गॅडोलिनियम (Gd) पुनरावलोकन मार्गदर्शक

गॅडोलिनियम (Gd) अणु मॉडेलचे तपशील

गॅडोलिनियम (Gd) हे लँथनाइड मूलद्रव्य आहे, ज्याचा अणुअंक 64 आहे. हे f-ब्लॉक मूलद्रव्यांचा भाग आहे.

• अणुअंक (Z): 64
• प्रोटॉन: 64
• इलेक्ट्रॉन: 64 (उदासीन अणूत)
• न्यूट्रॉन: सर्वाधिक प्रमाणात आढळणाऱ्या समस्थानिक (^158\text{Gd}) (नैसर्गिक विपुलता ~24.8%) मध्ये 158 - 64 = 94 न्यूट्रॉन असतात. 157.25 u या अणुवस्तुमानावर आधारित न्यूट्रॉनची सरासरी संख्या अंदाजे 93 आहे.
• अणुवस्तुमान: 157.25 u
• अणु त्रिज्या (धातू): 179 pm (पिकोमीटर)
• आयनिक त्रिज्या (Gd³⁺): 107.8 pm

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कवच आकृती (Shell Diagram) सादरीकरण

अर्ध-भरलेल्या (4f⁷) आणि पूर्णपणे भरलेल्या (4f¹⁴) ऑर्बिटल्सच्या स्थिरतेमुळे गॅडोलिनियम असामान्य इलेक्ट्रॉनिक संरूपण दर्शवतो.

• इलेक्ट्रॉनिक संरूपण: [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
  • 5d¹ इलेक्ट्रॉन त्याच्या धातूसारख्या गुणधर्मात योगदान देतो आणि लँथनाइड श्रेणीतील f-ब्लॉकच्या सुरुवातीच्या भरण्याचे वैशिष्ट्य आहे, जिथे 4f ऑर्बिटल अर्ध-भरण्यापूर्वी 5d ऑर्बिटल अंशतः व्यापलेले असते.
  • अर्ध-भरलेल्या 4f⁷ संरूपणाची स्थिरता हे एक महत्त्वाचे कारण आहे.
• कवचानुसार इलेक्ट्रॉन वितरण:
  • K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन (1s²)
  • L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन (2s² 2p⁶)
  • M-कवच (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-कवच (n=4): 25 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f⁷)
  • O-कवच (n=5): 9 इलेक्ट्रॉन (5s² 5p⁶ 5d¹)
  • P-कवच (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s²)
  • एकूण इलेक्ट्रॉन: 2 + 8 + 18 + 25 + 9 + 2 = 64 इलेक्ट्रॉन.

आवर्ती प्रवृत्ती

लँथनाइड असल्यामुळे, गॅडोलिनियम प्रवृत्ती दर्शवतो, जे आवर्त सारणीतील त्याच्या स्थानामुळे आणि लँथनाइड संकोचनामुळे प्रभावित होतात.

• आयनीकरण एन्थाल्पी:
  • पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₁): 593.4 kJ/mol. हे मूल्य तुलनेने कमी आहे, जे त्याचा धातूसारखा स्वभाव आणि बाहेरील 6s इलेक्ट्रॉन सहज काढता येतात हे दर्शवते.
  • दुसरी आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₂): 1170 kJ/mol.
  • तिसरी आयनीकरण एन्थाल्पी (IE₃): 1990 kJ/mol. Gd³⁺ ची निर्मिती अत्यंत अनुकूल आहे कारण यामुळे स्थिर अर्ध-भरलेले 4f⁷ संरूपण प्राप्त होते.
  • प्रवृत्ती: सर्वसाधारणपणे, लँथनाइड श्रेणीमध्ये आयनीकरण एन्थाल्पीमध्ये 4f इलेक्ट्रॉन्सच्या कमकुवत परिरक्षणामुळे (लँथनाइड संकोचन) थोडी अनियमित वाढ दिसून येते, ज्यामुळे प्रभावी केंद्रकीय प्रभार वाढतो.
• विद्युतऋणता (पॉलिंग स्केल): 1.20. गॅडोलिनियम एक धनविद्युत धातू आहे, जो इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची कमी प्रवृत्ती दर्शवतो.
• इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी: धातूंसाठी साधारणपणे धनात्मक किंवा नगण्य असते. गॅडोलिनियम एक धनविद्युत धातू असल्याने, इलेक्ट्रॉन मिळवण्याची त्याची प्रवृत्ती खूप कमी असते, त्यामुळे त्याची इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी महत्त्वपूर्ण नसते आणि अनेकदा धनात्मक किंवा शून्याच्या जवळ मानली जाते.
• अणु त्रिज्या: नमूद केल्याप्रमाणे, 179 pm (धातू). लँथनाइड श्रेणीमध्ये अणुत्रिज्येमध्ये सर्वसाधारणपणे घट होते (लँथनाइड संकोचन), परंतु काही अनियमितता आहेत.

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

गॅडोलिनियम एक वैशिष्ट्यपूर्ण चांदी-पांढरा धातू आहे, ज्याची विशिष्ट भौतिक वैशिष्ट्ये आहेत.

• घनता: 7.90 g/cm³ (20°C वर)
• सामान्य तापमानातील अवस्था: स्थायू
• रंग: चांदी-पांढरा
• द्रवणांक: 1312 °C (1585 K)
• उत्कलनांक: 3273 °C (3546 K)
• चुंबकीय गुणधर्म: गॅडोलिनियम सामान्य तापमानावर फेरोमॅग्नेटिक असल्यामुळे उल्लेखनीय आहे, जे मूलद्रव्यांमध्ये एक दुर्मिळ गुणधर्म आहे. त्याचे क्यूरी तापमान सुमारे 292 K (19 °C) आहे.