पॅलॅडियमची ओळख
पॅलॅडियम (प्रतिक: Pd) हे अणुक्रमांक 46 असलेले रासायनिक मूलद्रव्य आहे. हे आवर्त सारणीतील d-खंडातील प्लॅटिनम गटातील धातूंपैकी एक दुर्मिळ आणि चमकदार चांदी-पांढऱ्या रंगाचा धातू आहे. याला संक्रमण धातू (transition metal) म्हणून वर्गीकृत केले जाते आणि ते उत्कृष्ट उत्प्रेरकीय गुणधर्म (catalytic properties) आणि गंज प्रतिकारशक्ती (corrosion resistance) दर्शवते. भारतात प्रदूषण नियंत्रणासाठी सामान्य असलेल्या वाहनांमधील उत्प्रेरकीय परिवर्तकांमध्ये (catalytic converters) पॅलॅडियमचा वापर होतो. तसेच दागिने आणि दातांच्या फिलिंग्जमध्येही याचा वापर केला जातो, जे दोन्ही भारतात सामान्य उपयोग आहेत.
अणुसंरचना
अणुक्रमांक आणि वस्तुमान संख्या
पॅलॅडियमचा अणुक्रमांक (Z) 46 आहे, याचा अर्थ पॅलॅडियमच्या प्रत्येक अणूंमध्ये त्याच्या केंद्रकात 46 प्रोटॉन असतात. पॅलॅडियमचे सरासरी अणुवस्तुमान (average atomic mass) अंदाजे 106.42 अणुवस्तुमान एकक (u) आहे. नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या पॅलॅडियममध्ये सहा स्थिर समस्थानिके (isotopes) असतात, त्यापैकी पॅलॅडियम-106 सर्वात मुबलक आहे.
प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉनची संख्या
- प्रोटॉन: पॅलॅडियमच्या कोणत्याही उदासीन अणूसाठी, प्रोटॉनची संख्या त्याच्या अणुक्रमांकाइतकी असते, जी 46 आहे.
- इलेक्ट्रॉन: उदासीन पॅलॅडियम अणूमध्ये, विद्युत तटस्थता राखण्यासाठी इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येइतकी असते. म्हणून, उदासीन पॅलॅडियम अणूमध्ये 46 इलेक्ट्रॉन असतात.
- न्यूट्रॉन: न्यूट्रॉनची संख्या समस्थानिकांमध्ये बदलते. सर्वात मुबलक समस्थानिक असलेल्या पॅलॅडियम-106 (म्हणजे त्याची वस्तुमान संख्या 106 आहे) साठी, न्यूट्रॉनची संख्या वस्तुमान संख्येतून अणुक्रमांक वजा करून काढली जाते: 106 (वस्तुमान संख्या) - 46 (प्रोटॉन) = 60 न्यूट्रॉन.
इलेक्ट्रॉन संरूपण
ऑर्बिटल नोटेशन
इलेक्ट्रॉन संरूपण हे अणु ऑर्बिटल्समध्ये इलेक्ट्रॉनच्या वितरणाचे वर्णन करते. पॅलॅडियमसाठी, औफबाऊ तत्त्वाचे पालन करून परंतु त्याच्या विशिष्ट स्थिरतेचा विचार करून, संपूर्ण इलेक्ट्रॉन संरूपण खालीलप्रमाणे आहे:
$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 4d^{10}$
हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की पॅलॅडियम सामान्य भरण्याच्या क्रमाचा अपवाद आहे. सामान्यतः, 4d ऑर्बिटल पूर्ण होण्यापूर्वी 5s ऑर्बिटल भरले जाते. तथापि, पूर्णपणे भरलेल्या 4d सबशेलशी संबंधित वाढलेल्या स्थिरतेमुळे, इलेक्ट्रॉन पुन्हा व्यवस्थित होतात, ज्यामुळे पूर्णपणे भरलेले 4d सबशेल आणि रिकामे 5s सबशेल तयार होते.
नोबल वायू नोटेशन
नोबल वायू संरूपण हे मागील नोबल वायूचे प्रतीक वापरून आतील गाभ्याच्या इलेक्ट्रॉन्सचे प्रतिनिधित्व करते. पॅलॅडियमसाठी, मागील नोबल वायू क्रिप्टॉन (Kr) आहे, ज्यामध्ये 36 इलेक्ट्रॉन आहेत. म्हणून, पॅलॅडियमसाठी नोबल वायू संरूपण खालीलप्रमाणे आहे:
$[Kr] 4d^{10}$
हे नोटेशन क्रिप्टॉनच्या स्थिर गाभ्याच्या पलीकडील संयुजा इलेक्ट्रॉनवर प्रकाश टाकते.
संयुजा इलेक्ट्रॉन
संयुजा इलेक्ट्रॉन म्हणजे सर्वात बाहेरील कवचातील इलेक्ट्रॉन किंवा जे रासायनिक बंधात भाग घेतात. त्याच्या अद्वितीय इलेक्ट्रॉन संरूपणामुळे ($[Kr] 4d^{10} 5s^0$), पॅलॅडियममध्ये त्याच्या सर्वात बाहेरील 5s सबशेलमध्ये इलेक्ट्रॉन नाहीत. तथापि, पूर्णपणे भरलेल्या 4d सबशेलमधील इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधनासाठी सहज उपलब्ध असतात, जे त्याच्या विशिष्ट धातूच्या गुणधर्मांना आणि परिवर्तनीय संयुजतेला हातभार लावतात. म्हणून, 4d सबशेलमधील 10 इलेक्ट्रॉन हे रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेणारे संयुजा इलेक्ट्रॉन मानले जातात.