लutetium (Lu) पुनरीक्षण मार्गदर्शिका

परमाणु संरचना

मौलिक कण

• परमाणु क्रमांक (Z): 71
• प्रोटॉन: 71 (नाभिक में)
• इलेक्ट्रॉन: 71 (एक उदासीन परमाणु में)
• न्यूट्रॉन: सबसे प्रचुर स्थिर समस्थानिक ल्यूटेशियम-175 ($^\{175\}$Lu) है, जिसमें 175 - 71 = 104 न्यूट्रॉन होते हैं।
• परमाणु द्रव्यमान: 174.9668 u (प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक मिश्रण के लिए)।

परमाणु आकार

• धात्विक त्रिज्या: 173.4 pm (पिकोमीटर, 12-समन्वय के लिए)।
• सहसंयोजक त्रिज्या: लगभग 177 pm (गणना किया गया)।
• आयनिक त्रिज्या: Lu³⁺ के लिए, लगभग 86.1 pm।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

• मूल अवस्था विन्यास: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
• संक्षिप्त संकेतन: [Xe] ज़ेनॉन (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶) के विन्यास को दर्शाता है।
• कक्षक भरण: इलेक्ट्रॉन पहले 6s कक्षक को भरते हैं, फिर 4f कक्षक को पूरी तरह से भरते हैं, और अंत में एक इलेक्ट्रॉन 5d कक्षक में प्रवेश करता है।

कोश आरेख प्रतिनिधित्व (पाठ्य)

विभिन्न मुख्य ऊर्जा कोशों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण इस प्रकार है:

• 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): 32 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
• O-कोश (n=5): 9 इलेक्ट्रॉन (5s² 5p⁶ 5d¹)
• P-कोश (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s²)

आवधिक प्रवृत्तियाँ

आवर्त सारणी में स्थिति

ल्यूटेशियम (Lu) लैंथेनाइड श्रृंखला का अंतिम तत्व है, जो आवर्त 6 में स्थित है और इसे अक्सर इसके 5d¹ इलेक्ट्रॉन के कारण एक d-ब्लॉक तत्व माना जाता है, हालांकि इसे आमतौर पर f-ब्लॉक लैंथेनाइड्स के साथ समूहीकृत किया जाता है।

आयनीकरण एन्थैल्पी

• प्रथम आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₁): 523.5 kJ/mol (पहले इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)।
• द्वितीय आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₂): 1340 kJ/mol (दूसरे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)।
• तृतीय आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₃): 2022.3 kJ/mol (तीसरे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)।
• ल्यूटेशियम अपने दो 6s इलेक्ट्रॉनों और एक 5d इलेक्ट्रॉन को खोकर आसानी से Lu³⁺ आयन बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्थिर [Xe] 4f¹⁴ विन्यास प्राप्त होता है।

विद्युत ऋणात्मकता

• पॉलिंग पैमाने पर विद्युत ऋणात्मकता: 1.27
• ल्यूटेशियम की विद्युत ऋणात्मकता अपेक्षाकृत कम होती है, जो धातुओं की विशेषता है, यह इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने के बजाय खोने की प्रवृत्ति को दर्शाता है।

इलेक्ट्रॉन बंधुता एन्थैल्पी

• इलेक्ट्रॉन बंधुता एन्थैल्पी: लगभग +50 kJ/mol (अनुमानित)।
• एक धातु होने के कारण, ल्यूटेशियम की इलेक्ट्रॉन बंधुता एन्थैल्पी धनात्मक (या बहुत थोड़ी ऋणात्मक) होती है, जिसका अर्थ है कि एक उदासीन ल्यूटेशियम परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ने के लिए सामान्यतः ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

परमाणु त्रिज्या

• लैंथेनाइड श्रृंखला के एक भाग के रूप में, ल्यूटेशियम लैंथेनाइड संकुचन का प्रभाव प्रदर्शित करता है। यह घटना लैंथेनाइड श्रृंखला में परमाणु और आयनिक त्रिज्या में क्रमिक कमी का कारण बनती है, जिससे ल्यूटेशियम की परमाणु त्रिज्या समूह 3 में उसकी स्थिति के आधार पर अपेक्षित से छोटी हो जाती है।

मुख्य भौतिक गुणधर्म

• मानक अवस्था: 25 °C पर ठोस।
• रूप: चांदी-सफेद धातु।
• घनत्व: 9.84 g/cm³ (25 °C पर)।
• गलनांक: 1663 °C (1936 K)।
• क्वथनांक: 3402 °C (3675 K)।
• ऑक्सीकरण अवस्था: सबसे सामान्य और स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था +3 है।
• चुंबकीय गुण: अनुचुंबकीय (अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के कारण, हालांकि Lu³⁺ प्रतिचुंबकीय है क्योंकि इसमें एक भरा हुआ 4f उपकोश होता है)। यह तत्व स्वयं अनुचुंबकीय है।