ગેલીયમ (Ga): પરમાણુ સંરચના અને ગુણધર્મો

ગેલીયમ (Ga): પરમાણુ સંરચના અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

ગેલીયમ (Ga) એ પરમાણુ ક્રમાંક 31 ધરાવતું એક રાસાયણિક તત્વ છે. તે આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ 13 (બોરોન પરિવાર) અને આવર્ત 4 માં આવેલું છે.

પરમાણુ મોડેલની વિગતો

• પરમાણુ સંજ્ઞા: Ga
• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 31
  • કેન્દ્રમાં 31 પ્રોટોન દર્શાવે છે.
  • તટસ્થ પરમાણુમાં, 31 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
• પરમાણુ દળ: 69.723 u (અથવા g/mol)
• ન્યુટ્રોન: સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિક, ગેલીયમ-69 ($^\{69\}\text\{Ga\}$), 38 ન્યુટ્રોન (69 - 31) ધરાવે છે. ગેલીયમ-71 ($^\{71\}\text\{Ga\}$) 40 ન્યુટ્રોન ધરાવે છે. પરમાણુ દળ આ સમસ્થાનિકોની સરેરાશ છે.
• પરમાણુ કદ/ત્રિજ્યા:
  • સહસંયોજક ત્રિજ્યા: 122 pm
  • વાન ડર વાલ્સ ત્રિજ્યા: 187 pm
  • આયનીય ત્રિજ્યા (Ga³⁺): 62 pm

ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના અને કોષ આકૃતિ

• ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
  • સંપૂર્ણ ભરેલા 3d કક્ષકો (3d¹⁰) ની હાજરી એલ્યુમિનિયમની સરખામણીમાં તેના ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરે છે.
• કોષ આકૃતિ રજૂઆત:
  • K-કોષ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન (1s²)
  • L-કોષ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન (2s² 2p⁶)
  • M-કોષ (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-કોષ (n=4): 3 ઇલેક્ટ્રોન (4s² 4p¹) - આ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.

આવર્ત વલણો

ગેલીયમ d-બ્લોક સંકોચન (3d ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા નબળું શીલ્ડિંગ) અને વધેલા અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ (Zeff) ને કારણે અપેક્ષિત આવર્ત વલણોથી કેટલાક વિચલનો દર્શાવે છે.

• આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE):
  • પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₁): 578.8 kJ/mol
  • દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₂): 1979.3 kJ/mol
  • તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₃): 2963 kJ/mol
  • વલણ: ગેલીયમની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી એલ્યુમિનિયમ (577.5 kJ/mol) કરતાં સહેજ વધારે છે. આ અણધારી છે, કારણ કે IE સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે આવતા ઘટે છે. આ વિસંગતતા ગેલીયમમાં 3d¹⁰ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને આભારી છે, જે નબળું શીલ્ડિંગ પૂરું પાડે છે, જેના પરિણામે વધુ મજબૂત અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ અને આમ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પર વધુ ચુસ્ત પકડ રહે છે.
• વિદ્યુતઋણતા (પોલિંગ સ્કેલ): 1.81
  • વલણ: ગેલીયમ એલ્યુમિનિયમ (1.61) કરતાં વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે. આયનીકરણ એન્થાલ્પીની જેમ જ, 3d ઇલેક્ટ્રોનના નબળા શીલ્ડિંગને કારણે વધેલો અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોન પ્રત્યે વધુ આકર્ષણ ઉત્પન્ન કરે છે.
• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી (EGE): -29 kJ/mol
  • વલણ: તે નાની નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ધરાવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારવાની સહેજ વૃત્તિ દર્શાવે છે, પરંતુ તે સામાન્ય રીતે ધન આયનો બનાવે છે.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા: 122 pm (સહસંયોજક ત્રિજ્યા)
  • વલણ: ગેલીયમની પરમાણુ ત્રિજ્યા (122 pm) એલ્યુમિનિયમ (143 pm) કરતાં નાની છે. આ d-બ્લોક સંકોચનનું સીધું પરિણામ છે, જ્યાં 3d ઇલેક્ટ્રોનનું નબળું શીલ્ડિંગ બાહ્ય કોષના ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસની નજીક ખેંચે છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

• ઘનતા:
  • ઘન (20°C પર): 5.91 g/cm³
  • પ્રવાહી (29.76°C પર): 6.095 g/cm³ (અસામાન્ય ગુણધર્મ: પ્રવાહી ગેલીયમ ઘન ગેલીયમ કરતાં વધુ ઘટ્ટ હોય છે, પાણીની જેમ જ)
• ઓરડાના તાપમાને (25°C) અવસ્થા: ઘન
• રંગ: ચાંદી જેવો સફેદ (ઘન); ચાંદી જેવો (પ્રવાહી)
• ગલનબિંદુ: 29.76 °C (ધાતુ માટે નોંધપાત્ર રીતે નીચું, તેને હાથની હથેળીમાં ઓગળવા દે છે.)
• ઉત્કલનબિંદુ: 2204 °C (ખૂબ વિશાળ પ્રવાહી શ્રેણી દર્શાવે છે, જે તેને ઉચ્ચ-તાપમાન થર્મોમેટ્રીમાં ઉપયોગી બનાવે છે.)
• ક્રિસ્ટલ સંરચના: ઓર્થોરોમ્બિક
• વિદ્યુત વાહકતા: વિદ્યુતનો સારો વાહક.