Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
కాడ్మియం (Cd) - పరమాణు నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Cadmium - Cd - Atomic Structure - Periodic Trends - Physical Properties - d-block elements - Chemistry Revision
కాడ్మియం (Cd) - పరమాణు నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు
కాడ్మియం (Cd) అనేది ఒక మృదువైన, వెండి-తెలుపు రంగులో ఉండే, సాగే స్వభావం గల మరియు తీగలుగా సాగదీయగల లోహం, ఇది ఆవర్తన పట్టికలోని గ్రూప్ 12కు చెందినది. పూర్తి d-ఉపకక్ష్యతో సహా సారూప్య లక్షణాల కారణంగా దీనిని తరచుగా జింక్ మరియు మెర్క్యూరీతో కలిపి వర్గీకరిస్తారు.
1. పరమాణు నమూనా వివరాలు
కాడ్మియం కింది పరమాణు పారామితులతో వర్గీకరించబడుతుంది:
- పరమాణు సంఖ్య (Z): 48
- ఇది కేంద్రకంలో 48 ప్రోటాన్లు మరియు తటస్థ కాడ్మియం పరమాణువులో 48 ఎలక్ట్రాన్లను సూచిస్తుంది.
- సగటు పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 112.41 u
- న్యూట్రాన్లు: అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే ఐసోటోప్, కాడ్మియం-114 (Cd), 66 న్యూట్రాన్లను (114 - 48) కలిగి ఉంది. ఇతర సాధారణ ఐసోటోప్లలో Cd (64 న్యూట్రాన్లు) మరియు Cd (62 న్యూట్రాన్లు) ఉన్నాయి.
- పరమాణు వ్యాసార్థం (సమయోజనీయ): సుమారు 161 pm
- అయానిక వ్యాసార్థం (Cd²⁺): 95 pm (కోఆర్డినేషన్ సంఖ్య 6 కొరకు)
2. ఎలక్ట్రానిక్ విన్యాసం & కక్ష్య పటం
కాడ్మియం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ విన్యాసం దాని రసాయన ప్రవర్తనను నిర్దేశిస్తుంది.
- భూస్థాయి ఎలక్ట్రానిక్ విన్యాసం: [Kr] 4d¹⁰ 5s²
- ఈ విన్యాసం పూర్తిగా నిండిన 4d ఉపకక్ష్య మరియు పూర్తిగా నిండిన 5s ఉపకక్ష్యను చూపుతుంది. ఈ స్థిరమైన విన్యాసం సాధారణ పరివర్తన లోహాలతో పోలిస్తే దాని సాపేక్షంగా జడ స్వభావానికి మరియు +2 ఆక్సీకరణ స్థితిని ఏర్పరచడానికి దాని ప్రాధాన్యతకు దోహదపడుతుంది.
- ఆర్బిటాల్ పటం ప్రాతినిధ్యం (పాఠ్య వివరణ):
- అంతర్గత కోర్ ([Kr]) క్రిప్టాన్ యొక్క విన్యాసాన్ని సూచిస్తుంది (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶).
- క్రిప్టాన్ కోర్ను అనుసరించి, 4d ఉపకక్ష్య 10 ఎలక్ట్రాన్లతో పూర్తిగా నిండి ఉంటుంది.
- చివరగా, 5s ఉపకక్ష్యలో 2 ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి.
- కక్ష్యల వారీగా ఎలక్ట్రాన్ల పంపిణీ:
- K-కక్ష్య (n=1): 2 ఎలక్ట్రాన్లు (1s²)
- L-కక్ష్య (n=2): 8 ఎలక్ట్రాన్లు (2s² 2p⁶)
- M-కక్ష్య (n=3): 18 ఎలక్ట్రాన్లు (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
- N-కక్ష్య (n=4): 18 ఎలక్ట్రాన్లు (4s² 4p⁶ 4d¹⁰)
- O-కక్ష్య (n=5): 2 ఎలక్ట్రాన్లు (5s²)
3. ఆవర్తన ధోరణులు
కాడ్మియం తన గ్రూప్ మరియు పీరియడ్లో విలక్షణమైన ఆవర్తన ధోరణులను ప్రదర్శిస్తుంది:
- అయనీకరణ ఎంతల్పీ (kJ/mol):
- మొదటి అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₁): 867.8 kJ/mol
- రెండవ అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₂): 1631.4 kJ/mol
- ధోరణి: కాడ్మియం యొక్క మొదటి అయనీకరణ ఎంతల్పీ జింక్ (Zn, 906.4 kJ/mol) కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీనికి కారణం నిండిన 4d ఉపకక్ష్య ఎలక్ట్రాన్ల పేలవమైన షీల్డింగ్ ప్రభావం, ఇది 5s వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా అనుభవించబడే అధిక ప్రభావవంతమైన కేంద్రక ఆవేశానికి దారితీస్తుంది. లాంథనైడ్ సంకోచం కారణంగా మెర్క్యూరీ (Hg, 1007.1 kJ/mol) విషయంలో ఈ ధోరణి తిరగబడుతుంది.
- ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ (పాలింగ్ స్కేల్): 1.69
- ధోరణి: ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ సాధారణంగా గ్రూప్ 12లో జింక్ నుండి కాడ్మియం వరకు తగ్గుతుంది.
- ఎలక్ట్రాన్ స్వీకరణ ఎంతల్పీ: కాడ్మియం చాలా తక్కువ ధనాత్మక లేదా సున్నాకి దగ్గరగా ఉండే ఎలక్ట్రాన్ స్వీకరణ ఎంతల్పీని కలిగి ఉంటుంది (ఉదాహరణకు, సుమారు +32 kJ/mol).
- ధోరణి: ఇతర లోహాల మాదిరిగానే, కాడ్మియం సాధారణంగా ఎలక్ట్రాన్లను సులభంగా స్వీకరించదు, ఇది దాని లోహ స్వభావాన్ని మరియు ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయే ప్రవృత్తిని ప్రతిబింబిస్తుంది.
- పరమాణు వ్యాసార్థం: 161 pm (సమయోజనీయ వ్యాసార్థం)
- ధోరణి: అదనపు ఎలక్ట్రాన్ కక్ష్య చేరడం వల్ల పరమాణు వ్యాసార్థం జింక్ (139 pm) నుండి కాడ్మియం (161 pm) వరకు పెరుగుతుంది. అయితే, లాంథనైడ్ సంకోచ ప్రభావం కారణంగా మెర్క్యూరీ (157 pm)కి ఇది కొద్దిగా తగ్గుతుంది లేదా అదే విధంగా ఉంటుంది.
4. ముఖ్య భౌతిక లక్షణాలు
కాడ్మియం కింది ముఖ్యమైన భౌతిక లక్షణాలను కలిగి ఉంది:
- సాంద్రత: 8.65 g/cm³ (20°C వద్ద)
- గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థితి: ఘన
- రంగు: వెండి-తెలుపు, నీలి రంగు షేడ్తో, మెరిసేది
- ద్రవీభవన స్థానం: 321.07 °C (594.22 K)
- మరుగు స్థానం: 767 °C (1040 K)
- గ్రూప్: 12
- పీరియడ్: 5
- బ్లాక్: d-బ్లాక్