కాడ్మియం (Cd) పరిచయం
కాడ్మియం, రసాయన చిహ్నం Cdతో కూడిన మెత్తని, వెండి-తెలుపు రంగులో ఉండే, సాగే గుణం గల మరియు సులువుగా మలచగలిగే పరివర్తన లోహం. ఇది ఆవర్తన పట్టికలో 12వ గ్రూప్ మరియు 5వ పీరియడ్లో ఉంటుంది. కొన్ని ఇతర లోహాల వలె విస్తృతంగా తెలియకపోయినప్పటికీ, కాడ్మియం ఒక ముఖ్యమైన మూలకం, అయినప్పటికీ దాని విషపూరిత స్వభావానికి పేరు పొందింది. భారతదేశంలో, కాడ్మియం ప్రధానంగా జింక్ ధాతువుల శుద్ధి ప్రక్రియలో ఒక ఉప-ఉత్పత్తిగా లభిస్తుంది, ఉదాహరణకు, జింక్-లీడ్ నిక్షేపాలను ప్రాసెస్ చేసే హిందుస్థాన్ జింక్ వంటి కార్యకలాపాల నుండి.
కాడ్మియం యొక్క ప్రాథమిక పరమాణు కణాలు
కాడ్మియం యొక్క పరమాణు నిర్మాణం దానిలోని ఉపపరమాణు కణాలను పరిశీలించడం ద్వారా అర్థం చేసుకోవచ్చు: ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు.
పరమాణు సంఖ్య మరియు ప్రోటాన్లు
కాడ్మియం యొక్క పరమాణు సంఖ్య (Z) 48. పరమాణు సంఖ్య ఒక అణువు యొక్క కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్ల సంఖ్యకు నేరుగా అనుగుణంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ఒక తటస్థ కాడ్మియం అణువులో 48 ప్రోటాన్లు ఉంటాయి. ప్రోటాన్లు ధన విద్యుత్ ఆవేశాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
ఎలక్ట్రాన్లు
ఒక తటస్థ అణువులో, విద్యుత్ తటస్థతను నిర్వహించడానికి ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ప్రోటాన్ల సంఖ్యకు సమానంగా ఉంటుంది. కాడ్మియం 48 ప్రోటాన్లను కలిగి ఉన్నందున, ఒక తటస్థ కాడ్మియం అణువులో 48 ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్లు రుణ విద్యుత్ ఆవేశాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు కేంద్రకం చుట్టూ నిర్దిష్ట శక్తి స్థాయిలు లేదా షెల్లను ఆక్రమిస్తాయి.
న్యూట్రాన్లు
ఒక అణువులో న్యూట్రాన్ల సంఖ్య మారవచ్చు, దీని వలన ఒక మూలకం యొక్క విభిన్న ఐసోటోప్లు ఏర్పడతాయి. ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (A) కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల మొత్తం సంఖ్యను సూచిస్తుంది. కాడ్మియం యొక్క అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే ఐసోటోప్ కాడ్మియం-114 ($^{114}$Cd).
న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను లెక్కించడానికి: న్యూట్రాన్ల సంఖ్య = ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (A) - పరమాణు సంఖ్య (Z) న్యూట్రాన్ల సంఖ్య = 114 - 48 = 66 న్యూట్రాన్లు
కాబట్టి, అత్యంత సాధారణ కాడ్మియం అణువులో 48 ప్రోటాన్లు, 48 ఎలక్ట్రాన్లు మరియు 66 న్యూట్రాన్లు ఉంటాయి.
కాడ్మియం ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఒక అణువులోని పరమాణు ఆర్బిటాళ్ళలో ఎలక్ట్రాన్ల అమరికను వివరిస్తుంది. కాడ్మియం (Z=48) కోసం, ఎలక్ట్రాన్లు ఆఫ్బౌ సూత్రం, హుండ్ నియమం మరియు పౌలి వర్జన సూత్రం ప్రకారం ఆర్బిటాళ్ళను నింపుతాయి.
కాడ్మియం యొక్క పూర్తి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰
ఘనీభవించిన రూపం, ఉత్కృష్ట వాయువు విన్యాసాన్ని ఉపయోగించి, అంతర్గత ఎలక్ట్రాన్లను మునుపటి ఉత్కృష్ట వాయువు చిహ్నంతో భర్తీ చేస్తుంది. కాడ్మియం కోసం, మునుపటి ఉత్కృష్ట వాయువు క్రిప్టాన్ (Kr), దీని పరమాణు సంఖ్య 36. దీని విన్యాసం 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶.
కాబట్టి, కాడ్మియం యొక్క ఉత్కృష్ట వాయువు ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: [Kr] 4d¹⁰ 5s²
ఈ విన్యాసం క్రిప్టాన్ కేంద్రకం తర్వాత, 4d ఉపకక్ష్యలో 10 ఎలక్ట్రాన్లు మరియు 5s ఉపకక్ష్యలో 2 ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయని చూపిస్తుంది. 4d ఉపకక్ష్య పూర్తిగా నిండి ఉంది, ఇది ఈ అంతర్గత d-ఎలక్ట్రాన్లకు స్థిరమైన అమరికను సూచిస్తుంది.
కాడ్మియం యొక్క వేలెన్సీ ఎలక్ట్రాన్లు
వేలెన్సీ ఎలక్ట్రాన్లు ఒక అణువు యొక్క బయటి కక్ష్యలో ఉండే ఎలక్ట్రాన్లు. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు ప్రధానంగా రసాయన బంధంలో పాల్గొంటాయి మరియు ఒక మూలకం యొక్క రసాయన ధర్మాలను నిర్ణయిస్తాయి.
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం [Kr] 4d¹⁰ 5s² నుండి, బయటి ప్రధాన శక్తి స్థాయి (కక్ష్య) n=5. ఈ కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్లు 5s² ఎలక్ట్రాన్లు.
కాబట్టి, కాడ్మియం 2 వేలెన్సీ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంది. ఈ రెండు 5s ఎలక్ట్రాన్లు సులభంగా తొలగించబడతాయి, ఇది కాడ్మియం సాధారణంగా +2 ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శించే సమ్మేళనాలను ఎందుకు ఏర్పరుస్తుందో వివరిస్తుంది. పూర్తిగా నిండిన 4d ఉపకక్ష్య Cd²⁺ అయాన్ యొక్క స్థిరత్వానికి దోహదపడుతుంది.