लेड (Pb) - परमाणु संरचना और गुणधर्म

1. लेड (Pb) की परमाणु संरचना

लेड (Pb) एक भारी पोस्ट-संक्रमण धातु है।

1.1. परमाणु मॉडल विवरण

• परमाणु संख्या (Z): 82
  • नाभिक में 82 प्रोटॉन को इंगित करता है।
  • एक उदासीन परमाणु में, 82 इलेक्ट्रॉन भी होते हैं।
• परमाणु द्रव्यमान (औसत): 207.2 u (एकीकृत परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ)
• न्यूट्रॉन: सबसे प्रचुर समस्थानिक, $^\{208\}Pb$, के लिए न्यूट्रॉन की संख्या 208 - 82 = 126 है। लेड के कई स्थिर समस्थानिक हैं (उदाहरण के लिए, $^\{204\}Pb, ^\{206\}Pb, ^\{207\}Pb, ^\{208\}Pb$)।
• परमाणु आकार (धात्विक त्रिज्या): लगभग 175 pm (पिकोमीटर)।

1.2. इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

लेड का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इसके रासायनिक व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

• पूर्ण विन्यास: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^\{10\} 4s^2 4p^6 4d^\{10\} 4f^\{14\} 5s^2 5p^6 5d^\{10\} 6s^2 6p^2$
• संक्षिप्त विन्यास: $[Xe] 4f^\{14\} 5d^\{10\} 6s^2 6p^2$
  • यह विन्यास दर्शाता है कि लेड p-ब्लॉक, समूह 14, और आवर्त 6 में है। भरे हुए $4f^\{14\}$ और $5d^\{10\}$ कक्षकों की उपस्थिति क्रमशः लैंथेनाइड और d-ब्लॉक संकुचन में योगदान करती है, जो इसके गुणों को प्रभावित करती है।

1.3. कोश आरेख निरूपण (प्रति कोश इलेक्ट्रॉन)

विभिन्न मुख्य ऊर्जा कोशों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण इस प्रकार है:

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

2. लेड के आवर्ती प्रवृत्तियाँ

समूह 14 और आवर्त 6 में लेड की स्थिति इसके आवर्ती गुणों को प्रभावित करती है, अक्सर सापेक्षिक प्रभावों और आंतरिक d और f इलेक्ट्रॉनों द्वारा खराब परिरक्षण के कारण विचलन दर्शाती है।

• आयनीकरण एन्थैल्पी (प्रथम आयनीकरण ऊर्जा): 715.6 kJ/mol
  • यह मान समूह 14 में टिन (Sn) से लेड (Pb) तक नीचे जाने पर अपेक्षित से अधिक है, जिसका कारण लैंथेनाइड संकुचन और 5d इलेक्ट्रॉनों द्वारा खराब परिरक्षण है, जो संयोजी इलेक्ट्रॉनों पर प्रभावी नाभिकीय आवेश को बढ़ाता है।
• विद्युत ऋणात्मकता (पॉलिंग पैमाना): 2.33
  • लेड अपने समूह के हल्के तत्वों (उदाहरण के लिए, टिन में 1.96 है) की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक विद्युत ऋणात्मक है, जिसका कारण फिर से $4f$ और $5d$ इलेक्ट्रॉनों द्वारा अक्षम परिरक्षण और $6s$ इलेक्ट्रॉनों पर सापेक्षिक प्रभावों से उत्पन्न उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश है। यह इसके धात्विक गुण को अपेक्षित से कम स्पष्ट बनाता है।
• इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: लगभग -35 kJ/mol
  • यह मान थोड़ा ऋणात्मक है, जो एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन स्वीकार करने की बहुत कम, लेकिन थोड़ी ऊष्माक्षेपी प्रवृत्ति को इंगित करता है। धातुओं के लिए, इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी आमतौर पर कम या थोड़ी धनात्मक होती है।
• परमाणु त्रिज्या (धात्विक): 175 pm
  • समूह में और नीचे होने के बावजूद, टिन (Sn, 145 pm) से लेड (Pb) तक परमाणु त्रिज्या में वृद्धि लैंथेनाइड संकुचन के कारण अपेक्षित से कम है।

3. लेड के प्रमुख भौतिक गुणधर्म

लेड भौतिक गुणों के एक अद्वितीय संयोजन द्वारा विशेषता रखता है।

• घनत्व: 20°C पर 11.34 g/cm³
  • यह एक बहुत सघन धातु है।
• कमरे के तापमान (25°C) पर भौतिक अवस्था: ठोस
• रंग: ताज़ा काटे जाने पर नीला-सफेद, लेकिन हवा के संपर्क में आने पर लेड ऑक्साइड की पतली परत बनने के कारण जल्दी ही एक नीरस धूसर रंग में मलिन हो जाता है।
• गलनांक (MP): 327.5 °C
  • धातु के लिए लेड का गलनांक अपेक्षाकृत कम होता है।
• क्वथनांक (BP): 1749 °C
  • इसका क्वथनांक इसके गलनांक से काफी अधिक होता है।