बिस्मथ (Bi) - परमाणु संरचना और रासायनिक गुणधर्म

परमाणु मॉडल विवरण

बिस्मथ (Bi) आवर्त सारणी के समूह 15 और आवर्त 6 में स्थित एक p-ब्लॉक तत्व है। यह सबसे भारी स्थिर प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला तत्व है।

मूल कण

• परमाणु क्रमांक (Z): 83
  • नाभिक में 83 प्रोटॉन इंगित करता है।
  • एक उदासीन परमाणु में 83 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• द्रव्यमान संख्या (A): लगभग 209 (सबसे स्थिर समस्थानिक, बिस्मथ-209 के लिए, जिसे अक्सर ²⁰⁹Bi के रूप में दर्शाया जाता है)।
• न्यूट्रॉन: A - Z = 209 - 83 = 126 न्यूट्रॉन।

परमाणु आकार

• धात्विक त्रिज्या: लगभग 163 pm (पिकोमीटर)।
• सहसंयोजक त्रिज्या: लगभग 146 pm।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

बिस्मथ का मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³

यह विन्यास इंगित करता है:

• [Xe]: क्सीनन का विन्यास, जो कोर इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करता है।
• 4f¹⁴: एक पूरी तरह से भरा हुआ 4f उपकोश, जो लैंथेनाइड संकुचन प्रभाव में योगदान देता है।
• 5d¹⁰: एक पूरी तरह से भरा हुआ 5d उपकोश।
• 6s²: एक पूरी तरह से भरा हुआ 6s उपकोश।
• 6p³: एक आधा भरा हुआ 6p उपकोश, जो समूह 15 (निकटजन) में इसकी स्थिति को इंगित करता है।

कोश-वार इलेक्ट्रॉन वितरण

इलेक्ट्रॉन प्रमुख ऊर्जा कोशों में इस प्रकार वितरित होते हैं:

• K-कोश (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन
• L-कोश (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन
• M-कोश (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन
• N-कोश (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन
• O-कोश (n=5): 18 इलेक्ट्रॉन
• P-कोश (n=6): 5 संयोजी इलेक्ट्रॉन (6s में 2, 6p में 3)

आवर्त प्रवृत्ति

आयनीकरण एन्थैल्पी (प्रथम)

• मान: लगभग 703 kJ/mol।
• प्रवृत्ति: एक समूह 15 तत्व के रूप में, इसकी पहली आयनीकरण एन्थैल्पी समूह 1 और 2 तत्वों की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक है क्योंकि इसमें एक स्थिर आधा भरा हुआ p-उपकोश होता है। समूह में नीचे जाने पर, आयनीकरण एन्थैल्पी आमतौर पर घटती है, लेकिन बिस्मथ के लिए, पूरी तरह से भरे हुए 4f और 5d कक्षकों की उपस्थिति के कारण खराब परिरक्षण (लैंथेनाइड संकुचन और d-ब्लॉक संकुचन) प्रभावी नाभिकीय आवेश को बढ़ा देता है, जिससे अपेक्षा से थोड़ा अधिक मान प्राप्त होता है।

वैद्युतीयऋणात्मकता (पॉलिंग पैमाना)

• मान: लगभग 2.02।
• प्रवृत्ति: बढ़ते परमाणु आकार और परिरक्षण के कारण एक समूह में नीचे जाने पर वैद्युतीयऋणात्मकता आमतौर पर घटती है। बिस्मथ, समूह 15 के निचले भाग में होने के कारण, अपने हल्के सजातीय तत्वों की तुलना में अपेक्षाकृत कम वैद्युतीयऋणात्मकता रखता है, जो इसके धात्विक गुण को इंगित करता है।

इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी

• मान: लगभग -91 kJ/mol।
• प्रवृत्ति: बिस्मथ जैसे धात्विक तत्वों के लिए, इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी आमतौर पर कम ऋणात्मक या धनात्मक भी होती है। बिस्मथ में इलेक्ट्रॉन स्वीकार करने की थोड़ी प्रवृत्ति होती है, लेकिन यह एक मजबूत इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता नहीं है, जो इसकी धात्विक प्रकृति को दर्शाता है।

परमाणु त्रिज्या (धात्विक त्रिज्या)

• मान: लगभग 163 pm।
• प्रवृत्ति: नए इलेक्ट्रॉन कोशों के जुड़ने के कारण एक समूह में नीचे जाने पर परमाणु त्रिज्या आमतौर पर बढ़ती है। हालांकि, लैंथेनाइड संकुचन और 5d इलेक्ट्रॉनों (d-ब्लॉक संकुचन) की उपस्थिति के कारण, d और f ब्लॉक के बाद 6वें आवर्त के तत्वों में परमाणु त्रिज्या में वृद्धि उतनी स्पष्ट नहीं होती जितनी अपेक्षित हो सकती है, लेकिन यह हल्के समूह 15 तत्वों से बड़ी होती है।

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

• घनत्व: 9.78 g/cm³ (20 °C पर)।
• STP पर अवस्था (मानक तापमान और दबाव): ठोस।
• रंग: चाँदी जैसा-गुलाबी-सफेद, अक्सर हवा के संपर्क में आने पर बिस्मथ ऑक्साइड की इंद्रधनुषी (धनुष जैसी) धूमिल परत प्रदर्शित करता है।
• गलनांक: 271.5 °C।
• क्वथनांक: 1564 °C।
• वर्गीकरण: पश्च-संक्रमण धातु, अक्सर गैर-धातुओं के साथ कुछ समानताओं के कारण इसे उपधातु माना जाता है। यह प्रतिचुंबकीय है।