Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
आर्सेनिक (As) उजळणी मार्गदर्शक
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Arsenic - p-block - Group 15 - Atomic Structure - Chemical Properties - JEE - NEET - CBSE - ICSE
अणु मॉडेल तपशील
आर्सेनिक (As) हे आवर्त सारणीच्या गट 15 आणि आवर्त 4 मधील p-खंडातील मूलद्रव्य आहे. ते धातूसदृश (metalloid) गुणधर्म दर्शवते.
मूलभूत कण
- अणुक्रमांक (Z): 33
- वस्तुमान संख्या (A): अंदाजे 75 (सर्वात सामान्य समस्थानिक, आर्सेनिक-75 साठी)
- प्रोटॉनची संख्या: 33
- इलेक्ट्रॉनची संख्या: 33 (उदासीन अणूमध्ये)
- न्यूट्रॉनची संख्या: 42 (आर्सेनिक-75 साठी, A - Z म्हणून गणले जाते)
अणु आकार
- सहसंयोजक त्रिज्या: 119 pm
- व्हॅन डर वाल्स त्रिज्या: 185 pm
- धातु त्रिज्या: 124.5 pm
इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कवच आकृती
इलेक्ट्रॉनिक संरूपण
- मूळ स्थिती इलेक्ट्रॉनिक संरूपण:
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p³ - कक्षक-नुसार संरूपण:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p³
कवच आकृती प्रतिनिधित्व
इलेक्ट्रॉनिक संरूपण हे इलेक्ट्रॉन वेगवेगळ्या ऊर्जा कवचांमध्ये (K, L, M, N, इत्यादी) कसे वितरित होतात हे दर्शवते:
- K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन (
1s²) - L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन (
2s² 2p⁶) - M-कवच (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन (
3s² 3p⁶ 3d¹⁰) - N-कवच (n=4): 5 इलेक्ट्रॉन (
4s² 4p³)
संयुजा कवच: सर्वात बाहेरील कवच (N-कवच) मध्ये 5 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p³) असतात. हे संरूपण, विशेषतः अर्ध-भरलेले p-उपशेल (4p³), आर्सेनिकच्या सापेक्ष स्थिरतेला आणि त्याच्या सामान्य ऑक्सिडेशन अवस्थांना (+3, +5, -3) योगदान देते.
आवर्ती प्रवृत्ती
आयनीकरण एन्थाल्पी
- पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी: 947 kJ/mol
- गट 15 मधील प्रवृत्ती: गट 15 मध्ये खाली जाताना आयनीकरण एन्थाल्पी साधारणपणे कमी होते. आर्सेनिकचे मूल्य फॉस्फरसपेक्षा (1012 kJ/mol) कमी आहे, परंतु अँटिमनीपेक्षा (834 kJ/mol) जास्त आहे. हा घट वाढत्या अणु आकारामुळे आणि आतील इलेक्ट्रॉनच्या वाढलेल्या परिरक्षण परिणामामुळे होतो, ज्यामुळे वाढत्या केंद्रकीय भारापेक्षा बाहेरील इलेक्ट्रॉन काढणे सोपे होते.
विद्युत ऋणता (पॉलिंग स्केल)
- विद्युत ऋणता: 2.18
- गट 15 मधील प्रवृत्ती: गट 15 मध्ये खाली जाताना विद्युत ऋणता साधारणपणे कमी होते. आर्सेनिक फॉस्फरसपेक्षा (2.19) कमी विद्युत ऋण आहे, परंतु अँटिमनीपेक्षा (2.05) जास्त विद्युत ऋण आहे. ही प्रवृत्ती वाढत्या अणु आकाराशी आणि संयुजा इलेक्ट्रॉनवरील कमी झालेल्या केंद्रकीय आकर्षणाशी सुसंगत आहे.
इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी
- इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी: -78 kJ/mol
- गट 15 मधील प्रवृत्ती: गट 15 मध्ये खाली जाताना इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी कमी नकारात्मक (किंवा अधिक सकारात्मक) होते. आर्सेनिकचे मूल्य फॉस्फरसपेक्षा (-72 kJ/mol, जरी काही स्त्रोत P ला थोडे अधिक नकारात्मक असल्याचे सांगतात) कमी नकारात्मक आहे आणि अँटिमनीपेक्षा (-101 kJ/mol, पुन्हा, काही स्त्रोतांमध्ये भिन्नता असू शकते) जास्त नकारात्मक आहे. हे दर्शवते की अणु आकार वाढत असताना अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन स्वीकारण्याची प्रवृत्ती कमी होते आणि संयुजा कवचातील इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण केंद्रकीय आकर्षणाच्या तुलनेत अधिक महत्त्वपूर्ण बनते.
अणु त्रिज्या
- सहसंयोजक त्रिज्या: 119 pm
- गट 15 मधील प्रवृत्ती: गट 15 मध्ये खाली जाताना अणु त्रिज्या (सहसंयोजक त्रिज्या) वाढते. आर्सेनिकची अणु त्रिज्या फॉस्फरसपेक्षा (107 pm) मोठी आहे आणि अँटिमनीपेक्षा (139 pm) लहान आहे. ही वाढ वाढत्या अणुक्रमांकासह नवीन इलेक्ट्रॉन कवचांच्या समावेशामुळे होते.
प्रमुख भौतिक गुणधर्म
घनता
- राखाडी (धातुसदृश) आर्सेनिक: 5.73 g/cm³ (20 °C वर)
- पिवळा (आण्विक) आर्सेनिक: 1.97 g/cm³ (20 °C वर)
मानक तापमान आणि दाबावरील अवस्था (STP)
- स्थायू
रंग
- राखाडी आर्सेनिक: राखाडी-चांदीसारखा, धातुची चमक.
- पिवळा आर्सेनिक: मेणासारखा, पिवळा. (हा अपरूप अस्थिर असतो आणि गरम केल्यावर किंवा प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यावर राखाडी आर्सेनिकमध्ये रूपांतरित होतो).
वितळण बिंदू
- आर्सेनिक वातावरणीय दाबाखाली संप्लवन (sublimes) होते.
- संप्लवन बिंदू: 615 °C
- वितळण बिंदू (दाबाखाली): 817 °C (2.8 MPa दाबावर, जिथे ते द्रव म्हणून अस्तित्वात असू शकते)
उत्कलन बिंदू
- आर्सेनिक वातावरणीय दाबाखाली पारंपारिक उत्कलन बिंदूपर्यंत पोहोचण्यापूर्वी संप्लवन (sublimes) होते. त्याचा संप्लवन बिंदू (615 °C) अनेकदा वेगळ्या उत्कलन बिंदूऐवजी उद्धृत केला जातो.