वैनेडियम (V) - परमाणु संरचना और गुणधर्म

परमाणु मॉडल विवरण

वैनेडियम (V) परमाणु संख्या 23 वाला एक d-ब्लॉक संक्रमण तत्व है।

• परमाणु संख्या (Z): 23
  • नाभिक में 23 प्रोटॉन दर्शाता है।
  • एक उदासीन वैनेडियम परमाणु में, 23 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• परमाणु द्रव्यमान (औसत): 50.9415 u
• सबसे आम समस्थानिक: $^\{51\}$V
  • प्रोटॉन की संख्या: 23
  • न्यूट्रॉन की संख्या: (द्रव्यमान संख्या - परमाणु संख्या) = 51 - 23 = 28
  • इलेक्ट्रॉनों की संख्या: 23 (एक उदासीन परमाणु में)
• परमाणु त्रिज्या:
  • धात्विक त्रिज्या: 134 pm
  • सहसंयोजक त्रिज्या: 122 pm (लगभग)

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख

• मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: $[Ar] 3d^3 4s^2$
  • यह विन्यास इंगित करता है कि सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन 3d और 4s उपकोशों में हैं, जो एक d-ब्लॉक तत्व की विशेषता है। 4s इलेक्ट्रॉन 3d इलेक्ट्रॉनों से पहले भरे जाते हैं, लेकिन लिखते समय, d-उपकोश को अक्सर मुख्य क्वांटम संख्या ‘3’ के कोशों के साथ समूहित किया जाता है।
• कोश-वार इलेक्ट्रॉन वितरण:
  • K-कोश (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन ($1s^2$)
  • L-कोश (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन ($2s^2 2p^6$)
  • M-कोश (n=3): 11 इलेक्ट्रॉन ($3s^2 3p^6 3d^3$)
  • N-कोश (n=4): 2 इलेक्ट्रॉन ($4s^2$)
  • इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन वितरण को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: 2, 8, 11, 2।

आवधिक प्रवृत्तियाँ

• आयनीकरण एन्थैल्पी:
  • प्रथम आयनीकरण एन्थैल्पी ($IE_1$): 650.9 kJ/mol (पहला इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)
  • द्वितीय आयनीकरण एन्थैल्पी ($IE_2$): 1414 kJ/mol (दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)
  • तृतीय आयनीकरण एन्थैल्पी ($IE_3$): 2830 kJ/mol (तीसरा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)
  • प्रवृत्ति: आयनीकरण एन्थैल्पी आमतौर पर एक आवर्त में प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण बढ़ती है। संक्रमण धातुओं के लिए, आयनों के निर्माण के लिए आमतौर पर 3d इलेक्ट्रॉनों से पहले 4s इलेक्ट्रॉनों को हटाया जाता है।
• विद्युत ऋणात्मकता (पॉलिंग स्केल): 1.63
  • प्रवृत्ति: विद्युत ऋणात्मकता आमतौर पर एक आवर्त में बढ़ती है। वैनेडियम का मान एक संक्रमण धातु के लिए विशिष्ट है, जो मध्यम इलेक्ट्रॉन-आकर्षण शक्ति को इंगित करता है।
• इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: -50 kJ/mol
  • यह मान इंगित करता है कि जब एक उदासीन वैनेडियम परमाणु एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है तो ऊर्जा निकलती है, हालांकि यह p-ब्लॉक तत्वों की तुलना में बहुत अधिक ऊष्माक्षेपी नहीं है।
• परमाणु त्रिज्या: (ऊपर परमाणु मॉडल विवरण देखें)
  • प्रवृत्ति: परमाणु त्रिज्या आमतौर पर एक आवर्त में प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ने के कारण घटती है, जो इलेक्ट्रॉन क्लाउड को नाभिक के करीब खींचता है। हालांकि, संक्रमण धातुओं के लिए, d-इलेक्ट्रॉनों के परिरक्षण प्रभाव के कारण यह कमी कम स्पष्ट होती है।

मुख्य भौतिक गुणधर्म

• दिखावट: चमकीला-सफेद, चमकदार धातु।
• कमरे के तापमान (25°C) पर अवस्था: ठोस
• घनत्व: 6.11 g/cm³ (20°C पर)
• गलनांक: 1910 °C
• क्वथनांक: 3407 °C