कोबाल्ट (Co) पुनरीक्षण मार्गदर्शिका

कोबाल्ट (Co) के परमाणु मॉडल विवरण

कोबाल्ट (Co) एक संक्रमण धातु है जो आवर्त सारणी के समूह 9 और आवर्त 4 में स्थित है। इसकी परमाणु संरचना निम्नलिखित विशेषताओं से युक्त है:

• परमाणु क्रमांक (Z): 27
  • यह प्रत्येक कोबाल्ट परमाणु के नाभिक में 27 प्रोटॉन को इंगित करता है।
  • एक उदासीन कोबाल्ट परमाणु के लिए, इसमें 27 इलेक्ट्रॉन भी होते हैं।
• द्रव्यमान संख्या (A): कोबाल्ट का सबसे प्रचुर समस्थानिक कोबाल्ट-59 ($^\{\text\{59\}\}\text\{Co\}$) है, जो प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कोबाल्ट का 100% है।
  • न्यूट्रॉन की संख्या: $^\{\text\{59\}\}\text\{Co\}$ के लिए, न्यूट्रॉन की संख्या $\text\{A\} - \text\{Z\} = 59 - 27 = 32$ है।
• परमाणु आकार:
  • सहसंयोजक त्रिज्या: लगभग 126 पिकोमीटर (pm)। यह मान सहसंयोजक रूप से बंधे होने पर परमाणु के आकार को दर्शाता है।
  • नाभिकीय आवेश में वृद्धि और d-इलेक्ट्रॉनों द्वारा अपेक्षाकृत खराब परिरक्षण के कारण संक्रमण तत्वों के लिए एक आवर्त में परमाणु का आकार सामान्यतः घटता है, जिससे संयोजी इलेक्ट्रॉनों पर अधिक मजबूत खिंचाव होता है।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख

एक परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास उसके इलेक्ट्रॉनों के परमाणु कक्षकों में वितरण का वर्णन करता है।

• मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:

  • पूर्ण विन्यास: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^7 4s^2$
  • उत्कृष्ट गैस विन्यास: $[Ar] 3d^7 4s^2$
  • सबसे बाहरी कोश चौथा कोश है, जिसमें 2 इलेक्ट्रॉन $4s$ कक्षक में होते हैं। 7 इलेक्ट्रॉनों के साथ अपूर्ण $3d$ उपकोश एक संक्रमण धातु की विशेषता है।

• कोश आरेख निरूपण (प्रति कोश इलेक्ट्रॉन वितरण):

  • K-कोश (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन ($1s^2$)
  • L-कोश (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन ($2s^2 2p^6$)
  • M-कोश (n=3): 15 इलेक्ट्रॉन ($3s^2 3p^6 3d^7$)
  • N-कोश (n=4): 2 इलेक्ट्रॉन ($4s^2$)

  यह वितरण दर्शाता है कि संयोजी इलेक्ट्रॉन (जो रासायनिक बंधन में शामिल होते हैं) मुख्य रूप से $4s$ इलेक्ट्रॉन और आंशिक रूप से भरे हुए $3d$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।

आवर्त सारणी प्रवृत्तियाँ

आवर्त सारणी में कोबाल्ट की स्थिति कई आवर्त प्रवृत्तियों के माध्यम से उसके रासायनिक गुणों को प्रभावित करती है।

आयनन एन्थैल्पी (IE)

• प्रथम आयनन एन्थैल्पी (IE1): लगभग 760 kJ/mol।
• प्रवृत्ति: संक्रमण धातुओं के लिए, आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः s-ब्लॉक धातुओं की तुलना में अधिक होती है लेकिन उसी आवर्त में p-ब्लॉक तत्वों की तुलना में कम होती है। 3d श्रेणी में, IE1 सामान्यतः मामूली अनियमितताओं के साथ बढ़ती प्रवृत्ति दर्शाती है। कोबाल्ट की IE1 अपेक्षाकृत अधिक होती है क्योंकि इसके नाभिकीय आवेश में वृद्धि और आवर्त में परमाणु त्रिज्या का संकुचन होता है, जिसके कारण पहले इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

विद्युत ऋणात्मकता

• पॉलिंग स्केल विद्युत ऋणात्मकता: लगभग 1.88।
• प्रवृत्ति: एक आवर्त में विद्युत ऋणात्मकता सामान्यतः बढ़ती है। कोबाल्ट की विद्युत ऋणात्मकता एक संक्रमण धातु के लिए विशिष्ट है, जो अत्यधिक विद्युतधनात्मक s-ब्लॉक तत्वों और अधिक विद्युत ऋणात्मक p-ब्लॉक तत्वों के बीच आती है। यह रासायनिक बंधन में इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की मध्यम प्रवृत्ति को इंगित करता है।

इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी (इलेक्ट्रॉन बंधुता)

• इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी: लगभग -64 kJ/mol (ऊष्माक्षेपी, जो इलेक्ट्रॉन स्वीकार करने की थोड़ी प्रवृत्ति को दर्शाता है)।
• प्रवृत्ति: धातुओं के लिए, इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी मान सामान्यतः धनात्मक या थोड़े ऋणात्मक होते हैं, जो यह दर्शाता है कि वे आसानी से इलेक्ट्रॉन स्वीकार नहीं करते हैं। कोबाल्ट का छोटा ऋणात्मक मान एक धात्विक तत्व की विशेषता है।

परमाणु त्रिज्या

• सहसंयोजक त्रिज्या: लगभग 126 pm।
• प्रवृत्ति: 3d संक्रमण श्रेणी में परमाणु त्रिज्या सामान्यतः Sc से Cr/Mn तक घटती है, फिर श्रृंखला के अंत (Ni, Cu, Zn) की ओर अपेक्षाकृत स्थिर रहती है या थोड़ी बढ़ती है। यह प्रवृत्ति बढ़ते नाभिकीय आवेश (संकुचन प्रभाव) और d-इलेक्ट्रॉनों की बढ़ती संख्या द्वारा परिरक्षण (विस्तार प्रभाव) के कारण होती है, जो श्रृंखला के बाद के तत्वों के लिए एक-दूसरे को संतुलित करने की प्रवृत्ति रखते हैं। कोबाल्ट पठार क्षेत्र में आता है।

कोबाल्ट (Co) के प्रमुख भौतिक गुण

कोबाल्ट एक चमकदार, चाँदी-नीली धातु है जिसके विशिष्ट भौतिक गुण होते हैं।

• घनत्व: 20 °C पर 8.90 g/cm$^3$।
• कमरे के तापमान पर अवस्था: ठोस।
• रंग: चाँदी-नीली धात्विक चमक।
• गलनांक: 1495 °C।
• क्वथनांक: 2927 °C।
• चुंबकीय गुण: कोबाल्ट फेरोमैग्नेटिक है, जिसका अर्थ है कि इसे लोहे और निकल के समान दृढ़ता से चुम्बकित किया जा सकता है। यह गुण इसके 3d कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होता है।
• कठोरता: यह एक अपेक्षाकृत कठोर और भंगुर धातु है।