સેલેનિયમનો પરિચય
સેલેનિયમ (Se) એ પરમાણુ ક્રમાંક 34 ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે. તેને અધાતુ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે અને તે આવર્ત કોષ્ટકના 16મા સમૂહનો (જેને ચેલ્કોજન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) સભ્ય છે. તેના મૂળભૂત સ્વરૂપમાં, સેલેનિયમ ઘણા અપરરૂપો તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, જેમાં ગ્રે, ધાતુ સ્વરૂપ અને લાલ અથવા કાળા નિરાકાર સ્વરૂપોનો સમાવેશ થાય છે. આ તત્વ અનન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે, જે તેને ઇલેક્ટ્રોનિક્સથી લઈને બાયોલોજી સુધીના વિવિધ કાર્યક્રમોમાં મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે.
સેલેનિયમની પરમાણુ રચના
પરમાણુ રચના તત્વના મૂળભૂત લક્ષણોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. સેલેનિયમ માટે, આમાં પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોનની ચોક્કસ ગોઠવણી શામેલ છે.
પરમાણુ ક્રમાંક અને દળ
તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) એ પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં જોવા મળતા પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે. સેલેનિયમ માટે, પરમાણુ ક્રમાંક 34 છે. તત્વનું પરમાણુ દળ તેના કુદરતી રીતે બનતા સમસ્થાનિકોના દળની ભારિત સરેરાશ છે. જ્યારે સેલેનિયમનું સરેરાશ પરમાણુ દળ આશરે 78.96 પરમાણુ દળ એકમો (amu) છે, ત્યારે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે, તેના સૌથી પ્રચલિત સ્થિર સમસ્થાનિક, સેલેનિયમ-80 ના દળ ક્રમાંકનો ઉલ્લેખ કરવો સામાન્ય છે.
પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન
સેલેનિયમના તટસ્થ પરમાણુ માટે, પ્રોટોનની સંખ્યા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. ન્યુટ્રોનની સંખ્યા સમસ્થાનિકોમાં બદલાય છે.
- પ્રોટોન: એક તટસ્થ સેલેનિયમ પરમાણુ તેના ન્યુક્લિયસમાં 34 પ્રોટોન ધરાવે છે. આ સંખ્યા તત્વને સેલેનિયમ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે.
- ઇલેક્ટ્રોન: એક તટસ્થ સેલેનિયમ પરમાણુમાં, ન્યુક્લિયસની આસપાસ 34 ઇલેક્ટ્રોન ભ્રમણ કરે છે, જે પ્રોટોનના ધન વિદ્યુતભારને સંતુલિત કરે છે.
- ન્યુટ્રોન: સૌથી સામાન્ય સ્થિર સમસ્થાનિક, સેલેનિયમ-80 (⁸⁰Se) માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા પરમાણુ ક્રમાંકને દળ ક્રમાંકમાંથી બાદ કરીને ગણવામાં આવે છે: 80 - 34 = 46 ન્યુટ્રોન.
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી પરમાણુના પરમાણુ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીનું વર્ણન કરે છે. આ ગોઠવણી તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.
કક્ષા-વાર વિતરણ
સેલેનિયમ પરમાણુના 34 ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ વિવિધ ઉર્જા સ્તરો અથવા કક્ષાઓ રોકે છે. સેલેનિયમ માટેની સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી આ પ્રમાણે છે: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
આને આર્ગોન (Ar) ની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણીનો ઉલ્લેખ કરીને, જે 18 ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે, ઉમદા વાયુ સંકેતનો ઉપયોગ કરીને પણ વ્યક્ત કરી શકાય છે: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
આ સંકેત સૂચવે છે કે પ્રથમ 18 ઇલેક્ટ્રોન આર્ગોન પરમાણુની જેમ ગોઠવાયેલા છે, ત્યારબાદ બાકીના ઇલેક્ટ્રોન ઉચ્ચ ઉર્જા કક્ષકોમાં ગોઠવાયેલા છે.
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના કવચમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ એ ઇલેક્ટ્રોન છે જે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે અને તત્વની પ્રતિક્રિયાત્મકતા મોટાભાગે નક્કી કરે છે. સેલેનિયમ માટે, સૌથી બહારનું મુખ્ય ઉર્જા સ્તર n=4 છે.
- 4s અને 4p કક્ષકોમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન સંયોજકતા કવચ બનાવે છે.
- સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = 4s કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન + 4p કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન = 2 + 4 = 6. આમ, સેલેનિયમ 6 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. આ સમજાવે છે કે શા માટે સેલેનિયમ, સમૂહ 16 ના અન્ય તત્વો (ઓક્સિજન, સલ્ફર, ટેલુરિયમ) ની જેમ, સ્થિર અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે બે ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને અથવા ઇલેક્ટ્રોનનું વિભાજન કરીને સંયોજનો બનાવે છે.
મહત્વ અને ઉપયોગો
સેલેનિયમ તેના અનન્ય અર્ધવાહક અને ફોટોકન્ડક્ટિવ ગુણધર્મોને કારણે વિવિધ કાર્યક્રમો ધરાવે છે. ઐતિહાસિક રીતે, તેનો ઉપયોગ રેક્ટિફાયર અને ફોટોસેલમાં થતો હતો, જેણે આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે માર્ગ મોકળો કર્યો હતો. ભારતમાં, વિશ્વના ઘણા ભાગોની જેમ, જમીનમાં સેલેનિયમની હાજરી કૃષિને અસર કરે છે. તે મનુષ્યો અને પ્રાણીઓ માટે એક આવશ્યક સૂક્ષ્મ તત્વ છે, જે જૈવિક પ્રક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, અને સેલેનિયમ સમૃદ્ધ પ્રદેશોમાં ઉગાડવામાં આવતા અમુક ખાદ્ય પાકોમાં તે ઘણીવાર હાજર હોય છે. જોકે, વધુ પડતી માત્રા ઝેરી હોઈ શકે છે. ઔદ્યોગિક રીતે, તેનો ઉપયોગ કાચ અને સિરામિક્સ માટેના પિગમેન્ટમાં થાય છે, જે રુબી-લાલ રંગ આપે છે, અને કેટલાક ફોટોગ્રાફિક સામગ્રીમાં પણ તેનો ઉપયોગ થાય છે।