સીસું (Pb) - પરમાણુ સંરચના અને ગુણધર્મો

1. સીસા (Pb) ની પરમાણુ સંરચના

સીસું (Pb) એક ભારે પોસ્ટ-ટ્રાન્ઝિશન ધાતુ છે.

1.1. પરમાણુ મોડેલ વિગતો

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 82
  • કેન્દ્રમાં 82 પ્રોટોન દર્શાવે છે.
  • તટસ્થ પરમાણુમાં, 82 ઇલેક્ટ્રોન પણ હોય છે.
• પરમાણુ દળ (સરેરાશ): 207.2 u (યુનિફાઇડ એટોમિક માસ યુનિટ્સ)
• ન્યુટ્રોન: સૌથી પ્રચુર આઇસોટોપ, $^\{208\}Pb$ માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા 208 - 82 = 126 છે. સીસામાં ઘણા સ્થિર આઇસોટોપ હોય છે (દા.ત., $^\{204\}Pb, ^\{206\}Pb, ^\{207\}Pb, ^\{208\}Pb$).
• પરમાણુ કદ (ધાતુ ત્રિજ્યા): આશરે 175 pm (પિકોમીટર્સ).

1.2. ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના

સીસાની ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના તેના રાસાયણિક વર્તનને સમજવા માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે.

• સંપૂર્ણ સંરચના: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^\{10\} 4s^2 4p^6 4d^\{10\} 4f^\{14\} 5s^2 5p^6 5d^\{10\} 6s^2 6p^2$
• સંક્ષિપ્ત સંરચના: $[Xe] 4f^\{14\} 5d^\{10\} 6s^2 6p^2$
  • આ સંરચના દર્શાવે છે કે સીસું p-બ્લોક, સમૂહ 14 અને આવર્ત 6 માં છે. ભરાયેલા $4f^\{14\}$ અને $5d^\{10\}$ ઓર્બિટલ્સની હાજરી અનુક્રમે લેન્થેનાઇડ અને d-બ્લોક સંકોચનમાં ફાળો આપે છે, જે તેના ગુણધર્મોને અસર કરે છે.

1.3. કોષ આકૃતિ રજૂઆત (પ્રતિ કોષ ઇલેક્ટ્રોન)

જુદા જુદા મુખ્ય ઉર્જા કોષોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ નીચે મુજબ છે:

• કોષ 1 (K): 2 ઇલેક્ટ્રોન
• કોષ 2 (L): 8 ઇલેક્ટ્રોન
• કોષ 3 (M): 18 ઇલેક્ટ્રોન
• કોષ 4 (N): 32 ઇલેક્ટ્રોન
• કોષ 5 (O): 18 ઇલેક્ટ્રોન
• કોષ 6 (P): 4 ઇલેક્ટ્રોન (સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન, $6s^2 6p^2$)

2. સીસાના આવર્ત વલણો

સીસાનું સમૂહ 14 અને આવર્ત 6 માં સ્થાન તેના આવર્ત ગુણધર્મોને પ્રભાવિત કરે છે, જે ઘણીવાર સાપેક્ષવાદી અસરો અને આંતરિક d અને f ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા નબળી શીલ્ડિંગને કારણે વિચલનો દર્શાવે છે.

• આયનીકરણ એન્થાલ્પી (પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા): 715.6 kJ/mol
  • આ મૂલ્ય ટીન (Sn) થી સીસા (Pb) સુધી સમૂહ 14 માં નીચે જતાં અપેક્ષા કરતાં વધુ છે, કારણ કે લેન્થેનાઇડ સંકોચન અને 5d ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા નબળી શીલ્ડિંગ, જે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પર અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ વધારે છે.
• ઇલેક્ટ્રોનગેટિવિટી (પોલિંગ સ્કેલ): 2.33
  • સીસું તેના સમૂહમાં હળવા તત્વો (દા.ત., ટીન 1.96 ધરાવે છે) કરતાં સાપેક્ષ રીતે વધુ ઇલેક્ટ્રોનગેટિવ છે, ફરીથી $4f$ અને $5d$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અકુશળ શીલ્ડિંગ અને $6s$ ઇલેક્ટ્રોન પર સાપેક્ષવાદી અસરોને કારણે ઉચ્ચ અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જના પરિણામે. આ તેની ધાતુની પ્રકૃતિને અપેક્ષા કરતાં ઓછી સ્પષ્ટ બનાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: આશરે -35 kJ/mol
  • આ મૂલ્ય સહેજ નકારાત્મક છે, જે વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારવાની ખૂબ ઓછી, પરંતુ સહેજ ઉષ્માક્ષેપક, વૃત્તિ દર્શાવે છે. ધાતુઓ માટે, ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે ઓછી અથવા સહેજ હકારાત્મક હોય છે.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા (ધાતુ): 175 pm
  • સમૂહમાં વધુ નીચે હોવા છતાં, ટીન (Sn, 145 pm) થી સીસા (Pb) સુધી પરમાણુ ત્રિજ્યામાં વધારો લેન્થેનાઇડ સંકોચન ને કારણે અપેક્ષા કરતાં ઓછો છે.

3. સીસાના મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

સીસું ભૌતિક ગુણધર્મોના અનન્ય સંયોજન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

• ઘનતા: 20°C પર 11.34 g/cm³
  • તે ખૂબ જ ઘટ્ટ ધાતુ છે.
• ઓરડાના તાપમાને (25°C) ભૌતિક સ્થિતિ: ઘન
• રંગ: તાજી કાપવામાં આવે ત્યારે વાદળી-સફેદ હોય છે, પરંતુ હવામાં ખુલ્લું મુકવામાં આવતા લીડ ઓક્સાઇડના પાતળા સ્તરની રચનાને કારણે ઝડપથી નિસ્તેજ ગ્રે રંગનું બની જાય છે.
• ગલનબિંદુ (MP): 327.5 °C
  • સીસાનું ધાતુ માટે પ્રમાણમાં નીચું ગલનબિંદુ હોય છે.
• ઉત્કલનબિંદુ (BP): 1749 °C
  • તેનું ઉત્કલનબિંદુ તેના ગલનબિંદુ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઊંચું હોય છે.