सेलेनियम (Se) - अणु रचना आणि रासायनिक गुणधर्म

अणु रचना

सेलेनियम (Se) हे 34 अणुअंक असलेले एक रासायनिक मूलद्रव्य आहे, जे आवर्त सारणीच्या गट 16 (चॅल्कोजन) आणि आवर्त 4 मध्ये स्थित आहे.

अणुअंक (Z)

• Z = 34: प्रत्येक सेलेनियम अणूच्या केंद्रकात 34 प्रोटॉन असल्याचे दर्शवते.

वस्तुमान अंक (A)

• सरासरी अणुवस्तुमान: 78.96 u. हे त्याच्या नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या समस्थानिकांच्या वस्तुमानांची भारित सरासरी आहे. सर्वात मुबलक समस्थानिक सेलेनियम-80 (⁸⁰Se) आहे.

अणूतील कण

• प्रोटॉन: 34 (अणुअंका इतकेच).
• इलेक्ट्रॉन: 34 (उदासीन अणूमध्ये, प्रोटॉनच्या संख्येइतकेच).
• न्यूट्रॉन: अंदाजे 45 (सरासरी अणुवस्तुमान - अणुअंक, म्हणजे 78.96 - 34 ≈ सरासरी अणूसाठी 45 न्यूट्रॉन असे काढले जाते. ⁸⁰Se साठी 80 - 34 = 46 न्यूट्रॉन आहेत).

अणु आकार

• सहसंयोजक त्रिज्या: 115 pm.
• व्हॅन डर वाल्स त्रिज्या: 190 pm.

इलेक्ट्रॉन संरूपण

सेलेनियमच्या अणू ऑर्बिटल्समधील इलेक्ट्रॉनची मांडणी त्याचे रासायनिक वर्तन निश्चित करते.

भूस्तर अवस्थेतील इलेक्ट्रॉन संरूपण

• पूर्ण संरूपण: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
• संक्षिप्त संरूपण: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
  • [Ar] हे सेलेनियमच्या आधीच्या निष्क्रिय वायू, आर्गॉनचे इलेक्ट्रॉन संरूपण दर्शवते.

कवचांमधील इलेक्ट्रॉन मांडणी

सेलेनियमसाठी विविध कवचांमधील (K, L, M, N) इलेक्ट्रॉन वितरण असे आहे:

• 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): 6 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p⁴) - हे संयुजा कवच आहे, ज्यात 6 संयुजा इलेक्ट्रॉन आहेत, जे गट 16 च्या मूलद्रव्यांचे वैशिष्ट्य आहे.

आवर्ती प्रवृत्ती

आवर्त सारणीतील सेलेनियमच्या स्थानामुळे त्याच्या गुणधर्मांवर परिणाम होतो, जे विशिष्ट प्रवृत्तींचे अनुसरण करतात.

आयनीकरण एन्थाल्पी

• पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₁): 941 kJ/mol. वायुरूप सेलेनियम अणूमधून पहिला इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा.
• दुसरी आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₂): 2045 kJ/mol. दुसरा इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा.
  • सेलेनियमसाठी (IE₁) सल्फरपेक्षा (999.6 kJ/mol) कमी असते, कारण त्याचा अणु आकार मोठा असतो आणि परिरक्षण परिणाम वाढलेला असतो.

ऋणविद्युतता

• पॉलिंग स्केल: 2.55.
  • सेलेनियम ऑक्सिजन (3.44) आणि सल्फर (2.58) पेक्षा कमी ऋणविद्युत आहे, परंतु टेल्युरियमपेक्षा (2.1) अधिक ऋणविद्युत आहे. हे रासायनिक बंधात इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची त्याची मध्यम प्रवृत्ती दर्शवते.

इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी

• इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी (ΔegH): -195 kJ/mol.
  • हे नकारात्मक मूल्य दर्शवते की जेव्हा वायुरूप सेलेनियम अणू एक इलेक्ट्रॉन घेऊन एक-ऋण आयन (Se⁻) बनवतो तेव्हा ऊर्जा उत्सर्जित होते. त्याचे मूल्य ऑक्सिजन (-141 kJ/mol) आणि सल्फर (-200 kJ/mol) पेक्षा कमी नकारात्मक आहे, जे सल्फरच्या तुलनेत इलेक्ट्रॉन स्वीकारण्याची किंचित कमी प्रवृत्ती दर्शवते, कारण त्याचा आकार मोठा असतो आणि येणाऱ्या इलेक्ट्रॉनसाठी केंद्रकीय आकर्षण कमकुवत असते, परंतु तरीही ते लक्षणीय आहे.

अणु त्रिज्या

• वर नमूद केल्याप्रमाणे, सहसंयोजक त्रिज्या 115 pm आहे.
  • अणु त्रिज्या सामान्यतः गटात खाली जाताना वाढते आणि आवर्तात डावीकडून उजवीकडे जाताना कमी होते. गट 16 मध्ये सेलेनियम सल्फरपेक्षा मोठा आहे परंतु टेल्युरियमपेक्षा लहान आहे.

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

सेलेनियम अनेक अपरूपी रूपांमध्ये अस्तित्वात आहे, प्रत्येकाचे विशिष्ट भौतिक गुणधर्म आहेत. सर्वात स्थिर आणि सामान्य रूप राखाडी (धातू सारखे) सेलेनियम आहे.

घनता

• राखाडी (धातू सारखे) सेलेनियम: 4.81 g/cm³ 25 °C ला.
• अस्फटिकी (लाल) सेलेनियम: 4.28 g/cm³ 25 °C ला.

प्रमाण तापमान आणि दाब (STP) येथील अवस्था

• स्थायू. सेलेनियम 25 °C आणि 1 atm दाबावर स्थायू अवस्थेत असतो.

रंग

• राखाडी (धातू सारखे) सेलेनियम: राखाडी, चमकदार स्थायू. हे रूप अर्धवाहक आहे.
• लाल अस्फटिकी सेलेनियम: लाल पावडर.
• काळा काचेसारखा सेलेनियम: काळा, काचेसारखा स्थायू.

द्रवणांक

• राखाडी (धातू सारखे) सेलेनियम: 221 °C.
• अस्फटिकी सेलेनियम: परिवर्तनीय, 50-70 °C दरम्यान मऊ होते.

उत्कलनांक

• राखाडी (धातू सारखे) सेलेनियम: 685 °C.