सेरियम (Ce) पुनरीक्षण मार्गदर्शिका

सेरियम (Ce): परमाणु संरचना और रासायनिक गुण

सेरियम (Ce) परमाणु क्रमांक 58 वाला एक रासायनिक तत्व है। यह लैंथेनाइड तत्वों में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है।

परमाणु मॉडल विवरण

• परमाणु क्रमांक (Z): 58
  • नाभिक में 58 प्रोटॉन को इंगित करता है।
  • एक उदासीन सेरियम परमाणु में 58 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• परमाणु द्रव्यमान (A): लगभग 140.12 u (परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ)।
  • न्यूट्रॉन की संख्या (सबसे आम समस्थानिक, Ce-140 के लिए) = द्रव्यमान संख्या - परमाणु क्रमांक = 140 - 58 = 82 न्यूट्रॉन।
• परमाणु आकार:
  • धात्विक त्रिज्या: 182.5 pm (पिकोमीटर) समन्वय संख्या 12 के लिए।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख

• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: [Xe] 4f¹ 5d¹ 6s²
  • यह विन्यास कई लैंथेनाइड्स की विशेषता है, जहाँ 4f कक्षक के पूरी तरह से भरने से पहले 5d कक्षक भरा होता है, जो उनके रासायनिक व्यवहार में योगदान देता है।
• कोश आरेख निरूपण (प्रति कोश इलेक्ट्रॉन):
  • K-कोश (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन (1s²)
  • L-कोश (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन (2s² 2p⁶)
  • M-कोश (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-कोश (n=4): 19 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹)
  • O-कोश (n=5): 9 इलेक्ट्रॉन (5s² 5p⁶ 5d¹)
  • P-कोश (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s²)
  • कुल इलेक्ट्रॉन = 2 + 8 + 18 + 19 + 9 + 2 = 58।

आवधिक प्रवृत्तियाँ

• आयनन एन्थैल्पी:
  • प्रथम आयनन एन्थैल्पी: 534.4 kJ/mol (पहले इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)।
  • द्वितीय आयनन एन्थैल्पी: 1047 kJ/mol (दूसरे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)।
  • तृतीय आयनन एन्थैल्पी: 1949 kJ/mol (तीसरे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)।
  • सेरियम आसानी से अपने 6s और 5d इलेक्ट्रॉनों को खोकर Ce³⁺ आयन बनाता है, जो सबसे आम ऑक्सीकरण अवस्था है। अपेक्षाकृत कम प्रथम और द्वितीय आयनन ऊर्जाएँ इसमें सहायता करती हैं।
• विद्युत ऋणात्मकता (पॉलिंग पैमाना): 1.12
  • सेरियम एक विद्युतधनात्मक धातु है, जो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने के बजाय उन्हें खोने की प्रवृत्ति को दर्शाता है।
• इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: सेरियम जैसी विद्युतधनात्मक धातुओं के लिए आमतौर पर मापा या प्रासंगिक नहीं है; मान आमतौर पर धनात्मक या शून्य के करीब होते हैं, जो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की कोई प्रवृत्ति नहीं दर्शाते हैं।
• परमाणु त्रिज्या: जैसा कि ऊपर बताया गया है, धात्विक त्रिज्या 182.5 pm है। परमाणु त्रिज्या आमतौर पर लैंथेनाइड श्रृंखला (लैंथेनाइड संकुचन) में थोड़ी कम होती है, लेकिन सेरियम इसकी शुरुआत में है।

प्रमुख भौतिक गुण

• घनत्व: 6.77 g/cm³ (25 °C पर)
• STP पर अवस्था: ठोस
• रंग: चाँदी-सफेद धातु, जो हवा के संपर्क में आने पर आसानी से एक लाल-भूरे रंग की ऑक्साइड परत में धूमिल हो जाती है।
• गलनांक: 795 °C
• क्वथनांक: 3443 °C