Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
बिस्मथ (Bi) - अणुसंरचना आणि रासायनिक गुणधर्म
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Chemistry - Bismuth - Bi - Atomic Structure - Periodic Trends - Physical Properties - Group 15
अणु मॉडेल तपशील
बिस्मथ (Bi) हा आवर्त सारणीतील गट 15 आणि आवर्त 6 मधील एक p-खंडातील मूलद्रव्य आहे. हे सर्वात जड, स्थिर नैसर्गिकरित्या आढळणारे मूलद्रव्य आहे.
मूलभूत कण
- अणुक्रमांक (Z): 83
- केंद्रकामध्ये 83 प्रोटॉन दर्शवतो.
- उदासीन अणूमध्ये 83 इलेक्ट्रॉन असतात.
- वस्तुमान संख्या (A): अंदाजे 209 (सर्वात स्थिर समस्थानिक, बिस्मथ-209 साठी, जो सहसा ²⁰⁹Bi म्हणून दर्शवला जातो).
- न्यूट्रॉन: A - Z = 209 - 83 = 126 न्यूट्रॉन.
अणु आकार
- धातू त्रिज्या: अंदाजे 163 pm (पिकोमीटर).
- सहसंयुजी त्रिज्या: अंदाजे 146 pm.
इलेक्ट्रॉन संरूपण आणि कवच आकृती
इलेक्ट्रॉन संरूपण
बिस्मथचे भूमितीय स्थितीतील इलेक्ट्रॉन संरूपण असे आहे:
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³
हे संरूपण दर्शवते की:
- [Xe]: झेनॉनचे संरूपण, जे गाभा इलेक्ट्रॉन दर्शवते.
- 4f¹⁴: पूर्णपणे भरलेले 4f उपकवच, जे लँथेनाइड आकुंचन परिणामास कारणीभूत ठरते.
- 5d¹⁰: पूर्णपणे भरलेले 5d उपकवच.
- 6s²: पूर्णपणे भरलेले 6s उपकवच.
- 6p³: अर्धवट भरलेले 6p उपकवच, जे गट 15 (पिनिक्टोजेन) मधील त्याची स्थिती दर्शवते.
कवचानुसार इलेक्ट्रॉन वितरण
इलेक्ट्रॉनची प्रमुख ऊर्जा कवचांमध्ये खालीलप्रमाणे विभागणी केली जाते:
- K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन
- L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन
- M-कवच (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन
- N-कवच (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन
- O-कवच (n=5): 18 इलेक्ट्रॉन
- P-कवच (n=6): 5 संयुजा इलेक्ट्रॉन (6s मध्ये 2, 6p मध्ये 3)
आवर्ती प्रवृत्ती
आयनन एन्थाल्पी (पहिली)
- मूल्य: अंदाजे 703 kJ/mol.
- प्रवृत्ती: गट 15 मधील मूलद्रव्य असल्याने, त्याच्या पहिल्या आयनन एन्थाल्पीचे मूल्य गट 1 आणि 2 मधील मूलद्रव्यांच्या तुलनेत जास्त असते कारण स्थिर अर्धवट भरलेले p-उपकवच असते. गटात खाली जाताना, आयनन एन्थाल्पी सामान्यतः कमी होते, परंतु बिस्मथसाठी, पूर्णपणे भरलेले 4f आणि 5d कक्षक असल्यामुळे अपेक्षेपेक्षा किंचित जास्त मूल्य येते, कारण खराब परिरक्षण (लँथेनाइड आकुंचन आणि d-खंडातील आकुंचन) प्रभावी केंद्रकीय प्रभार वाढवते.
ऋणविद्युतता (पॉलिंग स्केल)
- मूल्य: अंदाजे 2.02.
- प्रवृत्ती: गटात खाली जाताना अणु आकार आणि परिरक्षण वाढत असल्यामुळे ऋणविद्युतता सामान्यतः कमी होते. बिस्मथ, गट 15 च्या तळाशी असल्याने, त्याच्या हलक्या समूहातील सदस्यांच्या तुलनेत त्याची ऋणविद्युतता कमी असते, जे त्याचा धातूचा गुणधर्म दर्शवते.
इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी
- मूल्य: अंदाजे -91 kJ/mol.
- प्रवृत्ती: बिस्मथसारख्या धातू मूलद्रव्यांसाठी, इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी सामान्यतः कमी ऋण किंवा धन असते. बिस्मथला इलेक्ट्रॉन स्वीकारण्याची थोडी प्रवृत्ती असते, परंतु तो एक मजबूत इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारा नाही, जे त्याचा धातूचा गुणधर्म दर्शवते.
अणु त्रिज्या (धातू त्रिज्या)
- मूल्य: अंदाजे 163 pm.
- प्रवृत्ती: नवीन इलेक्ट्रॉन कवचांच्या समावेशामुळे गटात खाली जाताना अणु त्रिज्या सामान्यतः वाढते. तथापि, लँथेनाइड आकुंचन आणि 5d इलेक्ट्रॉनच्या उपस्थितीमुळे (d-खंडातील आकुंचन), d आणि f खंडांनंतरच्या 6 व्या आवर्तातील मूलद्रव्यांमध्ये अणु त्रिज्येतील वाढ अपेक्षेप्रमाणे लक्षणीय नसते, परंतु ती गट 15 मधील हलक्या मूलद्रव्यांपेक्षा मोठी असते.
प्रमुख भौतिक गुणधर्म
- घनता: 9.78 g/cm³ (20 °C तापमानावर).
- STP (प्रमाण तापमान आणि दाब) येथील अवस्था: स्थायू.
- रंग: चांदी-गुलाबी-पांढरा, अनेकदा हवेच्या संपर्कात आल्यावर बिस्मथ ऑक्साईडचा इंद्रधनुष्यी (चमकदार) थर दर्शवतो.
- द्रवणांक: 271.5 °C.
- उत्कलनांक: 1564 °C.
- वर्गीकरण: संक्रमणोत्तर धातू, काही अधातूंशी साम्य असल्यामुळे अनेकदा उपधातू मानला जातो. हा प्रतिचुंबकीय आहे.