ઝીંક (Zn) નો પરિચય
ઝીંક એ ચાંદી-સફેદ ધાતુમય તત્વ છે જે Zn પ્રતીક દ્વારા ઓળખાય છે. તેનો પરમાણુ ક્રમાંક 30 છે અને તે આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ 12 (d-બ્લોક તત્વો અથવા સંક્રાંતિ ધાતુઓ) અને આવર્ત 4 માં આવેલો છે. ઝીંક એક મહત્વપૂર્ણ ઔદ્યોગિક ધાતુ છે, જેના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ છે. ભારતમાં, લોખંડ અને સ્ટીલના કાટને રોકવા માટે ગેલ્વેનાઇઝેશનમાં ઝીંકનો નોંધપાત્ર ઉપયોગ થાય છે, જે છતના પતરાં અને વાડ માટે સામાન્ય પ્રક્રિયા છે. તે પિત્તળ જેવી મિશ્ર ધાતુઓનો પણ મુખ્ય ઘટક છે, જેનો પરંપરાગત રીતે વાસણો અને સુશોભનની વસ્તુઓ બનાવવા માટે ઉપયોગ થાય છે. આ ઉપરાંત, ઝીંક જૈવિક કાર્યો માટે એક આવશ્યક ટ્રેસ તત્વ છે, જે દાળ, બદામ અને આખા અનાજ જેવા ઘણા સામાન્ય ભારતીય ખોરાકમાં જોવા મળે છે.
ઝીંકનો પરમાણુ ક્રમાંક અને દળ સંખ્યા
કોઈ તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) પરમાણુના કેન્દ્રમાં હાજર પ્રોટોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે. ઝીંક માટે, પરમાણુ ક્રમાંક (Z) 30 છે. આનો અર્થ એ છે કે ઝીંકના દરેક તટસ્થ પરમાણુમાં 30 પ્રોટોન હોય છે.
દળ સંખ્યા (A) પરમાણુના કેન્દ્રમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યાનો ઉલ્લેખ કરે છે. ઝીંકનો સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિક ઝીંક-65 છે. તેથી, તેની દળ સંખ્યા (A) 65 છે.
ઝીંક-65 માં ઉપપરમાણુ કણોની સંખ્યા
ઝીંક-65 ના તટસ્થ પરમાણુ માટે:
- પ્રોટોનની સંખ્યા: પ્રોટોનની સંખ્યા પરમાણુ ક્રમાંક જેટલી હોય છે.
- પ્રોટોન = 30
- ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: તટસ્થ પરમાણુમાં, વિદ્યુત તટસ્થતા જાળવી રાખવા માટે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે.
- ઇલેક્ટ્રોન = 30
- ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: ન્યુટ્રોનની સંખ્યા દળ સંખ્યામાંથી પરમાણુ ક્રમાંક બાદ કરીને ગણી શકાય છે.
- ન્યુટ્રોન = દળ સંખ્યા (A) - પરમાણુ ક્રમાંક (Z)
- ન્યુટ્રોન = 65 - 30 = 35
આમ, ઝીંક-65 ના તટસ્થ પરમાણુમાં 30 પ્રોટોન, 30 ઇલેક્ટ્રોન અને 35 ન્યુટ્રોન હોય છે.
ઝીંકની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી
ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી પરમાણુની અણુ કક્ષાઓમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીનું વર્ણન કરે છે. ઝીંક માટે, 30 ઇલેક્ટ્રોન સાથે, ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી આઉફબાઉ સિદ્ધાંત, હુંડના નિયમ અને પાઉલીના અપવર્જન સિદ્ધાંતને અનુસરે છે.
તટસ્થ ઝીંક પરમાણુ (Z=30) માટે સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી આ પ્રમાણે છે: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10}$
વૈકલ્પિક રીતે, ઉમદા વાયુ સંકેતનો ઉપયોગ કરીને, સંક્ષિપ્ત ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી આ પ્રમાણે છે: $[Ar] 4s^2 3d^{10}$
આ ગોઠવણી સૂચવે છે કે પ્રથમ 18 ઇલેક્ટ્રોન આર્ગોનની ગોઠવણી સુધીની કક્ષાઓ ભરે છે. બાકીના 12 ઇલેક્ટ્રોન પછી 4s કક્ષાને સંપૂર્ણપણે (2 ઇલેક્ટ્રોન) અને ત્યારબાદ 3d કક્ષાને સંપૂર્ણપણે (10 ઇલેક્ટ્રોન) ભરે છે. $3d^{10}$ ગોઠવણી સંપૂર્ણ ભરાયેલી અને સ્થિર d-ઉપકક્ષા દર્શાવે છે.
ઝીંકના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના કોષમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે. ઝીંક માટે, 3d ઉપકક્ષા 4s ઉપકક્ષા પછી ભરાયેલી હોવા છતાં, 4s ઇલેક્ટ્રોનને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન તરીકે ગણવામાં આવે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે 4s કક્ષા સૌથી ઊંચા મુખ્ય ઊર્જા સ્તરમાં (n=4) છે અને તેથી તે સૌથી બહારનો કોષ છે.
ઝીંકમાં 4s કક્ષામાં આવેલા 2 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન આ બે ઇલેક્ટ્રોન સરળતાથી ગુમાવીને સ્થિર $Zn^{2+}$ આયન બને છે, જે સ્યુડો-નોબલ ગેસ ગોઠવણી ($[Ar] 3d^{10}$) ધરાવે છે. સંપૂર્ણ ભરાયેલી 3d ઉપકક્ષા $Zn^{2+}$ આયનની સાપેક્ષ સ્થિરતામાં ફાળો આપે છે.