બેરિયમ (Ba) - પરમાણુ સંરચના અને ગુણધર્મો

પરમાણુ મોડેલ વિગતો

બેરિયમ (Ba) એ આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ છે જે આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ 2, આવર્ત 6 માં જોવા મળે છે.

ઉપપરમાણુ કણો

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 56
  • પ્રોટોનની સંખ્યા: 56
  • ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 56 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
• દળ ક્રમાંક (A): બેરિયમનો સૌથી પ્રચુર આઇસોટોપ $^\{138\}$Ba છે.
  • ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: A - Z = 138 - 56 = 82

પરમાણુનું કદ

• પરમાણુ ત્રિજ્યા (ધાતુમય): 215 pm (પિકોમીટર)
• આયનીય ત્રિજ્યા (Ba²⁺): 135 pm

ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના અને શેલ આકૃતિ રજૂઆત

ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના

• સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^\{10\} 4s^2 4p^6 4d^\{10\} 5s^2 5p^6 6s^2$
• ઉમદા વાયુ સંરચના: $[Xe] 6s^2$

શેલ આકૃતિ રજૂઆત

બેરિયમ માટે શેલ આકૃતિ, ન્યુક્લિયસની આસપાસના વિવિધ ઉર્જા સ્તરો (શેલ્સ) માં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ દર્શાવે છે.

• ન્યુક્લિયસ: 56 પ્રોટોન અને 82 ન્યુટ્રોન ધરાવે છે.
• શેલ 1 (K-શેલ): 2 ઇલેક્ટ્રોન
• શેલ 2 (L-શેલ): 8 ઇલેક્ટ્રોન
• શેલ 3 (M-શેલ): 18 ઇલેક્ટ્રોન
• શેલ 4 (N-શેલ): 18 ઇલેક્ટ્રોન
• શેલ 5 (O-શેલ): 8 ઇલેક્ટ્રોન
• શેલ 6 (P-શેલ): 2 ઇલેક્ટ્રોન (વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન)

આ સંરચના દર્શાવે છે કે બેરિયમ તેની સૌથી બહારની શેલ ($6s^2$) માં 2 વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે, જેને તે સરળતાથી ગુમાવીને Ba²⁺ આયન બનાવે છે, અને સ્થિર ઉમદા વાયુ સંરચના (ઝેનોન, [Xe] ની) પ્રાપ્ત કરે છે.

આવર્ત વલણો

આયનીકરણ એન્થાલ્પી

આયનીકરણ એન્થાલ્પી એ તેના ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં વાયુમય પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા છે.

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($IE_1$): 502.9 kJ/mol
• દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($IE_2$): 965.2 kJ/mol બેરિયમ તેની મોટી પરમાણુ કદ અને અંદરના ઇલેક્ટ્રોનના શીલ્ડિંગ પ્રભાવને કારણે પ્રમાણમાં ઓછી પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે, જેનાથી સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવું સરળ બને છે. દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધારે છે પરંતુ તે હજુ પણ પ્રમાણમાં ઓછી છે, કારણ કે બીજા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાથી સ્થિર ઉમદા વાયુ સંરચના પ્રાપ્ત થાય છે.

વિદ્યુતઋણતા

વિદ્યુતઋણતા એ રાસાયણિક બંધમાં ભાગીદારી પામેલા ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાની પરમાણુની ક્ષમતાનું માપ છે.

• પૉલિંગ સ્કેલ વિદ્યુતઋણતા: 0.89 બેરિયમ એક અત્યંત વિદ્યુતધનાત્મક તત્વ છે, જે ઇલેક્ટ્રોનને ગુમાવીને ધન આયનો બનાવવાની તેની પ્રબળ વૃત્તિ દર્શાવે છે, ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાને બદલે. આ આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ્સની લાક્ષણિકતા છે.

ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી

ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી એ ઊર્જાનો ફેરફાર છે જ્યારે તટસ્થ વાયુમય પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરીને ઋણ આયન બનાવવામાં આવે છે.

• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: ~+14 kJ/mol (અંદાજિત, ધાતુઓ માટે સામાન્ય રીતે ધન) બેરિયમ માટે, અન્ય આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ્સની જેમ, ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ધન છે. આનો અર્થ એ છે કે બેરિયમને વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારવા માટે ઊર્જા પૂરી પાડવી પડે છે, જેનાથી અત્યંત અસ્થિર Ba⁻ આયન બને છે. બેરિયમ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાને બદલે ગુમાવવાનું પસંદ કરે છે.

પરમાણુ ત્રિજ્યા

• પરમાણુ ત્રિજ્યા (ધાતુમય): 215 pm બેરિયમ, અગાઉના આવર્ત અને સમૂહોના તત્વોની સરખામણીમાં મોટી પરમાણુ ત્રિજ્યા ધરાવે છે, જે બહુવિધ ઇલેક્ટ્રોન શેલ્સની હાજરી અને આંતરિક ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા ન્યુક્લિયસના અસરકારક શીલ્ડિંગને કારણે છે. પરમાણુ ત્રિજ્યા સમૂહમાં નીચે જતાં વધે છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

• ઘનતા: 3.62 g/cm³
• રૂમ તાપમાન (25°C) પર સ્થિતિ: ઘન
• રંગ: ચાંદી જેવો સફેદ, હવાના સંપર્કમાં આવતા ઝાંખા રાખોડી રંગનો થાય છે
• ગલનબિંદુ: 727 °C (999 K)
• ઉત્કલનબિંદુ: 1897 °C (2170 K)