નિહોનિયમના પરમાણુ બંધારણને સમજવું
નિહોનિયમ (Nh) એ 113 પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું એક કૃત્રિમ રાસાયણિક તત્વ છે. તે અત્યંત અલ્પજીવી તત્વ છે, એટલે કે તે પૃથ્વી પર કુદરતી રીતે બનતું નથી અને પરમાણુ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ફક્ત પ્રયોગશાળાઓમાં જ બનાવી શકાય છે. જાપાન માટેના બે જાપાનીઝ નામોમાંથી એક “નિહોન” પરથી નિહોનિયમનું નામ રાખવામાં આવ્યું છે, જે RIKEN ખાતેના જાપાની વૈજ્ઞાનિકોના અગ્રણી કાર્યને સ્વીકારે છે જેમણે તેની શોધ કરી હતી. એક સુપરહેવી તત્વ તરીકે, તેની રાસાયણિક ગુણધર્મો તેની અત્યંત અસ્થિરતાને કારણે મોટાભાગે સૈદ્ધાંતિક છે, જેમાં સૌથી લાંબા સમય સુધી જીવતો આઇસોટોપ માત્ર લગભગ 10 સેકન્ડનો અર્ધ-આયુષ્ય ધરાવે છે.
નિહોનિયમ પરમાણુમાં મૂળભૂત કણો
નિહોનિયમનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) 113 છે. આ સંખ્યા તત્વને વ્યાખ્યાયિત કરે છે અને સીધી રીતે ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે. તટસ્થ પરમાણુ માટે, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે.
- પ્રોટોનની સંખ્યા: 113
- ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 113 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે, વિશિષ્ટ આઇસોટોપનો દળ ક્રમાંક (A) જરૂરી છે. નિહોનિયમનો સૌથી સ્થિર જાણીતો આઇસોટોપ નિહોનિયમ-286 ($^{286}$Nh) છે. દળ ક્રમાંક ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ ગણતરી રજૂ કરે છે.
- $^{286}$Nh માટે દળ ક્રમાંક (A): 286
- ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: દળ ક્રમાંક - પરમાણુ ક્રમાંક = A - Z = 286 - 113 = 173
આમ, નિહોનિયમ-286 ના તટસ્થ પરમાણુમાં 113 પ્રોટોન, 113 ઇલેક્ટ્રોન અને 173 ન્યુટ્રોન હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન રચના
ઇલેક્ટ્રોન રચના એ વર્ણવે છે કે પરમાણુ ભ્રમણકક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોન કેવી રીતે વિતરિત થાય છે. નિહોનિયમ જેવા સુપરહેવી તત્વો માટે, ઇલેક્ટ્રોન રચનાનો અંદાજ ઔફબાઓ સિદ્ધાંત અને હુન્ડના નિયમ પર આધાર રાખીને કરી શકાય છે, જોકે સંબંધિત અસરો નોંધપાત્ર બને છે અને અપેક્ષિત ક્રમને સહેજ બદલી શકે છે.
નિહોનિયમ (Z=113) માટે અનુમાનિત ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોન રચનાને રજૂઆતને સરળ બનાવવા માટે ઉમદા વાયુ સંકેતનો ઉપયોગ કરીને લખી શકાય છે, જે નજીકના ઉમદા વાયુ, રેડોન (Rn) થી શરૂ થાય છે, જેમાં 86 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન રચના: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p³
ઉમદા વાયુ સંકેત: [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p³
આ રચના દર્શાવે છે કે રેડોન સુધી ભ્રમણકક્ષાઓ ભર્યા પછી, ઇલેક્ટ્રોન 5f, 6d, 7s અને 7p સબશેલમાં સ્થાન પામે છે. ખાસ કરીને, 5f સબશેલમાં 14 ઇલેક્ટ્રોન, 6d સબશેલમાં 10 ઇલેક્ટ્રોન, 7s સબશેલમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન અને 7p સબશેલમાં 3 ઇલેક્ટ્રોન છે.
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન કોષમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ એ ઇલેક્ટ્રોન છે જે મુખ્યત્વે તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો અને રાસાયણિક બંધ બનાવવાની તેની ક્ષમતા નક્કી કરે છે.
નિહોનિયમ માટે, સૌથી બહારનું કોષ સાતમું કોષ (n=7) છે. આ કોષમાં ઇલેક્ટ્રોન 7s અને 7p સબશેલમાં જોવા મળે છે.
- 7s સબશેલમાં ઇલેક્ટ્રોન: 2
- 7p સબશેલમાં ઇલેક્ટ્રોન: 3
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા આ સૌથી બહારના સબશેલ્સમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનનો સરવાળો છે.
કુલ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન: 2 (7s માંથી) + 3 (7p માંથી) = 5
આ નિહોનિયમને આવર્ત કોષ્ટકના ગ્રુપ 13 માં મૂકે છે, બોરોન, એલ્યુમિનિયમ અને ઇન્ડિયમ જેવા તત્વોની સાથે, જેમાં તેમના સંબંધિત p-સબશેલ્સમાં ત્રણ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન અને સૌથી બહારના ઉર્જા સ્તરના s-સબશેલ્સમાં બે હોય છે, જે તેમને s અને p સબશેલ સહિત કુલ પાંચ ઇલેક્ટ્રોન આપે છે. જોકે તે ઔપચારિક રીતે ગ્રુપ 13 માં મૂકવામાં આવ્યું છે, પરંતુ તેનું અપેક્ષિત રસાયણ, તેના અત્યંત દળ અને સંબંધિત અસરોને જોતાં, તેના હળવા સભ્યોથી અલગ હોઈ શકે છે.