लैंथेनॉइड और एक्टिनॉइड संकुचन

लैंथेनॉइड और एक्टिनॉइड संकुचन अकार्बनिक रसायनशास्त्र में महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं, जो लैंथेनाइड श्रृंखला और एक्टिनाइड श्रृंखला के तत्वों के परमाणु या आयन के आकार में क्रमिक कमी से संबंधित हैं। इन संकुचनों का तत्वों के रासायनिक गुणों और प्रतिक्रियाशीलता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जो उनके व्यवहार को कई जटिल तरीकों से प्रभावित करते हैं। आइए इन घटनाओं पर गहराई से नज़र डालें।

लैंथेनॉइड संकुचन

लैंथेनॉइड्स, जिन्हें दुर्लभ पृथ्वी तत्व भी कहा जाता है, 15 रासायनिक रूप से समान धात्विक तत्वों की एक श्रृंखला है, जिनकी परमाणु संख्या 57 से 71 के बीच है, जो आवर्त सारणी में लैंथेनियम (La) और ल्यूटीशियम (Lu) के बीच हैं। लैंथेनॉइड संकुचन से तात्पर्य लैंथेनियम से ल्यूटीशियम की श्रृंखला के साथ-साथ उनके परमाण्विक और आयनिक त्रिज्या में स्थिर कमी से है।

यह आकार में संकुचन परमाणु संख्या में वृद्धि के बावजूद घटित होता है और मुख्य रूप से 4f इलेक्ट्रॉनों की कमजोर शील्डिंग प्रभाव के कारण होता है, जो बाहरी इलेक्ट्रॉनों को अधिक कसने से बढ़ी हुई नाभिकीय चार्ज को प्रभावी ढंग से अवरुद्ध नहीं करते हैं। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन नाभिक के निकट खींचे जाते हैं, जो आकार में कमी की ओर ले जाता है।

उदाहरण: त्रिज्या की तुलना

तत्व: La Ce Pr Nd परमाणु संख्या: 57 58 59 60 आयनिक त्रिज्या (pm): 106 105 104 103 तत्व: Sm Eu Gd Tb परमाणु संख्या: 62 63 64 65 आयनिक त्रिज्या (pm): 102 101 100 99

लैंथेनॉइड संकुचन का प्रभाव

रासायनिक समानता: लैंथेनॉइड संकुचन के कारण, इन तत्वों के रासायनिक गुण काफी समान होते हैं, जिससे इनका पृथक्करण कठिन हो जाता है। उनकी समान त्रिज्या और चार्ज भी समरूप आयनों के गठन में समान व्यवहार परिणाम देते हैं।

घनत्व में वृद्धि: इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉनों की सफलता के साथ परमाणविक आयतन में कमी के कारण, लैंथेनॉइड का घनत्व बढ़ने लगता है।

बंधन शक्ति: संकुचन के परिणामस्वरूप मजबूत धात्विक बंधनों का निर्माण होता है, जो लैंथेनाइड श्रृंखला के पार्溶点 और कठोरता में भिन्नता का कारण बनता है।

लैंथेनॉइड संकुचन का दृश्यानुकरण

एक्टिनॉइड संकुचन

एक्टिनॉइड संकुचन लैंथेनॉइड संकुचन के समान ही होता है और यह एक्टिनॉइड श्रृंखला में होता है - आवर्त सारणी में लूरेंसीयम (Lr) से लेकर एक्ट्रोयम (Am) और कानूनडेम (Cm) तक के तत्वों के बीच 89 से 103 के परमाणु संख्या वाले तत्व। जैसे ही एक्टिनॉइड श्रृंखला के साथ आगे बढ़ता है, परमाण्विक और आयनिक त्रिज्या भी घटती है।

लैंथेनॉइड्स के समान, यह संकुचन 5f इलेक्ट्रॉनों की अठयन प्रभाव के कारण होता है, जो नाभिकीय चार्ज को इलेक्ट्रॉनों पर बढ़ी हुई आकर्षण को लागू करने की अनुमति देते हैं। इसके कारण बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल नाभिक के करीब आ जाती है, जिससे क्रमिक कमी होती है दोनों परमाण्विक और आयनिक त्रिज्या में।

उदाहरण: एक्टिनॉइड्स की त्रिज्या की तुलना

तत्व: Th Pa U Np परमाणु संख्या: 90 91 92 93 आयनिक त्रिज्या (pm): 110 109 108 107 तत्व: Pu Am Cm Bk परमाणु संख्या: 94 95 96 97 आयनिक त्रिज्या (pm): 106 105 104 103

एक्टिनॉइड संकुचन का प्रभाव

रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता: लैंथेनॉइड्स के समान, एक्टिनॉइड्स के भी घनत्व की गुण के कारण समान रासायनिक गुण होते हैं, हालांकि वे आम तौर पर ऑक्सीकरण अवस्था की व्यापक श्रेणी प्रदर्शित करते हैं।

धात्विक गुण: संकुचन धात्विक गुणों में परिवर्तन का कारण बनता है जैसे कि गलनांक और उबलनांक, घनत्व और कठोरता।

पृथक्करण कठिनाइयाँ: आकार में उनकी समानता के कारण, रासायनिक तरीके से एक्टिनॉइड्स को एक-दूसरे से अलग करना चुनौतीपूर्ण होता है।

एक्टिनॉइड संकुचन का दृश्यानुकरण

संकुचन के पीछे का कारण

f-ब्लॉक तत्व, जिसमें लैंथेनॉइड और एक्टिनॉइड दोनों शामिल हैं, इस संकुचन को थोड़े ही दिखाते हैं क्योंकि f इलेक्ट्रॉनों की कमजोर शील्डिंग प्रभाव होती है d और s इलेक्ट्रॉनों की तुलना में। f-इलेक्ट्रॉन, नाभिक के खिंचाव को कम प्रभावी तरीके से मुकाबला करने में सक्षम नहीं होते हैं, जिससे आंतरिक इलेक्ट्रॉन नाभिक ट्रेन अधिक मजबूत आकर्षण को महसूस करते हैं। इसका मतलब यह है कि जैसे-जैसे अधिक इलेक्ट्रॉन जोड़े जाते हैं, वे बिना किसी संबंधित शील्डिंग में वृद्धि के बिना कुल सकारात्मक नाभिकीय चार्ज को बढ़ाते हैं, जिससे प्रत्येक नए परमाणु का वास्तविक आकार कम हो जाता है।

दोनों लैंथेनॉइड और एक्टिनॉइड संकुचन रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान के कई क्षेत्रों में प्रभाव डालते हैं। वे नई सामग्रियों को बाहर निकालने में प्रभाव डालते हैं, जो प्रौद्योगिकी और उद्योग में संभावित अनुप्रयोगों के साथ नई सामग्रियों की खोज के लिए एक संभावित मार्ग है।

संक्रमण तत्वों पर प्रभाव: भले ही संक्रमण धातुएं, जो आवर्त सारणी में लैंथेनॉइड्स या एक्टिनॉइड्स के बाद रखी जाती हैं, उनके आकार संकुचन से प्रभावित होते हैं, और इससे विभिन्न अवधियों और समूहों में देखे गए रुझानों पर प्रभाव पड़ता है।

निष्कर्ष

सारांश में, लैंथेनॉइड और एक्टिनॉइड संकुचन की अवधारणाएँ f-ब्लॉक तत्वों को प्रभावित करने वाली आवर्तीय गुणों के समझने में महत्वपूर्ण हैं। दोनों अपने संबंधित श्रृंखलाओं के पार् माँकिक और आयनिक आकार में स्थिर कमी का परिणाम देते हैं, जो उनके रासायनिक व्यवहार और पृथक्करण तकनीकों के बारे में जटिल और कभी-कभी चुनौतीपूर्ण प्रश्न उठाते हैं। यह संकुचन आधुनिक सामग्रियों के आकार को निर्धारित करता है और रसायनज्ञों और वैज्ञानिकों को इन अभिनव तत्वों के लिए आगे के उपयोगों को खोजने के लिए प्रेरित करता है।

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