लैंथनाइड्स और एक्टिनाइड्स का परिचय

आवर्त सारणी इस प्रकार से व्यवस्थित है कि समान गुणों वाले तत्व एक साथ समूहित होते हैं। तत्वों की दो विशेष श्रेणियाँ हैं जिन्हें लैंथनाइड्स और एक्टिनाइड्स कहा जाता है। ये तत्व आवर्त सारणी के मुख्य भाग के नीचे दो अलग-अलग पंक्तियों में पाए जाते हैं, और उनके अद्वितीय गुणों के कारण, इन्हें अक्सर साथ में चर्चा की जाती है। इस परिचय में, हम आवर्त सारणी पर उनके स्थान, उनके अद्वितीय रासायनिक गुणों और दुनिया में उनके महत्व को जानेंगे।

लैंथनाइड्स

लैंथनाइड श्रेणी में 15 रासायनिक तत्व शामिल हैं, जिनके परमाणु संख्या 57 से 71 तक हैं, लैंथनम (La) से लेकर लुटेटियम (Lu) तक हैं। इन तत्वों को कभी-कभी "दुर्लभ पृथ्वी तत्व" कहा जाता है, हालांकि वे पृथ्वी की परत में अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में उपलब्ध हैं।

लैंथनाइड्स अपने उच्च चुंबकीय संवेदनशीलता और रासायनिक यौगिकों में रंग उत्पन्न करने की क्षमता के लिए जाने जाते हैं। इन्हें उत्प्रेरकों, फॉस्फोरस और मजबूत स्थायी चुंबक बनाने के लिए सामग्रियों के रूप में कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

लैंथनाइड्स के रासायनिक गुण

• वे आमतौर पर चमकीले और चांदी जैसी सफेद रंग के होते हैं।
• लैंथनाइड्स के उच्च गलनांक और क्वथनांक होते हैं।
• वे सामान्यतः +3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं; हालांकि, कुछ यौगिक +2 और +4 अवस्थाएं भी प्रदर्शित कर सकते हैं।
• ये तत्व जैविक अणुओं के साथ जटिल बनाने की अपनी क्षमता के लिए जाने जाते हैं।

उदाहरण के लिए, लैंथनम (La) पानी के साथ अभिक्रिया करके लैंथनम हाइड्रॉक्साइड बनाता है:

        2 La + 6 H 2 O → 2 La(OH) 3 + 3 H 2
    

जैसा कि आप देख सकते हैं, लैंथनम पानी के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस और लैंथनम हाइड्रॉक्साइड का सफेद अवक्षेप बनाता है।

एक्टिनाइड्स

एक्टिनाइड श्रेणी में 15 तत्व शामिल हैं, एक्टिनियम (Ac) से लेकर लॉरिन्सियम (Lr) तक हैं, जिनकी परमाणु संख्या 89 से 103 तक है। लैंथनाइड के विपरीत, कई एक्टिनाइड्स रेडियोधर्मी होते हैं, जिनमें यूरेनियम (U) और थोरियम (Th) प्रकृति में सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं।

एक्टिनाइड्स परमाणु ऊर्जा उत्पादन में महत्वपूर्ण होते हैं और उनकी रेडियोधर्मी गुणों के कारण चिकित्सा और उद्योग में विभिन्न अनुप्रयोग होते हैं।

एक्टिनाइड्स के रासायनिक गुण

• वे आमतौर पर सघन धातु होते हैं और उनकी बनावट कोमल और लचीली होती है।
• एक्टिनाइड्स विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं, जो आमतौर पर +3 से +6 तक होती हैं, जिससे विविध रासायनिक अभिक्रियाएँ हो सकती हैं।
• ये तत्व अपनी रेडियोधर्मिता के लिए जाने जाते हैं, जो कि कणों और ऊर्जा का उत्सर्जन कर सकते हैं।

उदाहरण के लिए, यूरेनियम (U) निम्नलिखित अभिक्रिया में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड बना सकता है:

        U + 3 F 2 → UF 6
    

यह रासायनिक गुण विशेष रूप से परमाणु रिएक्टरों और परमाणु ईंधन के रूप में यूरेनियम की समृद्धि में उपयोगी होता है।

लैंथनाइड्स और एक्टिनाइड्स के रासायनिक गुण

लैंथनाइड्स के अंतर्गत प्रवृत्तियाँ

लैंथनाइड्स कुछ अद्वितीय प्रवृत्तियाँ प्रदर्शित करते हैं:

• जैसे ही हम लैंथनाइड श्रेणी में नीचे की ओर बढ़ते हैं, परमाणु और आयनिक त्रिज्या घटती जाती है। इसे "लैंथनाइड संकोचन" कहा जाता है।
• यह संकोचन 4f इलेक्ट्रॉनों के खराब शील्डिंग प्रभाव के कारण होता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के बीच अधिक आकर्षण होता है।

यहाँ एक सरल तालिका है जो कुछ लैंथनाइड्स में आगे बढ़ते समय आयनिक त्रिज्या में कमी को दर्शाती है:

तत्व	आयोनिक त्रिज्या (pm)
LA 3+	117
CE 3+	114
Q 3+	113
Nd 3+	112

एक्टिनाइड्स के अंतर्गत प्रवृत्तियाँ

एक्टिनाइड श्रेणी भी उल्लेखनीय प्रवृत्तियाँ प्रदर्शित करती है:

• 5f इलेक्ट्रॉनों की बंधन में भाग लेने की क्षमता के कारण ऑक्सीकरण अवस्थाओं में भिन्नता लैंथनाइड की तुलना में अधिक स्पष्ट होती है।
• जैसे ही हम एक्टिनाइड श्रेणी में आगे बढ़ते हैं, आयनिक त्रिज्या घटती जाती है। हालांकि, कई ऑक्सीकरण अवस्थाओं की उपस्थिति के कारण यह कमी कम सुसंगत रहती है।

एक्टिनाइड्स के परमाणु गुण, जैसे अर्ध-जीवन और उत्सर्जित विकिरण के प्रकार, भी विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण होते हैं।

लैंथनाइड्स और एक्टिनाइड्स के अनुप्रयोग

लैंथनाइड्स के उपयोग

• चुंबक: नियोडिमियम का उपयोग शक्तिशाली चुंबक बनाने के लिए किया जाता है जो हेडफोन, हार्ड ड्राइव और बिजली मोटरों में पाए जाते हैं।
• लेजर: कुछ लैंथनाइड्स को ठोस अवस्था के लेजर बनाने के लिए उपयोग किया जाता है जो काटने और वेल्डिंग के लिए होते हैं।
• फॉस्फोरस: यूरोपियम और टर्बियम को प्रकाश उपकरण और रंगीन टेलीविजन स्क्रीन में उपयोग किया जाता है।

एक्टिनाइड्स के उपयोग

• परमाणु ऊर्जा: यूरेनियम और प्लूटोनियम परमाणु रिएक्टरों और परमाणु बमों के लिए महत्वपूर्ण हैं।
• चिकित्सा: अमेरिकियम का उपयोग कुछ धूम्रपान डिटेक्टरों में और निदान इमेजिंग में विकिरण स्रोत के रूप में किया जाता है।

निष्कर्ष

लैंथनाइड्स और एक्टिनाइड्स, हालांकि कभी-कभी आवर्त सारणी के व्यापक संदर्भ में उपेक्षित हो जाते हैं, तकनीकी और वैज्ञानिक क्षेत्रों की विविधता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उनके अद्वितीय रासायनिक गुण, जैसे विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएँ और रेडियोधर्मिता, उन्हें आधुनिक प्रौद्योगिकी में अनिवार्य बनाते हैं। इन तत्वों को समझकर, हम उनके विशाल संभावनाओं और विश्व पर उनके प्रभाव के बारे में अंतर्दृष्टि प्राप्त करते हैं।

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