રેડિયમની અણુ રચના
રેડિયમ (Ra) એ 88 પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું એક કિરણોત્સર્ગી રાસાયણિક તત્વ છે. તે એક નરમ, ચાંદી જેવી સફેદ આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ છે જે હવાના સંપર્કમાં આવતા સરળતાથી ઝાંખી પડી જાય છે. તેની અણુ રચનાને સમજવી રસાયણશાસ્ત્રનો અભ્યાસ કરતા વિદ્યાર્થીઓ માટે, ખાસ કરીને કિરણોત્સર્ગીતા અને સામયિક વલણોના સંદર્ભમાં, મૂળભૂત છે.
રેડિયમના મુખ્ય અણુ ઘટકો
કોઈપણ તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) તેના અણુના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યા નક્કી કરે છે. તટસ્થ અણુ માટે, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. દળ સંખ્યા (A) ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે. રેડિયમનો સૌથી સ્થિર અને સામાન્ય આઇસોટોપ રેડિયમ-226 છે.
- પ્રોટોનની સંખ્યા: રેડિયમ (Ra) નો પરમાણુ ક્રમાંક 88 છે. તેથી, રેડિયમનો અણુ તેના ન્યુક્લિયસમાં 88 પ્રોટોન ધરાવે છે.
- ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: તટસ્થ રેડિયમ અણુમાં, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. આમ, એક તટસ્થ રેડિયમ અણુ 88 ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
- ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: રેડિયમ-226 (²²⁶Ra) આઇસોટોપ માટે, દળ સંખ્યા 226 છે. ન્યુટ્રોનની સંખ્યા પરમાણુ ક્રમાંકને દળ સંખ્યામાંથી બાદ કરીને ગણવામાં આવે છે (A - Z). ન્યુટ્રોનની સંખ્યા = 226 (દળ સંખ્યા) - 88 (પરમાણુ ક્રમાંક) = 138 ન્યુટ્રોન. એ નોંધવું અગત્યનું છે કે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા રેડિયમના વિવિધ આઇસોટોપ્સ માટે અલગ હોઈ શકે છે, પરંતુ 138 ન્યુટ્રોન ²²⁶Ra આઇસોટોપમાં હાજર હોય છે.
રેડિયમની ઇલેક્ટ્રોન રચના
ઇલેક્ટ્રોન રચના એ અણુના પરમાણુ ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીનું વર્ણન કરે છે. 88 ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા રેડિયમ માટે, તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના આઉફબાઉ સિદ્ધાંત, હન્ડના નિયમ અને પાઉલી અપવર્જન સિદ્ધાંતને અનુસરે છે.
ભારે તત્વો માટે, સામાન્ય રીતે સંક્ષિપ્ત અથવા ઉમદા વાયુ સંકેતનો ઉપયોગ થાય છે, જે અગાઉના ઉમદા વાયુની ઇલેક્ટ્રોન રચનાનો સંદર્ભ આપે છે. રેડિયમ પહેલાનો ઉમદા વાયુ રેડોન (Rn) છે, જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 86 છે. તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ છે.
રેડોન (86 ઇલેક્ટ્રોન) ની ઇલેક્ટ્રોન રચના પછી, રેડિયમના બાકીના 2 ઇલેક્ટ્રોન આગામી ઉપલબ્ધ શેલ ભરે છે. રેડિયમ આવર્ત કોષ્ટકના પિરિયડ 7 માં સ્થિત છે.
રેડિયમની સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન રચના આ પ્રમાણે છે: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s²
રેડિયમ માટે સંક્ષિપ્ત ઇલેક્ટ્રોન રચના આ પ્રમાણે છે: [Rn] 7s²
આ સૂચવે છે કે અંદરના 86 ઇલેક્ટ્રોન રેડોન અણુ જેવા ગોઠવાયેલા છે, અને બહારના 2 ઇલેક્ટ્રોન 7s સબશેલને ભરે છે.
રેડિયમના વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન
વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન એ અણુના સૌથી બહારના શેલમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોન મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે અને તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.
રેડિયમ માટે, સૌથી બહારનું મુખ્ય ઊર્જા સ્તર 7મું શેલ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના [Rn] 7s² પરથી નક્કી કર્યા મુજબ, 7s સબશેલ સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
તેથી, રેડિયમમાં 2 વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ (ગ્રુપ 2 તત્વ) હોવાને કારણે, રેડિયમ સામાન્ય રીતે આ બે વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનને ગુમાવીને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં +2 (Ra²⁺) ના ચાર્જ સાથે ધન આયન બનાવે છે, જે ઉમદા વાયુ રેડોન જેવી સ્થિર ઇલેક્ટ્રોન રચના પ્રાપ્ત કરે છે. રેડિયમ કુદરતી રીતે યુરેનિયમ અયસ્કમાં ઓછી માત્રામાં જોવા મળે છે, જેમ કે ઝારખંડ, ભારતના પ્રદેશોમાં જોવા મળતા ખનિજ થાપણોમાં.