મિટ્નેરિયમનો પરિચય
મિટ્નેરિયમ (પ્રતીક: Mt) એ 109 ના પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું એક કૃત્રિમ રાસાયણિક તત્વ છે. તે એક સુપરહેવી તત્વ છે, એટલે કે તે પૃથ્વી પર કુદરતી રીતે બનતું નથી અને માત્ર પ્રયોગશાળાઓમાં ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. ઑસ્ટ્રિયન-સ્વીડિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી લિઝ મિટ્નેરના નામ પરથી તેનું નામકરણ કરવામાં આવ્યું છે, તે અત્યંત અસ્થિર અને અત્યંત કિરણોત્સર્ગી છે. મિટ્નેરિયમના માત્ર થોડા જ પરમાણુઓનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે, અને તેના ગુણધર્મો મોટાભાગે સૈદ્ધાંતિક છે. તેના અત્યંત ટૂંકા અર્ધ-આયુષ્યને કારણે, તેના રાસાયણિક ગુણધર્મો સીધા અવલોકન કરવામાં આવ્યા નથી.
મિટ્નેરિયમની પરમાણુ રચના
મિટ્નેરિયમની પરમાણુ રચનાને સમજવામાં મૂળભૂત કણો (પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન, ઇલેક્ટ્રોન) ની સંખ્યા અને તેમની ગોઠવણી નક્કી કરવાનો સમાવેશ થાય છે.
પરમાણુ ક્રમાંક અને દળ ક્રમાંક
મિટ્નેરિયમનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) 109 છે. આ સંખ્યા તત્વને અનન્ય રીતે ઓળખે છે અને દરેક મિટ્નેરિયમ પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે. કારણ કે મિટ્નેરિયમ એક કૃત્રિમ તત્વ છે, તે ફક્ત આઇસોટોપ્સ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. મિટ્નેરિયમનો સૌથી સ્થિર જાણીતો આઇસોટોપ Meitnerium-278 (Mt-278) છે. આ આઇસોટોપ માટે દળ ક્રમાંક (A) 278 છે, જે ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે.
પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન
Meitnerium-278 ના તટસ્થ પરમાણુ માટે:
- પ્રોટોનની સંખ્યા: પ્રોટોનની સંખ્યા પરમાણુ ક્રમાંક જેટલી હોય છે, તેથી મિટ્નેરિયમમાં 109 પ્રોટોન હોય છે.
- ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: તટસ્થ પરમાણુમાં, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. તેથી, તટસ્થ મિટ્નેરિયમ પરમાણુમાં 109 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
- ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: ન્યુટ્રોનની સંખ્યા દળ ક્રમાંકમાંથી પરમાણુ ક્રમાંક બાદ કરીને ગણવામાં આવે છે. Mt-278 માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા 278 - 109 = 169 ન્યુટ્રોન છે.
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી ન્યુક્લિયસની આસપાસના પરમાણુ ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીનું વર્ણન કરે છે. મિટ્નેરિયમ જેવા ખૂબ ભારે તત્વો માટે, અગાઉના ઉમદા વાયુનો ઉપયોગ કરીને સંક્ષિપ્ત સંકેતનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે. મિટ્નેરિયમ (Z=109) પહેલાંનો ઉમદા વાયુ રેડોન (Rn, Z=86) છે.
તટસ્થ મિટ્નેરિયમ પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી નીચે મુજબ હોવાનું અનુમાન છે: [Rn] 5f¹⁴ 6d⁷ 7s²
આ ગોઠવણી દર્શાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન નીચે મુજબ ગોઠવાયેલા છે:
- કોર ઇલેક્ટ્રોન રેડોન (86 ઇલેક્ટ્રોન) જેવી જ ગોઠવણી ધરાવે છે.
- રેડોન કોર પછી, 5f સબશેલમાં 14 ઇલેક્ટ્રોન છે.
- પછી, 6d સબશેલમાં 7 ઇલેક્ટ્રોન છે.
- અંતે, 7s સબશેલમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન છે.
આનો સરવાળો કરતાં, 86 (Rn માંથી) + 14 + 7 + 2 = 109 ઇલેક્ટ્રોન, જે પરમાણુ ક્રમાંક સાથે મેળ ખાય છે.
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના શેલમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન છે, જે મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે. ડી-બ્લોકમાં સંક્રમણ ધાતુઓ અને સુપરહેવી તત્વો માટે, સૌથી બહારના s-ઇલેક્ટ્રોન અને છેલ્લા શેલમાંથી d-ઇલેક્ટ્રોન બંનેને ઘણીવાર વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ગણવામાં આવે છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી [Rn] 5f¹⁴ 6d⁷ 7s² ના આધારે, મિટ્નેરિયમના વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન નીચે મુજબ છે:
- 7s સબશેલમાં રહેલા 2 ઇલેક્ટ્રોન.
- 6d સબશેલમાં રહેલા 7 ઇલેક્ટ્રોન.
તેથી, મિટ્નેરિયમમાં 9 વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન (7s માંથી 2 અને 6d માંથી 7) હોવાનું અનુમાન છે, જે આવર્ત કોષ્ટકના ગ્રુપ 9 માં તેની સ્થિતિ સાથે સુસંગત છે, તેના હળવા કોંગેનર્સ કોબાલ્ટ અને રોડિયમ જેવા. આ ઇલેક્ટ્રોન કોઈપણ સૈદ્ધાંતિક રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે મુખ્યત્વે જવાબદાર હશે, જોકે તેની અત્યંત અસ્થિરતાને કારણે કોઈ અવલોકન કરવામાં આવ્યું નથી.