ল্যান্থানাম (La) - বিস্তারিত অধ্যয়নের নির্দেশিকা

ভূমিকা

ল্যান্থানাম (La), মৌল সংখ্যা 57, একটি নরম, প্রসারণশীল, রূপালী-সাদা ধাতব মৌল যা বাতাসের সংস্পর্শে দ্রুত মলিন হয়ে যায়। এটি ল্যান্থানাইড সিরিজের প্রোটোটাইপ এবং প্রথম মৌল, প্রায়শই এটিকে একটি বিরল মৃত্তিকা মৌল হিসাবে বিবেচনা করা হয়। এর শ্রেণিবিন্যাস সত্ত্বেও, ল্যান্থানাম পৃথিবীর ভূত্বকে তুলনামূলকভাবে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়। এর অনন্য রাসায়নিক ধর্মাবলী, বিশেষ করে এর উচ্চ সক্রিয়তা এবং স্থিতিশীল +3 জারণ অবস্থা যৌগ গঠনের ক্ষমতা, এটিকে উন্নত অপটিক্স থেকে অনুঘটক এবং শক্তি সঞ্চয় পর্যন্ত বিভিন্ন আধুনিক প্রযুক্তিগত প্রয়োগে গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে।

CBSE/JEE দ্রুত পুনর্বিবেচনার নোট

• প্রতীক: La
• পারমাণবিক সংখ্যা: 57
• পারমাণবিক ভর: 138.9055 u
• পর্যায়: 6
• শ্রেণী: 3 (প্রায়শই f-ব্লক বা ল্যান্থানাইড সিরিজের প্রথম মৌল হিসাবে বিবেচিত)
• ব্লক: d-ব্লক (5d¹ ইলেকট্রনের কারণে), কিন্তু রাসায়নিকভাবে f-ব্লক মৌলগুলির সাথে যুক্ত।
• যোজ্যতা/সাধারণ জারণ অবস্থা: +3 (সবচেয়ে স্থিতিশীল)
• প্রকৃতি: রূপালী-সাদা ধাতু, অত্যন্ত সক্রিয়, নমনীয় এবং প্রসারণশীল।
• শ্রেণিবিন্যাস: বিরল মৃত্তিকা মৌল, ল্যান্থানাইড।

ইলেকট্রন বিন্যাস ও বন্ধন আচরণ

ইলেকট্রন বিন্যাস

ল্যান্থানামের ভূমি অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস হলো [Xe] 5d¹ 6s²।

• শেষ ইলেকট্রনটি 5d উপস্তরে থাকায় ল্যান্থানামকে প্রযুক্তিগতভাবে একটি d-ব্লক মৌল হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।
• তবে, এর রাসায়নিক ধর্মাবলী পরবর্তী ল্যান্থানাইড সিরিজের (f-ব্লক মৌল) সাথে দৃঢ়ভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ যেখানে 4f উপস্তর ধীরে ধীরে পূর্ণ হয়। উচ্চ বিদ্যালয়ের রসায়নে ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে, এটিকে সাধারণত ল্যান্থানাইডগুলির সাথে অধ্যয়ন করা হয়।

বন্ধন আচরণ

• প্রাথমিক জারণ অবস্থা: ল্যান্থানাম প্রধানত +3 জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে। এটি দুটি 6s ইলেকট্রন এবং একটি 5d ইলেকট্রন হারানোর মাধ্যমে অর্জিত হয়।
• আয়নিক বৈশিষ্ট্য: এর তুলনামূলকভাবে বড় পারমাণবিক আকার এবং কম আয়নীকরণ শক্তির কারণে, ল্যান্থানাম তার যোজ্যতা ইলেকট্রন হারিয়ে স্থিতিশীল La³⁺ আয়নে পরিণত হয়ে সহজেই আয়নিক যৌগ গঠন করে।
• সমন্বয় রসায়ন: La³⁺ আয়ন উচ্চ সমন্বয় সংখ্যা প্রদর্শন করে, সাধারণত অক্সিজেন বা নাইট্রোজেন দাতা লিগ্যান্ডের সাথে জটিল যৌগ গঠন করে।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া

ল্যান্থানাম একটি অত্যন্ত সক্রিয় ধাতু, বিশেষ করে এর সবচেয়ে তড়িৎ ধনাত্মক মৌলগুলির মধ্যে একটি হিসাবে অবস্থানের কারণে।

1. বায়ু/অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

ল্যান্থানাম বায়ুতে দ্রুত মলিন হয়ে ল্যান্থানাম(III) অক্সাইডের একটি স্তর তৈরি করে। 4La(s) + 3O₂(g) → 2La₂O₃(s)

2. জলের সাথে বিক্রিয়া

ল্যান্থানাম ঠান্ডা জলের সাথে ধীরে ধীরে এবং গরম জলের সাথে দ্রুত বিক্রিয়া করে ল্যান্থানাম(III) হাইড্রোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করে। 2La(s) + 6H₂O(l) → 2La(OH)₃(aq) + 3H₂(g)

3. অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া

ল্যান্থানাম লঘু অ্যাসিডে (হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড ব্যতীত, কারণ অদ্রবণীয় LaF₃ গঠিত হয়) সহজেই দ্রবীভূত হয়ে ল্যান্থানাম(III) লবণ এবং হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করে। 2La(s) + 6HCl(aq) → 2LaCl₃(aq) + 3H₂(g)

4. হ্যালোজেনের সাথে বিক্রিয়া

ল্যান্থানাম সমস্ত হ্যালোজেনের সাথে তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে ল্যান্থানাম(III) হ্যালাইড তৈরি করে। 2La(s) + 3Cl₂(g) → 2LaCl₃(s)

5. নাইট্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া

উচ্চ তাপমাত্রায়, ল্যান্থানাম নাইট্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে ল্যান্থানাম নাইট্রাইড তৈরি করে। 2La(s) + N₂(g) → 2LaN(s)

শিল্পগত ও জৈবিক গুরুত্ব

শিল্পগত গুরুত্ব

• অনুঘটক: ল্যান্থানাম যৌগ, বিশেষ করে La₂O₃, পেট্রোলিয়াম পরিশোধনে (যেমন, ফ্লুইড ক্যাটালিটিক ক্র্যাকিং - FCC অনুঘটক) এবং স্বয়ংচালিত ক্যাটালিটিক কনভার্টারে ব্যাপক হারে অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
• অপটিক্যাল গ্লাস: অপটিক্যাল গ্লাসে ল্যান্থানাম অক্সাইড যোগ করা হয় এর প্রতিসরাঙ্ক বাড়াতে এবং বর্ণাপসরণ কমাতে, যা উচ্চ-মানের ক্যামেরা লেন্স, টেলিস্কোপ লেন্স এবং নাইট ভিশন ডিভাইসের জন্য অপরিহার্য।
• মিসচমেটাল: বিভিন্ন বিরল মৃত্তিকা মৌলের একটি সংকর ধাতু, যার একটি প্রধান উপাদান ল্যান্থানাম (25%), যা এর পাইরোফোরিক ধর্মাবলীর কারণে লাইটারের ফ্লিন্টে ব্যবহৃত হয়।
• হাইড্রোজেন সঞ্চয়: ল্যান্থানাম-নিকেল সংকর ধাতু (যেমন, LaNi₅) হাইড্রোজেন সঞ্চয় প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়, যা দক্ষতার সাথে হাইড্রোজেন শোষণ ও নির্গমন করে।
• ব্যাটারি: ল্যান্থানাম নিকেল-ধাতু হাইড্রাইড (NiMH) রিচার্জেবল ব্যাটারির নেতিবাচক ইলেকট্রোডের একটি মূল উপাদান, যা সাধারণত হাইব্রিড বৈদ্যুতিক যানবাহনে পাওয়া যায়।
• মেডিকেল ইমেজিং: ল্যান্থানাম যৌগ কিছু মেডিকেল ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনে, বিশেষ করে এক্স-রে-এর জন্য কনট্রাস্ট এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

জৈবিক গুরুত্ব

• অ-প্রয়োজনীয় মৌল: ল্যান্থানামের মানুষের বা অন্যান্য জীবের মধ্যে কোনো অপরিহার্য জৈবিক ভূমিকা রয়েছে বলে জানা যায় না।
• ক্যালসিয়াম চ্যানেল ব্লকার: Ca²⁺ এর সাথে এর অনুরূপ আয়নিক ব্যাসার্ধ এবং চার্জের কারণে, La³⁺ আয়ন জৈবিক সিস্টেমে ক্যালসিয়াম চ্যানেল ব্লকার হিসাবে কাজ করতে পারে, যা কিছু গবেষণায় কাজে লাগানো হয়।
• কম বিষাক্ততা: যদিও এটিকে সাধারণত কম তীব্র বিষাক্ত হিসাবে বিবেচনা করা হয়, দীর্ঘস্থায়ী সংস্পর্শে কিছু ল্যান্থানাম যৌগ শরীরে জমা হতে পারে।