યુરેનિયમ (U) - પરમાણુ રચના અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

યુરેનિયમ (U) નો પરિચય

યુરેનિયમ (U) એ ચાંદી-સફેદ રંગનું કિરણોત્સર્ગી ધાતુ તત્વ છે જે એક્ટિનાઇડ શ્રેણીનું છે. તેના વિભાજનક્ષમ આઇસોટોપ્સને કારણે તે પરમાણુ ટેકનોલોજીમાં એક નિર્ણાયક તત્વ છે.

પરમાણુ મોડેલની વિગતો

યુરેનિયમની પરમાણુ રચના નીચે મુજબની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે:

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 92
  • આ ન્યુક્લિયસમાં 92 પ્રોટોન દર્શાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 92 (તટસ્થ પરમાણુમાં).
• દળ સંખ્યા (સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ, યુરેનિયમ-238, U-238 માટે): 238
  • ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: દળ સંખ્યા - પરમાણુ ક્રમાંક = 238 - 92 = 146 ન્યુટ્રોન.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા:
  • ધાત્વિક ત્રિજ્યા: આશરે 156 pm (પીકોમીટર).
  • સહસંયોજક ત્રિજ્યા: આશરે 158 pm.

ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને કવચ આકૃતિ

યુરેનિયમની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી તેના રાસાયણિક વર્તનને નિર્ધારિત કરે છે.

• ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી: [Rn] 5f³ 6d¹ 7s²
  • પદ [Rn] રેડોન, યુરેનિયમની આગળ આવતા ઉમદા વાયુની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી દર્શાવે છે, જે 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶3d¹⁰ 4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴ 5s²5p⁶5d¹⁰ 6s²6p⁶ છે.
• કવચ આકૃતિ નિરૂપણ:
  • ઇલેક્ટ્રોન કવચમાં (ઊર્જા સ્તરો) નીચે મુજબ વિતરિત થાય છે:
    • K-કવચ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન
    • L-કવચ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન
    • M-કવચ (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન
    • N-કવચ (n=4): 32 ઇલેક્ટ્રોન
    • O-કવચ (n=5): 21 ઇલેક્ટ્રોન (5s²5p⁶5d¹⁰5f³)
    • P-કવચ (n=6): 9 ઇલેક્ટ્રોન (6s²6p⁶6d¹)
    • Q-કવચ (n=7): 2 ઇલેક્ટ્રોન (7s²)
  • આને 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 તરીકે સારાંશિત કરી શકાય છે.

સામયિક વલણો

એક એક્ટિનાઇડ તરીકે, યુરેનિયમ ચોક્કસ સામયિક વલણો દર્શાવે છે:

• આયનીકરણ એન્થાલ્પી:
  • પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₁): 597.6 kJ/mol
  • બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₂): 1420 kJ/mol
  • ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₃): 1900 kJ/mol
  • આ મૂલ્યો દર્શાવે છે કે યુરેનિયમ, અન્ય ધાતુઓની જેમ, પ્રમાણમાં ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે, એટલે કે તે સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ધન આયનો બનાવે છે.
• વિદ્યુતઋણતા:
  • પૉલિંગ સ્કેલ: 1.38
  • યુરેનિયમ ઓછી વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે, જે તેના ધાત્વિક ગુણધર્મ અને રાસાયણિક બંધનમાં ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાને બદલે તેનું દાન કરવાની વૃત્તિ દર્શાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી:
  • મોટાભાગની ધાતુઓ માટે, ખાસ કરીને એક્ટિનાઇડ્સ માટે, ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે ધન અથવા શૂન્યની નજીક હોય છે, કારણ કે તેઓ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાને બદલે ગુમાવવાનું વલણ ધરાવે છે. ચોક્કસ નકારાત્મક મૂલ્યો સામાન્ય રીતે નોંધવામાં આવતા નથી અથવા તેની રસાયણશાસ્ત્ર માટે નોંધપાત્ર નથી.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા:
  • ધાત્વિક ત્રિજ્યા: ~156 pm. બહુવિધ ઇલેક્ટ્રોન કવચની હાજરીને કારણે પરમાણુ ત્રિજ્યા પ્રમાણમાં મોટી હોય છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

યુરેનિયમ વિશિષ્ટ ભૌતિક લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે:

• ઘનતા: 19.1 g/cm³ (20 °C તાપમાને)
  • યુરેનિયમ અપવાદરૂપે ગાઢ ધાતુ છે, જે સીસા કરતાં લગભગ બમણી ગાઢ છે.
• ઓરડાના તાપમાને અવસ્થા: ઘન
• રંગ: ચાંદી-સફેદ થી રાખોડી. તે હવામાં ઝડપથી ઝાંખા રાખોડી અથવા કાળા ઓક્સાઇડ સ્તરમાં ફેરવાય છે.
• ગલનબિંદુ: 1132 °C
• ઉત્કલનબિંદુ: 4131 °C