గాలియం పరమాణు నిర్మాణం
గాలియం (Ga) 31 పరమాణు సంఖ్య కలిగిన ఒక మూలకం. ‘Z’తో సూచించబడే పరమాణు సంఖ్య, ఒక మూలకం యొక్క ప్రతి అణువు కేంద్రకంలో ఉండే ప్రోటాన్ల సంఖ్యను నిర్దేశిస్తుంది. కాబట్టి, ఒక తటస్థ గాలియం అణువులో 31 ప్రోటాన్లు ఉంటాయి. ఒక తటస్థ అణువులో, ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ప్రోటాన్ల సంఖ్యకు సమానం. అందువల్ల, ఒక తటస్థ గాలియం అణువు కూడా 31 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది.
గాలియం యొక్క అత్యంత సాధారణ ఐసోటోప్ గాలియం-69. 69 సంఖ్య దాని ద్రవ్యరాశి సంఖ్యను సూచిస్తుంది, ఇది కేంద్రకంలో ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల మొత్తం సంఖ్య.
గాలియం-69లో న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను నిర్ణయించడానికి: న్యూట్రాన్ల సంఖ్య = ద్రవ్యరాశి సంఖ్య - పరమాణు సంఖ్య న్యూట్రాన్ల సంఖ్య = 69 - 31 = 38 న్యూట్రాన్లు.
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం
కేంద్రకం చుట్టూ ఉన్న వివిధ శక్తి కక్ష్యలు మరియు ఉపకక్ష్యలలో ఎలక్ట్రాన్ల అమరికను ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం అంటారు. గాలియం కోసం, 31 ఎలక్ట్రాన్లతో, విన్యాసం ఆఫ్బౌ నియమం, పౌలి వర్జన నియమం మరియు హండ్ నియమాన్ని అనుసరిస్తుంది:
- కక్ష్య 1 (K కక్ష్య): 1s ఉపకక్ష్యలో 2 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది (1s²)
- కక్ష్య 2 (L కక్ష్య): 8 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది – 2sలో 2 (2s²) మరియు 2pలో 6 (2p⁶)
- కక్ష్య 3 (M కక్ష్య): 18 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది – 3sలో 2 (3s²), 3pలో 6 (3p⁶), మరియు 3dలో 10 (3d¹⁰)
- కక్ష్య 4 (N కక్ష్య): 3 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది – 4sలో 2 (4s²) మరియు 4pలో 1 (4p¹)
గాలియం యొక్క పూర్తి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹
ప్రత్యామ్నాయంగా, ముందున్న జడ వాయువు (ఆర్గాన్, [Ar]) యొక్క విన్యాసాన్ని ఉపయోగించి సూత్రీకరణను సరళీకృతం చేసే జడ వాయువు సంకేతాన్ని ఉపయోగించి: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు
వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు ఒక అణువు యొక్క బయటి ఆక్రమిత శక్తి కక్ష్యలో ఉండే ఎలక్ట్రాన్లు. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు ప్రధానంగా రసాయన బంధంలో పాల్గొంటాయి మరియు ఒక మూలకం యొక్క రసాయన ధర్మాలను నిర్ణయిస్తాయి.
గాలియం కోసం, బయటి ఆక్రమిత ప్రధాన శక్తి స్థాయి 4వ కక్ష్య (n=4). ఈ కక్ష్యలో, ఇవి ఉన్నాయి:
- 4s ఉపకక్ష్యలో 2 ఎలక్ట్రాన్లు (4s²)
- 4p ఉపకక్ష్యలో 1 ఎలక్ట్రాన్ (4p¹)
అందువల్ల, గాలియం మొత్తం 2 + 1 = 3 వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది. ఇది రసాయన ప్రతిచర్యలలో గాలియం సాధారణంగా +3 అయాన్లను ఎందుకు ఏర్పరుస్తుందో వివరిస్తుంది.
ధర్మాలు మరియు అనువర్తనాలు
గాలియం ఒక మృదువైన, వెండి రంగు లోహం, అసాధారణంగా తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం సుమారు 29.76 °C. దీని అర్థం అది మనిషి చేతి వెచ్చదనంతో కూడా కరిగిపోతుంది. ఇది ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛా మూలకంగా లభించదు, కానీ జింక్ ధాతువులలో మరియు అల్యూమినియం యొక్క ప్రాథమిక ధాతువు అయిన బాక్సైట్లో స్వల్ప పరిమాణంలో ఒక సమ్మేళనంగా లభిస్తుంది, ఇది భారతదేశంలో ఒడిశా మరియు ఆంధ్రప్రదేశ్ వంటి రాష్ట్రాలలో తవ్వబడుతుంది.
గాలియం యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన అనువర్తనాలలో ఒకటి సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో ఉంది, ప్రత్యేకించి గాలియం ఆర్సెనైడ్ (GaAs) రూపంలో. ఈ సమ్మేళనం అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు, డిస్ప్లే స్క్రీన్లు మరియు లైటింగ్లో ఉపయోగించే లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్లు (LEDలు) మరియు సోలార్ సెల్ల తయారీకి చాలా కీలకమైనది. ఈ భాగాలు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్స్లో అంతర్భాగాలు, భారతీయ గృహాలలో మరియు పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడే స్మార్ట్ఫోన్లు మరియు కంప్యూటర్లతో సహా.