நியோடைமியம் (Nd): அணு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்

நியோடைமியம் (Nd) அணு மாதிரி விவரங்கள்

நியோடைமியம் (Nd) என்பது அணு எண் 60 கொண்ட ஒரு வேதியியல் தனிமம் ஆகும். இது f-தொகுதி தனிமங்களின் லாந்தனைடு தொடரைச் சேர்ந்தது.

• அணு எண் (Z): 60
  • புரோட்டான்கள்: 60
  • எலக்ட்ரான்கள்: 60 (ஒரு நடுநிலை அணுவில்)
• சராசரி அணு நிறை: 144.242 u
  • நியூட்ரான்கள்: தோராயமாக 84 (சராசரி அணு நிறையிலிருந்து கணக்கிடப்பட்டது; மிகவும் பொதுவான ஐசோடோப், Nd-142 க்கு, இது 142 - 60 = 82 நியூட்ரான்கள்).
• அணு அளவு:
  • உலோக ஆரம்: 182 pm
  • அயனி ஆரம் (Nd³⁺): 98.3 pm (அணைவு எண் 6 க்கு)

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் கூடு விளக்கப்படம்

எலக்ட்ரான் அமைப்பு

நியோடைமியத்தின் (Nd) அடிப்படை நிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f⁴ 6s²

இந்த அமைப்பு, செனான் ([Xe]) என்ற நிலைத்த உன்னத வாயுவின் அணுக்கருவிற்குப் பிறகு, நியோடைமியத்தில் 4f துணைக்கூட்டில் நான்கு எலக்ட்ரான்களும், 6s துணைக்கூட்டில் இரண்டு எலக்ட்ரான்களும் உள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது.

கூடு விளக்கப்படம் (உரை வடிவம்)

நியோடைமியத்தின் (Z=60) வெவ்வேறு முதன்மை ஆற்றல் கூடுகளில் (K, L, M, N, O, P) எலக்ட்ரான்களின் பகிர்வு பின்வருமாறு:

• K-கூடு (n=1): 2 எலக்ட்ரான்கள்
• L-கூடு (n=2): 8 எலக்ட்ரான்கள்
• M-கூடு (n=3): 18 எலக்ட்ரான்கள்
• N-கூடு (n=4): 22 எலக்ட்ரான்கள் (4s இல் 2, 4p இல் 6, 4d இல் 10 மற்றும் 4f இல் 4 கொண்டவை)
• O-கூடு (n=5): 8 எலக்ட்ரான்கள் (5s இல் 2 மற்றும் 5p இல் 6 கொண்டவை)
• P-கூடு (n=6): 2 எலக்ட்ரான்கள் (6s இல்)

இது மொத்தம் 2 + 8 + 18 + 22 + 8 + 2 = 60 எலக்ட்ரான்களைக் கொடுக்கிறது.

தனிம வரிசைப் போக்குகள்

அயனியாக்கும் ஆற்றல்

நியோடைமியம், மற்ற லாந்தனைடுகளைப் போலவே, உள் எலக்ட்ரான்களின் மறைக்கும் விளைவு மற்றும் அதன் பெரிய அணு அளவு காரணமாக ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த அயனியாக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, இது நேர்மின் சுமையுடையதாக ஆக்குகிறது.

• முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₁): 533.1 kJ/mol
• இரண்டாம் அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₂): 1040 kJ/mol
• மூன்றாம் அயனியாக்கும் ஆற்றல் (IE₃): 2130 kJ/mol

எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்

நியோடைமியம் குறைந்த எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, இது உலோகங்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.

• பாலிங் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்: 1.14

எலக்ட்ரான் நாட்டம்

நியோடைமியம் போன்ற அதிக நேர்மின் சுமையுடைய உலோகங்களுக்கான எலக்ட்ரான் நாட்டம் மதிப்புகள் பொதுவாக நேர்மறையானவை அல்லது பொதுவாக அறிவிக்கப்படுவதில்லை, ஏனெனில் அவை எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதை விட இழக்கும் வலுவான போக்கைக் கொண்டுள்ளன.

அணு ஆரம்

• உலோக ஆரம்: 182 pm.
  • லாந்தனைடு தொடரில், அணு ஆரம் பொதுவாக லாந்தனத்திலிருந்து லுட்டீசியம் வரை படிப்படியாகக் குறைகிறது, இந்த நிகழ்வு லாந்தனைடு சுருக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது 4f எலக்ட்ரான்களின் குறைந்த மறைக்கும் விளைவு காரணமாகும், இது வெளிப்புற எலக்ட்ரான்களை அணுக்கருவுக்கு அருகில் ஈர்க்கும் வலுவான பயனுள்ள அணுக்கரு மின்னூட்டத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

• திட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் (STP) நிலை: திண்மம்
• நிறம்: வெள்ளி-வெள்ளை, பளபளப்பான உலோகம், காற்றுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது விரைவாக ஊதா நிற ஆக்சைடு அடுக்காக மங்குகிறது.
• அடர்த்தி: 7.01 g/cm³ (20 °C இல்)
• உருகுநிலை: 1021 °C (1294 K)
• கொதிநிலை: 3074 °C (3347 K)