फ्लेरोव्हियमचा परिचय
फ्लेरोव्हियम (Fl) हे 114 अणुक्रमांक असलेले एक कृत्रिम रासायनिक मूलद्रव्य आहे. हे अत्यंत जड आणि किरणोत्सर्गी मूलद्रव्य आहे, जे पृथ्वीवर नैसर्गिकरित्या आढळत नाही. हे प्रथम 1998 मध्ये रशियातील डबना येथील जॉइंट इन्स्टिट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (JINR) येथे संश्लेषित केले गेले आणि JINR मधील फ्लेरोव्ह लॅबोरेटरी ऑफ न्यूक्लियर रिॲक्शन्सचे संस्थापक रशियन भौतिकशास्त्रज्ञ जॉर्जी फ्लेओरोव्ह यांच्या नावावरून त्याचे नाव ठेवण्यात आले. त्याच्या अत्यंत कमी अर्धायुष्यामुळे, त्याच्या रासायनिक गुणधर्मांचा अभ्यास करणे कठीण आहे, परंतु ते संक्रमणोत्तर धातू (post-transition metal) असेल असा अंदाज आहे.
मूलभूत गुणधर्म
फ्लेरोव्हियमला अतिजड मूलद्रव्य (superheavy element) म्हणून वर्गीकृत केले जाते. त्याचे सर्व समस्थानिक अत्यंत अस्थिर आहेत आणि खूप लवकर क्षय होतात, ज्यामुळे व्यावहारिक उपयोग अशक्य होतात. त्याचे अस्तित्व मुख्यतः आवर्त सारणीच्या मर्यादा आणि सैद्धांतिक “स्थिरतेचे बेट” (island of stability) सह अत्यंत जड केंद्रकांच्या स्थिरतेबद्दलच्या समजास हातभार लावते.
अणू रचना
फ्लेरोव्हियमची अणू रचना, इतर सर्व मूलद्रव्यांप्रमाणे, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉनच्या संख्येनुसार परिभाषित केली जाते. तटस्थ अणूसाठी, प्रोटॉनची संख्या इलेक्ट्रॉनच्या संख्येइतकी असते.
प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉन
- अणुक्रमांक (Z): फ्लेरोव्हियमचा अणुक्रमांक 114 आहे. याचा अर्थ प्रत्येक फ्लेरोव्हियम अणूमध्ये त्याच्या केंद्रकात 114 प्रोटॉन असतात.
- इलेक्ट्रॉन: तटस्थ फ्लेरोव्हियम अणूमध्ये, इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येइतकी असते. म्हणून, तटस्थ फ्लेरोव्हियम अणूमध्ये 114 इलेक्ट्रॉन असतात.
- न्यूट्रॉन: फ्लेरोव्हियमच्या वेगवेगळ्या समस्थानकांमध्ये न्यूट्रॉनची संख्या बदलते. सर्वात स्थिर ज्ञात समस्थानिक फ्लेरोव्हियम-289 ($^{289}$Fl) आहे. या समस्थानकासाठी:
- वस्तुमान संख्या (A) = 289
- न्यूट्रॉनची संख्या = वस्तुमान संख्या (A) - अणुक्रमांक (Z) = 289 - 114 = 175 न्यूट्रॉन.
इलेक्ट्रॉनची मांडणी
अणूमध्ये इलेक्ट्रॉनची मांडणी त्याचे रासायनिक वर्तन निश्चित करते. फ्लेरोव्हियमसाठी, एक अतिजड मूलद्रव्य असल्याने, त्याची इलेक्ट्रॉन रचना ऑफबाऊ तत्त्वावरून (Aufbau principle) काढली जाते, जरी अशा मोठ्या अणूंसाठी सापेक्षतावादी (relativistic) परिणाम महत्त्वाचे असतात.
इलेक्ट्रॉन रचना
तटस्थ फ्लेरोव्हियम अणूची (Z=114) इलेक्ट्रॉन रचना त्याच्या 114 इलेक्ट्रॉनचे विविध ऊर्जा स्तर आणि उपस्तरांमध्ये (ऑर्बिटल्स) कसे वितरण केले जाते हे दर्शवते. साधेपणासाठी रेडॉनच्या (Rn, Z=86) उदात्त वायू कोर नोटेशनचा (noble gas core notation) वापर करून, पूर्ण रचना खालीलप्रमाणे आहे:
$[Rn]\ 5f^{14}\ 6d^{10}\ 7s^2\ 7p^2$
सर्व व्यापलेल्या कवचा (shells) आणि उपकवचा (subshells) दर्शवण्यासाठी याचा विस्तार केल्यास:
$1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 4s^2\ 3d^{10}\ 4p^6\ 5s^2\ 4d^{10}\ 5p^6\ 6s^2\ 4f^{14}\ 5d^{10}\ 6p^6\ 7s^2\ 5f^{14}\ 6d^{10}\ 7p^2$
संयुजा इलेक्ट्रॉन
संयुजा इलेक्ट्रॉन हे अणूच्या सर्वात बाहेरील मुख्य ऊर्जा स्तरामध्ये असलेले इलेक्ट्रॉन असतात. हे इलेक्ट्रॉन प्रामुख्याने रासायनिक बंधात (chemical bonding) सामील असतात. फ्लेरोव्हियमसाठी, सर्वात बाहेरील मुख्य ऊर्जा स्तर 7 वा कवच (shell) आहे.
7 व्या कवचामध्ये, व्यापलेले उपकवच (subshells) $7s^2$ आणि $7p^2$ आहेत. म्हणून, फ्लेरोव्हियमसाठी संयुजा इलेक्ट्रॉनची संख्या या सर्वात बाहेरील उपकवचांमधील इलेक्ट्रॉनची बेरीज आहे: $2\ (7s\ मधून)\ +\ 2\ (7p\ मधून)\ =\ 4$ संयुजा इलेक्ट्रॉन.
फ्लेरोव्हियम आवर्त सारणीच्या गट 14 मध्ये येते, जे सामान्यतः चार संयुजा इलेक्ट्रॉन असलेल्या मूलद्रव्यांशी संबंधित आहे.