प्रोमेथियमची ओळख
प्रोमेथियम (Pm) हे 61 अणुअंक असलेले रासायनिक मूलद्रव्य आहे. हे आवर्त सारणीतील लँथानाइड मालिकेतील दुर्मिळ-पृथ्वी मूलद्रव्यांपैकी एक आहे. बिस्मथपर्यंतच्या (अणुअंक 83) मूलद्रव्यांमध्ये प्रोमेथियम अद्वितीय आहे कारण ते एकमेव मूलद्रव्य आहे जे केवळ किरणोत्सारी आहे आणि त्याला कोणतेही स्थिर समस्थानिक नाहीत. 1945 मध्ये युरेनियमच्या विखंडन उत्पादनांमधून ते प्रथम वेगळे केले गेले आणि त्याचे वैशिष्ट्य ठरवले गेले. त्याच्या किरणोत्सारी स्वरूपामुळे आणि कमी अर्धायुष्यामुळे, प्रोमेथियम पृथ्वीवर नैसर्गिकरित्या लक्षणीय प्रमाणात आढळत नाही आणि ते प्रामुख्याने अणुभट्ट्यांमध्ये तयार केले जाते.
मूलद्रव्याचे चिन्ह आणि अणुअंक
प्रोमेथियमचे मूलद्रव्याचे चिन्ह Pm आहे. त्याचा अणुअंक, Z = 61, प्रत्येक प्रोमेथियम अणूमधील प्रोटॉनची संख्या दर्शवतो.
प्रोमेथियमचे घटक कण
इतर कोणत्याही अणूंप्रमाणे, प्रोमेथियमची अणू रचना प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन असलेल्या केंद्रकाची बनलेली असते, ज्याभोवती इलेक्ट्रॉन फिरतात. तटस्थ अणूसाठी, इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येएवढी असते.
प्रोटॉन
अणुअंक (Z) थेट अणूच्या केंद्रकातील प्रोटॉनची संख्या दर्शवतो. प्रोमेथियम (Pm) साठी, ज्याचा अणुअंक 61 आहे, त्याच्या केंद्रकात 61 प्रोटॉन असतात.
न्यूट्रॉन
अणूमधील न्यूट्रॉनची संख्या बदलू शकते, ज्यामुळे एकाच मूलद्रव्याचे वेगवेगळे समस्थानिक तयार होतात. समस्थानिकाचा वस्तुमानांक (A) हा त्यातील प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनच्या बेरजेएवढा असतो. प्रोमेथियमचा सर्वात स्थिर समस्थानिक प्रोमेथियम-145 (¹⁴⁵Pm) आहे, ज्याचे अंदाजित अणुवस्तुमान 145 अणुवस्तुमान एकक (amu) आहे.
प्रोमेथियम-145 साठी न्यूट्रॉनची संख्या काढण्यासाठी: न्यूट्रॉनची संख्या = वस्तुमानांक (A) - अणुअंक (Z) न्यूट्रॉनची संख्या = 145 - 61 = 84 न्यूट्रॉन
इलेक्ट्रॉन
तटस्थ प्रोमेथियम अणूमध्ये, केंद्रकाभोवती फिरणाऱ्या इलेक्ट्रॉनची संख्या केंद्रकातील प्रोटॉनच्या संख्येएवढी असते. म्हणून, तटस्थ प्रोमेथियम अणूमध्ये 61 इलेक्ट्रॉन असतात.
इलेक्ट्रॉन संरचना
इलेक्ट्रॉन संरचना अणूमधील अणु कक्षांमध्ये इलेक्ट्रॉन कसे वितरित केले जातात हे वर्णन करते. 61 इलेक्ट्रॉन असलेल्या प्रोमेथियमसाठी, हे वितरण विशिष्ट नियमांनुसार (ऑफबाऊ नियम, पॉली अपवर्जन नियम, हंडचा नियम) होते.
कवचानुसार वितरण
प्रोमेथियमची (Z=61) पूर्ण भूमिती-अवस्था इलेक्ट्रॉन संरचना अशी आहे: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f⁵
नोबल वायू झेनॉन ([Xe], ज्यामध्ये 54 इलेक्ट्रॉन आहेत) वापरून अधिक संक्षिप्त नोटेशन असे सोपे होते: [Xe] 4f⁵ 6s²
ही संरचना दर्शवते की झेनॉनच्या समतुल्य गाभा इलेक्ट्रॉननंतर, 4f उपकवचामध्ये 5 इलेक्ट्रॉन आणि 6s उपकवचामध्ये 2 इलेक्ट्रॉन आहेत.
संयुजा इलेक्ट्रॉन
संयुजा इलेक्ट्रॉन हे अणूच्या सर्वात बाहेरील कवचामध्ये असलेले इलेक्ट्रॉन असतात किंवा ते रासायनिक बंधनात भाग घेतात. लँथानाइड मालिकेतील मूलद्रव्यांसाठी, जसे की प्रोमेथियम, सर्वात बाहेरील s-इलेक्ट्रॉन आणि अनेकदा काही f-इलेक्ट्रॉन रासायनिक अभिक्रियांमध्ये समाविष्ट असतात.
प्रोमेथियमच्या बाबतीत ([Xe] 4f⁵ 6s²): सर्वात बाहेरील मुख्य ऊर्जा पातळीतील (n=6) इलेक्ट्रॉन हे दोन 6s इलेक्ट्रॉन आहेत. सर्वोच्च ऊर्जा कवचामध्ये त्यांच्या स्थानामुळे त्यांना प्राथमिक संयुजा इलेक्ट्रॉन मानले जाते.
तथापि, लँथानाइड्सचे एक वैशिष्ट्य म्हणजे त्यांची सामान्य +3 ऑक्सिडेशन अवस्था. यामध्ये सामान्यतः दोन 6s इलेक्ट्रॉन आणि एक 4f इलेक्ट्रॉन गमावले जातात. त्यामुळे, 6s इलेक्ट्रॉन तांत्रिकदृष्ट्या सर्वात बाहेरील संयुजा इलेक्ट्रॉन असले तरी, 4f इलेक्ट्रॉन देखील प्रोमेथियमच्या रासायनिक वर्तन आणि बंधनात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. अनेक उच्च शालेय संदर्भांसाठी, 6s² इलेक्ट्रॉन संयुजा इलेक्ट्रॉन म्हणून ओळखले जातात.