ક્રોમિયમ (Cr) - પરમાણુ સંરચના અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

પરમાણુ સંરચના

ક્રોમિયમ (Cr) એ 24 પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતી સંક્રાંતિ ધાતુ છે.

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 24 (કેન્દ્રકમાં 24 પ્રોટોન દર્શાવે છે).
• પ્રોટોન: 24
• ઇલેક્ટ્રોન: 24 (તટસ્થ પરમાણુમાં).
• ન્યુટ્રોન: તેના સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિક, ક્રોમિયમ-52 ($^\{52\}\text\{Cr\}$) માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા 52 - 24 = 28 છે. વિવિધ ન્યુટ્રોન સંખ્યાવાળા અન્ય સમસ્થાનિકો પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
• પરમાણુ દળ: આશરે 51.996 u.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા (ધાતુમય): 128 pm.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા (સહસંયોજક): 127 pm.

ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના અને કવચ આકૃતિ રજૂઆત

અર્ધભર્યા d-કક્ષકોની ઉન્નત સ્થિરતાને કારણે ક્રોમિયમ અસામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના દર્શાવે છે.

• ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના: $[Ar]~3d^5~4s^1$
  • અપેક્ષિત સંરચના $[Ar]~3d^4~4s^2$ હોવી જોઈએ. જોકે, વધુ સ્થિર અર્ધભર્યા $3d$ ઉપકવચ અને અર્ધભર્યા $4s$ ઉપકવચને પ્રાપ્ત કરવા માટે, $4s$ કક્ષકમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
• કવચ આકૃતિ રજૂઆત (લખાણ):
  • K-કવચ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($1s^2$)
  • L-કવચ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન ($2s^2~2p^6$)
  • M-કવચ (n=3): 13 ઇલેક્ટ્રોન ($3s^2~3p^6~3d^5$)
  • N-કવચ (n=4): 1 ઇલેક્ટ્રોન ($4s^1$)

આવર્ત વલણો

આવર્ત કોષ્ટકમાં ક્રોમિયમનું સ્થાન (સમૂહ 6, આવર્ત 4) તેના સામાન્ય આવર્ત વલણો નક્કી કરે છે.

આયનીકરણ એન્થાલ્પી

અલગ કરાયેલા વાયુમય પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા.

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{i1\}$): 652.9 kJ/mol
• દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{i2\}$): 1590.6 kJ/mol
• તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{i3\}$): 2987 kJ/mol
  • જેમ જેમ ઇલેક્ટ્રોન વધુને વધુ ધન વીજભારિત આયનોમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે તેમ તેમ ક્રમિક આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે, જેના માટે વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે.

વિદ્યુતઋણતા

રાસાયણિક બંધમાં ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાની પરમાણુની ક્ષમતાનું માપ.

• પૉલિંગ માપક્રમ: 1.66
  • ક્રોમિયમ એક વિદ્યુતધન ધાતુ છે, પરંતુ તેની વિદ્યુતઋણતા આલ્કલી અને આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ કરતાં વધુ છે, જે સંક્રાંતિ ધાતુઓ માટે સામાન્ય છે.

ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી

જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનને તટસ્થ વાયુમય પરમાણુમાં ઉમેરવામાં આવે છે અને તેમાંથી ઋણ આયન બને છે ત્યારે થતો ઊર્જાનો ફેરફાર.

• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{eg\}$): -64 kJ/mol
  • ઋણ મૂલ્ય દર્શાવે છે કે જ્યારે ક્રોમિયમ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે, જોકે તે અધાતુઓ જેટલી પ્રબળ રીતે ઉષ્માક્ષેપક નથી.

પરમાણુ ત્રિજ્યા

પરમાણુનું કદ.

• ધાતુમય ત્રિજ્યા: 128 pm
• સહસંયોજક ત્રિજ્યા: 127 pm
  • સામાન્ય રીતે, આવર્તમાં (વધતા અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારને કારણે) પરમાણુ ત્રિજ્યા ઘટે છે અને સમૂહમાં (વધતી કવચોની સંખ્યાને કારણે) વધે છે. ક્રોમિયમ તેના આવર્તમાં આ સામાન્ય વલણનું પાલન કરે છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

ક્રોમિયમ તેની સખત, ચળકતી અને કાટ-પ્રતિરોધક પ્રકૃતિ માટે જાણીતું છે.

• ઘનતા: 20 °C તાપમાને 7.19 g/cm$^3$.
• STP (પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણ) પર અવસ્થા: ઘન.
• રંગ: ઊંચી ચમક સાથે રૂપેરી-ભૂખરો.
• ગલનબિંદુ: 1907 °C (2180 K).
• ઉત્કલનબિંદુ: 2671 °C (2944 K).