స్కాండియం (Sc) - పరమాణు నిర్మాణం మరియు ధర్మాలు

పరమాణు నమూనా వివరాలు

స్కాండియం (Sc) ఆవర్తన పట్టికలోని d-బ్లాక్‌లో మొదటి మూలకం, ఇది గ్రూప్ 3 మరియు పీరియడ్ 4కి చెందినది.

• పరమాణు సంఖ్య (Z): 21
  • కేంద్రకంలో 21 ప్రోటాన్‌లు ఉన్నాయని సూచిస్తుంది.
  • ఒక తటస్థ స్కాండియం పరమాణువులో, 21 ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయి.
• ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (A): అత్యంత స్థిరమైన మరియు సాధారణ ఐసోటోప్, స్కాండియం-45 ($\^\{45\}\text\{Sc\}$), ద్రవ్యరాశి సంఖ్య 45ని కలిగి ఉంది.
• న్యూట్రాన్‌లు: $\^\{45\}\text\{Sc\}$ కోసం, న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య A - Z = 45 - 21 = 24.
• పరమాణు పరిమాణం:
  • లోహ వ్యాసార్థం: సుమారు 162 pm (పికోమీటర్లు). ఈ విలువ లోహ స్పటిక జాలకంలో పరమాణువు పరిమాణాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది.

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & షెల్ రేఖాచిత్ర ప్రాతినిధ్యం

• గ్రౌండ్ స్టేట్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం (పూర్తి): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^1 4s^2$

• గ్రౌండ్ స్టేట్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం (సంక్షిప్త): $[\text\{Ar\}] 3d^1 4s^2$

  • $[\text\{Ar\}]$ అనేది ఆర్గాన్ ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$) ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని సూచిస్తుంది.

• షెల్ రేఖాచిత్ర ప్రాతినిధ్యం (పాఠంలో):

  • K-షెల్ (n=1): 2 ఎలక్ట్రాన్‌లు ($1s^2$)
  • L-షెల్ (n=2): 8 ఎలక్ట్రాన్‌లు ($2s^2 2p^6$)
  • M-షెల్ (n=3): 9 ఎలక్ట్రాన్‌లు ($3s^2 3p^6 3d^1$)
  • N-షెల్ (n=4): 2 ఎలక్ట్రాన్‌లు ($4s^2$)

  ఈ పంపిణీ స్కాండియం దాని బయటి (N) షెల్‌లో రెండు వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను మరియు పెనల్టిమేట్ (M) 3d సబ్‌షెల్‌లో ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను కలిగి ఉందని సూచిస్తుంది.

ఆవర్తన ధోరణులు

అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి అవసరమైన శక్తి)

• మొదటి అయనీకరణ ఎంథాల్పీ ($\Delta H_\{i1\}$): 633.1 kJ/mol
  • $4s$ సబ్‌షెల్ నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి సంబంధించినది.
• రెండవ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ ($\Delta H_\{i2\}$): 1235 kJ/mol
  • $4s$ సబ్‌షెల్ నుండి రెండవ ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి సంబంధించినది.
• మూడవ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ ($\Delta H_\{i3\}$): 2389 kJ/mol
  • $3d$ సబ్‌షెల్ నుండి ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి సంబంధించినది.
  • $\Delta H_\{i3\}$ నుండి $\Delta H_\{i4\}$ వరకు సాపేక్షంగా పెద్ద దూకుదల (సుమారు 7091 kJ/mol, ఉన్నత పాఠశాలకు సాధారణంగా అవసరం లేదు కానీ సందర్భం కోసం) మూడు వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ($4s^2 3d^1$) కోల్పోయిన తర్వాత జడవాయువు కోర్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని సూచిస్తుంది.

ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ (పౌలింగ్ స్కేల్)

• ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ: 1.36
  • స్కాండియం ఒక ఎలక్ట్రోపాజిటివ్ మూలకం, లోహాల లక్షణం, మరియు సులభంగా ధనాత్మక అయాన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.

ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంథాల్పీ (ఎలక్ట్రాన్‌ను జోడించినప్పుడు శక్తి మార్పు)

• ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంథాల్పీ ($\Delta H_\{eg\}$): -18 kJ/mol (ఉష్ణమోచక)
  • ఇది అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌ను అంగీకరించడానికి స్వల్ప ధోరణిని సూచిస్తుంది, అయినప్పటికీ ఇది లోహాలకు ప్రముఖ లక్షణం కాదు.

పరమాణు వ్యాసార్థం

• లోహ వ్యాసార్థం: 162 pm
• అయానిక వ్యాసార్థం (Sc$^\{3+\}$ అయాన్ కోసం): సుమారు 74.5 pm
  • Sc$^\{3+\}$ అయాన్‌ను ఏర్పరచినప్పుడు పరిమాణంలో గణనీయమైన తగ్గింపుకు కారణం మూడు వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోవడం మరియు చిన్న జడవాయువు కోర్ బహిర్గతం అవ్వడం.

ముఖ్య భౌతిక ధర్మాలు

• సాంద్రత: 25 °C వద్ద 2.99 g/cm$^3$
  • పరివర్తన లోహానికి సాపేక్షంగా తక్కువ సాంద్రత.
• గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థితి (25 °C): ఘన
• రంగు: వెండి-తెలుపు లోహం (గాలికి గురైనప్పుడు పసుపు లేదా పింక్ రంగులోకి మారుతుంది).
• ద్రవీభవన స్థానం (MP): 1541 °C (1814 K)
• మరుగు స్థానం (BP): 2836 °C (3109 K)