વેનેડિયમ (V) - પરમાણુ રચના અને ગુણધર્મો

પરમાણુ મોડેલ વિગતો

વેનેડિયમ (V) એ પરમાણુ ક્રમાંક 23 ધરાવતું d-બ્લોક સંક્રાંતિ તત્વ છે.

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 23
  • કેન્દ્રમાં 23 પ્રોટોન સૂચવે છે.
  • તટસ્થ વેનેડિયમ પરમાણુમાં, 23 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
• પરમાણુ દળ (સરેરાશ): 50.9415 u
• સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિક: $^\{51\}$V
  • પ્રોટોનની સંખ્યા: 23
  • ન્યુટ્રોનની સંખ્યા: (દળ સંખ્યા - પરમાણુ ક્રમાંક) = 51 - 23 = 28
  • ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા: 23 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
• પરમાણુ ત્રિજ્યા:
  • ધાતુકીય ત્રિજ્યા: 134 pm
  • સહસંયોજક ત્રિજ્યા: 122 pm (આશરે)

ઇલેક્ટ્રોન રચના અને કોષ આકૃતિ

• ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોન રચના: $[Ar] 3d^3 4s^2$
  • આ રચના સૂચવે છે કે સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન 3d અને 4s પેટાકોષોમાં છે, જે d-બ્લોક તત્વની લાક્ષણિકતા છે. 4s ઇલેક્ટ્રોન 3d ઇલેક્ટ્રોન પહેલા ભરાય છે, પરંતુ લખતી વખતે, d-પેટાકોષને મુખ્ય ક્વોન્ટમ નંબર ‘3’ કોષો સાથે જૂથબદ્ધ કરવામાં આવે છે.
• કોષ-વાર ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ:
  • K-કોષ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($1s^2$)
  • L-કોષ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન ($2s^2 2p^6$)
  • M-કોષ (n=3): 11 ઇલેક્ટ્રોન ($3s^2 3p^6 3d^3$)
  • N-કોષ (n=4): 2 ઇલેક્ટ્રોન ($4s^2$)
  • આમ, ઇલેક્ટ્રોન વિતરણને આ રીતે રજૂ કરી શકાય છે: 2, 8, 11, 2.

આવર્તનીય વલણો

• આયનીકરણ એન્થાલ્પી:
  • પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($IE_1$): 650.9 kJ/mol (પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા)
  • દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($IE_2$): 1414 kJ/mol (દ્વિતીય ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા)
  • તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ($IE_3$): 2830 kJ/mol (તૃતીય ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા)
  • વલણ: અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાને કારણે આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે આવર્તમાં વધે છે. સંક્રાંતિ ધાતુઓ માટે, આયનોની રચના માટે 3d ઇલેક્ટ્રોન પહેલાં 4s ઇલેક્ટ્રોનનું દૂર થવું સામાન્ય રીતે થાય છે.
• વિદ્યુતઋણતા (પૉલિંગ સ્કેલ): 1.63
  • વલણ: વિદ્યુતઋણતા સામાન્ય રીતે આવર્તમાં વધે છે. વેનેડિયમનું મૂલ્ય સંક્રાંતિ ધાતુ માટે લાક્ષણિક છે, જે મધ્યમ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષણ શક્તિ દર્શાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: -50 kJ/mol
  • આ મૂલ્ય સૂચવે છે કે જ્યારે તટસ્થ વેનેડિયમ પરમાણુ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે, જોકે તે p-બ્લોક તત્વોની સરખામણીમાં પ્રબળ ઉષ્માક્ષેપક નથી.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા: (ઉપરના પરમાણુ મોડેલ વિગતો જુઓ)
  • વલણ: અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ઇલેક્ટ્રોન વાદળને કેન્દ્રની નજીક ખેંચવાને કારણે પરમાણુ ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે આવર્તમાં ઘટે છે. જોકે, સંક્રાંતિ ધાતુઓ માટે, d-ઇલેક્ટ્રોનની સ્ક્રીનીંગ અસરને કારણે આ ઘટાડો ઓછો સ્પષ્ટ હોય છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

• દેખાવ: ચાંદી જેવો સફેદ, ચળકતી ધાતુ.
• ઓરડાના તાપમાને (25°C) અવસ્થા: ઘન
• ઘનતા: 6.11 g/cm³ (20°C પર)
• ગલનબિંદુ: 1910 °C
• ઉત્કલનબિંદુ: 3407 °C