निओबियम (Nb) - अणू रचना आणि रासायनिक गुणधर्म

अणू मॉडेल तपशील

निओबियम (Nb) हे एक संक्रमण धातू आहे ज्याची अणू वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे आहेत:

• अणू चिन्ह: Nb
• अणू अंक (Z): 41
• अणू वस्तुमान (सरासरी): 92.906 g/mol
• प्रोटॉनची संख्या: 41
• इलेक्ट्रॉनची संख्या (उदासीन अणूमध्ये): 41
• न्यूट्रॉनची संख्या (निओबियम-93 साठी, सर्वात सामान्य समस्थानिक): 93 - 41 = 52
• अणू त्रिज्या (धातूची): 146 pm

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कवच आकृती

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण

निओबियमचे भू-स्थितीतील इलेक्ट्रॉनिक संरूपण असे आहे:

[ \text{[Kr]} , 4d^3 , 5s^2 ]

विस्तारित स्वरूप:

[ 1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 3d^{10} , 4s^2 , 4p^6 , 4d^3 , 5s^2 ]

कवच आकृती प्रतिनिधित्व (मजकूर स्वरूपात)

निओबियमसाठी विविध मुख्य कवचांमध्ये (K, L, M, N, O) इलेक्ट्रॉनचे वितरण खालीलप्रमाणे आहे:

• K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन ($1s^2$)
• L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन ($2s^2 \, 2p^6$)
• M-कवच (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन ($3s^2 \, 3p^6 \, 3d^\{10\}$)
• N-कवच (n=4): 11 इलेक्ट्रॉन ($4s^2 \, 4p^6 \, 4d^3$)
• O-कवच (n=5): 2 इलेक्ट्रॉन ($5s^2$)

हे संरूपण d-खंड मूलद्रव्य म्हणून त्याची स्थिती दर्शवते, जिथे भिन्न इलेक्ट्रॉन $(n-1)d$ उपकवचामध्ये प्रवेश करतो.

आवर्ती प्रवृत्ती

आवर्त सारणीतील आवर्त 5, गट 5 मधील निओबियमची स्थिती त्याचे आवर्ती गुणधर्म निश्चित करते:

• प्रथम आयनीकरण एन्थाल्पी: 652.1 kJ/mol
  • वायू अवस्थेतील निओबियमच्या अणूमधून सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी आवश्यक असलेली ही ऊर्जा आहे.
• विद्युत ऋणता (पॉलिंग स्केल): 1.6
  • निओबियममध्ये मध्यम विद्युत ऋणता असते, जी संक्रमण धातूंचे वैशिष्ट्य आहे, आणि रासायनिक बंधात इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची त्याची प्रवृत्ती दर्शवते.
• इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी: -89 kJ/mol
  • हे दर्शवते की वायू अवस्थेतील निओबियमच्या अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन जोडल्यावर ऊर्जा बाहेर पडते, परंतु धातूंसाठी हे एक तुलनेने लहान मूल्य आहे, जे त्याचे धातूचे वैशिष्ट्य दर्शवते जिथे इलेक्ट्रॉन गमावणे अधिक अनुकूल असते.
• अणू त्रिज्या (धातूची): 146 pm
  • संक्रमण धातू असल्याने, त्याची अणू त्रिज्या त्याच गटातील मागील आवर्तांमधील मूलद्रव्यांपेक्षा मोठी असते परंतु वाढत्या केंद्रकीय भारांमुळे आवर्तात ती सामान्यतः कमी होते.

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

निओबियम हे एक दुर्दम्य धातू आहे जे त्याच्या विशिष्ट भौतिक गुणधर्मांसाठी ओळखले जाते:

• घनता: 8.57 g/cm³ (20°C ला)
  • हा एक तुलनेने घन धातू आहे.
• 25°C ला अवस्था: घन
  • खोलीच्या तापमानातील सर्व धातूंप्रमाणे (पारा वगळता).
• रंग: चमकदार राखाडी धातू
  • त्याची धातूची चमक d-खंड मूलद्रव्यांचे वैशिष्ट्य आहे.
• वितळण्याचा बिंदू: 2477 °C (2750 K)
  • निओबियमचा वितळण्याचा बिंदू खूप उच्च आहे, ज्यामुळे ते दुर्दम्य धातू म्हणून वर्गीकृत होते.
• उत्कलन बिंदू: 4744 °C (5017 K)
  • त्याचा उत्कलन बिंदू अत्यंत उच्च आहे.