बोरॉन (B) पुनरीक्षण मार्गदर्शिका

परमाणु मॉडल विवरण

बोरॉन आवर्त सारणी के p-ब्लॉक में समूह 13 का पहला तत्व है। इसे एक उपधातु के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

• प्रतीक: B
• परमाणु संख्या (Z): 5 (नाभिक में 5 प्रोटॉन इंगित करता है)।
• द्रव्यमान संख्या (A): लगभग 10.81 परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu)। यह इसके प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिकों का भारित औसत है।
• प्रोटॉन: 5
• इलेक्ट्रॉन: 5 (एक उदासीन बोरॉन परमाणु में)
• न्यूट्रॉन:
  • बोरॉन-11 ($^\{11\}\text\{B\}$), सबसे आम समस्थानिक (लगभग 80%), में $11 - 5 = 6$ न्यूट्रॉन होते हैं।
  • बोरॉन-10 ($^\{10\}\text\{B\}$), कम आम समस्थानिक (लगभग 20%), में $10 - 5 = 5$ न्यूट्रॉन होते हैं।
• परमाणु आकार:
  • सहसंयोजक त्रिज्या: 85 pm
  • वैन डर वाल्स त्रिज्या: 192 pm

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

बोरॉन का निम्नतम अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: $1s^2 2s^2 2p^1$

कोश आरेख निरूपण

विभिन्न कोशों में इलेक्ट्रॉन वितरण को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

• K-कोश (n=1): इसमें 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं ($1s^2$)
• L-कोश (n=2): इसमें 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं ($2s^2 2p^1$)
  • विशेष रूप से, 2s कक्षक में 2 इलेक्ट्रॉन और 2p कक्षकों में से एक में 1 इलेक्ट्रॉन।

इसलिए, बोरॉन के सबसे बाहरी L-कोश में 3 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो रासायनिक बंधन में भाग लेते हैं।

आवधिक प्रवृत्तियाँ

आयनन एन्थैल्पी (IE)

आयनन एन्थैल्पी गैसीय परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा है।

• प्रथम आयनन एन्थैल्पी ($IE_1$): 800.6 kJ/mol। बोरॉन के छोटे आकार और अधिक प्रभावी नाभिकीय आवेश के कारण यह मान बेरिलियम (Be) से अधिक है, लेकिन कार्बन (C) से कम है। Be से B तक की प्रवृत्ति में एक विसंगति है क्योंकि B में एक इलेक्ट्रॉन 2p कक्षक से निकाला जाता है (जो Be में 2s कक्षक की तुलना में ऊर्जा में उच्च और कम भेदक होता है)।
• द्वितीय आयनन एन्थैल्पी ($IE_2$): 2427.1 kJ/mol
• तृतीय आयनन एन्थैल्पी ($IE_3$): 3659.7 kJ/mol

विद्युत् ऋणात्मकता

• पॉलिंग पैमाने पर विद्युत् ऋणात्मकता: 2.04। बोरॉन अधिकांश धातुओं की तुलना में अधिक विद्युत् ऋणात्मक है, लेकिन कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसे अधातुओं की तुलना में कम विद्युत् ऋणात्मक है।

इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी

• इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: +27 kJ/mol। बोरॉन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी धनात्मक होती है, जिसका अर्थ है कि इसके सबसे बाहरी कोश में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने की कम प्रवृत्ति को इंगित करता है, जो उन तत्वों के लिए विशिष्ट है जो इलेक्ट्रॉन खोने या सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए अधिक प्रवृत्त होते हैं।

परमाणु त्रिज्या

• सहसंयोजक त्रिज्या: 85 pm।
• बोरॉन का परमाणु त्रिज्या अपेक्षाकृत छोटा होता है क्योंकि इसमें इलेक्ट्रॉन कोशों की संख्या कम होती है और इसके आवर्त के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश अपेक्षाकृत अधिक होता है।

प्रमुख भौतिक गुण

• घनत्व:
  • अक्रिस्टलीय बोरॉन: 2.34 g/cm³
  • क्रिस्टलीय बोरॉन: 2.37 g/cm³
• STP (मानक तापमान और दबाव) पर अवस्था: ठोस
• रंग:
  • अक्रिस्टलीय बोरॉन: काला
  • क्रिस्टलीय बोरॉन: काला, धात्विक चमक के साथ (चांदी-भूरा)
• गलनांक: 2075 °C (2348 K)। बोरॉन का गलनांक असाधारण रूप से उच्च होता है।
• क्वथनांक: 3927 °C (4200 K)। बोरॉन का क्वथनांक भी बहुत उच्च होता है।
• कठोरता: क्रिस्टलीय बोरॉन अत्यंत कठोर होता है, ज्ञात सामग्रियों में हीरे और क्यूबिक बोरॉन नाइट्राइड के बाद दूसरे स्थान पर आता है।
• प्रकृति: उपधातु। यह धातुओं और अधातुओं के बीच के गुण प्रदर्शित करता है। यह एक अर्धचालक है।