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एफ-ब्लॉक तत्वों की समन्वय रसायन
परिचय
एफ-ब्लॉक तत्व, जिन्हें आंतरिक संक्रमण धातु भी कहा जाता है, में लंथानाइड्स और एक्टिनाइड्स शामिल हैं। ये तत्व विशिष्ट रूप से 4f और 5f कक्षाओं को भरने के लिए जाने जाते हैं। इन तत्वों की समन्वय रसायन उनकी विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, ऑक्सीकरण अवस्था और समन्वय संख्या के कारण आकर्षक है।
लंथानाइड्स
लंथानाइड्स में 57 (La) से 71 (Lu) तक आवर्त संख्या वाले 15 तत्व शामिल हैं। ये तत्व अपने समान रासायनिक गुणों के लिए जाने जाते हैं, जो उनके आंशिक रूप से भरी 4f कक्षाओं से उत्पन्न होते हैं।
La - लैंथेनम
Ce - सेरियम
Pr - प्रसीओडायमियम
Nd - नियोडायमियम
Pm - प्रमेथियम
Sm - समेरियम
Eu - यूरोपियम
Gd - गैडोलीनियम
Tb - टर्बियम
Dy - डिस्प्रोसियम
Ho - होल्मियम
Er - एर्बियम
Tm - थुलियम
Yb - यटर्बियम
Lu - लुटेटियम
समन्वय यौगिक
लंथानाइड्स विभिन्न समन्वय यौगिक बनाते हैं, जो बड़े आयनिक त्रिज्या के कारण उच्च समन्वय संख्या प्रदर्शित करते हैं। ये प्रायः ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, या सल्फर डोनर परमाणुओं के साथ समन्वय करते हैं।
उदाहरण: लंथानाइड नाइट्रेट्स
लंथानाइड नाइट्रेट्स, जैसे Ln(NO3)3, अक्सर पानी के अणुओं के साथ समन्वय करते हैं, जिससे हाइड्रेट्स जैसे Ln(NO3)3·xH2O बनते हैं।
एक्टिनाइड्स
एक्टिनाइड्स 15 तत्वों की श्रेणी है, एक्टिनियम (Ac) से लेकर लॉरेंसियम (Lr) तक, 5f कक्षाओं को क्रमिक रूप से भरने के लिए जानें जाते हैं। ये तत्व अपने रेडियोधर्मी गुणों और जटिल रेडॉक्स रसायन के लिए प्रसिद्ध हैं।
Ac - एक्टिनियम
Th - थोरियम
Pa - प्रोटैक्टिनियम
U - यूरेनियम
Np - नेप्टुनियम
Pu - प्लूटोनियम
Am - अमेरिसियम
Cm - क्यूरीयम
Bk - बर्केलियम
Cf - कैलिफोर्नियम
Es - ऐंस्टाइनीम
Fm - फर्मीम
Md - मेंडेलिवियम
No - नोबेलियम
Lr - लॉरेंसियम
समन्वय यौगिक
एक्टिनाइड्स विविध समन्वय रसायन प्रदर्शित करते हैं क्योंकि वे विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं को प्राप्त कर सकते हैं। ये अक्सर ऑक्सीजन और नाइट्रोजन डोनर्स के साथ यौगिक बनाते हैं।
उदाहरण: यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड
एक प्रसिद्ध एक्टिनाइड यौगिक यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड, UF6, है, जिसे यूरेनियम समृद्धि प्रक्रियाओं में प्रयोग किया जाता है।
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास
एफ-ब्लॉक तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को समझना उनकी समन्वय रसायन का पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण है। लंथानाइड्स के लिए सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe] 4fn 6s2 है, और एक्टिनाइड्स के लिए यह [Rn] 5fn 7s2 है।
लंथानाइड उदाहरण
La: [Xe] 5d1 6s2
Ce: [Xe] 4f1 5d1 6s2
एक्टिनाइड उदाहरण
Th: [Rn] 6d2 7s2
U: [Rn] 5f3 6d1 7s2
समन्वय संख्या और ज्यामिति
एक यौगिक की समन्वय संख्या यह निर्धारित करती है कि केंद्रीय धातु से बंधे डोनर परमाणुओं की संख्या कितनी है। लंथानाइड्स आमतौर पर 8 से 12 की समन्वय संख्या प्रदर्शित करते हैं, जो उनके बड़े आकार को दर्शाता है। इसके विपरीत, एक्टिनाइड्स आमतौर पर 6 से 10 की समन्वय संख्या प्रदर्शित करते हैं।
ज्यामिति
केंद्रीय धातु के चारों ओर लगैंड की ज्यामितीय व्यवस्था काफी भिन्न हो सकती है:
- ऑक्टाहेड्रल: समन्वय संख्या 6, जो लंथानाइड्स और एक्टिनाइड्स दोनों में समान है।
- घनात्मक: समन्वय संख्या 8, जो अक्सर लंथानाइड यौगिकों में पायी जाती है।
- त्रिगुणीय द्विदलीय: कम ज्ञात लेकिन लंथानाइड और एक्टिनाइड रसायन दोनों में पाया जा सकता है।
चिलेशन और बहुदंत धातुओं
एफ-ब्लॉक तत्व अक्सर बहुदंत धातुओं के साथ स्थिर यौगिक बनाते हैं, जो केंद्रीय धातु परमाणु को एक से अधिक इलेक्ट्रॉन युग्म दान कर सकते हैं। इन्हें चिलेटिंग धातु कहा जाता है।
ईडीटीए जटिल
सबसे सामान्य चिलेटिंग एजेंटों में से एक इथिलीनडायमिनेटेट्रासिटिक एसिड (ईडीटीए) है, जो लंथानाइड्स और एक्टिनाइड्स दोनों के साथ मजबूत यौगिक बनाता है:
[Ln(EDTA)]- और [An(EDTA)]-
जटिलों की स्थिरता
एफ-ब्लॉक तत्वों के समन्वय यौगिकों की स्थिरता कई कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें धातु आयन का आकार और चार्ज, धातु का प्रकार और चार्ज, और विलायक प्रणाली शामिल हैं।
समन्वय रसायन के अनुप्रयोग
एफ-ब्लॉक तत्वों की समन्वय रसायन का महत्व कई अनुप्रयोगों के लिए है, जो सामग्री विज्ञान से लेकर चिकित्सा तक फैला हुआ है।
चिकित्सा इमेजिंग
लंथानाइड यौगिक एमआरआई इमेजिंग में उनके अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक गुणों के कारण उपयोग होते हैं।
नाभिकीय रिएक्टर
एक्टिनाइड यौगिक नाभिकीय रिएक्टर डिज़ाइन और ईंधन पुनरावर्तन प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण हैं।
निष्कर्ष
एफ-ब्लॉक तत्वों की समन्वय रसायन अकार्बनिक रासायनिक के उन्नत सिद्धांतों के प्रति एक अंतर्दृष्टि देती है। लंथानाइड्स और एक्टिनाइड्स, उनके जटिल इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं के साथ, अद्वितीय ज्यामिति और गुणों वाले समन्वय यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला बनाते हैं।
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