇડ (ITO) ના સ્વરૂપમાં છે, જેનો ઉપયોગ લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ ડિસ્પ્લે (LCDs), ટચસ્ક્રીન અને સ્માર્ટફોન, ટેબ્લેટ અને ભારતમાં ટેલિવિઝન જેવા અન્ય ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે પારદર્શક, વિદ્યુત વાહક કોટિંગ તરીકે થાય છે. ઇન્ડિયમનો ઉપયોગ CIGS (કોપર ઇન્ડિયમ ગેલિયમ સેલેનાઇડ) સૌર કોષોના ઉત્પાદનમાં પણ થાય છે, જે વધતા નવીનીકરણીય ઉર્જા ક્ષેત્રમાં ફાળો આપે છે, અને વિશિષ્ટ નીચા-ગલનબિંદુવાળી મિશ્ર ધાતુઓમાં અને સેમિકન્ડક્ટરમાં ડોપન્ટ તરીકે પણ થાય છે।