ફ્લોરિન (F) - પરમાણુ બંધારણ અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

1. ફ્લોરિન (F) નું પરમાણુ બંધારણ

ફ્લોરિન આવર્ત કોષ્ટકમાં નવમું તત્વ છે, જે સમૂહ 17 (હેલોજન) અને આવર્ત 2 માં આવેલું છે.

1.1. ઉપપરમાણુ કણો

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 9
  • પ્રોટોનની સંખ્યા: 9
  • ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 9 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
• દળ સંખ્યા (A): આશરે 19 (સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિક, ¹⁹F માટે)
  • ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: A - Z = 19 - 9 = 10

1.2. પરમાણુનું કદ

• સહસંયોજક ત્રિજ્યા: ~71 pm (પિકોમીટર)
• ફ્લોરિન હેલોજનમાં સૌથી નાની પરમાણુ ત્રિજ્યા ધરાવે છે, કારણ કે તેનો અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ ઊંચો છે અને તેમાં આંતરિક d-કક્ષકોની ગેરહાજરી છે.

2. ઇલેક્ટ્રોન રચના

2.1. ઇલેક્ટ્રોન રચના સંકેત

• ભૂમિ અવસ્થાની રચના: 1s² 2s² 2p⁵
• નિષ્ક્રિય વાયુ રચના: [He] 2s² 2p⁵

2.2. કોષ આકૃતિ રજૂઆત

• K-કોષ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
• L-કોષ (n=2): 7 ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે (સંયોજકતા કોષ).
  • આ વ્યવસ્થા 7 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન દર્શાવે છે, જે તેની ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાત્મકતા અને સ્થિર અષ્ટક રચના (જેમ કે નિયોન) પ્રાપ્ત કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની વૃત્તિમાં ફાળો આપે છે.

3. આવર્તનીય વલણો

ફ્લોરિન તેના નાના કદ અને ઉચ્ચ અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જને કારણે અનેક આવર્તનીય વલણોમાં આત્યંતિક મૂલ્યો દર્શાવે છે.

3.1. આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₁)

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી: 1681 kJ/mol
• ફ્લોરિન ખૂબ જ ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે. આ આવર્ત 2 માંના તમામ તત્વોમાં સૌથી વધુ છે અને સામાન્ય રીતે તમામ તત્વોમાં પણ ખૂબ ઊંચી છે, જે તેના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પ્રત્યે ન્યુક્લિયસના મજબૂત આકર્ષણને દર્શાવે છે, જેના કારણે ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવું મુશ્કેલ બને છે.

3.2. વિદ્યુતઋણતા

• પૌલિંગ સ્કેલ વિદ્યુતઋણતા: 4.0
• ફ્લોરિન આવર્ત કોષ્ટકમાં સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ છે. આ સહસંયોજક બંધમાં તેના તરફ સહિયારા ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાની તેની અજોડ ક્ષમતા દર્શાવે છે.

3.3. ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી (\Delta H

_eg)

• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: -328 kJ/mol
• ફ્લોરિન ખૂબ જ નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ધરાવે છે, એટલે કે તે સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ રચના (નિયોન) પ્રાપ્ત કરવા માટે સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે. આ પ્રક્રિયા ખૂબ જ ઉષ્માક્ષેપક છે. તેની ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતા હોવા છતાં, ક્લોરિનની સરખામણીમાં તેની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી સહેજ ઓછી નકારાત્મક છે કારણ કે ફ્લોરિન પરમાણુનું કદ નાનું છે, જેના કારણે વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન સંકુચિત 2p પેટાકોષમાં પ્રવેશ કરે ત્યારે નોંધપાત્ર આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણ થાય છે.

3.4. પરમાણુ ત્રિજ્યા

• સહસંયોજક ત્રિજ્યા: ~71 pm
• વાન ડેર વાલ્સ ત્રિજ્યા: ~147 pm
• ફ્લોરિન હેલોજનમાં સૌથી નાની પરમાણુ ત્રિજ્યા ધરાવે છે અને તમામ તત્વોમાં પણ સૌથી નાની ત્રિજ્યા ધરાવે છે, મુખ્યત્વે બીજા કોષમાં તેના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પર કાર્ય કરતા ઉચ્ચ અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જને કારણે.

4. મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

4.1. ભૌતિક અવસ્થા

• ઓરડાના તાપમાને (25 °C): વાયુ

4.2. રંગ

• વાયુ: આછો પીળો

4.3. ઘનતા

• વાયુ ઘનતા (STP પર): 1.696 g/L

4.4. ગલનબિંદુ

• ગલનબિંદુ: -219.62 °C (53.53 K)

4.5. ઉત્કલનબિંદુ

• ઉત્કલનબિંદુ: -188.12 °C (85.03 K)