નિયોબિયમ (Nb) - પરમાણુ બંધારણ અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

પરમાણુ મોડેલની વિગતો

નિયોબિયમ (Nb) એ નીચેની પરમાણુ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતી સંક્રાંતિ ધાતુ છે:

• પરમાણુ પ્રતીક: Nb
• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 41
• પરમાણુ દળ (સરેરાશ): 92.906 g/mol
• પ્રોટોનની સંખ્યા: 41
• ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા (તટસ્થ પરમાણુમાં): 41
• ન્યુટ્રોનની સંખ્યા (નિયોબિયમ-93 માટે, સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિક): 93 - 41 = 52
• પરમાણુ ત્રિજ્યા (ધાતુકીય): 146 pm

ઇલેક્ટ્રોનીય રચના અને કક્ષા આકૃતિ

ઇલેક્ટ્રોનીય રચના

નિયોબિયમની ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોનીય રચના આ પ્રમાણે છે:

[ \text{[Kr]} , 4d^3 , 5s^2 ] વિસ્તૃત સ્વરૂપ:

[ 1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 3d^{10} , 4s^2 , 4p^6 , 4d^3 , 5s^2 ]

કક્ષા આકૃતિ નિરૂપણ (શાબ્દિક)

નિયોબિયમ માટે વિવિધ મુખ્ય કક્ષાઓ (K, L, M, N, O) માં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ નીચે મુજબ છે:

• K-કક્ષા (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($1s^2$)
• L-કક્ષા (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન ($2s^2 \, 2p^6$)
• M-કક્ષા (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન ($3s^2 \, 3p^6 \, 3d^\{10\}$)
• N-કક્ષા (n=4): 11 ઇલેક્ટ્રોન ($4s^2 \, 4p^6 \, 4d^3$)
• O-કક્ષા (n=5): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($5s^2$)

આ રચના d-બ્લોક તત્વ તરીકે તેની સ્થિતિ દર્શાવે છે, જ્યાં ભેદક ઇલેક્ટ્રોન $(n-1)d$ પેટાકક્ષામાં પ્રવેશે છે.

આવર્તક વલણો

આવર્ત કોષ્ટકમાં આવર્ત 5, સમૂહ 5 માં નિયોબિયમની સ્થિતિ તેના આવર્તક ગુણધર્મો નક્કી કરે છે:

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી: 652.1 kJ/mol
  • આ વાયુમય નિયોબિયમ પરમાણુમાંથી સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા છે.
• વિદ્યુતઋણતા (પૉલિંગ માપક્રમ): 1.6
  • નિયોબિયમ મધ્યમ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે, જે સંક્રાંતિ ધાતુઓની લાક્ષણિકતા છે, અને તે રાસાયણિક બંધમાં ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષવાની તેની વૃત્તિ દર્શાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: -89 kJ/mol
  • આ દર્શાવે છે કે જ્યારે વાયુમય નિયોબિયમ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે, પરંતુ ધાતુ માટે તે પ્રમાણમાં નાનું મૂલ્ય છે, જે તેના ધાતુના ગુણધર્મને પ્રતિબિંબિત કરે છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવું વધુ અનુકૂળ છે.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા (ધાતુકીય): 146 pm
  • સંક્રાંતિ ધાતુ તરીકે, તેની પરમાણુ ત્રિજ્યા સમાન સમૂહના અગાઉના આવર્તના તત્વો કરતાં મોટી હોય છે, પરંતુ વધતા ન્યુક્લિયર ચાર્જને કારણે તે સામાન્ય રીતે એક આવર્તમાં ઘટતી જાય છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

નિયોબિયમ એક રિફ્રેક્ટરી ધાતુ છે જે તેના વિશિષ્ટ ભૌતિક ગુણધર્મો માટે જાણીતી છે:

• ઘનતા: 8.57 g/cm³ (20°C તાપમાને)
  • તે પ્રમાણમાં ગાઢ ધાતુ છે.
• 25°C તાપમાને અવસ્થા: ઘન
  • ઓરડાના તાપમાને તમામ ધાતુઓની જેમ (પારા સિવાય).
• રંગ: ચળકતો રાખોડી ધાતુ
  • તેની ધાતુની ચમક d-બ્લોક તત્વોની લાક્ષણિકતા છે.
• ગલનબિંદુ: 2477 °C (2750 K)
  • નિયોબિયમ ખૂબ ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે, જે તેને રિફ્રેક્ટરી ધાતુ તરીકે વર્ગીકૃત કરે છે.
• ઉત્કલનબિંદુ: 4744 °C (5017 K)
  • તે અત્યંત ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે.