Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
ल्युटेशियम (Lu) पुनरावलोकन मार्गदर्शक
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Lutetium - Lu - Atomic Structure - Periodic Table - Chemistry - JEE - NEET - CBSE - ICSE
अणु रचना
मूलभूत कण
- अणुअंक (Z): 71
- प्रोटॉन: 71 (केंद्रकामध्ये)
- इलेक्ट्रॉन: 71 (उदासीन अणूमध्ये)
- न्यूट्रॉन: सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणारे स्थिर समस्थानिक ल्युटेशियम-175 (Lu) आहे, ज्यात 175 - 71 = 104 न्यूट्रॉन असतात.
- अणु वस्तुमान: 174.9668 u (नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या समस्थानिकांच्या मिश्रणासाठी).
अणु आकारमान
- धातू त्रिज्या: 173.4 pm (पिकोमीटर, 12-कोऑर्डिनेशनसाठी).
- सहसंयुजी त्रिज्या: अंदाजे 177 pm (गणलेल).
- आयनिक त्रिज्या: Lu³⁺ साठी, अंदाजे 86.1 pm.
इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि कक्षा आकृती
इलेक्ट्रॉनिक संरूपण
- मूळ स्थितीतील संरूपण: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
- संक्षिप्त संकेत: [Xe] हे झेनॉनचे संरूपण (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶) दर्शवते.
- कक्षेत इलेक्ट्रॉन भरणे: इलेक्ट्रॉन प्रथम 6s कक्षेमध्ये भरले जातात, त्यानंतर 4f कक्षा पूर्णपणे भरली जाते आणि शेवटी एक इलेक्ट्रॉन 5d कक्षेत प्रवेश करतो.
कक्षा आकृती प्रतिनिधित्व (मजकूर)
विविध मुख्य ऊर्जा कक्षांमधील इलेक्ट्रॉनचे वितरण खालीलप्रमाणे आहे:
- K-कक्षा (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन (1s²)
- L-कक्षा (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन (2s² 2p⁶)
- M-कक्षा (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
- N-कक्षा (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
- O-कक्षा (n=5): 9 इलेक्ट्रॉन (5s² 5p⁶ 5d¹)
- P-कक्षा (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s²)
आवर्त प्रवृत्ती
आवर्त सारणीतील स्थान
ल्युटेशियम (Lu) हे लँथेनाइड श्रेणीतील शेवटचे मूलद्रव्य आहे, जे आवर्त 6 मध्ये स्थित आहे आणि त्याच्या 5d¹ इलेक्ट्रॉनमुळे त्याला अनेकदा d-ब्लॉक मूलद्रव्य मानले जाते, जरी ते सामान्यतः f-ब्लॉक लँथेनाइड्ससह गटबद्ध केले जाते.
आयनीकरण एन्थॅल्पी
- पहिली आयनीकरण एन्थॅल्पी (IE₁): 523.5 kJ/mol (पहिला इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा).
- दुसरी आयनीकरण एन्थॅल्पी (IE₂): 1340 kJ/mol (दुसरा इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा).
- तिसरी आयनीकरण एन्थॅल्पी (IE₃): 2022.3 kJ/mol (तिसरा इलेक्ट्रॉन काढण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा).
- ल्युटेशियम आपले दोन 6s इलेक्ट्रॉन आणि एक 5d इलेक्ट्रॉन गमावून सहजपणे Lu³⁺ आयन तयार करते, ज्यामुळे स्थिर [Xe] 4f¹⁴ संरूपण मिळते.
ऋणविद्युतता
- पॉलिंग स्केलनुसार ऋणविद्युतता: 1.27
- ल्युटेशियमची ऋणविद्युतता तुलनेने कमी असते, जी धातूंचे वैशिष्ट्य आहे. हे इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याऐवजी गमावण्याची प्रवृत्ती दर्शवते.
इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थॅल्पी
- इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थॅल्पी: अंदाजे +50 kJ/mol (अंदाजित).
- धातू असल्याने, ल्युटेशियममध्ये धन (किंवा खूप कमी ऋण) इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थॅल्पी असते, याचा अर्थ उदासीन ल्युटेशियम अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन जोडण्यासाठी सामान्यतः ऊर्जा लागते.
अणु त्रिज्या
- लँथेनाइड श्रेणीचा भाग असल्याने, ल्युटेशियम लँथेनाइड आकुंचन (Lanthanide Contraction) चा प्रभाव दर्शवतो. या घटनेमुळे लँथेनाइड श्रेणीमध्ये अणु आणि आयनिक त्रिज्येमध्ये हळूहळू घट होते, ज्यामुळे गट 3 मधील त्याच्या स्थानानुसार अपेक्षित असलेल्यापेक्षा ल्युटेशियमची अणु त्रिज्या लहान होते.
प्रमुख भौतिक गुणधर्म
- प्रमाण स्थिती: 25 °C वर घन.
- स्वरूप: चांदीसारखा पांढरा धातू.
- घनता: 9.84 g/cm³ (25 °C वर).
- वितळण बिंदू: 1663 °C (1936 K).
- उत्कलन बिंदू: 3402 °C (3675 K).
- ऑक्सिडेशन अवस्था: सर्वात सामान्य आणि स्थिर ऑक्सिडेशन अवस्था +3 आहे.
- चुंबकीय गुणधर्म: पॅरामॅग्नेटिक (अयुग्मित इलेक्ट्रॉनमुळे, जरी Lu³⁺ डायमॅग्नेटिक आहे कारण त्यात भरलेला 4f उपकवच असतो). हे मूलद्रव्य स्वतः पॅरामॅग्नेटिक आहे.