Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
આર્સેનિક (As) પુનરાવર્તન માર્ગદર્શિકા
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Arsenic - p-block - Group 15 - Atomic Structure - Chemical Properties - JEE - NEET - CBSE - ICSE
પરમાણુ મોડેલ વિગતો
આર્સેનિક (As) એ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ 15 અને આવર્ત 4 નો p-બ્લોક તત્વ છે. તે મેટલોઇડના ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
મૂળભૂત કણો
- પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 33
- દળ ક્રમાંક (A): આશરે 75 (સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ, આર્સેનિક-75 માટે)
- પ્રોટોનની સંખ્યા: 33
- ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 33 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
- ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: 42 (આર્સેનિક-75 માટે, A - Z તરીકે ગણતરી કરેલ)
પરમાણુ કદ
- સહસંયોજક ત્રિજ્યા: 119 pm
- વાન ડર વાલ્સ ત્રિજ્યા: 185 pm
- ધાત્વિક ત્રિજ્યા: 124.5 pm
ઇલેક્ટ્રોન રચના અને કવચ આકૃતિ
ઇલેક્ટ્રોન રચના
- ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોન રચના:
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p³ - કક્ષકીય રચના:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p³
કવચ આકૃતિ રજૂઆત
ઇલેક્ટ્રોન રચના દર્શાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ઉર્જા કવચ (K, L, M, N, વગેરે) માં કેવી રીતે વિતરિત થાય છે:
- K-કવચ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન (
1s²) - L-કવચ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન (
2s² 2p⁶) - M-કવચ (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન (
3s² 3p⁶ 3d¹⁰) - N-કવચ (n=4): 5 ઇલેક્ટ્રોન (
4s² 4p³)
સંયોજકતા કવચ: સૌથી બહારના કવચ (N-કવચ) માં 5 ઇલેક્ટ્રોન (4s² 4p³) હોય છે. આ રચના, ખાસ કરીને અર્ધ-ભરેલું p-ઉપકવચ (4p³), આર્સેનિકની સંબંધિત સ્થિરતા અને તેની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ (+3, +5, -3) માં ફાળો આપે છે.
આવર્તનીય વલણો
આયનીકરણ એન્થાલ્પી
- પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી: 947 kJ/mol
- સમૂહ 15 માં વલણ: સમૂહ 15 માં નીચે જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે ઘટે છે. આર્સેનિકનું મૂલ્ય ફોસ્ફરસ (1012 kJ/mol) કરતાં ઓછું પરંતુ એન્ટિમની (834 kJ/mol) કરતાં વધારે છે. આ ઘટાડો વધતા પરમાણુ કદ અને અંદરના ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા વધતી શિલ્ડિંગ અસરને કારણે થાય છે, જે વધતા કેન્દ્રીય વીજભાર છતાં સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાનું સરળ બનાવે છે.
વિદ્યુતઋણતા (પૌલિંગ સ્કેલ)
- વિદ્યુતઋણતા: 2.18
- સમૂહ 15 માં વલણ: સમૂહ 15 માં નીચે જતાં વિદ્યુતઋણતા સામાન્ય રીતે ઘટે છે. આર્સેનિક ફોસ્ફરસ (2.19) કરતાં ઓછો વિદ્યુતઋણ છે પરંતુ એન્ટિમની (2.05) કરતાં વધુ વિદ્યુતઋણ છે. આ વલણ વધતા પરમાણુ કદ અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પરના કેન્દ્રીય આકર્ષણમાં ઘટાડા સાથે સુસંગત છે.
ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી
- ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: -78 kJ/mol
- સમૂહ 15 માં વલણ: સમૂહ 15 માં નીચે જતાં ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ઓછી ઋણ (અથવા વધુ ધન) બને છે. આર્સેનિકનું મૂલ્ય ફોસ્ફરસ (-72 kJ/mol, જોકે કેટલાક સ્ત્રોતો P ને સહેજ વધુ ઋણ દર્શાવે છે) કરતાં ઓછું ઋણ અને એન્ટિમની (-101 kJ/mol, ફરીથી, કેટલાક સ્ત્રોતો ભિન્ન હોય છે) કરતાં વધુ ઋણ છે. આ દર્શાવે છે કે પરમાણુ કદ વધવાથી અને સંયોજકતા કવચમાં ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન પ્રતિકર્ષણ કેન્દ્રીય આકર્ષણની તુલનામાં વધુ નોંધપાત્ર બનતા વધારાના ઇલેક્ટ્રોનને સ્વીકારવાની વૃત્તિ ઘટે છે.
પરમાણુ ત્રિજ્યા
- સહસંયોજક ત્રિજ્યા: 119 pm
- સમૂહ 15 માં વલણ: સમૂહ 15 માં નીચે જતાં પરમાણુ ત્રિજ્યા (સહસંયોજક ત્રિજ્યા) વધે છે. આર્સેનિકની પરમાણુ ત્રિજ્યા ફોસ્ફરસ (107 pm) કરતાં મોટી અને એન્ટિમની (139 pm) કરતાં નાની છે. આ વધારો વધતા પરમાણુ ક્રમાંક સાથે નવા ઇલેક્ટ્રોન કવચના ઉમેરાને કારણે થાય છે.
મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો
ઘનતા
- ગ્રે (ધાત્વિક) આર્સેનિક: 5.73 g/cm³ (20 °C પર)
- પીળો (આણ્વીય) આર્સેનિક: 1.97 g/cm³ (20 °C પર)
પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણ (STP) પર અવસ્થા
- ઘન
રંગ
- ગ્રે આર્સેનિક: રાખોડી-ચાંદી જેવો, ધાત્વિક ચમક.
- પીળો આર્સેનિક: મીણ જેવો, પીળો. (આ અપરૂપ અસ્થિર છે અને ગરમ કરવાથી અથવા પ્રકાશના સંપર્કમાં આવવાથી ગ્રે આર્સેનિકમાં રૂપાંતરિત થાય છે).
ગલનબિંદુ
- આર્સેનિક વાતાવરણીય દબાણે ઉર્ધ્વપાતન પામે છે.
- ઉર્ધ્વપાતન બિંદુ: 615 °C
- ગલનબિંદુ (દબાણ હેઠળ): 817 °C (2.8 MPa પર, જ્યાં તે પ્રવાહી તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવી શકે છે)
ઉત્કલનબિંદુ
- આર્સેનિક વાતાવરણીય દબાણે પરંપરાગત ઉત્કલનબિંદુ સુધી પહોંચતા પહેલા ઉર્ધ્વપાતન પામે છે. તેનું ઉર્ધ્વપાતન બિંદુ (615 °C) ઘણીવાર સ્પષ્ટ ઉત્કલનબિંદુને બદલે ટાંકવામાં આવે છે.