ગેડોલિનિયમ (Gd) પુનરાવર્તન માર્ગદર્શિકા

ગેડોલિનિયમ (Gd) પરમાણુ મોડેલ વિગતો

ગેડોલિનિયમ (Gd) એ 64 પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું લેન્થેનાઇડ તત્વ છે. તે f-બ્લોક તત્વોનો ભાગ છે.

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 64
• પ્રોટોન: 64
• ઇલેક્ટ્રોન: 64 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
• ન્યુટ્રોન: સૌથી પ્રચુર આઇસોટોપ, ¹⁵⁸Gd (કુદરતી પ્રચુરતા ~24.8%), માં 158 - 64 = 94 ન્યુટ્રોન હોય છે. 157.25 u ના પરમાણુ દળના આધારે ન્યુટ્રોનની સરેરાશ સંખ્યા આશરે 93 છે.
• પરમાણુ દળ: 157.25 u
• પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા (ધાતુમય): 179 pm (પિકોમીટર)
• આયનીય ત્રિજ્યા (Gd³⁺): 107.8 pm

ઇલેક્ટ્રોનીય રચના અને કવચ આકૃતિ રજૂઆત

અર્ધ-ભરેલા (4f⁷) અને સંપૂર્ણ ભરેલા (4f¹⁴) ઓર્બિટલ્સ સાથે સંકળાયેલ સ્થિરતાને કારણે ગેડોલિનિયમ અસામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનીય રચના દર્શાવે છે.

• ઇલેક્ટ્રોનીય રચના: [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
  • 5d¹ ઇલેક્ટ્રોન તેના ધાતુમય ગુણધર્મમાં ફાળો આપે છે અને લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં f-બ્લોકના પ્રારંભિક ભરણની લાક્ષણિકતા છે, જ્યાં 4f ઓર્બિટલ અર્ધ-ભરાય તે પહેલાં 5d ઓર્બિટલ આંશિક રીતે ભરાય છે.
  • અર્ધ-ભરેલા 4f⁷ રચનાની સ્થિરતા એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે.
• કવચ-વાર ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ:
  • K-કવચ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન (1s²)
  • L-કવચ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન (2s² 2p⁶)
  • M-કવચ (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-કવચ (n=4): 25 ઇલેક્ટ્રોન (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f⁷)
  • O-કવચ (n=5): 9 ઇલેક્ટ્રોન (5s² 5p⁶ 5d¹)
  • P-કવચ (n=6): 2 ઇલેક્ટ્રોન (6s²)
  • કુલ ઇલેક્ટ્રોન: 2 + 8 + 18 + 25 + 9 + 2 = 64 ઇલેક્ટ્રોન.

આવર્ત વલણો

લેન્થેનાઇડ હોવાને કારણે, ગેડોલિનિયમ આવર્ત કોષ્ટકમાં તેની સ્થિતિ અને લેન્થેનાઇડ સંકોચન દ્વારા પ્રભાવિત વલણો દર્શાવે છે.

• આયનીકરણ એન્થાલ્પી:
  • પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₁): 593.4 kJ/mol. આ મૂલ્ય પ્રમાણમાં ઓછું છે, જે તેના ધાતુમય સ્વભાવ અને સૌથી બહારના 6s ઇલેક્ટ્રોનને સરળતાથી દૂર કરવાની ક્ષમતા દર્શાવે છે.
  • બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₂): 1170 kJ/mol.
  • ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₃): 1990 kJ/mol. પરિણામે મળતી સ્થિર અર્ધ-ભરેલી 4f⁷ રચનાને કારણે Gd³⁺ ની રચના અત્યંત અનુકૂળ છે.
  • વલણ: સામાન્ય રીતે, લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં 4f ઇલેક્ટ્રોનના નબળા શિલ્ડિંગ (લેન્થેનાઇડ સંકોચન) ને કારણે થોડો અનિયમિત વધારો જોવા મળે છે, જે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો કરે છે.
• વિદ્યુતઋણતા (પોલિંગ માપક્રમ): 1.20. ગેડોલિનિયમ એક વિદ્યુતધન ધાતુ છે, જે ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાની ઓછી વૃત્તિ દર્શાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: ધાતુઓ માટે સામાન્ય રીતે ધન અથવા નજીવી હોય છે. ગેડોલિનિયમ, એક વિદ્યુતધન ધાતુ હોવાને કારણે, ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની ખૂબ ઓછી વૃત્તિ ધરાવે છે, તેથી તેની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી નોંધપાત્ર નથી અને તેને ઘણીવાર ધન અથવા શૂન્યની નજીક ગણવામાં આવે છે.
• પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા: ઉપર જણાવ્યા મુજબ, 179 pm (ધાતુમય). લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં પરમાણ્વીય ત્રિજ્યામાં સામાન્ય ઘટાડો જોવા મળે છે (લેન્થેનાઇડ સંકોચન), પરંતુ અનિયમિતતાઓ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

ગેડોલિનિયમ લાક્ષણિક ચાંદી-સફેદ ધાતુ છે જે વિશિષ્ટ ભૌતિક ગુણધર્મો ધરાવે છે.

• ઘનતા: 7.90 g/cm³ (20°C પર)
• ઓરડાના તાપમાને અવસ્થા: ઘન
• રંગ: ચાંદી-સફેદ
• ગલનબિંદુ: 1312 °C (1585 K)
• ઉત્કલનબિંદુ: 3273 °C (3546 K)
• ચુંબકીય ગુણધર્મો: ગેડોલિનિયમ ઓરડાના તાપમાને ફેરોમેગ્નેટિક હોવા માટે નોંધપાત્ર છે, જે તત્વોમાં એક દુર્લભ ગુણધર્મ છે. તેનું ક્યુરી તાપમાન લગભગ 292 K (19 °C) છે.