பிஸ்மத் (Bi) - அணு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்

அணு மாதிரி விவரங்கள்

பிஸ்மத் (Bi) தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 15 மற்றும் தொடர் 6 இல் அமைந்துள்ள ஒரு p-தொகுதி தனிமம் ஆகும். இது இயற்கையாகக் காணப்படும் மிக கனமான நிலைத்தன்மை கொண்ட தனிமம்.

அடிப்படைத் துகள்கள்

• அணு எண் (Z): 83
  • அணுக்கருவில் 83 புரோட்டான்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
  • நடுநிலை அணுவில், 83 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.
• நிறை எண் (A): தோராயமாக 209 (மிகவும் நிலைத்தன்மை கொண்ட ஐசோடோப்பான பிஸ்மத்-209க்கு, இது பொதுவாக $^\{209\}$Bi எனக் குறிக்கப்படுகிறது).
• நியூட்ரான்கள்: A - Z = 209 - 83 = 126 நியூட்ரான்கள்.

அணு அளவு

• உலோக ஆரம்: தோராயமாக 163 pm (பிகோமீட்டர்கள்).
• சகப்பிணைப்பு ஆரம்: தோராயமாக 146 pm.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் கூடு வரைபடம்

எலக்ட்ரான் அமைப்பு

பிஸ்மத்தின் அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³

இந்த அமைப்பு குறிப்பது:

• [Xe]: ஜெனானின் அமைப்பு, உள்ளக எலக்ட்ரான்களைக் குறிக்கிறது.
• 4f¹⁴: முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 4f துணைக்கூடு, லான்தனைடு சுருக்க விளைவுக்குப் பங்களிக்கிறது.
• 5d¹⁰: முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 5d துணைக்கூடு.
• 6s²: முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 6s துணைக்கூடு.
• 6p³: பாதி நிரப்பப்பட்ட 6p துணைக்கூடு, தொகுதி 15 (நைட்ரஜனாய்டுகள்) இல் அதன் நிலையைக் குறிக்கிறது.

கூடுகளின்படி எலக்ட்ரான் பகிர்வு

முக்கிய ஆற்றல் கூடுகளில் எலக்ட்ரான்கள் பின்வருமாறு விநியோகிக்கப்படுகின்றன:

• K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள்
• L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள்
• M-கூடு (n=3): 18 எலக்ட்ரான்கள்
• N-கூடு (n=4): 32 எலக்ட்ரான்கள்
• O-கூடு (n=5): 18 எலக்ட்ரான்கள்
• P-கூடு (n=6): 5 இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் (6s இல் 2, 6p இல் 3)

தனிம வரிசைப் போக்குகள்

அயனியாக்கும் ஆற்றல் (முதல்)

• மதிப்பு: தோராயமாக 703 kJ/mol.
• போக்கு: தொகுதி 15 தனிமமாக இருப்பதால், அதன் முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் தொகுதி 1 மற்றும் 2 தனிமங்களை விட ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாகும். ஏனெனில் இதில் நிலைத்தன்மை கொண்ட பாதி நிரப்பப்பட்ட p-துணைக்கூடு உள்ளது. தொகுதியில் கீழிறங்கும்போது, அயனியாக்கும் ஆற்றல் பொதுவாகக் குறைகிறது, ஆனால் பிஸ்மத்தைப் பொறுத்தவரை, முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 4f மற்றும் 5d ஆர்பிட்டால்கள் இருப்பது, குறைவான மறைத்தல் விளைவு (லான்தனைடு சுருக்கம் மற்றும் d-தொகுதி சுருக்கம்) காரணமாக எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட சற்று அதிக மதிப்பிற்கு வழிவகுக்கிறது, இது செயல்படும் அணுக்கரு கவர்ச்சியை அதிகரிக்கிறது.

எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை (பவுலிங் அளவு)

• மதிப்பு: தோராயமாக 2.02.
• போக்கு: அணு அளவு மற்றும் மறைத்தல் விளைவு அதிகரிப்பதால், ஒரு தொகுதியில் கீழிறங்கும்போது எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை பொதுவாகக் குறைகிறது. தொகுதி 15 இன் அடிப்பகுதியில் உள்ள பிஸ்மத், அதன் இலகுவான ஒத்த தனிமங்களை விட ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த எலக்ட்ரான் கவர் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, இது அதன் உலோகப் பண்பைக் குறிக்கிறது.

எலக்ட்ரான் ஈர்ப்பு ஆற்றல்

• மதிப்பு: தோராயமாக -91 kJ/mol.
• போக்கு: பிஸ்மத் போன்ற உலோக தனிமங்களுக்கு, எலக்ட்ரான் ஈர்ப்பு ஆற்றல் பொதுவாக குறைவாக எதிர்மறையாகவோ அல்லது நேர்மறையாகவோ இருக்கும். பிஸ்மத் ஒரு எலக்ட்ரானை ஏற்க ஒரு சிறிய போக்கைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அது ஒரு வலுவான எலக்ட்ரான் ஏற்பி அல்ல, இது அதன் உலோக தன்மையை பிரதிபலிக்கிறது.

அணு ஆரம் (உலோக ஆரம்)

• மதிப்பு: தோராயமாக 163 pm.
• போக்கு: புதிய எலக்ட்ரான் கூடுகள் சேர்ப்பதால் ஒரு தொகுதியில் கீழிறங்கும்போது அணு ஆரம் பொதுவாக அதிகரிக்கிறது. இருப்பினும், லான்தனைடு சுருக்கம் மற்றும் 5d எலக்ட்ரான்கள் (d-தொகுதி சுருக்கம்) இருப்பதால், d மற்றும் f தொகுதிகளுக்குப் பிறகு 6வது தொடர் தனிமங்களில் அணு ஆரம் அதிகரிப்பு எதிர்பார்க்கப்பட்ட அளவுக்கு குறிப்பிடத்தக்கதாக இல்லை, ஆனால் இது இலகுவான தொகுதி 15 தனிமங்களை விட பெரியது.

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

• அடர்த்தி: 9.78 g/cm³ (20 °C இல்).
• திட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் (STP) நிலை: திண்மம்.
• நிறம்: வெள்ளி-இளஞ்சிவப்பு-வெள்ளை, காற்றில் வெளிப்படும்போது பெரும்பாலும் ஒரு பிரகாசமான (வானவில் போன்ற) பிஸ்மத் ஆக்சைடு பூச்சு அடுக்கைக் காட்டுகிறது.
• உருகு நிலை: 271.5 °C.
• கொதி நிலை: 1564 °C.
• வகைப்பாடு: பிந்தைய-இடைநிலை உலோகம், அலோகங்களுடன் சில ஒற்றுமைகள் காரணமாக பெரும்பாலும் ஒரு உலோகப்போலி எனக் கருதப்படுகிறது. இது டயாமெக்னடிக் (காந்தத்தால் ஈர்க்கப்படாதது).