ટર્બિયમ (Tb): પરમાણુ સંરચના અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

પરમાણુ મોડેલ વિગતો

ટર્બિયમ (Tb) એ પરમાણુ ક્રમાંક 65 ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે. તે લેન્થેનાઇડ શ્રેણીનું, f-બ્લોક તત્વ છે.

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 65
• પરમાણુ દળ (A): 158.925 u (એકીકૃત પરમાણુ દળ એકમો)
• પ્રોટોન: 65
• ઇલેક્ટ્રોન: 65 (તટસ્થ પરમાણુમાં)
• ન્યુટ્રોન: 94 (તેના સૌથી સ્થિર અને કુદરતી રીતે બનતા આઇસોટોપ, Terbium-159 માટે)
• પરમાણુ કદ:
  • ધાત્વિક ત્રિજ્યા: 178.2 pm
  • આયનીય ત્રિજ્યા (Tb³⁺ માટે): 104 pm (કોઓર્ડિનેશન નંબર 6 માટે)

ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને કોષ આકૃતિ રજૂઆત

ટર્બિયમ f-બ્લોકમાં તેની સ્થિતિ દર્શાવતી લાક્ષણિક ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી દર્શાવે છે.

• ભૂમિ અવસ્થા ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી: [Xe] 4f⁹ 6s²
  • આનો અર્થ એ છે કે તેમાં ઝેનોન (Xe) ની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી છે, ત્યારબાદ 4f સબશેલમાં નવ ઇલેક્ટ્રોન અને 6s સબશેલમાં બે ઇલેક્ટ્રોન છે.
• કોષ રજૂઆત (પ્રતિ કોષ ઇલેક્ટ્રોન):
  • K-કોષ (n=1): 2 ઇલેક્ટ્રોન
  • L-કોષ (n=2): 8 ઇલેક્ટ્રોન
  • M-કોષ (n=3): 18 ઇલેક્ટ્રોન
  • N-કોષ (n=4): 27 ઇલેક્ટ્રોન (4s માં 2, 4p માં 6, 4d માં 10, 4f માં 9)
  • O-કોષ (n=5): 8 ઇલેક્ટ્રોન (5s માં 2, 5p માં 6)
  • P-કોષ (n=6): 2 ઇલેક્ટ્રોન (6s માં 2)
• સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ: ટર્બિયમ માટે સૌથી સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા +3 છે, જે બે 6s ઇલેક્ટ્રોન અને એક 4f ઇલેક્ટ્રોનના નુકસાનથી પ્રમાણમાં સ્થિર, જોકે અર્ધ-ભરેલી અથવા સંપૂર્ણ-ભરેલી નહિ, f-સબશેલ ગોઠવણી પ્રાપ્ત કરવાથી ઉદ્ભવે છે. +4 ઓક્સિડેશન અવસ્થા ઓછી સામાન્ય છે પરંતુ TbF₄ માં જોવા મળે છે.

આવર્ત વલણો

લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં ટર્બિયમની સ્થિતિ તેના આવર્ત વલણો નક્કી કરે છે.

• આયનીકરણ એન્થાલ્પી:
  • પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₁): 565.8 kJ/mol (પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા)
  • દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₂): 1115 kJ/mol (દ્વિતીય ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા)
  • તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી (IE₃): 2110 kJ/mol (તૃતીય ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા)
  • વલણ: ધાતુ તરીકે, ટર્બિયમ પ્રમાણમાં ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે, જે તેને સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ધન આયનો બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. બાકીના ઇલેક્ટ્રોન પર અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ વધવાને કારણે ક્રમિક આયનીકરણ ઊર્જા અપેક્ષા મુજબ વધે છે.
• ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી (પૉલિંગ સ્કેલ): 1.10
  • વલણ: ટર્બિયમ અત્યંત ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ તત્વ છે, જે f-બ્લોક ધાતુઓ માટે લાક્ષણિક છે. તેની ઓછી ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાને બદલે ગુમાવવાની પ્રબળ વૃત્તિ સૂચવે છે, જે આયનીય બંધ બનાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: ટર્બિયમ જેવી અત્યંત ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ ધાતુઓ માટે સામાન્ય રીતે નોંધવામાં આવતી નથી અથવા સુવ્યાખ્યાયિત નથી. ધાતુઓ સામાન્ય રીતે સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારતી નથી, અને તેથી, તેમની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે ધન અથવા નજીવી હોય છે, જે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવા પર ઊર્જા મુક્ત થવાને બદલે ઊર્જા શોષણને સૂચવે છે.
• પરમાણુ ત્રિજ્યા: 178.2 pm (ધાત્વિક ત્રિજ્યા)
  • વલણ: લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં, પરમાણુ અને આયનીય ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે પરમાણુ ક્રમાંક વધવા સાથે ધીમે ધીમે ઘટે છે. આ ઘટનાને લેન્થેનોઇડ સંકોચન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે 4f ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે થાય છે, જેના પરિણામે અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ વધે છે અને ઇલેક્ટ્રોન કોષોનું સંકોચન થાય છે.

મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

ટર્બિયમ એ રૂપેરી-સફેદ, નમનીય અને તન્ય ધાતુ છે.

• ઘનતા: 8.23 g/cm³ (25 °C પર)
• ઓરડાના તાપમાને (25 °C, 1 atm) અવસ્થા: ઘન
• રંગ: રૂપેરી-સફેદ (ચળકતો, પરંતુ હવામાં ધીમે ધીમે ઝાંખો પડે છે)
• ગલનબિંદુ: 1356 °C
• ઉત્કલનબિંદુ: 3230 °C