డిస్ప్రోసియం (Dy) - సమగ్ర అధ్యయన మార్గదర్శిని

పరిచయం

డిస్ప్రోసియం (Dy) ఒక అరుదైన భూమి మూలకం, ఇది లాంథనైడ్ శ్రేణికి చెందినది మరియు దాని ప్రత్యేకమైన అయస్కాంత ధర్మాలకు విలువైనది. ఇది సమృద్ధిగా లేనప్పటికీ, ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు, పవన టర్బైన్లు మరియు డేటా స్టోరేజ్ పరికరాలకు అవసరమైన శాశ్వత అయస్కాంతాలలో ముఖ్యంగా అధిక-సాంకేతిక అనువర్తనాలలో దాని అనివార్య పాత్ర కారణంగా దీని ప్రాముఖ్యత ఏర్పడింది. ముఖ్యంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద దాని అధిక అయస్కాంత సున్నితత్వం అధునాతన అయస్కాంత పదార్థాలకు ఇది చాలా ముఖ్యమైనదిగా చేస్తుంది.

CBSE/JEE శీఘ్ర పునశ్చరణ నోట్స్

పరమాణు సంఖ్య (Z): 66
చిహ్నం: Dy
పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 162.50 g/mol
గ్రూప్: వర్తించదు (f-బ్లాక్ మూలకం, కొన్ని సంప్రదాయాలలో గ్రూప్ 3లో భాగం)
పీరియడ్: 6
బ్లాక్: f-block
సాధారణ వేలన్సీ/ఆక్సీకరణ స్థితి: +3 (అత్యంత స్థిరమైన మరియు ప్రబలమైనది), +2 (తక్కువ సాధారణం, కొన్ని సమ్మేళనాలలో కనుగొనబడింది)
స్వభావం: వెండి-తెలుపు, మెరిసే లోహం; గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద పారామాగ్నెటిక్, 85 K దిగువన ఫెర్రోమాగ్నెటిక్.
వర్గీకరణ: లాంథనైడ్, అరుదైన భూమి లోహం

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & బంధ స్వభావం

భూస్థాయి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: [Xe] 4f^10 6s^2
సంక్షిప్త ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: [Xe] 4f^10 6s^2
సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితి వివరణ: డిస్ప్రోసియం, ఇతర లాంథనైడ్‌ల వలె, ప్రధానంగా +3 ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది. ఇది రెండు 6s ఎలక్ట్రాన్‌లు మరియు ఒక 4f ఎలక్ట్రాన్‌ల సులభమైన నష్టం వలన సంభవిస్తుంది. 4f ఎలక్ట్రాన్‌లు 5s మరియు 5p ఆర్బిటాల్స్ ద్వారా సమర్థవంతంగా రక్షించబడతాయి, ఇవి d-బ్లాక్ మూలకాలతో పోలిస్తే బంధంలో తక్కువగా పాల్గొంటాయి, కానీ +3 స్థితిలో అయనీకరణం కోసం తగినంత అందుబాటులో ఉంటాయి. +2 ఆక్సీకరణ స్థితి తక్కువ స్థిరంగా మరియు తక్కువ సాధారణం, ఇది కేవలం రెండు 6s ఎలక్ట్రాన్‌ల నష్టం వలన ఏర్పడుతుంది.
బంధ రకం: ప్రధానంగా అయానిక్ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది, ముఖ్యంగా దాని +3 ఆక్సీకరణ స్థితిలో, దాని లోహ స్వభావాన్ని మరియు ఎలక్ట్రోపాజిటివిటీని ప్రతిబింబిస్తుంది.

కీలక రసాయన ప్రతిచర్యలు

డిస్ప్రోసియం ఒక క్రియాశీల లోహం, ఇది లాంథనైడ్‌ల యొక్క సాధారణ లక్షణం.

1. గాలి (ఆక్సిజన్)తో ప్రతిచర్య

డిస్ప్రోసియం పొడి గాలిలో నెమ్మదిగా కలుషితమవుతుంది మరియు వేడిచేసినప్పుడు ఆక్సిజన్‌తో సులభంగా ప్రతిచర్య జరిపి డిస్ప్రోసియం(III) ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

4Dy(s) + 3O_2(g) → 2Dy_2O_3(s)

2. నీటితో ప్రతిచర్య

డిస్ప్రోసియం చల్లని నీటితో నెమ్మదిగా మరియు వేడి నీటితో మరింత వేగంగా ప్రతిచర్య జరిపి డిస్ప్రోసియం(III) హైడ్రాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది.

2Dy(s) + 6H_2O(l) → 2Dy(OH)_3(aq) + 3H_2(g)

3. ఆమ్లాలతో (విలీన) ప్రతిచర్య

డిస్ప్రోసియం విలీన ఖనిజ ఆమ్లాలలో సులభంగా కరిగి డిస్ప్రోసియం(III) లవణాలు మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది.

2Dy(s) + 6HCl(aq) → 2DyCl_3(aq) + 3H_2(g) 2Dy(s) + 3H_2SO_4(aq) → Dy_2(SO_4)_3(aq) + 3H_2(g)

4. హాలోజన్‌లతో ప్రతిచర్య

డిస్ప్రోసియం అన్ని హాలోజన్‌లతో వేడిచేసినప్పుడు తీవ్రంగా ప్రతిచర్య జరిపి సంబంధిత డిస్ప్రోసియం(III) హాలైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.

2Dy(s) + 3F_2(g) → 2DyF_3(s) 2Dy(s) + 3Cl_2(g) → 2DyCl_3(s) 2Dy(s) + 3Br_2(g) → 2DyBr_3(s) 2Dy(s) + 3I_2(g) → 2DyI_3(s)

పారిశ్రామిక మరియు జీవ ప్రాముఖ్యత

పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యత

శాశ్వత అయస్కాంతాలు: నియోడిమియం-ఐరన్-బోరాన్ (NdFeB) శాశ్వత అయస్కాంతాలలో డిస్ప్రోసియం ఒక కీలక భాగం. డిస్ప్రోసియంను (సాధారణంగా బరువులో 2-6%) చేర్చడం వల్ల ఈ అయస్కాంతాల కోయర్సివిటీ (అయస్కాంతత్వ నిర్వీకరణకు నిరోధకత) గణనీయంగా పెరుగుతుంది, ముఖ్యంగా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద. ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల మోటార్లు, పవన టర్బైన్ జనరేటర్లు మరియు అయస్కాంతాలు అధిక వేడిలో పనిచేసే ఇతర అధిక-పనితీరు గల అనువర్తనాలకు ఇది చాలా ముఖ్యమైనది.
డేటా నిల్వ: ఆప్టికల్ డిస్క్‌లు వంటి మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ రికార్డింగ్ మీడియాలో ఉపయోగించబడుతుంది.
అణు రియాక్టర్లు: డిస్ప్రోసియం ఆక్సైడ్ (Dy2O3) దాని అధిక న్యూట్రాన్ శోషణ క్రాస్-సెక్షన్ కారణంగా అణు రియాక్టర్ల నియంత్రణ కడ్డీలలో ఉపయోగించబడుతుంది, అణు విచ్ఛిత్తిని సమర్థవంతంగా నియంత్రిస్తుంది.
లేజర్‌లు మరియు లైటింగ్: డిస్ప్రోసియం కలిగిన సమ్మేళనాలు కొన్ని రకాల లేజర్‌లు మరియు మెటల్-హాలైడ్ దీపాలలో పసుపు మరియు తెలుపు వర్ణపట ప్రాంతాలలో వాటి బలమైన ఉద్గారాల కోసం ఉపయోగించబడతాయి.

జీవ ప్రాముఖ్యత

జీవులలో డిస్ప్రోసియంకు ఎటువంటి ముఖ్యమైన జీవసంబంధమైన పాత్ర లేదా ప్రాముఖ్యత లేదు. కొన్ని అరుదైన భూమి మూలకాలు అధిక సాంద్రతలలో విషపూరితంగా ఉన్నప్పటికీ, డిస్ప్రోసియం సాధారణంగా తక్కువ విషపూరితంగా పరిగణించబడుతుంది. అయితే, దాని సమ్మేళనాలు చికాకును కలిగించవచ్చు. ఇది జీవ వ్యవస్థలలో సహజంగా ముఖ్యమైన పరిమాణంలో కనుగొనబడదు.