ఇరిడియంను అర్థం చేసుకోవడం: పరమాణు దృక్పథం
ఇరిడియం, Ir గా సూచించబడుతుంది, ఇది 77 పరమాణు సంఖ్య కలిగిన ఒక రసాయన మూలకం. ఇది ప్లాటినం సమూహానికి చెందిన దట్టమైన, చాలా గట్టి, పెళుసైన, వెండి-తెలుపు రంగులో ఉండే పరివర్తన లోహం. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా క్షయీకరణకు అసాధారణమైన నిరోధకతకు ప్రసిద్ధి చెందిన ఇరిడియం, సహజంగా లభించే అత్యంత దట్టమైన మూలకాలలో ఒకటి. దీని లక్షణాలు ప్రపంచవ్యాప్తంగా, భారతదేశంతో సహా వివిధ అధునాతన పరిశ్రమలకు సంబంధించిన ప్రత్యేక అనువర్తనాలలో దీనిని విలువైనదిగా చేస్తాయి.
ఇరిడియం యొక్క పరమాణు నిర్మాణం
ఇరిడియం యొక్క పరమాణు నిర్మాణం దానిలోని ఉప-పరమాణు కణాలు మరియు వాటి అమరికను పరిశీలించడం ద్వారా అర్థం చేసుకోవచ్చు.
ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు
- ప్రోటాన్లు: ఒక మూలకం యొక్క పరమాణు సంఖ్య (Z) దాని కేంద్రకంలో ఉన్న ప్రోటాన్ల సంఖ్యను నిర్వచిస్తుంది. ఇరిడియం కొరకు, పరమాణు సంఖ్య 77. కాబట్టి, ఒక ఇరిడియం పరమాణువులో 77 ప్రోటాన్లు ఉంటాయి.
- ఎలక్ట్రాన్లు: ఒక తటస్థ పరమాణువులో, కేంద్రకం చుట్టూ తిరిగే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ప్రోటాన్ల సంఖ్యకు సమానం. అందువల్ల, ఒక తటస్థ ఇరిడియం పరమాణువులో 77 ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి.
- న్యూట్రాన్లు: ఒక పరమాణువులోని న్యూట్రాన్ల సంఖ్య మారవచ్చు, ఇది ఒక మూలకం యొక్క వివిధ ఐసోటోప్లకు దారితీస్తుంది. ఒక ఐసోటోప్ యొక్క ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (A) కేంద్రకంలో ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల మొత్తం సంఖ్యను సూచిస్తుంది (A = ప్రోటాన్లు + న్యూట్రాన్లు). ఇరిడియం యొక్క అత్యంత సాధారణ ఐసోటోప్, ఇరిడియం-192 కోసం, ద్రవ్యరాశి సంఖ్య 192. న్యూట్రాన్ల సంఖ్య = ద్రవ్యరాశి సంఖ్య - పరమాణు సంఖ్య న్యూట్రాన్ల సంఖ్య = 192 - 77 = 115 న్యూట్రాన్లు (ఇరిడియం-192 కోసం). సహజ ఇరిడియం ఇరిడియం-191 మరియు ఇరిడియం-193 అనే రెండు స్థిరమైన ఐసోటోప్ల మిశ్రమం. Ir-191కి న్యూట్రాన్ల సంఖ్య 114 మరియు Ir-193కి 116 ఉంటుంది.
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం అనేది పరమాణు కక్ష్యలలో ఒక పరమాణువు లేదా అణువు యొక్క ఎలక్ట్రాన్ల పంపిణీని వివరిస్తుంది. ఇరిడియం (Z=77) కొరకు, ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఆఫ్బౌ సూత్రం, హుండ్ నియమం మరియు పౌలీ వర్జన సూత్రాన్ని అనుసరిస్తుంది.
ఇరిడియం యొక్క పూర్తి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s^2 4f^{14} 5d^7$
సరళత కోసం జడ వాయువు సంజ్ఞామానాన్ని ఉపయోగించి, అంతకు ముందున్న జడ వాయువు జెనాన్ (Xe), దీని పరమాణు సంఖ్య 54. జెనాన్ యొక్క ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6$.
అందువల్ల, ఇరిడియం యొక్క సంక్షిప్త ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: $[Xe] 4f^{14} 5d^7 6s^2$
ఈ విన్యాసం జెనాన్ యొక్క స్థిరమైన ఎలక్ట్రాన్ కేంద్రకం తర్వాత, 4f ఉపకక్ష్యలో 14 ఎలక్ట్రాన్లు, 5d ఉపకక్ష్యలో 7 ఎలక్ట్రాన్లు మరియు 6s ఉపకక్ష్యలో 2 ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయని సూచిస్తుంది. f-బ్లాక్ మూలకాలకు చెందిన 4f ఉపకక్ష్య, ఇరిడియం వంటి పరివర్తన లోహాలలో 5d ఉపకక్ష్యకు ముందు నింపబడుతుంది.
వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు
వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు అనేవి పరమాణువు యొక్క బయటి కక్ష్యలో ఉండే ఎలక్ట్రాన్లు, ఇవి రసాయన బంధంలో పాల్గొంటాయి. ఇరిడియం వంటి పరివర్తన లోహాల కోసం, వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు సాధారణంగా బయటి s ఉపకక్ష్యలో ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లను మరియు పెనల్టిమేట్ కక్ష్య యొక్క పాక్షికంగా నిండిన d ఉపకక్ష్యను కలిగి ఉంటాయి.
ఇరిడియం యొక్క ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం నుండి, $[Xe] 4f^{14} 5d^7 6s^2$:
- బయటి కక్ష్య 6వ కక్ష్య, $6s^2$ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది.
- 5d ఉపకక్ష్య, బయటి ప్రధాన శక్తి స్థాయి కానప్పటికీ, పాక్షికంగా నిండి ఉంటుంది ($5d^7$) మరియు ఈ ఎలక్ట్రాన్లు బంధంలో పాల్గొనగలవు, ఇది పరివర్తన లోహాల యొక్క ఒక లక్షణమైనది.
- 4f ఉపకక్ష్య పూర్తిగా నిండి ఉంటుంది ($4f^{14}$) మరియు సాధారణంగా కేంద్రక ఎలక్ట్రాన్లలో భాగంగా పరిగణించబడుతుంది, ఇది దాని లోతైన చొచ్చుకుపోవటం మరియు షీల్డింగ్ ప్రభావం కారణంగా సాధారణంగా రసాయన ప్రతిచర్యలలో పాల్గొనదు.
అందువల్ల, ఇరిడియంకు వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు $6s^2$ ఎలక్ట్రాన్లు మరియు $5d^7$ ఎలక్ట్రాన్లు. మొత్తం వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య = 2 (6s నుండి) + 7 (5d నుండి) = 9 వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు. ఇరిడియం వివిధ రకాల ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శిస్తుంది, తరచుగా +3 మరియు +4 తో సహా, ఇది బంధంలో దాని 5d మరియు 6s ఎలక్ట్రాన్ల ప్రమేయానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.