સ્ટ્રોન્શિયમ (Sr) માટે અભ્યાસ માર્ગદર્શિકા (CBSE, JEE, NEET)

સ્ટ્રોન્શિયમ (Sr) નો પરિચય

સ્ટ્રોન્શિયમ, એક ચાંદી-સફેદ અને અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુ છે, જે આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ છે. તે પ્રકૃતિમાં ક્યારેય મુક્ત સ્વરૂપે મળતી નથી પરંતુ સ્ટ્રોન્ટિયાનાઇટ (SrCO₃) અને સેલેસ્ટાઇટ (SrSO₄) જેવા ખનિજોમાં હાજર હોય છે. તેનો સૌથી જાણીતો ઉપયોગ ફટાકડામાં થાય છે, જ્યાં તેના સંયોજનો ફટાકડાને આકર્ષક ઘેરો લાલ રંગ આપે છે. કિરણોત્સર્ગી સમસ્થાનિક સ્ટ્રોન્શિયમ-90 (⁹⁰Sr) એ અણુ પ્રતિક્રિયાઓમાં એક મહત્વપૂર્ણ વિભાજન ઉત્પાદન છે કારણ કે તે કેલ્શિયમની નકલ કરીને હાડકાંમાં જમા થવાના ગુણધર્મો ધરાવે છે.

CBSE/JEE ઝડપી પુનરાવર્તન નોંધો

• પ્રતીક: Sr
• પરમાણુ ક્રમાંક: 38
• પરમાણુ દળ: 87.62 g/mol
• સમૂહ: 2 (આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ)
• આવર્ત: 5
• સંયોજકતા: +2
• સ્વભાવ: નરમ, ચાંદી-સફેદ, તન્ય અને ટીપી શકાય તેવી ધાતુ. અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ.
• ઓક્સિડેશન અવસ્થા: +2 (તેના સંયોજનોમાં પ્રબળ અને લગભગ વિશિષ્ટ).
• ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી (પોલિંગ સ્કેલ): 0.95
• ઘનતા: 2.64 g/cm³ (20 °C પર)
• ગલનબિંદુ: 777 °C (1431 °F)
• ઉત્કલનબિંદુ: 1377 °C (2511 °F)
• જ્યોત કસોટીનો રંગ: ઘેરો લાલ (સ્ટ્રોન્શિયમની લાક્ષણિકતા).

ઇલેક્ટ્રોન રચના અને બંધન વર્તન

ઇલેક્ટ્રોન રચના

• ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોન રચના: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 5s²
• સંક્ષિપ્ત ઇલેક્ટ્રોન રચના: [Kr] 5s²

બંધન વર્તન

સમૂહ 2 માં આવતું સ્ટ્રોન્શિયમ, સ્થિર ઉમદા વાયુની રચના (ક્રિપ્ટોન જેવી) પ્રાપ્ત કરવા માટે તેના બે સંયોજકતા 5s² ઇલેક્ટ્રોન સરળતાથી ગુમાવે છે.

• આયન નિર્માણ: તે દ્વિ-ધન આયન, Sr²⁺ બનાવે છે.
• આયનીકરણ ઊર્જા: પ્રથમ અને દ્વિતીય બંને આયનીકરણ ઊર્જા પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે, જે તેના ધાતુમય ગુણધર્મને અને ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની સરળતાને દર્શાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી: તેની ઓછી ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી આયનીય બંધ બનાવવાની પ્રબળ વૃત્તિ સૂચવે છે.
• બંધનનો પ્રકાર: સ્ટ્રોન્શિયમ મુખ્યત્વે અધાતુઓ (દા.ત., SrCl₂, SrO) સાથે આયનીય સંયોજનો બનાવે છે, જેમાં ન્યૂનતમ સહસંયોજક ગુણધર્મ હોય છે.

મહત્વપૂર્ણ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ

સ્ટ્રોન્શિયમ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુ છે, જે વિવિધ પદાર્થો સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે.

ઓક્સિજન (હવા) સાથે પ્રતિક્રિયા

સ્ટ્રોન્શિયમ હવામાં ઝડપથી ઝાંખું પડે છે, સ્ટ્રોન્શિયમ ઓક્સાઇડ બનાવે છે. 2Sr(s) + O₂(g) → 2SrO(s)

પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા

સ્ટ્રોન્શિયમ ઠંડા પાણી સાથે જોરદાર પ્રતિક્રિયા કરીને સ્ટ્રોન્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. Sr(s) + 2H₂O(l) → Sr(OH)₂(aq) + H₂(g)

હેલોજન સાથે પ્રતિક્રિયા

સ્ટ્રોન્શિયમ હેલોજન સાથે સીધી પ્રતિક્રિયા કરીને આયનીય હેલાઇડ્સ બનાવે છે. Sr(s) + Cl₂(g) → SrCl₂(s) (સ્ટ્રોન્શિયમ ક્લોરાઇડ) સામાન્ય સ્વરૂપ: Sr(s) + X₂(g) → SrX₂(s) (જ્યાં X = F, Cl, Br, I)

એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા

સ્ટ્રોન્શિયમ મંદ એસિડ સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા કરીને સ્ટ્રોન્શિયમ ક્ષાર અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. Sr(s) + 2HCl(aq) → SrCl₂(aq) + H₂(g) (સ્ટ્રોન્શિયમ ક્લોરાઇડ) સામાન્ય સ્વરૂપ: Sr(s) + 2HX(aq) → SrX₂(aq) + H₂(g)

સ્ટ્રોન્શિયમ કાર્બોનેટનું ઉષ્મીય વિઘટન

સ્ટ્રોન્શિયમ કાર્બોનેટ ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામીને સ્ટ્રોન્શિયમ ઓક્સાઇડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ બનાવે છે. SrCO₃(s) → SrO(s) + CO₂(g)

જ્યોત કસોટી

જ્યારે જ્યોતમાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્ટ્રોન્શિયમ સંયોજનો લાક્ષણિક ઘેરો લાલ રંગ ઉત્પન્ન કરે છે, જેનો ઉપયોગ ગુણાત્મક વિશ્લેષણ માટે થાય છે. આ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્તેજનાને કારણે થાય છે, જે પછી તેમની ભૂમિ અવસ્થામાં પાછા ફરતી વખતે ચોક્કસ તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે.

ઔદ્યોગિક અને જૈવિક મહત્વ

ઔદ્યોગિક મહત્વ

• પાયરોટેકનિક્સ: સ્ટ્રોન્શિયમ ક્ષાર, ખાસ કરીને સ્ટ્રોન્શિયમ નાઇટ્રેટ (Sr(NO₃)₂), ફટાકડા, સિગ્નલ ફ્લેર્સ અને ટ્રેસર દારૂગોળામાં તેજસ્વી ઘેરો લાલ રંગ ઉત્પન્ન કરવા માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
• કાચનું ઉત્પાદન: સ્ટ્રોન્શિયમ કાર્બોનેટ (SrCO₃) જૂના ટેલિવિઝન અને મોનિટરમાં કેથોડ રે ટ્યુબ (CRTs) ના કાચમાં સંચાલન દરમિયાન ઉત્સર્જિત X-કિરણોને શોષવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે.
• ફેરાઇટ મેગ્નેટ: સ્ટ્રોન્શિયમ ફેરાઇટ (SrFe₁₂O₁₉) નાના મોટર્સ, લાઉડસ્પીકર્સ અને વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કાયમી મેગ્નેટના ઉત્પાદનમાં એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે.
• ઝીંકનું વિદ્યુત વિભાજન ઉત્પાદન: ઝીંકના વિદ્યુત વિભાજન શુદ્ધિકરણ દરમિયાન સીસાની અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે સ્ટ્રોન્શિયમનો ઉપયોગ થાય છે.

જૈવિક મહત્વ

• હાડકાનું ચયાપચય: કેલ્શિયમ સાથે તેની રાસાયણિક સમાનતાને કારણે, સ્ટ્રોન્શિયમ હાડકાના મેટ્રિક્સમાં સમાવિષ્ટ થઈ શકે છે.
• સ્ટ્રોન્શિયમ રેનેલેટ: આ સ્ટ્રોન્શિયમ ધરાવતી દવા ઓસ્ટીયોપોરોસિસ, હાડકાંને નબળા પાડતા રોગની સારવારમાં વપરાય છે. તે હાડકાના નિર્માણને ઉત્તેજીત કરીને અને હાડકાના પુનઃશોષણને અટકાવીને કાર્ય કરે છે.
• કિરણોત્સર્ગી સમસ્થાનિક Sr-90: આ એક જોખમી કિરણોત્સર્ગી સમસ્થાનિક છે (28.8 વર્ષના અર્ધ-આયુષ્ય સાથે બીટા ઉત્સર્જક) જે પરમાણુ વિખંડનમાં ઉત્પન્ન થાય છે. તે જૈવિક રીતે ખતરનાક છે કારણ કે, કેલ્શિયમની જેમ, તે હાડકાં અને દાંતમાં શોષાઈ શકે છે, સંભવતઃ હાડકાના કેન્સર અને લ્યુકેમિયા તરફ દોરી જાય છે.