गैडोलीनियम (Gd) पुनरीक्षण मार्गदर्शिका

गैडोलीनियम (Gd) परमाणु मॉडल विवरण

गैडोलीनियम (Gd) एक लैंथेनाइड तत्व है जिसकी परमाणु संख्या 64 है। यह f-ब्लॉक तत्वों का हिस्सा है।

• परमाणु संख्या (Z): 64
• प्रोटॉन: 64
• इलेक्ट्रॉन: 64 (एक उदासीन परमाणु में)
• न्यूट्रॉन: सबसे प्रचुर समस्थानिक, (^158\text{Gd}) (प्राकृतिक प्रचुरता (\sim)24.8%), में (158 - 64 = 94) न्यूट्रॉन होते हैं। (157.25) u के परमाणु द्रव्यमान के आधार पर न्यूट्रॉन की औसत संख्या लगभग (93) है।
• परमाणु द्रव्यमान: 157.25 u
• परमाणु त्रिज्या (धातुई): 179 pm (पिकोमीटर)
• आयनिक त्रिज्या (Gd³⁺): 107.8 pm

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख निरूपण

गैडोलीनियम आधे-भरे (4f⁷) और पूरी तरह से भरे (4f¹⁴) कक्षकों से जुड़ी स्थिरता के कारण एक असामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्रदर्शित करता है।

• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
  • 5d¹ इलेक्ट्रॉन इसके धात्विक गुण में योगदान देता है और लैंथेनाइड श्रृंखला में f-ब्लॉक के प्रारंभिक भरण की विशेषता है, जहाँ 4f कक्षक के आधे-भरे होने से पहले 5d कक्षक आंशिक रूप से भरा होता है।
  • आधे-भरे 4f⁷ विन्यास की स्थिरता एक महत्वपूर्ण कारक है।
• कोश-वार इलेक्ट्रॉन वितरण:
  • 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): 25 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f⁷)
  • O-कोश (n=5): 9 इलेक्ट्रॉन (5s² 5p⁶ 5d¹)
  • P-कोश (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s²)
  • कुल इलेक्ट्रॉन: 2 + 8 + 18 + 25 + 9 + 2 = 64 इलेक्ट्रॉन।

आवधिक प्रवृत्तियाँ

एक लैंथेनाइड होने के कारण, गैडोलीनियम आवर्त सारणी में अपनी स्थिति और लैंथेनाइड संकुचन से प्रभावित प्रवृत्तियों को प्रदर्शित करता है।

• आयनीकरण एन्थैल्पी:
  • प्रथम आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₁): 593.4 kJ/mol। यह मान अपेक्षाकृत कम है, जो इसकी धात्विक प्रकृति और सबसे बाहरी 6s इलेक्ट्रॉनों को आसानी से हटाने की क्षमता को दर्शाता है।
  • द्वितीय आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₂): 1170 kJ/mol।
  • तृतीय आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₃): 1990 kJ/mol। परिणामी स्थिर आधे-भरे 4f⁷ विन्यास के कारण Gd³⁺ का निर्माण अत्यधिक अनुकूल होता है।
  • प्रवृत्ति: सामान्यतः, लैंथेनाइड श्रृंखला में आयनीकरण एन्थैल्पी में 4f इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण (लैंथेनाइड संकुचन) के कारण थोड़ी अनियमित वृद्धि देखी जाती है, जिससे प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है।
• विद्युतऋणात्मकता (पॉलिंग पैमाना): 1.20। गैडोलीनियम एक विद्युतधनात्मक धातु है, जो इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की कम प्रवृत्ति को दर्शाता है।
• इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: धातुओं के लिए सामान्यतः धनात्मक या नगण्य होती है। गैडोलीनियम, एक विद्युतधनात्मक धातु होने के कारण, इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की बहुत कम प्रवृत्ति रखता है, इसलिए इसकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी महत्वपूर्ण नहीं होती और इसे अक्सर धनात्मक या शून्य के करीब माना जाता है।
• परमाणु त्रिज्या: जैसा कि उल्लेख किया गया है, 179 pm (धातुई)। लैंथेनाइड श्रृंखला (लैंथेनाइड संकुचन) में परमाणु त्रिज्या में सामान्यतः कमी आती है, लेकिन अनियमितताएँ मौजूद हैं।

प्रमुख भौतिक गुण

गैडोलीनियम विशिष्ट भौतिक विशेषताओं वाली एक विशिष्ट चांदी-सफेद धातु है।

• घनत्व: 7.90 g/cm³ (20°C पर)
• कमरे के तापमान पर अवस्था: ठोस
• रंग: चांदी-सफेद
• गलनांक: 1312 °C (1585 K)
• क्वथनांक: 3273 °C (3546 K)
• चुंबकीय गुण: गैडोलीनियम कमरे के तापमान पर फेरोमैग्नेटिक होने के लिए उल्लेखनीय है, जो तत्वों के बीच एक दुर्लभ गुण है। इसका क्यूरी तापमान लगभग 292 K (19 °C) है।