सोन्याच्या अणू रचनेचे आकलन
सोने, एक मौल्यवान आणि निष्क्रिय धातू, प्राचीन भारतासह अनेक संस्कृतींमध्ये त्याच्या चमक आणि गंजरोधकतेमुळे नेहमीच महत्त्वाचे मानले गेले आहे. त्याचे अद्वितीय गुणधर्म त्याच्या अणू रचनेशी मूलभूतपणे जोडलेले आहेत. सोन्याचे वर्तन, जसे की त्याची लवचिकता किंवा डाग न पडण्याची क्षमता समजून घेण्यासाठी, त्याची अणू रचना समजून घेणे आवश्यक आहे.
अणुक्रमांक आणि वस्तुमान संख्या
प्रत्येक अणू त्याच्या अणुक्रमांकाने (Z) परिभाषित केला जातो, जो त्याच्या केंद्रकातील प्रोटॉनची संख्या दर्शवतो. सोन्यासाठी, अणुक्रमांक (Z) ७९ आहे. याचा अर्थ सोन्याच्या प्रत्येक अणूमध्ये ७९ प्रोटॉन असतात.
अणूची वस्तुमान संख्या (A) म्हणजे त्याच्या केंद्रकातील प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनची एकूण संख्या. सोन्यामध्ये अनेक समस्थानिके असली तरी, सर्वात सामान्य आणि स्थिर समस्थानिक गोल्ड-१९७ ($^{197}\text{Au}$) आहे. म्हणून, त्याची वस्तुमान संख्या (A) सामान्यतः १९७ मानली जाते.
उदासीन सोन्याच्या अणूतील उप-अणू कण
त्याच्या अणुक्रमांक आणि वस्तुमान संख्येच्या आधारावर, उदासीन सोन्याच्या अणूतील उप-अणू कणांची संख्या निश्चित केली जाऊ शकते:
- प्रोटॉन: अणुक्रमांक (Z) ७९ असल्याने, सोन्याच्या अणूमध्ये ७९ प्रोटॉन असतात. हे धन-प्रभारित कण केंद्रकात असतात.
- इलेक्ट्रॉन: उदासीन अणूमध्ये, इलेक्ट्रॉन्सची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येइतकी असते. अशा प्रकारे, उदासीन सोन्याच्या अणूमध्ये ७९ इलेक्ट्रॉन असतात. हे ऋण-प्रभारित कण विशिष्ट ऊर्जा पातळी किंवा कक्षांमध्ये केंद्रकाभोवती फिरतात.
- न्यूट्रॉन: न्यूट्रॉनची संख्या वस्तुमान संख्येतून अणुक्रमांक (A - Z) वजा करून काढली जाते. गोल्ड-१९७ साठी, न्यूट्रॉनची संख्या १९७ - ७९ = ११८ न्यूट्रॉन आहे. न्यूट्रॉन हे केंद्रकात आढळणारे उदासीन कण आहेत.
इलेक्ट्रॉन संरचना
इलेक्ट्रॉन संरचना अणू कक्षांमध्ये इलेक्ट्रॉन्सचे वितरण कसे होते हे वर्णन करते. सोन्यासाठी (Au), ७९ इलेक्ट्रॉन्ससह, त्याची भूस्तरीय इलेक्ट्रॉन संरचना कठोर औफबाऊ नियमाचा अपवाद आहे, जी अधिक स्थिर मांडणी दर्शवते.
उदासीन सोन्याच्या अणूची पूर्ण इलेक्ट्रॉन संरचना अशी आहे: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6 4d^{10} 4f^{14} 5s^2 5p^6 5d^{10} 6s^1$
ही संरचना झेनॉन (Xe) चा संदर्भ घेऊन उदात्त वायू नोटेशन वापरून देखील दर्शविली जाऊ शकते, ज्यामध्ये ५४ इलेक्ट्रॉन आहेत: $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1$
अपेक्षित संरचनेत ($[Xe] 4f^{14} 5d^9 6s^2$) पासून $4f^{14} 5d^{10} 6s^1$ पर्यंतचे विचलन होते कारण पूर्णपणे भरलेले $5d$ उपकक्षा ($5d^{10}$) अणूला अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करते.
संयुजा इलेक्ट्रॉन
संयुजा इलेक्ट्रॉन हे अणूच्या सर्वात बाहेरील मुख्य ऊर्जा कक्षेत असलेले इलेक्ट्रॉन असतात. हे इलेक्ट्रॉन प्रामुख्याने रासायनिक बंधात सामील असतात.
सोन्यासाठी, त्याच्या इलेक्ट्रॉन संरचनेनुसार $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1$: सर्वात बाहेरील मुख्य ऊर्जा कक्षा ६ वी कक्षा आहे, ज्यामध्ये १ इलेक्ट्रॉन असतो. त्यामुळे, सोन्याचा प्राथमिक संयुजा इलेक्ट्रॉन $6s^1$ इलेक्ट्रॉन आहे.
जरी $6s^1$ इलेक्ट्रॉन सर्वात सहज गमावणारा इलेक्ट्रॉन असला तरी, $5d$ इलेक्ट्रॉन देखील बंधात भाग घेऊ शकतात, विशेषतः जेव्हा सोने उच्च ऑक्सिडेशन अवस्था (उदा. +३) दर्शवते. तथापि, संयुजेच्या मूलभूत आकलनासाठी, $6s^1$ इलेक्ट्रॉनला मुख्य संयुजा इलेक्ट्रॉन मानले जाते.