लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स

लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स आवर्त सारणी पर पाए जाने वाले दो तत्व समूह हैं (हालाँकि वे क्रम में नहीं हैं), जिन्हें अक्सर उनकी समान गुणों के कारण एक साथ वर्गीकृत किया जाता है। दोनों समूह उन तत्वों को शामिल करते हैं जो f-ब्लॉक तत्व होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके संयोजक इलेक्ट्रॉनों f-ऑर्बिटल्स में होते हैं।

लैंथेनाइड्स

लैंथेनाइड्स श्रृंखला में 57 (लैंथेनम) से 71 (ल्यूटेटियम) परमाणु संख्या वाले तत्व शामिल हैं। इन तत्वों को रेयर अर्थ तत्व भी कहा जाता है, उनकी विशेषता है कि उनकी 4f ऑर्बिटल्स इलेक्ट्रॉनों से भरी होती हैं।

La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu

लैंथेनाइड्स की विशेषताएँ

लैंथेनाइड्स को उनके समान रासायनिक गुणों के लिए जाना जाता है। कुछ मुख्य विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:

• उच्च तापमान पर अत्यंत प्रतिक्रियाशील धातुएँ।
• हवा के संपर्क में आने पर धूमिल हो जाते हैं।
• बिजली के अच्छे चालक के रूप में कार्य करते हैं।
• लैंथेनाइड्स का संकुचन बहुत समान रासायनिक व्यवहार प्रदर्शित करता है।

रासायनिक उदाहरण

आइए लैंथेनाइड्स को शामिल करने वाले एक रासायनिक प्रतिक्रिया पर नज़र डालते हैं। एक सामान्य प्रतिक्रिया पानी के साथ होती है:

2Ln + 6H₂O → 2Ln(OH)₃ + 3H₂

यह प्रतिक्रिया दिखाती है कि लैंथेनाइड्स कितनी तेजी से पानी के साथ हाइड्रॉक्साइड्स बनाते हैं और हाइड्रोजन गैस को मुक्त करते हैं।

लैंथेनाइड संकुचन

लैंथेनाइड्स की एक अनूठी विशेषता यह है कि श्रृंखला में एक समान रूप से आयनिक त्रिज्या और परमाणु आकार में कमी आती है, जिसे लैंथेनाइड संकुचन कहा जाता है। यह f-इलेक्ट्रॉनों की कमजोर ढाल प्रभाव के कारण होता है, जिसका परिणामस्वरूप बढ़ते हुए परमाणु संख्या के साथ परमाणु आकार में प्रभावी वृद्धि नहीं होती है।

दृश्य प्रस्तुति:

एक्टिनाइड्स

एक्टिनाइड्स श्रृंखला में 89 (एक्टिनियम) से 103 (लॉरेनसियम) परमाणु संख्या वाले तत्व शामिल हैं। इन तत्वों के इलेक्ट्रॉन 5f ऑर्बिटल्स में भरे होते हैं और ये ज्यादातर रेडियोधर्मी होते हैं।

Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr

एक्टिनाइड्स की विशेषताएँ

एक्टिनाइड्स लैंथेनाइड्स की तुलना में विशिष्ट विशेषताएँ रखते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• इनमें से सभी रेडियोधर्मी होते हैं, और कुछ की आधिकाल बहुत छोटी होती है।
• अधिकांश कृत्रिम (प्राकृतिक रूप से नहीं पाए जाते)।
• वे ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित कर सकते हैं, जो लैंथेनाइड्स के विपरीत होती है।
• उनकी जटिल इलेक्ट्रॉनिक संरचनाएँ होती हैं, जो उनके रासायनिक व्यवहार को विविध बनाती हैं।

रासायनिक उदाहरण

एक्टिनाइड्स के रासायनिक क्रियाशीलता का एक उदाहरण उनके हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया है। उदाहरण के लिए:

U + 3Cl₂ → UCl₆

यह यूरेनियम की विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएँ बनाने की क्षमता और उसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता को दर्शाता है, जो विशेष रूप से हैलोजन के साथ प्रदर्शित होती है।

परमाणु विशेषताएँ

एक्टिनाइड्स अपनी परमाणु विशेषताओं के लिए जाने जाते हैं, जबकि यूरेनियम और प्लूटोनियम परमाणु ऊर्जा उत्पादन और परमाणु हथियारों में महत्वपूर्ण होते हैं।

परमाणु ऊर्जा के संबंध की दृश्य प्रस्तुति:

लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स की तुलना

दोनों श्रृंखलाओं के अनूठे गुण होते हैं, फिर भी वे अंतर प्रदर्शित करते हैं। अंतर को प्रमुखता देने के लिए:

• इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन: लैंथेनाइड्स 4f ऑर्बिटल्स भरते हैं, एक्टिनाइड्स 5f ऑर्बिटल्स भरते हैं।
• क्रियाशीलता: लैंथेनाइड्स सामान्यतः अधातुओं के साथ अधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं; एक्टिनाइड्स में उनकी बहु-ऑक्सीकरण अवस्थाओं के कारण विविध क्रियाशीलता होती है।
• उपस्थिति: लैंथेनाइड्स अपेक्षाकृत सामान्य होते हैं; कई एक्टिनाइड्स कृत्रिम होते हैं।
• रेडियोधर्मिता: लैंथेनाइड्स ज्यादातर स्थिर होते हैं; एक्टिनाइड्स रेडियोधर्मी होते हैं।

लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के अनुप्रयोग

लैंथेनाइड्स

लैंथेनाइड्स का व्यापक रूप से अनुप्रयोगों में उपयोग होता है:

• उत्प्रेरक: पेट्रोलियम परिशोधन और वाहन उत्प्रेरक कन्वर्टर में उपयोग किया जाता है।
• ऑप्टिक्स: मजबूत चुंबक और प्रकाश और डिस्प्ले में प्रयुक्त फॉस्फर के उत्पादन में।
• चिकित्सा: गेडोलिनियम का एमआरआई इमेजिंग में एक विपरीत एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।

एक्टिनाइड्स

एक्टिनाइड्स सबसे अधिक जाने जाते हैं उनके भूमिका के लिए:

• ऊर्जा: परमाणु ऊर्जा और हथियारों में यूरेनियम और प्लूटोनियम।
• चिकित्सा: कैंसर उपचार में रेडियोआइसोटोप्स।

अंत में, लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स आवर्त सारणी के f-ब्लॉक का महत्वपूर्ण भाग बनाते हैं। उनके गुणों, रासायनिक व्यवहारों और अनुप्रयोगों को समझना, उन्नत अकार्बनिक रसायन और अनुप्रयुक्त सामग्री विज्ञान में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। इनकी अद्वितीय रसायन और आधुनिक तकनीक में उनकी महत्वपूर्ण भूमिकाएँ उनकी महत्ता को उजागर करती हैं, जिससे वे रसायनज्ञों और शोधकर्ताओं के लिए अध्ययन के एक दिलचस्प विषय बनाते हैं।

टिप्पणियाँ