व्हॅनॅडियम (V) - अणु रचना आणि गुणधर्म

अणु मॉडेल तपशील

व्हॅनॅडियम (V) हे 23 अणुअंक असलेले d-ब्लॉक संक्रमण मूलद्रव्य आहे.

• अणुअंक (Z): 23
  • केंद्रकामध्ये 23 प्रोटॉन असल्याचे दर्शवते.
  • उदासीन व्हॅनॅडियम अणूमध्ये 23 इलेक्ट्रॉन असतात.
• अणु वस्तुमान (सरासरी): 50.9415 u
• सर्वात सामान्य समस्थानिक: $^\{51\}$V
  • प्रोटॉनची संख्या: 23
  • न्यूट्रॉनची संख्या: (वस्तुमान संख्या - अणुअंक) = 51 - 23 = 28
  • इलेक्ट्रॉनची संख्या: 23 (उदासीन अणूमध्ये)
• अणु त्रिज्या:
  • धातूची त्रिज्या: 134 pm
  • सहसंयोजक त्रिज्या: 122 pm (अंदाजे)

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कवच आकृती

• मूळ स्थितीतील इलेक्ट्रॉनिक संरूपण: $[Ar] 3d^3 4s^2$
  • हे संरूपण दर्शवते की सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन 3d आणि 4s उपकवचांमध्ये आहेत, जे d-ब्लॉक मूलद्रव्याचे वैशिष्ट्य आहे. 4s इलेक्ट्रॉन 3d इलेक्ट्रॉनांपूर्वी भरले जातात, परंतु लिहिताना, d-उपकवच बहुतेकदा मुख्य क्वांटम संख्या ‘3’ कवचांसोबत समूहीकृत केले जाते.
• कवचानुसार इलेक्ट्रॉन वितरण:
  • K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन ($1s^2$)
  • L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन ($2s^2 2p^6$)
  • M-कवच (n=3): 11 इलेक्ट्रॉन ($3s^2 3p^6 3d^3$)
  • N-कवच (n=4): 2 इलेक्ट्रॉन ($4s^2$)
  • अशा प्रकारे, इलेक्ट्रॉन वितरण असे दर्शविले जाऊ शकते: 2, 8, 11, 2.

आवर्त सारणीतील प्रवृत्ती

• आयनिकरण एन्थाल्पी:
  • पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी ($IE_1$): 650.9 kJ/mol (पहिला इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी लागणारी ऊर्जा)
  • दुसरी आयनीकरण एन्थाल्पी ($IE_2$): 1414 kJ/mol (दुसरा इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी लागणारी ऊर्जा)
  • तिसरी आयनीकरण एन्थाल्पी ($IE_3$): 2830 kJ/mol (तिसरा इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी लागणारी ऊर्जा)
  • प्रवृत्ती: प्रभावी केंद्रकीय प्रभार वाढत असल्यामुळे आयनीकरण एन्थाल्पी साधारणपणे आवर्तनातून वाढत जाते. संक्रमण धातूंसाठी, आयनांच्या निर्मितीसाठी 3d इलेक्ट्रॉनांपूर्वी 4s इलेक्ट्रॉन काढले जातात.
• विद्युतऋणता (पॉलिंग स्केल): 1.63
  • प्रवृत्ती: विद्युतऋणता साधारणपणे आवर्तनातून वाढत जाते. व्हॅनॅडियमचे मूल्य संक्रमण धातूंसाठी सामान्य आहे, जे मध्यम इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची शक्ती दर्शवते.
• इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थाल्पी: -50 kJ/mol
  • हे मूल्य दर्शवते की जेव्हा एक उदासीन व्हॅनॅडियम अणू इलेक्ट्रॉन मिळवतो, तेव्हा ऊर्जा बाहेर पडते, जरी p-ब्लॉक मूलद्रव्यांच्या तुलनेत ते फारसे उष्णतादायी नाही.
• अणु त्रिज्या: (वरील अणु मॉडेल तपशील पहा)
  • प्रवृत्ती: प्रभावी केंद्रकीय प्रभारामुळे इलेक्ट्रॉन ढग केंद्रकाकडे अधिक ओढला जात असल्याने अणु त्रिज्या साधारणपणे आवर्तनातून कमी होते. तथापि, संक्रमण धातूंसाठी, d-इलेक्ट्रॉनच्या स्क्रीनिंग प्रभावामुळे ही घट कमी स्पष्ट असते.

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

• स्वरूप: चांदी-पांढरा, चमकदार धातू.
• खोलीच्या तापमानातील अवस्था (25°C): स्थायू
• घनता: 6.11 g/cm³ (20°C वर)
• द्रवणांक: 1910 °C
• उत्कलनांक: 3407 °C