લ્યુટેશિયમ (Lu) પુનરાવર્તન માર્ગદર્શિકા

પરમાણુ સંરચના

મૂળભૂત કણો

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 71
• પ્રોટોન: 71 (કેન્દ્રમાં)
• ઇલેક્ટ્રોન: 71 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
• ન્યુટ્રોન: સૌથી પ્રચુર સ્થિર આઇસોટોપ લ્યુટેશિયમ-175 ($^\{175\}$Lu) છે, જેમાં 175 - 71 = 104 ન્યુટ્રોન હોય છે.
• પરમાણુ દળ: 174.9668 u (કુદરતી રીતે જોવા મળતા સમસ્થાનિક મિશ્રણ માટે).

પરમાણુ કદ

• ધાતુ ત્રિજ્યા: 173.4 pm (પિકોમીટર, 12-સંકલન માટે).
• સહસંયોજક ત્રિજ્યા: આશરે 177 pm (ગણતરી કરેલ).
• આયનીય ત્રિજ્યા: Lu³⁺ માટે, આશરે 86.1 pm.

ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને શેલ આકૃતિ

ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી

• ભૂમિ અવસ્થા ગોઠવણી: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
• સંક્ષિપ્ત સંકેત: [Xe] ઝેનોન (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶) ની ગોઠવણી દર્શાવે છે.
• કક્ષકોનું ભરણ: ઇલેક્ટ્રોન સૌપ્રથમ 6s કક્ષકમાં ભરાય છે, પછી 4f કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાય છે, અને અંતે એક ઇલેક્ટ્રોન 5d કક્ષકમાં પ્રવેશે છે.

શેલ આકૃતિ રજૂઆત (શાબ્દિક)

વિવિધ મુખ્ય ઉર્જા કોષોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ નીચે મુજબ છે:

• K-શેલ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન (1s²)
• L-શેલ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન (2s² 2p⁶)
• M-શેલ (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
• N-શેલ (n=4): 32 ઇલેક્ટ્રોન (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
• O-શેલ (n=5): 9 ઇલેક્ટ્રોન (5s² 5p⁶ 5d¹)
• P-શેલ (n=6): 2 ઇલેક્ટ્રોન (6s²)

આવર્ત વલણો

આવર્ત કોષ્ટકમાં સ્થાન

લ્યુટેશિયમ (Lu) એ લેન્થેનાઇડ શ્રેણીનું છેલ્લું તત્વ છે, જે આવર્ત 6 માં સ્થિત છે અને તેના 5d¹ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે તેને ઘણીવાર d-બ્લોક તત્વ ગણવામાં આવે છે, જોકે તે સામાન્ય રીતે f-બ્લોક લેન્થેનાઇડ્સ સાથે જૂથબદ્ધ થાય છે.

આયનીકરણ એન્થાલ્પી

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₁): 523.5 kJ/mol (પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા).
• દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₂): 1340 kJ/mol (દ્વિતીય ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા).
• તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₃): 2022.3 kJ/mol (તૃતીય ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા).
• લ્યુટેશિયમ તેના બે 6s ઇલેક્ટ્રોન અને એકમાત્ર 5d ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને સરળતાથી Lu³⁺ આયનો બનાવે છે, જેના પરિણામે સ્થિર [Xe] 4f¹⁴ ગોઠવણી પ્રાપ્ત થાય છે.

વિદ્યુતઋણતા

• પૉલિંગ માપદંડ વિદ્યુતઋણતા: 1.27
• લ્યુટેશિયમમાં પ્રમાણમાં ઓછી વિદ્યુતઋણતા હોય છે, જે ધાતુઓની લાક્ષણિકતા છે, જે ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાને બદલે ગુમાવવાનું વલણ દર્શાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી

• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: આશરે +50 kJ/mol (અંદાજિત).
• ધાતુ હોવાને કારણે, લ્યુટેશિયમમાં ધન (અથવા ખૂબ જ સહેજ ઋણ) ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી હોય છે, જેનો અર્થ એ થાય છે કે તટસ્થ લ્યુટેશિયમ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવા માટે સામાન્ય રીતે ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

પરમાણુ ત્રિજ્યા

• લેન્થેનાઇડ શ્રેણીના ભાગ રૂપે, લ્યુટેશિયમ લેન્થેનાઇડ સંકોચન ની અસર દર્શાવે છે. આ ઘટના લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં પરમાણુ અને આયનીય ત્રિજ્યામાં ધીમે ધીમે ઘટાડો કરે છે, જેના કારણે લ્યુટેશિયમની પરમાણુ ત્રિજ્યા તેના ગ્રુપ 3 માં સ્થાનને આધારે અપેક્ષા કરતાં નાની હોય છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

• પ્રમાણભૂત સ્થિતિ: 25 °C તાપમાને ઘન.
• દેખાવ: ચળકતી સફેદ ધાતુ.
• ઘનતા: 9.84 g/cm³ (25 °C તાપમાને).
• ગલનબિંદુ: 1663 °C (1936 K).
• ઉત્કલનબિંદુ: 3402 °C (3675 K).
• ઓક્સિડેશન અવસ્થા: સૌથી સામાન્ય અને સ્થિર ઓક્સિડેશન અવસ્થા +3 છે.
• ચુંબકીય ગુણધર્મો: અનુચુંબકીય (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે, જોકે Lu³⁺ પ્રતિચુંબકીય છે કારણ કે તેમાં ભરેલી 4f ઉપકોષ હોય છે). આ તત્વ પોતે અનુચુંબકીય છે.