లుటేటియం (Lu) పునశ్చరణ మార్గదర్శిని

పరమాణు నిర్మాణం

ప్రాథమిక కణాలు

• పరమాణు సంఖ్య (Z): 71
• ప్రోటాన్‌లు: 71 (కేంద్రకంలో)
• ఎలక్ట్రాన్లు: 71 (ఒక తటస్థ పరమాణువులో)
• న్యూట్రాన్లు: అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే స్థిరమైన ఐసోటోప్ లుటేటియం-175 ($^\{175\}$Lu), దీనిలో 175 - 71 = 104 న్యూట్రాన్లు ఉంటాయి.
• పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 174.9668 u (సహజంగా లభించే ఐసోటోపిక్ మిశ్రమానికి).

పరమాణు పరిమాణం

• లోహ వ్యాసార్థం: 173.4 pm (పికోమీటర్లు, 12-కోఆర్డినేషన్ కోసం).
• సమయోజనీయ వ్యాసార్థం: సుమారుగా 177 pm (గణించబడినది).
• అయానిక వ్యాసార్థం: Lu³⁺ కోసం, సుమారుగా 86.1 pm.

ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్ & షెల్ రేఖాచిత్రం

ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్

• గ్రౌండ్ స్టేట్ కాన్ఫిగరేషన్: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s²
• సంక్షిప్త సంకేతం (Condensed Notation): [Xe] అనేది జెనాన్ (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶) కాన్ఫిగరేషన్‌ను సూచిస్తుంది.
• ఆర్బిటాల్ నింపడం (Orbital Filling): ఎలక్ట్రాన్లు మొదట 6s ఆర్బిటాల్‌ను నింపుతాయి, తరువాత 4f ఆర్బిటాల్‌ను పూర్తిగా నింపుతాయి, చివరికి ఒక ఎలక్ట్రాన్ 5d ఆర్బిటాల్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది.

షెల్ రేఖాచిత్ర ప్రాతినిధ్యం (Textual)

వివిధ ప్రధాన శక్తి షెల్‌లలో ఎలక్ట్రాన్‌ల పంపిణీ క్రింది విధంగా ఉంది:

• K-షెల్ (n=1): 2 ఎలక్ట్రాన్లు (1s²)
• L-షెల్ (n=2): 8 ఎలక్ట్రాన్లు (2s² 2p⁶)
• M-షెల్ (n=3): 18 ఎలక్ట్రాన్లు (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
• N-షెల్ (n=4): 32 ఎలక్ట్రాన్లు (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
• O-షెల్ (n=5): 9 ఎలక్ట్రాన్లు (5s² 5p⁶ 5d¹)
• P-షెల్ (n=6): 2 ఎలక్ట్రాన్లు (6s²)

ఆవర్తన పోకడలు

ఆవర్తన పట్టికలో స్థానం

లుటేటియం (Lu) లాంథనైడ్ శ్రేణిలో చివరి మూలకం, ఇది పీరియడ్ 6లో ఉంది మరియు దాని 5d¹ ఎలక్ట్రాన్ కారణంగా తరచుగా d-బ్లాక్ మూలకంగా పరిగణించబడుతుంది, అయినప్పటికీ ఇది సాధారణంగా f-బ్లాక్ లాంథనైడ్‌లతో సమూహపరచబడుతుంది.

అయనీకరణ ఎంతల్పీ

• మొదటి అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₁): 523.5 kJ/mol (మొదటి ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి అవసరమైన శక్తి).
• రెండవ అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₂): 1340 kJ/mol (రెండవ ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి అవసరమైన శక్తి).
• మూడవ అయనీకరణ ఎంతల్పీ (IE₃): 2022.3 kJ/mol (మూడవ ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి అవసరమైన శక్తి).
• లుటేటియం దాని రెండు 6s ఎలక్ట్రాన్‌లను మరియు ఒకే 5d ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయి సులభంగా Lu³⁺ అయాన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది, దీని ఫలితంగా స్థిరమైన [Xe] 4f¹⁴ కాన్ఫిగరేషన్ వస్తుంది.

ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ

• పాలింగ్ స్కేల్ ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ: 1.27
• లుటేటియం సాపేక్షంగా తక్కువ ఎలక్ట్రోనెగటివిటీని కలిగి ఉంటుంది, ఇది లోహాల లక్షణం, ఇది ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆకర్షించడం కంటే కోల్పోయే ధోరణిని సూచిస్తుంది.

ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంతల్పీ (Electron Gain Enthalpy)

• ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంతల్పీ: సుమారుగా +50 kJ/mol (అంచనా).
• ఒక లోహం కావడంతో, లుటేటియం ధనాత్మక (లేదా చాలా తక్కువ రుణాత్మక) ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంతల్పీని కలిగి ఉంటుంది, అంటే ఒక తటస్థ లుటేటియం పరమాణువుకు ఎలక్ట్రాన్‌ను జోడించడానికి సాధారణంగా శక్తి అవసరం.

పరమాణు వ్యాసార్థం

• లాంథనైడ్ శ్రేణిలో భాగంగా, లుటేటియం లాంథనైడ్ సంకోచం ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ దృగ్విషయం లాంథనైడ్ శ్రేణి అంతటా పరమాణు మరియు అయానిక వ్యాసార్థాలలో క్రమంగా తగ్గుదలకు కారణమవుతుంది, దీనివల్ల లుటేటియం పరమాణు వ్యాసార్థం ఆవర్తన పట్టికలో దాని స్థానం ఆధారంగా అంచనా వేసిన దానికంటే చిన్నదిగా ఉంటుంది.

ముఖ్య భౌతిక లక్షణాలు

• ప్రామాణిక స్థితి (Standard State): 25 °C వద్ద ఘనపదార్థం.
• స్వరూపం: వెండి-తెలుపు లోహం.
• సాంద్రత: 9.84 g/cm³ (25 °C వద్ద).
• ద్రవీభవన స్థానం: 1663 °C (1936 K).
• మరుగు స్థానం: 3402 °C (3675 K).
• ఆక్సీకరణ స్థితి: అత్యంత సాధారణ మరియు స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితి +3.
• అయస్కాంత లక్షణాలు: పారామాగ్నెటిక్ (జత చేయని ఎలక్ట్రాన్‌ల వల్ల, అయితే Lu³⁺ పూర్తిగా నిండిన 4f ఉప-షెల్‌ను కలిగి ఉన్నందున డయామాగ్నెటిక్). ఈ మూలకం పారామాగ్నెటిక్.