કોબાલ્ટ (Co) રિવિઝન માર્ગદર્શિકા

કોબાલ્ટ (Co) ની પરમાણુ મોડેલ વિગતો

કોબાલ્ટ (Co) એ આવર્ત કોષ્ટકના ગ્રુપ 9 અને પિરિયડ 4 માં આવેલી સંક્રાંતિ ધાતુ છે. તેની પરમાણુ રચના નીચે મુજબની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે:

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 27
  • આ દર્શાવે છે કે દરેક કોબાલ્ટ પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં 27 પ્રોટોન હોય છે.
  • તટસ્થ કોબાલ્ટ પરમાણુ માટે, તેમાં 27 ઇલેક્ટ્રોન પણ હોય છે.
• દળ સંખ્યા (A): કોબાલ્ટનો સૌથી પ્રચુર આઇસોટોપ કોબાલ્ટ-59 ($^\{\text\{59\}\} ext\{Co\}$) છે, જે કુદરતી રીતે મળતા કોબાલ્ટનો 100% હિસ્સો ધરાવે છે.
  • ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: $^\{\text\{59\}\} ext\{Co\}$ માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $\text\{A\} - \text\{Z\} = 59 - 27 = 32$ છે.
• પરમાણ્વીય કદ:
  • સહસંયોજક ત્રિજ્યા: આશરે 126 પિકોમીટર (pm). આ મૂલ્ય સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલા પરમાણુના કદને પ્રતિબિંબિત કરે છે.
  • સામાન્ય રીતે, સંક્રાંતિ તત્ત્વોમાં, વધતા ન્યુક્લિયર ચાર્જ અને d-ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા પ્રમાણમાં નબળા શીલ્ડિંગને કારણે પરમાણ્વીય કદ પિરિયડમાં ઘટે છે, જે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પર વધુ મજબૂત ખેંચાણ તરફ દોરી જાય છે.

ઇલેક્ટ્રોન રચના અને કવચ આકૃતિ

પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોન રચના તેના ઇલેક્ટ્રોનના પરમાણુ કક્ષકોમાં વિતરણનું વર્ણન કરે છે.

• ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોન રચના:

  • સંપૂર્ણ રચના: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^7 4s^2$
  • ઉમદા વાયુ રચના: $[Ar] 3d^7 4s^2$
  • સૌથી બહારનું કવચ ચોથું કવચ છે, જેમાં $4s$ કક્ષકમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. 7 ઇલેક્ટ્રોન સાથે અપૂર્ણ $3d$ પેટાકવચ સંક્રાંતિ ધાતુની લાક્ષણિકતા છે.

• કવચ આકૃતિ રજૂઆત (પ્રતિ કવચ ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ):

  • K-કવચ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($1s^2$)
  • L-કવચ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન ($2s^2 2p^6$)
  • M-કવચ (n=3): 15 ઇલેક્ટ્રોન ($3s^2 3p^6 3d^7$)
  • N-કવચ (n=4): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($4s^2$)

  આ વિતરણ દર્શાવે છે કે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન (જે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે) મુખ્યત્વે $4s$ ઇલેક્ટ્રોન અને આંશિક રીતે ભરેલા $3d$ ઇલેક્ટ્રોન છે.

આવર્ત વલણો

આવર્ત કોષ્ટકમાં કોબાલ્ટનું સ્થાન તેના રાસાયણિક ગુણધર્મોને ઘણા આવર્ત વલણો દ્વારા પ્રભાવિત કરે છે.

આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE)

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE1): આશરે 760 kJ/mol.
• વલણ: સંક્રાંતિ ધાતુઓ માટે, આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે s-બ્લોક ધાતુઓ કરતાં વધુ હોય છે, પરંતુ તે જ પિરિયડમાં p-બ્લોક તત્ત્વો કરતાં ઓછી હોય છે. 3d શ્રેણીમાં, IE1 સામાન્ય રીતે નાની અનિયમિતતાઓ સાથે વધતો વલણ દર્શાવે છે. કોબાલ્ટનો IE1 તેના વધતા ન્યુક્લિયર ચાર્જ અને પિરિયડમાં પરમાણુ ત્રિજ્યાના સંકોચનને કારણે પ્રમાણમાં ઊંચો હોય છે, જેના પરિણામે પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે.

વિદ્યુતઋણતા

• પોલિંગ સ્કેલ વિદ્યુતઋણતા: આશરે 1.88.
• વલણ: વિદ્યુતઋણતા સામાન્ય રીતે પિરિયડમાં વધે છે. કોબાલ્ટની વિદ્યુતઋણતા સંક્રાંતિ ધાતુ માટે લાક્ષણિક છે, જે અત્યંત વિદ્યુતધન s-બ્લોક તત્ત્વો અને વધુ વિદ્યુતઋણ p-બ્લોક તત્ત્વોની વચ્ચે આવે છે. તે રાસાયણિક બંધનમાં ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષિત કરવાની મધ્યમ વૃત્તિ દર્શાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી (ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષણ)

• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: આશરે -64 kJ/mol (ઉષ્માક્ષેપક, જે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારવાની સહેજ વૃત્તિ દર્શાવે છે).
• વલણ: ધાતુઓ માટે, ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પીના મૂલ્યો સામાન્ય રીતે ધન અથવા સહેજ ઋણ હોય છે, જે દર્શાવે છે કે તેઓ સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારતા નથી. કોબાલ્ટનું નાનું ઋણ મૂલ્ય ધાતુમય તત્ત્વની લાક્ષણિકતા છે.

પરમાણુ ત્રિજ્યા

• સહસંયોજક ત્રિજ્યા: આશરે 126 pm.
• વલણ: 3d સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં પરમાણુ ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે Sc થી Cr/Mn સુધી ઘટે છે, પછી શ્રેણીના અંત (Ni, Cu, Zn) તરફ પ્રમાણમાં સ્થિર રહે છે અથવા સહેજ વધારો દર્શાવે છે. આ વલણ વધતા ન્યુક્લિયર ચાર્જ (સંકોચક અસર) અને શીલ્ડિંગ પૂરા પાડતા d-ઇલેક્ટ્રોનની વધતી સંખ્યા (વિસ્તારક અસર) ને આભારી છે, જે શ્રેણીના પછીના તત્ત્વો માટે એકબીજાને સંતુલિત કરે છે. કોબાલ્ટ પ્લેટુ પ્રદેશમાં આવે છે.

કોબાલ્ટ (Co) ના મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

કોબાલ્ટ એ ચળકતી, ચાંદી-વાદળી ધાતુ છે જે વિશિષ્ટ ભૌતિક લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.

• ઘનતા: 20 °C પર 8.90 g/cm$^3$.
• ઓરડાના તાપમાને સ્થિતિ: ઘન.
• રંગ: ચાંદી-વાદળી ધાતુમય ચમક.
• ગલનબિંદુ: 1495 °C.
• ઉત્કલનબિંદુ: 2927 °C.
• ચુંબકીય ગુણધર્મો: કોબાલ્ટ ફેરોમેગ્નેટિક છે, એટલે કે તે આયર્ન અને નિકલની જેમ પ્રબળતાથી ચુંબકીય બની શકે છે. આ ગુણધર્મ તેના 3d કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે ઉદ્ભવે છે.
• કઠિનતા: તે પ્રમાણમાં કઠણ અને બરડ ધાતુ છે.