கேடோலினியம் (Gd) திருப்புதல் வழிகாட்டி

கேடோலினியம் (Gd) அணு மாதிரியின் விவரங்கள்

கேடோலினியம் (Gd) என்பது அணு எண் 64 கொண்ட ஒரு லாந்தனைடு தனிமம் ஆகும். இது f-தொகுதி தனிமங்களின் ஒரு பகுதியாகும்.

• அணு எண் (Z): 64
• புரோட்டான்கள்: 64
• எலக்ட்ரான்கள்: 64 (நடுநிலை அணுவில்)
• நியூட்ரான்: அதிக அளவில் உள்ள ஐசோடோப்பான ¹⁵⁸Gd (இயற்கை மிகுதி ~24.8%), 158 - 64 = 94 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. 157.25 u அணு நிறையின் அடிப்படையில் நியூட்ரான்களின் சராசரி எண்ணிக்கை தோராயமாக 93 ஆகும்.
• அணு நிறை: 157.25 u
• அணு ஆரம் (உலோக): 179 pm (பிகோமீட்டர்கள்)
• அயனி ஆரம் (Gd³⁺): 107.8 pm

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் கூடு வாரியான பிரதிநிதித்துவம்

கேடோலினியம் ஒரு அசாதாரண எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது பகுதி நிரப்பப்பட்ட (4f⁷) மற்றும் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட (4f¹⁴) ஆர்பிட்டால்களுடன் தொடர்புடைய நிலைத்தன்மையால் ஏற்படுகிறது.

• எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f⁷ 5d¹ 6s²
  • 5d¹ எலக்ட்ரான் அதன் உலோகத் தன்மைக்கு பங்களிக்கிறது, மேலும் இது லாந்தனைடு தொடரில் f-தொகுதி ஆரம்ப நிரப்புதலின் சிறப்பியல்பு ஆகும், அங்கு 4f ஆர்பிட்டால் பகுதி நிரப்பப்படுவதற்கு முன்பு 5d ஆர்பிட்டால் பகுதியாக நிரப்பப்படுகிறது.
  • பகுதி நிரப்பப்பட்ட 4f⁷ அமைப்பின் நிலைத்தன்மை ஒரு குறிப்பிடத்தக்க காரணியாகும்.
• கூடு வாரியான எலக்ட்ரான் பகிர்வு:
  • K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள் (1s²)
  • L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள் (2s² 2p⁶)
  • M-கூடு (n=3): 18 எலக்ட்ரான்கள் (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
  • N-கூடு (n=4): 25 எலக்ட்ரான்கள் (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f⁷)
  • O-கூடு (n=5): 9 எலக்ட்ரான்கள் (5s² 5p⁶ 5d¹)
  • P-கூடு (n=6): 2 எலக்ட்ரான்கள் (6s²)
  • மொத்த எலக்ட்ரான்கள்: 2 + 8 + 18 + 25 + 9 + 2 = 64 எலக்ட்ரான்கள்.

தனிம வரிசைப் போக்குகள்

ஒரு லாந்தனைடு என்பதால், கேடோலினியம் அதன் தனிம அட்டவணையில் உள்ள நிலை மற்றும் லாந்தனைடு சுருக்கத்தால் பாதிக்கப்படும் போக்குகளைக் காட்டுகிறது.

• அயனியாக்கும் என்தால்பி:
  • முதல் அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE₁): 593.4 kJ/mol. இந்த மதிப்பு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது, இது அதன் உலோகத் தன்மையையும், வெளிப்புற 6s எலக்ட்ரான்களை எளிதாக நீக்கும் தன்மையையும் பிரதிபலிக்கிறது.
  • இரண்டாம் அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE₂): 1170 kJ/mol.
  • மூன்றாம் அயனியாக்கும் என்தால்பி (IE₃): 1990 kJ/mol. Gd³⁺ உருவாக்கம் மிகவும் சாதகமானது, ஏனெனில் இது நிலைத்தன்மை கொண்ட பகுதி நிரப்பப்பட்ட 4f⁷ அமைப்பைப் பெறுகிறது.
  • போக்கு: பொதுவாக, லாந்தனைடு தொடர் முழுவதும் அயனியாக்கும் என்தால்பிகள் 4f எலக்ட்ரான்களின் மோசமான மறைப்பு விளைவு (லாந்தனைடு சுருக்கம்) காரணமாக ஒரு சிறிய ஒழுங்கற்ற அதிகரிப்பைக் காட்டுகின்றன, இது பயனுள்ள அணுக்கரு மின்சுமையின் அதிகரிப்பிற்கு வழிவகுக்கிறது.
• எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் (பவுலிங் அளவு): 1.20. கேடோலினியம் ஒரு எலக்ட்ரான் நேர் அயனி உலோகம் ஆகும், இது எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கும் குறைந்த போக்கைக் குறிக்கிறது.
• எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி: பொதுவாக உலோகங்களுக்கு நேர்மறையாகவோ அல்லது புறக்கணிக்கக்கூடியதாகவோ இருக்கும். கேடோலினியம் ஒரு எலக்ட்ரான் நேர் அயனி உலோகம் என்பதால், எலக்ட்ரான்களைப் பெறும் போக்கு மிகக் குறைவு, எனவே அதன் எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி குறிப்பிடத்தக்கது அல்ல, மேலும் பெரும்பாலும் நேர்மறையாகவோ அல்லது பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகிலேயோ கருதப்படுகிறது.
• அணு ஆரம்: குறிப்பிடப்பட்டபடி, 179 pm (உலோக). லாந்தனைடு தொடரில் அணு ஆரத்தில் பொதுவாக ஒரு குறைவு உள்ளது (லாந்தனைடு சுருக்கம்), ஆனால் ஒழுங்கற்ற தன்மைகள் உள்ளன.

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

கேடோலினியம் என்பது தனித்துவமான இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு பொதுவான வெள்ளி-வெள்ளை உலோகம் ஆகும்.

• அடர்த்தி: 7.90 g/cm³ (20°C இல்)
• அறை வெப்பநிலையில் நிலை: திண்மம்
• நிறம்: வெள்ளி-வெள்ளை
• உருகுநிலை: 1312 °C (1585 K)
• கொதிநிலை: 3273 °C (3546 K)
• காந்தப் பண்புகள்: கேடோலினியம் அறை வெப்பநிலையில் ஃபெர்ரோகாந்தத் தன்மை கொண்டதாக இருப்பது குறிப்பிடத்தக்கது, இது தனிமங்களில் அரிதான ஒரு பண்பு. இதன் கியூரி வெப்பநிலை சுமார் 292 K (19 °C) ஆகும்.