સ્કેન્ડિયમ (Sc) - પરમાણુ રચના અને ગુણધર્મો

પરમાણુ મોડેલની વિગતો

સ્કેન્ડિયમ (Sc) એ આવર્ત કોષ્ટકમાં d-બ્લોકનું પ્રથમ તત્વ છે, જે ગ્રુપ 3 અને પિરિયડ 4 માં આવેલું છે.

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 21
  • કેન્દ્રમાં 21 પ્રોટોન સૂચવે છે.
  • તટસ્થ સ્કેન્ડિયમ પરમાણુમાં 21 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
• દળ સંખ્યા (A): સૌથી સ્થિર અને સામાન્ય સમસ્થાનિક, સ્કેન્ડિયમ-45 ($^\{45\}\text\{Sc\}$), ની દળ સંખ્યા 45 છે.
• ન્યુટ્રોન: $^\{45\}\text\{Sc\}$ માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા A - Z = 45 - 21 = 24 છે.
• પરમાણુ કદ:
  • ધાત્વીય ત્રિજ્યા: આશરે 162 pm (પિકોમીટર). આ મૂલ્ય ધાત્વીય સ્ફટિક જાળીમાં પરમાણુના કદને દર્શાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને કવચ આકૃતિ રજૂઆત

• ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી (સંપૂર્ણ): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^1 4s^2$

• ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી (સંક્ષિપ્ત): $[\text\{Ar\}] 3d^1 4s^2$

  • $[\text\{Ar\}]$ આર્ગોન ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$) ની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી દર્શાવે છે.

• કવચ આકૃતિ રજૂઆત (લખાણમાં):

  • K-કવચ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($1s^2$)
  • L-કવચ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન ($2s^2 2p^6$)
  • M-કવચ (n=3): 9 ઇલેક્ટ્રોન ($3s^2 3p^6 3d^1$)
  • N-કવચ (n=4): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($4s^2$)

  આ વિતરણ સૂચવે છે કે સ્કેન્ડિયમ પાસે તેની સૌથી બહારની (N) કવચમાં બે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે, અને પેનલ્ટીમેટ (M) 3d ઉપકવચમાં એક ઇલેક્ટ્રોન છે.

આવર્ત વલણો

આયનીકરણ એન્થાલ્પી (ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા)

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{i1\}$): 633.1 kJ/mol
  • $4s$ ઉપકવચમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાને અનુરૂપ છે.
• દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{i2\}$): 1235 kJ/mol
  • $4s$ ઉપકવચમાંથી બીજા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાને અનુરૂપ છે.
• તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{i3\}$): 2389 kJ/mol
  • $3d$ ઉપકવચમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાને અનુરૂપ છે.
  • $\Delta H_\{i3\}$ થી $\Delta H_\{i4\}$ (આશરે 7091 kJ/mol, જે સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ શાળા માટે જરૂરી નથી પરંતુ સંદર્ભ માટે છે) માં પ્રમાણમાં મોટો ઉછાળો, ત્રણ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ($4s^2 3d^1$) ગુમાવ્યા પછી ઉમદા વાયુ કોરની સ્થિરતા દર્શાવે છે.

વિદ્યુતઋણતા (પોલિંગ સ્કેલ)

• વિદ્યુતઋણતા: 1.36
  • સ્કેન્ડિયમ એ ધાતુઓની લાક્ષણિકતા ધરાવતું વિદ્યુતધન તત્વ છે, અને સરળતાથી ધન આયનો બનાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી (ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવામાં આવે ત્યારે થતો ઊર્જાનો ફેરફાર)

• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ($\Delta H_\{eg\}$): -18 kJ/mol (ઉષ્માક્ષેપક)
  • વધારાના ઇલેક્ટ્રોનને સ્વીકારવાની સહેજ વૃત્તિ દર્શાવે છે, જોકે તે ધાતુઓ માટે મુખ્ય લાક્ષણિકતા નથી.

પરમાણુ ત્રિજ્યા

• ધાત્વીય ત્રિજ્યા: 162 pm
• આયનીય ત્રિજ્યા (Sc$^\{3+\}$ આયન માટે): આશરે 74.5 pm
  • Sc$^\{3+\}$ આયન બનાવતી વખતે કદમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો ત્રણેય સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવા અને નાના ઉમદા વાયુ કોરના ખુલ્લા થવાને કારણે થાય છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

• ઘનતા: 25 °C પર 2.99 g/cm$^3$
  • સંક્રાંતિ ધાતુ માટે પ્રમાણમાં ઓછી ઘનતા.
• ઓરડાના તાપમાને (25 °C) અવસ્થા: ઘન
• રંગ: ચાંદી-સફેદ ધાતુ (હવાના સંપર્કમાં આવતા પીળાશ પડતા અથવા ગુલાબી રંગની ઝાંખ પડે છે).
• ગલનબિંદુ (MP): 1541 °C (1814 K)
• ઉત્કલનબિંદુ (BP): 2836 °C (3109 K)