जिंक (Zn) का परिचय
जिंक एक चांदी-सफेद धात्विक तत्व है जिसे Zn प्रतीक से पहचाना जाता है। इसका परमाणु क्रमांक 30 है और यह आवर्त सारणी के समूह 12 (d-ब्लॉक तत्व या संक्रमण धातुएँ) और आवर्त 4 से संबंधित है। जिंक एक महत्वपूर्ण औद्योगिक धातु है, जिसके अनुप्रयोग विभिन्न क्षेत्रों में फैले हुए हैं। भारत में, जिंक का उपयोग लोहे और स्टील के गैल्वनीकरण में जंग लगने से रोकने के लिए महत्वपूर्ण रूप से किया जाता है, जो छत की चादरों और बाड़ के लिए एक सामान्य प्रक्रिया है। यह पीतल जैसी मिश्र धातुओं का भी एक प्रमुख घटक है, जिसका पारंपरिक रूप से बर्तन और सजावटी सामान बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त, जिंक जैविक कार्यों के लिए एक आवश्यक ट्रेस तत्व है, जो कई सामान्य भारतीय खाद्य पदार्थों जैसे दालें, मेवे और साबुत अनाज में पाया जाता है।
जिंक का परमाणु क्रमांक और द्रव्यमान संख्या
किसी तत्व का परमाणु क्रमांक (Z) एक परमाणु के नाभिक में मौजूद प्रोटॉनों की कुल संख्या को दर्शाता है। जिंक के लिए, परमाणु क्रमांक (Z) 30 है। इसका अर्थ है कि जिंक के प्रत्येक उदासीन परमाणु में 30 प्रोटॉन होते हैं।
द्रव्यमान संख्या (A) एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों की कुल संख्या को संदर्भित करती है। जिंक का सबसे आम समस्थानिक जिंक-65 है। इसलिए, इसकी द्रव्यमान संख्या (A) 65 है।
जिंक-65 में उपपरमाण्विक कणों की संख्या
जिंक-65 के एक उदासीन परमाणु के लिए:
- प्रोटॉनों की संख्या: प्रोटॉनों की संख्या परमाणु क्रमांक के बराबर होती है।
- प्रोटॉन = 30
- इलेक्ट्रॉनों की संख्या: एक उदासीन परमाणु में, विद्युत उदासीनता बनाए रखने के लिए इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉनों की संख्या के बराबर होती है।
- इलेक्ट्रॉन = 30
- न्यूट्रॉनों की संख्या: न्यूट्रॉनों की संख्या की गणना द्रव्यमान संख्या में से परमाणु क्रमांक को घटाकर की जा सकती है।
- न्यूट्रॉन = द्रव्यमान संख्या (A) - परमाणु क्रमांक (Z)
- न्यूट्रॉन = 65 - 30 = 35
इस प्रकार, जिंक-65 के एक उदासीन परमाणु में 30 प्रोटॉन, 30 इलेक्ट्रॉन और 35 न्यूट्रॉन होते हैं।
जिंक का इलेक्ट्रॉन विन्यास
इलेक्ट्रॉन विन्यास एक परमाणु के परमाणु कक्षकों के भीतर इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था का वर्णन करता है। जिंक के लिए, जिसमें 30 इलेक्ट्रॉन होते हैं, इलेक्ट्रॉन विन्यास ऑफबाऊ सिद्धांत, हुंड के नियम और पाउली के अपवर्जन सिद्धांत का पालन करता है।
एक उदासीन जिंक परमाणु (Z=30) का पूर्ण इलेक्ट्रॉन विन्यास है: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10}$
वैकल्पिक रूप से, उत्कृष्ट गैस संकेतन का उपयोग करते हुए, संघनित इलेक्ट्रॉन विन्यास है: $[Ar] 4s^2 3d^{10}$
यह विन्यास इंगित करता है कि पहले 18 इलेक्ट्रॉन आर्गन के विन्यास तक कक्षकों को भरते हैं। शेष 12 इलेक्ट्रॉन फिर 4s कक्षक को पूरी तरह से (2 इलेक्ट्रॉन) और उसके बाद 3d कक्षक को पूरी तरह से (10 इलेक्ट्रॉन) भरते हैं। $3d^{10}$ विन्यास एक पूरी तरह से भरे हुए और स्थिर d-उपकोश को दर्शाता है।
जिंक के संयोजी इलेक्ट्रॉन
संयोजी इलेक्ट्रॉन परमाणु के सबसे बाहरी कोश में स्थित वे इलेक्ट्रॉन होते हैं जो मुख्य रूप से रासायनिक बंधन में शामिल होते हैं। जिंक के लिए, 4s उपकोश के बाद 3d उपकोश के भरे जाने के बावजूद, 4s इलेक्ट्रॉनों को संयोजी इलेक्ट्रॉन माना जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि 4s कक्षक उच्चतम मुख्य ऊर्जा स्तर (n=4) में होता है और इसलिए यह सबसे बाहरी कोश है।
जिंक में 2 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो 4s कक्षक में स्थित होते हैं। ये दो इलेक्ट्रॉन रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान आसानी से खो जाते हैं और स्थिर $Zn^{2+}$ आयन बनाते हैं, जिसमें एक छद्म-उत्कृष्ट गैस विन्यास ($[Ar] 3d^{10}$) होता है। पूरी तरह से भरा हुआ 3d उपकोश $Zn^{2+}$ आयन की सापेक्ष स्थिरता में योगदान देता है।