గాలియం (Ga): పరమాణు నిర్మాణం మరియు ధర్మాలు

గాలియం (Ga): పరమాణు నిర్మాణం మరియు రసాయన ధర్మాలు

గాలియం (Ga) పరమాణు సంఖ్య 31 కలిగిన ఒక రసాయన మూలకం. ఇది ఆవర్తన పట్టికలోని గ్రూప్ 13 (బోరాన్ కుటుంబం) మరియు పీరియడ్ 4కి చెందినది.

పరమాణు నమూనా వివరాలు

• పరమాణు సంకేతం: Ga
• పరమాణు సంఖ్య (Z): 31
  • కేంద్రకంలో 31 ప్రోటాన్‌లను సూచిస్తుంది.
  • ఒక తటస్థ పరమాణువులో, 31 ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయి.
• పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 69.723 u (లేదా g/mol)
• న్యూట్రాన్‌లు: అత్యంత సాధారణ ఐసోటోప్, గాలియం-69 ($^\{69\}\text\{Ga\}$), 38 న్యూట్రాన్‌లను (69 - 31) కలిగి ఉంటుంది. గాలియం-71 ($^\{71\}\text\{Ga\}$) 40 న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. పరమాణు ద్రవ్యరాశి ఈ ఐసోటోప్‌ల సగటు.
• పరమాణు పరిమాణం/వ్యాసార్థం:
  • సమయోజనీయ వ్యాసార్థం: 122 pm
  • వాన్ డెర్ వాల్స్ వ్యాసార్థం: 187 pm
  • అయానిక వ్యాసార్థం (Ga³⁺): 62 pm

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & షెల్ రేఖాచిత్రం

• ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
  • పూర్తిగా నిండిన 3d ఆర్బిటాల్స్ (3d¹⁰) ఉండటం అల్యూమినియంతో పోలిస్తే దాని ధర్మాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
• షెల్ రేఖాచిత్ర ప్రాతినిధ్యం:
  • K-షెల్ (n=1): 2 ఎలక్ట్రాన్‌లు (1s²)
  • L-షెల్ (n=2): 8 ఎలక్ట్రాన్‌లు (2s² 2p⁶)
  • M-షెల్ (n=3): 18 ఎలక్ట్రాన్‌లు (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-షెల్ (n=4): 3 ఎలక్ట్రాన్‌లు (4s² 4p¹) - ఇవి వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లు.

ఆవర్తన ధోరణులు

d-బ్లాక్ సంకోచం (3d ఎలక్ట్రాన్‌ల ద్వారా బలహీనమైన షీల్డింగ్) మరియు పెరిగిన ప్రభావవంతమైన కేంద్రక ఆవేశం (Zeff) కారణంగా గాలియం ఆశించిన ఆవర్తన ధోరణుల నుండి కొన్ని విచలనాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

• అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE):
  • మొదటి అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₁): 578.8 kJ/mol
  • రెండవ అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₂): 1979.3 kJ/mol
  • మూడవ అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₃): 2963 kJ/mol
  • ధోరణి: గాలియం యొక్క మొదటి అయనీకరణ ఎంతల్పీ అల్యూమినియం (577.5 kJ/mol) కంటే కొద్దిగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. IE సాధారణంగా ఒక గ్రూప్‌లో క్రిందికి వెళ్ళే కొద్దీ తగ్గుతుంది కాబట్టి ఇది ఊహించనిది. ఈ అసాధారణ ధోరణికి గాలియంలోని 3d¹⁰ ఎలక్ట్రాన్‌ల ఉనికి కారణం, ఇవి బలహీనమైన షీల్డింగ్‌ను అందిస్తాయి, ఇది బలమైన ప్రభావవంతమైన కేంద్రక ఆవేశానికి దారితీస్తుంది మరియు తద్వారా వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లపై మరింత గట్టి పట్టును ఏర్పరుస్తుంది.
• ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ (పాలింగ్ స్కేల్): 1.81
  • ధోరణి: అల్యూమినియం (1.61) కంటే గాలియంకు ఎక్కువ ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ ఉంటుంది. అయనీకరణ ఎంతల్పీ మాదిరిగానే, 3d ఎలక్ట్రాన్‌ల బలహీనమైన షీల్డింగ్ కారణంగా పెరిగిన ప్రభావవంతమైన కేంద్రక ఆవేశం ఎలక్ట్రాన్‌లపై ఎక్కువ ఆకర్షణకు దారితీస్తుంది.
• ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంతల్పీ (EGE): -29 kJ/mol
  • ధోరణి: దీనికి చిన్న ప్రతికూల ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంతల్పీ ఉంటుంది, ఇది ఎలక్ట్రాన్‌ను అంగీకరించడానికి స్వల్ప ధోరణిని సూచిస్తుంది, కానీ ఇది సాధారణంగా ధన అయాన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.
• పరమాణు వ్యాసార్థం: 122 pm (సమయోజనీయ వ్యాసార్థం)
  • ధోరణి: గాలియం యొక్క పరమాణు వ్యాసార్థం (122 pm) అల్యూమినియం (143 pm) కంటే చిన్నది. ఇది d-బ్లాక్ సంకోచం యొక్క ప్రత్యక్ష పర్యవసానం, ఇక్కడ 3d ఎలక్ట్రాన్‌ల బలహీనమైన షీల్డింగ్ బాహ్య షెల్ ఎలక్ట్రాన్‌లను కేంద్రకానికి దగ్గరగా లాగుతుంది.

ముఖ్య భౌతిక ధర్మాలు

• సాంద్రత:
  • ఘన స్థితిలో (20°C వద్ద): 5.91 g/cm³
  • ద్రవ స్థితిలో (29.76°C వద్ద): 6.095 g/cm³ (అసాధారణ ధర్మం: నీటి వలె, ద్రవ గాలియం ఘన గాలియం కంటే ఎక్కువ సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది)
• గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థితి (25°C): ఘనం
• రంగు: వెండి-తెలుపు (ఘనం); వెండి (ద్రవం)
• ద్రవీభవన స్థానం: 29.76 °C (ఒక లోహానికి ఇది చాలా తక్కువ, దీనిని చేతి అరచేతిలో కరిగించడానికి అనుమతిస్తుంది.)
• బాష్పీభవన స్థానం: 2204 °C (ఇది చాలా విస్తృతమైన ద్రవ పరిధిని ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రత థర్మామెట్రీలో ఉపయోగపడుతుంది.)
• స్ఫటిక నిర్మాణం: ఆర్థోరోంబిక్
• విద్యుత్ వాహకత్వం: మంచి విద్యుత్ వాహకం.