बेरियम (Ba) - परमाणु संरचना और गुणधर्म

परमाणु मॉडल का विवरण

बेरियम (Ba) आवर्त सारणी के समूह 2, आवर्त 6 में पाया जाने वाला एक क्षारीय मृदा धातु है।

उपपरमाणु कण

• परमाणु क्रमांक (Z): 56
  • प्रोटॉनों की संख्या: 56
  • इलेक्ट्रॉनों की संख्या: 56 (एक उदासीन परमाणु में)
• द्रव्यमान संख्या (A): बेरियम का सबसे प्रचुर समस्थानिक $^\{138\}$Ba है।
  • न्यूट्रॉनों की संख्या: A - Z = 138 - 56 = 82

परमाणु का आकार

• परमाणु त्रिज्या (धातुई): 215 pm (पिकोमीटर)
• आयनिक त्रिज्या (Ba²⁺): 135 pm

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख प्रतिनिधित्व

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

• पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^\{10\} 4s^2 4p^6 4d^\{10\} 5s^2 5p^6 6s^2$
• उत्कृष्ट गैस विन्यास: $[Xe] 6s^2$

कोश आरेख प्रतिनिधित्व

बेरियम का कोश आरेख नाभिक के चारों ओर विभिन्न ऊर्जा स्तरों (कोशों) में इलेक्ट्रॉनों के वितरण को दर्शाता है।

• नाभिक: इसमें 56 प्रोटॉन और 82 न्यूट्रॉन होते हैं।
• कोश 1 (K-कोश): 2 इलेक्ट्रॉन
• कोश 2 (L-कोश): 8 इलेक्ट्रॉन
• कोश 3 (M-कोश): 18 इलेक्ट्रॉन
• कोश 4 (N-कोश): 18 इलेक्ट्रॉन
• कोश 5 (O-कोश): 8 इलेक्ट्रॉन
• कोश 6 (P-कोश): 2 इलेक्ट्रॉन (संयोजी इलेक्ट्रॉन)

यह विन्यास इंगित करता है कि बेरियम के सबसे बाहरी कोश ($6s^2$) में 2 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिन्हें यह आसानी से खोकर Ba²⁺ आयन बनाता है, जिससे एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास (जो कि जीनॉन, [Xe] का है) प्राप्त होता है।

आवर्त सारणी के रुझान

आयनन एन्थैल्पी

आयनन एन्थैल्पी किसी गैसीय परमाणु से उसकी मूल अवस्था में एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा है।

• प्रथम आयनन एन्थैल्पी ($IE_1$): 502.9 kJ/mol
• द्वितीय आयनन एन्थैल्पी ($IE_2$): 965.2 kJ/mol बेरियम की प्रथम आयनन एन्थैल्पी अपेक्षाकृत कम होती है, क्योंकि इसका परमाणु आकार बड़ा होता है और आंतरिक इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण प्रभाव होता है, जिससे बाहरी इलेक्ट्रॉन को निकालना आसान हो जाता है। द्वितीय आयनन एन्थैल्पी अधिक होती है लेकिन फिर भी अपेक्षाकृत कम होती है, क्योंकि दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने से एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त होता है।

विद्युत ऋणात्मकता

विद्युत ऋणात्मकता एक रासायनिक बंध में साझा इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की परमाणु की क्षमता का माप है।

• पॉलिंग स्केल विद्युत ऋणात्मकता: 0.89 बेरियम एक अत्यधिक विद्युतधनात्मक तत्व है, जो इलेक्ट्रॉनों को खोने और धनात्मक आयन बनाने की अपनी प्रबल प्रवृत्ति को इंगित करता है, बजाय इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने के। यह क्षारीय मृदा धातुओं की विशेषता है।

इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी

इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी वह ऊर्जा परिवर्तन है जब एक उदासीन गैसीय परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है जिससे एक ऋणात्मक आयन बनता है।

• इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: ~+14 kJ/mol (अनुमानित, धातुओं के लिए सामान्यतः धनात्मक) बेरियम के लिए, अन्य क्षारीय मृदा धातुओं की तरह, इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी धनात्मक होती है। इसका मतलब है कि बेरियम को एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन स्वीकार करने के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करनी पड़ती है, जिससे एक अत्यधिक अस्थिर Ba⁻ आयन बनता है। बेरियम इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने के बजाय उन्हें खोना पसंद करता है।

परमाणु त्रिज्या

• परमाणु त्रिज्या (धातुई): 215 pm बेरियम का परमाणु त्रिज्या पहले के आवर्तों और समूहों के तत्वों की तुलना में बड़ा होता है क्योंकि इसमें कई इलेक्ट्रॉन कोश होते हैं और आंतरिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा नाभिक का प्रभावी परिरक्षण होता है। परमाणु त्रिज्या एक समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है।

मुख्य भौतिक गुणधर्म

• घनत्व: 3.62 g/cm³
• कमरे के तापमान (25°C) पर अवस्था: ठोस
• रंग: चांदी-सफेद, हवा के संपर्क में आने पर हल्का ग्रे हो जाता है
• गलनांक: 727 °C (999 K)
• क्वथनांक: 1897 °C (2170 K)