एर्बियम (Er) - अणुसंरचना आणि गुणधर्म

अणु मॉडेलचे तपशील

एर्बियम (Er) हे एक लँथानाईड मूलद्रव्य आहे.

• अणुअंक (Z): 68
• अणुवस्तुमान (A): 167.259 u
• प्रोटॉन: 68
• इलेक्ट्रॉन: 68 (उदासीन अणूंमध्ये)
• न्यूट्रॉन: अंदाजे 99 (नैसर्गिक समस्थानिकांची सरासरी; उदा. सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणाऱ्या $^\{166\}$Er या समस्थानकामध्ये 98 न्यूट्रॉन असतात).
• अणूचा आकार:
  • धातूची त्रिज्या (12-समन्वय): 178 pm
  • आयनिक त्रिज्या (Er³⁺): 89 pm

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि शेल आकृती

• इलेक्ट्रॉनिक संरूपण: [Xe] 4f¹² 6s²
  • हे संरूपण दर्शवते की झेनॉन (Xe) च्या स्थिर राजवायू केंद्रकानंतर, 4f उपशेलमध्ये 12 इलेक्ट्रॉन आणि 6s उपशेलमध्ये 2 इलेक्ट्रॉन आहेत. 4f इलेक्ट्रॉन हे आतील शेलमधील इलेक्ट्रॉन असतात आणि ते परिरक्षणामध्ये (shielding) महत्त्वपूर्ण योगदान देतात.
• शेलनुसार इलेक्ट्रॉन वितरण:
  • K-शेल (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन (1s²)
  • L-शेल (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन (2s² 2p⁶)
  • M-शेल (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-शेल (n=4): 30 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹²)
  • O-शेल (n=5): 8 इलेक्ट्रॉन (5s² 5p⁶)
  • P-शेल (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s²)

आवर्ती कल (Periodic Trends)

एर्बियम, इतर लँथानाईड मूलद्रव्यांप्रमाणेच, त्याच्या 4f उपशेलच्या भरण्यामुळे प्रभावित झालेले विशिष्ट कल (trends) दर्शवते.

• आयनीकरण एन्थाल्पी:
  • पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₁): 589.3 kJ/mol
  • दुसरी आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₂): 1150 kJ/mol
  • तिसरी आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₃): 2195 kJ/mol
  • कल: मुख्य गट मूलद्रव्यांच्या तुलनेत तुलनेने कमी, धातूंसाठी सामान्य. धन प्रभारीत आयनांमधून इलेक्ट्रॉन काढल्याने उत्तरोत्तर आयनीकरण एन्थाल्पी वाढते.
• विद्युतऋणता (पॉलिंग स्केल): 1.24
  • कल: कमी, जे त्याचा धातूचा गुणधर्म आणि इलेक्ट्रॉन मिळवण्याऐवजी गमावण्याची प्रवृत्ती दर्शवते.
• इलेक्ट्रॉन लाभ एन्थाल्पी:
  • सहज उपलब्ध नाही; त्याच्या धातूच्या गुणधर्मामुळे आणि स्थिर 4f¹² 6s² संरूपणामुळे इलेक्ट्रॉन मिळवण्याची प्रवृत्ती कमी असल्याने ती धन किंवा शून्याच्या जवळ असण्याची अपेक्षा आहे.
• अणूची त्रिज्या:
  • 4f इलेक्ट्रॉनद्वारे होणाऱ्या कमकुवत परिरक्षणामुळे लँथानाईड श्रेणीमध्ये (लँथानाईड आकुंचन) धातूची त्रिज्या सामान्यतः कमी होते, ज्यामुळे केंद्रक आणि बाहेरील इलेक्ट्रॉन यांच्यात अधिक मजबूत आकर्षण निर्माण होते.

मुख्य भौतिक गुणधर्म

• घनता: 9.066 g/cm³ (25 °C तापमानावर)
• अवस्था: स्थायू (25 °C तापमान आणि 1 atm दाबावर)
• रंग: चमकदार धातूच्या चमक असलेला चांदी-पांढरा धातू. हवेत हळूहळू काळवंडतो.
• द्रवणांक (MP): 1529 °C (1802 K)
• उत्कलनांक (BP): 2868 °C (3141 K)