Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
टर्बियम (Tb): परमाणु संरचना और रासायनिक गुण
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- chemistry - periodic table - terbium - atomic structure - chemical properties - lanthanides - f-block
परमाणु मॉडल विवरण
टर्बियम (Tb) एक रासायनिक तत्व है जिसका परमाणु क्रमांक 65 है। यह लैंथेनाइड श्रृंखला का सदस्य और एक f-ब्लॉक तत्व है।
- परमाणु क्रमांक (Z): 65
- परमाणु द्रव्यमान (A): 158.925 u (एकीकृत परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ)
- प्रोटॉन: 65
- इलेक्ट्रॉन: 65 (एक उदासीन परमाणु में)
- न्यूट्रॉन: 94 (इसके सबसे स्थिर और प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक, टर्बियम-159 के लिए)
- परमाणु आकार:
- धात्विक त्रिज्या: 178.2 pm
- आयनिक त्रिज्या (Tb³⁺ के लिए): 104 pm (समन्वय संख्या 6 के लिए)
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख प्रतिनिधित्व
टर्बियम एक विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्रदर्शित करता है जो f-ब्लॉक में इसकी स्थिति को दर्शाता है।
- मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: [Xe] 4f⁹ 6s²
- इसका अर्थ है कि इसमें ज़ेनॉन (Xe) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है, जिसके बाद 4f उपकोश में नौ इलेक्ट्रॉन और 6s उपकोश में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं।
- कोश प्रतिनिधित्व (प्रति कोश इलेक्ट्रॉन):
- K-कोश (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन
- L-कोश (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन
- M-कोश (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन
- N-कोश (n=4): 27 इलेक्ट्रॉन (4s में 2, 4p में 6, 4d में 10, 4f में 9)
- O-कोश (n=5): 8 इलेक्ट्रॉन (5s में 2, 5p में 6)
- P-कोश (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s में 2)
- सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: टर्बियम की सबसे सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था +3 है, जो दो 6s इलेक्ट्रॉनों और एक 4f इलेक्ट्रॉन के नुकसान से उत्पन्न होती है ताकि एक अपेक्षाकृत स्थिर, हालांकि अर्ध-भरी या पूर्ण-भरी नहीं, f-उपकोश विन्यास प्राप्त किया जा सके। +4 ऑक्सीकरण अवस्था कम सामान्य है लेकिन TbF₄ जैसे यौगिकों में देखी जाती है।
आवधिक प्रवृत्तियाँ
लैंथेनाइड श्रृंखला में टर्बियम की स्थिति इसकी आवधिक प्रवृत्तियों को निर्धारित करती है।
- आयनीकरण एन्थैल्पी:
- प्रथम आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₁): 565.8 kJ/mol (पहले इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा)
- द्वितीय आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₂): 1115 kJ/mol (दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा)
- तृतीय आयनीकरण एन्थैल्पी (IE₃): 2110 kJ/mol (तीसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा)
- प्रवृत्ति: एक धातु के रूप में, टर्बियम में अपेक्षाकृत कम आयनीकरण एन्थैल्पी होती है, जिससे यह आसानी से इलेक्ट्रॉन खो सकता है और धनात्मक आयन बना सकता है। क्रमिक आयनीकरण ऊर्जा बढ़ती है, जैसा कि अपेक्षित है, शेष इलेक्ट्रॉनों पर प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण।
- विद्युतऋणात्मकता (पॉलिंग पैमाना): 1.10
- प्रवृत्ति: टर्बियम एक अत्यधिक विद्युतधनात्मक तत्व है, जो f-ब्लॉक धातुओं के लिए विशिष्ट है। इसकी कम विद्युतऋणात्मकता इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने के बजाय खोने की एक मजबूत प्रवृत्ति को दर्शाती है, जिससे आयनिक बंध बनते हैं।
- इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: टर्बियम जैसी अत्यधिक विद्युतधनात्मक धातुओं के लिए आमतौर पर रिपोर्ट नहीं की जाती या अच्छी तरह से परिभाषित नहीं होती। धातुएँ आमतौर पर आसानी से इलेक्ट्रॉन स्वीकार नहीं करती हैं, और इस प्रकार, उनकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी आमतौर पर धनात्मक या नगण्य होती है, जो इलेक्ट्रॉन प्राप्त होने पर ऊर्जा के मुक्त होने के बजाय अवशोषण को दर्शाती है।
- परमाणु त्रिज्या: 178.2 pm (धात्विक त्रिज्या)
- प्रवृत्ति: लैंथेनाइड श्रृंखला के भीतर, परमाणु और आयनिक त्रिज्या परमाणु संख्या बढ़ने के साथ धीरे-धीरे घटती जाती है। इस घटना को लैंथेनाइड संकुचन के रूप में जाना जाता है, जो 4f इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण प्रभाव के कारण होता है, जिससे प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि होती है और इलेक्ट्रॉन कोशों का संकुचन होता है।
प्रमुख भौतिक गुण
टर्बियम एक चाँदी जैसा सफेद, आघातवर्धनीय और तन्य धातु है।
- घनत्व: 8.23 g/cm³ (25 °C पर)
- कमरे के तापमान पर अवस्था (25 °C, 1 atm): ठोस
- रंग: चाँदी जैसा सफेद (चमकीला, लेकिन हवा में धीरे-धीरे धूमिल हो जाता है)
- गलनांक: 1356 °C
- क्वथनांक: 3230 °C