Iridium (Ir) - પરમાણુ બંધારણ

ઇરીડીયમને સમજવું: એક અણુ દૃષ્ટિકોણ

ઇરીડીયમ, જેને Ir પ્રતીકથી દર્શાવવામાં આવે છે, તે 77 ના પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું એક રાસાયણિક તત્વ છે. તે પ્લેટિનમ જૂથની એક સઘન, ખૂબ જ સખત, બરડ, ચાંદી-સફેદ સંક્રાંતિ ધાતુ છે. ઊંચા તાપમાને પણ કાટ સામે તેની અત્યંત પ્રતિકાર શક્તિ માટે જાણીતું, ઇરીડીયમ કુદરતી રીતે જોવા મળતા સૌથી ગીચ તત્વોમાંનું એક છે. તેના ગુણધર્મો તેને વિશિષ્ટ એપ્લિકેશન્સમાં મૂલ્યવાન બનાવે છે, જેમાંથી કેટલીક ભારતમાં સહિત વૈશ્વિક સ્તરે વિવિધ અદ્યતન ઉદ્યોગો માટે સુસંગત છે.

ઇરીડીયમની અણુ રચના

ઇરીડીયમની અણુ રચના તેના ઘટક સબએટોમિક કણો અને તેમની ગોઠવણીનું પરીક્ષણ કરીને સમજી શકાય છે.

પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન

1. પ્રોટોન: કોઈપણ તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) તેના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યા નક્કી કરે છે. ઇરીડીયમ માટે, પરમાણુ ક્રમાંક 77 છે. તેથી, એક ઇરીડીયમ અણુમાં 77 પ્રોટોન હોય છે.
2. ઇલેક્ટ્રોન: તટસ્થ અણુમાં, ન્યુક્લિયસની ફરતે ફરતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. આમ, એક તટસ્થ ઇરીડીયમ અણુમાં 77 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
3. ન્યુટ્રોન: અણુમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા બદલાઈ શકે છે, જેના કારણે તત્વના વિવિધ આઇસોટોપ બને છે. આઇસોટોપનો દળ ક્રમાંક (A) ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે (A = પ્રોટોન + ન્યુટ્રોન). ઇરીડીયમના સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ, ઇરીડીયમ-192 માટે, દળ ક્રમાંક 192 છે. ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = દળ ક્રમાંક - પરમાણુ ક્રમાંક ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = 192 - 77 = 115 ન્યુટ્રોન (ઇરીડીયમ-192 માટે). કુદરતી ઇરીડીયમ બે સ્થિર આઇસોટોપ્સ, ઇરીડીયમ-191 અને ઇરીડીયમ-193 નું મિશ્રણ છે. Ir-191 માટે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા 114 અને Ir-193 માટે 116 હશે.

ઇલેક્ટ્રોન રચના

ઇલેક્ટ્રોન રચના એ પરમાણુ ઓર્બિટલ્સમાં પરમાણુ અથવા અણુના ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ વર્ણવે છે. ઇરીડીયમ (Z=77) માટે, ઇલેક્ટ્રોન રચના આફબાઉ સિદ્ધાંત, હુંડના નિયમ અને પાઉલી અપવર્જન સિદ્ધાંતને અનુસરે છે.

ઇરીડીયમ માટે સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s^2 4f^{14} 5d^7$

સરળતા માટે ઉમદા ગેસ નોટેશનનો ઉપયોગ કરીને, અગાઉનો ઉમદા ગેસ ઝેનોન (Xe) છે, જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 54 છે. ઝેનોન માટે ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6$ છે.

તેથી, ઇરીડીયમ માટે સંક્ષિપ્ત ઇલેક્ટ્રોન રચના છે: $[Xe] 4f^{14} 5d^7 6s^2$

આ રચના દર્શાવે છે કે ઝેનોનના સ્થિર ઇલેક્ટ્રોન કોર પછી, 4f સબશેલમાં 14 ઇલેક્ટ્રોન, 5d સબશેલમાં 7 ઇલેક્ટ્રોન અને 6s સબશેલમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન છે. 4f સબશેલ, જે f-બ્લોક તત્વોનો છે, તે ઇરીડીયમ જેવી સંક્રાંતિ ધાતુઓમાં 5d સબશેલ પહેલા ભરાય છે.

વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન

વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના શેલમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન છે જે રાસાયણિક બંધનમાં ભાગ લે છે. ઇરીડીયમ જેવી સંક્રાંતિ ધાતુઓ માટે, વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનમાં સામાન્ય રીતે સૌથી બહારના s સબશેલના ઇલેક્ટ્રોન અને અંતિમ શેલના આંશિક રીતે ભરેલા d સબશેલનો સમાવેશ થાય છે.

ઇરીડીયમની ઇલેક્ટ્રોન રચના, $[Xe] 4f^{14} 5d^7 6s^2$ માંથી:

• સૌથી બહારનો શેલ 6ઠ્ઠો શેલ છે, જેમાં $6s^2$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
• 5d સબશેલ, ભલે તે સૌથી બહારનો મુખ્ય ઊર્જા સ્તર ન હોય, તે આંશિક રીતે ભરેલો છે ($5d^7$) અને આ ઇલેક્ટ્રોન બંધનમાં ભાગ લઈ શકે છે, જે સંક્રાંતિ ધાતુઓની લાક્ષણિક વિશેષતા છે.
• 4f સબશેલ સંપૂર્ણપણે ભરેલો છે ($4f^{14}$) અને તેને સામાન્ય રીતે કોર ઇલેક્ટ્રોનનો ભાગ ગણવામાં આવે છે, જે તેની ઊંડી પ્રવેશ અને શીલ્ડીંગ અસરને કારણે સામાન્ય રીતે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેતો નથી.

આમ, ઇરીડીયમ માટે વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન $6s^2$ ઇલેક્ટ્રોન અને $5d^7$ ઇલેક્ટ્રોન છે. કુલ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = 2 (6s માંથી) + 7 (5d માંથી) = 9 વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન. ઇરીડીયમ વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે, જેમાં ઘણીવાર +3 અને +4 નો સમાવેશ થાય છે, જે તેના 5d અને 6s ઇલેક્ટ્રોનના બંધનમાં સામેલગીરી સાથે સુસંગત છે.