નિયોડિમિયમ (Nd): પરમાણુ સંરચના અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

નિયોડિમિયમ (Nd) ની પરમાણુ મોડેલ વિગતો

નિયોડિમિયમ (Nd) એ 60 પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે, જે f-બ્લોક તત્વોની લેન્થેનાઇડ શ્રેણી સાથે સંબંધિત છે.

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 60
  • પ્રોટોન: 60
  • ઇલેક્ટ્રોન: 60 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
• સરેરાશ પરમાણુ દળ: 144.242 u
  • ન્યુટ્રોન: આશરે 84 (સરેરાશ પરમાણુ દળ પરથી ગણતરી કરેલ; સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ, Nd-142 માટે, તે 142 - 60 = 82 ન્યુટ્રોન છે).
• પરમાણુ કદ:
  • ધાત્વીય ત્રિજ્યા: 182 pm
  • આયનીય ત્રિજ્યા (Nd$^\{3+\}$): 98.3 pm (સહસંયોજક આંક 6 માટે)

ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને કક્ષા આકૃતિ

ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી

નિયોડિમિયમ (Nd) ની ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી આ મુજબ છે: [Xe] 4f⁴ 6s²

આ ગોઠવણી દર્શાવે છે કે ઝેનોન ([Xe]) ના સ્થિર ઉમદા વાયુ કોર પછી, નિયોડિમિયમમાં 4f પેટાકક્ષામાં ચાર ઇલેક્ટ્રોન અને 6s પેટાકક્ષામાં બે ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

કક્ષા આકૃતિ નિરૂપણ (શાબ્દિક)

નિયોડિમિયમ (Z=60) માટે વિવિધ મુખ્ય ઊર્જા કક્ષાઓ (K, L, M, N, O, P) માં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ નીચે મુજબ છે:

• K-કક્ષા (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન
• L-કક્ષા (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન
• M-કક્ષા (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન
• N-કક્ષા (n=4): 22 ઇલેક્ટ્રોન (જેમાં 4s માં 2, 4p માં 6, 4d માં 10 અને 4f માં 4 નો સમાવેશ થાય છે)
• O-કક્ષા (n=5): 8 ઇલેક્ટ્રોન (જેમાં 5s માં 2 અને 5p માં 6 નો સમાવેશ થાય છે)
• P-કક્ષા (n=6): 2 ઇલેક્ટ્રોન (6s માં)

આમ કુલ 2 + 8 + 18 + 22 + 8 + 2 = 60 ઇલેક્ટ્રોન થાય છે.

આવર્તક વલણો

આયનીકરણ એન્થાલ્પી

નિયોડિમિયમ, અન્ય લેન્થેનાઇડ્સની જેમ, આંતરિક ઇલેક્ટ્રોનના સ્ક્રીનિંગ પ્રભાવ અને તેના મોટા પરમાણુ કદને કારણે પ્રમાણમાં ઓછી આયનીકરણ ઊર્જા દર્શાવે છે, જે તેને વિદ્યુતધનાત્મક બનાવે છે.

• પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₁): 533.1 kJ/mol
• દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₂): 1040 kJ/mol
• તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₃): 2130 kJ/mol

વિદ્યુતઋણતા

નિયોડિમિયમમાં ઓછી વિદ્યુતઋણતા હોય છે, જે ધાતુઓની લાક્ષણિકતા છે.

• પોલિંગ વિદ્યુતઋણતા: 1.14

ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી

નિયોડિમિયમ જેવી અત્યંત વિદ્યુતધનાત્મક ધાતુઓ માટે ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પીના મૂલ્યો સામાન્ય રીતે ધન હોય છે અથવા સામાન્ય રીતે નોંધવામાં આવતા નથી, કારણ કે તેમની પાસે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાને બદલે ગુમાવવાની પ્રબળ વૃત્તિ હોય છે.

પરમાણુ ત્રિજ્યા

• ધાત્વીય ત્રિજ્યા: 182 pm.
  • લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં, લેન્થેનમથી લ્યુટેટીયમ સુધી પરમાણુ ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે ધીમે ધીમે ઘટે છે, આ ઘટનાને લેન્થેનાઇડ સંકોચન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ 4f ઇલેક્ટ્રોનના નબળા સ્ક્રીનિંગ પ્રભાવને કારણે થાય છે, જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસની નજીક ખેંચવા માટે વધુ મજબૂત અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર તરફ દોરી જાય છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

• પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણ (STP) પર અવસ્થા: ઘન
• રંગ: ચાંદી-સફેદ, ચળકતી ધાતુ જે હવામાં ખુલ્લી મૂકતા ઝડપથી જાંબુડિયા ઓક્સાઇડ સ્તરમાં ઝાંખી પડી જાય છે.
• ઘનતા: 7.01 g/cm³ (20 °C પર)
• ગલનબિંદુ: 1021 °C (1294 K)
• ઉત્કલનબિંદુ: 3074 °C (3347 K)