லுடீசியம் (Lu) திருப்புதல் கையேடு

அணு அமைப்பு

அடிப்படைத் துகள்கள்

• அணு எண் (Z): 71
• புரோட்டான்கள்: 71 (அணுக்கருவில்)
• எலக்ட்ரான்கள்: 71 (நடுநிலை அணுவில்)
• நியூட்ரான்கள்: அதிக எண்ணிக்கையில் காணப்படும் நிலையான ஐசோடோப் லுடீசியம்-175 ($^\{175\}$Lu) ஆகும், இதில் 175 - 71 = 104 நியூட்ரான்கள் உள்ளன.
• அணு நிறை: 174.9668 u (இயற்கையாக நிகழும் ஐசோடோப் கலவைக்கு).

அணுவின் அளவு

• உலோக ஆரம்: 173.4 pm (பிகோமீட்டர்கள், 12-ஒருங்கிணைப்புக்கு).
• சகப் பிணைப்பு ஆரம்: தோராயமாக 177 pm (கணக்கிடப்பட்டது).
• அயனி ஆரம்: Lu³⁺ க்கு, தோராயமாக 86.1 pm.

மின்னணு கட்டமைப்பு மற்றும் ஷெல் வரைபடம்

மின்னணு கட்டமைப்பு

• அடித்தள நிலை கட்டமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
• சுருக்கப்பட்ட குறியீடு: [Xe] என்பது செனான் அணுவின் கட்டமைப்பைக் குறிக்கிறது (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶).
• ஆர்பிட்டல் நிரப்புதல்: எலக்ட்ரான்கள் முதலில் 6s ஆர்பிட்டலை நிரப்புகின்றன, பின்னர் 4f ஆர்பிட்டலை முழுமையாக நிரப்புகின்றன, இறுதியில் ஒரு எலக்ட்ரான் 5d ஆர்பிட்டலுக்குள் நுழைகிறது.

ஷெல் வரைபடப் பிரதிநிதித்துவம் (உரை வடிவம்)

வெவ்வேறு முதன்மை ஆற்றல் கூடுகளில் எலக்ட்ரான்களின் விநியோகம் பின்வருமாறு:

• 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): 32 எலக்ட்ரான்கள் (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
• O-கூடு (n=5): 9 எலக்ட்ரான்கள் (5s² 5p⁶ 5d¹)
• P-கூடு (n=6): 2 எலக்ட்ரான்கள் (6s²)

தனிம வரிசைப் போக்குகள்

தனிம வரிசை அட்டவணையில் நிலை

லுடீசியம் (Lu) லான்தனைடு தொடரின் கடைசி தனிமம் ஆகும், இது 6வது ஆவர்த்தனத்தில் அமைந்துள்ளது மற்றும் அதன் 5d¹ எலக்ட்ரான் காரணமாக பெரும்பாலும் d-தொகுதி தனிமமாகக் கருதப்படுகிறது, இருப்பினும் இது பொதுவாக f-தொகுதி லான்தனைடுகளுடன் தொகுக்கப்படுகிறது.

அயனியாக்கும் ஆற்றல்

• முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₁): 523.5 kJ/mol (முதல் எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவையான ஆற்றல்).
• இரண்டாவது அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₂): 1340 kJ/mol (இரண்டாவது எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவையான ஆற்றல்).
• மூன்றாவது அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₃): 2022.3 kJ/mol (மூன்றாவது எலக்ட்ரானை அகற்றத் தேவையான ஆற்றல்).
• லுடீசியம் அதன் இரண்டு 6s எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஒற்றை 5d எலக்ட்ரானை இழந்து எளிதில் Lu³⁺ அயனிகளை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக ஒரு நிலையான [Xe] 4f¹⁴ கட்டமைப்பு உருவாகிறது.

எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்

• பவுலிங் அளவுகோல் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்: 1.27
• லுடீசியம் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, இது உலோகங்களின் பண்பாகும், இது எலக்ட்ரான்களை ஈர்ப்பதை விட இழக்கும் போக்கைக் குறிக்கிறது.

எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி

• எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பி: தோராயமாக +50 kJ/mol (மதிப்பிடப்பட்டது).
• ஒரு உலோகம் என்பதால், லுடீசியம் ஒரு நேர்மறை (அல்லது மிகக் குறைந்த எதிர்மறை) எலக்ட்ரான் ஏற்பு என்தால்பியைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது ஒரு நடுநிலை லுடீசியம் அணுவுடன் ஒரு எலக்ட்ரானைச் சேர்க்க பொதுவாக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

அணு ஆரம்

• லான்தனைடு தொடரின் ஒரு பகுதியாக, லுடீசியம் லான்தனைடு சுருக்கத்தின் விளைவை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த நிகழ்வு லான்தனைடு தொடரில் அணு மற்றும் அயனி ஆரங்களில் படிப்படியான குறைவை ஏற்படுத்துகிறது, இது லுடீசியத்தின் அணு ஆரத்தை 3 ஆம் குழுவில் அதன் நிலையின் அடிப்படையில் எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட சிறியதாக ஆக்குகிறது.

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

• திட்ட நிலை: 25 °C இல் திண்மம்.
• தோற்றம்: வெள்ளி-வெள்ளை உலோகம்.
• அடர்த்தி: 9.84 g/cm³ (25 °C இல்).
• உருகுநிலை: 1663 °C (1936 K).
• கொதிநிலை: 3402 °C (3675 K).
• ஆக்சிஜனேற்ற நிலை: மிகவும் பொதுவான மற்றும் நிலையான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +3 ஆகும்.
• காந்தப் பண்புகள்: பாராமக்னடிக் (இணைக்கப்படாத எலக்ட்ரான்கள் காரணமாக, Lu³⁺ ஒரு நிரப்பப்பட்ட 4f துணைக்கூட்டைக் கொண்டிருப்பதால் இது டயாமக்னடிக் ஆகும்). தனிமம் தன்னை பாராமக்னடிக் ஆகும்.