लैंथेनाइड संकुचन

लैंथेनाइड श्रृंखला में परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ लैंथेनाइड संकुचन होता है। क्योंकि परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ लैंथेनाइड में इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण भी कम हो जाता है। लैंथेनाइड संकुचन परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ लैंथेनाइड आयनों के आकार में कमी है। अर्थात जैसे-जैसे लैंथेनाइड श्रृंखला के परमाणुओं की परमाणु संख्या श्रृंखला में बाएं से दाएं बढ़ती है, उनके आयनिक त्रिज्या में लगातार कमी को लैंथेनाइड संकुचन के रूप में जाना जाता है। दूसरे शब्दों में, लैंथेनाइड संकुचन लैंथेनाइड के नाभिक की ओर 4f इलेक्ट्रॉनों के कम परिरक्षण प्रभाव के कारण होता है, इसलिए नाभिक की ओर प्रभावी परमाणु आवेश बढ़ जाता है, और परमाणु सिकुड़ जाता है।

लैंथेनाइड श्रृंखला परमाणु संख्या 57-71 से आवर्त सारणी के तत्व हैं इन तत्वों को आधुनिक आवर्त सारणी में f ब्लॉक में रखा गया है, और लैंथेनाइड श्रृंखला का पहला तत्व है, इसलिए उन्हें लैंथेनाइड्स कहा जाता है।

लैंथेनाइड संकुचन से संबंधित तथ्य

• जैसे-जैसे हम लैंथेनाइड श्रृंखला में बाएं से दाएं जाते हैं, लैंथेनाइड आयन का आकार घटता जाता है। क्योंकि उसी प्रकार लैंथेनाइड पर भी प्रभावी परमाणु आवेश बढ़ रहा है। इसे Zeff के रूप में भी दर्शाया गया है।

• लैंथेनाइड संकुचन के कारण 5वें और 6वें आवर्त में डी ब्लॉक तत्वों का आकार लगभग समान होता है। क्योंकि हम देख सकते हैं कि भले ही परमाणु संख्या पूरी आवर्त में लगातार बढ़ रही है लेकिन संकुचन भी बढ़ रहा है, अंततः परमाणु त्रिज्या बढ़ने के बाद भी तत्वों के आकार में कोई विशेष अंतर नहीं पड़ेगा।

उदाहरण

यदि हम तत्वों Ce³⁺, Pr³⁺, Sm³⁺ का एक सेट लेते हैं। यदि हम इन तत्वों को आयनिक त्रिज्या के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित करते हैं, क्योंकि लैंथेनाइड श्रंखला में परमाणु संख्या बढ़ने के साथ-साथ आयनिक त्रिज्या कम होती है, तब नियम के अनुसार ऊपर लिखे तत्वों में आयनिक त्रिज्या का बढ़ता क्रम है Sm³⁺ < Pr³⁺ < Ce³⁺।

उपर्युक्त आयनों में सबसे बड़ी आयनिक त्रिज्या Ce³⁺ आयन की है, और इस प्रकार हम लैंथेनाइड तत्वों के आयनिक आकार की तुलना कर सकते हैं।

लैंथेनाइड संकुचन से संबंधित प्रश्नोत्तर

प्रश्न: नीचे आपको कुछ लैंथेनाइड आयन दिए हुए हैं इनमें से किस आयन की आयनिक त्रिज्या सर्वाधिक है।

Ce³⁺, Pm³⁺, Sm³⁺, Eu³⁺

उत्तर: आवर्त नियम के अनुसार, श्रृंखला में बाएं से दाएं लैंथेनाइडस की आयनिक त्रिज्या घटती है,क्योंकि लैंथेनाइड श्रृंखला में Ce अधिकांश बाईं ओर है। इसलिए इन ऊपर दिए गए तत्वों में Ce³⁺ आयन की आयनिक त्रिज्या सर्वाधिक होगी।

प्रश्न: लैंथेनाइड संकुचन के परिणामस्वरूप निम्न में से कौन सा कथन सत्य है?

(a) Fe, Co, Ni का आकार समान होता है।

(b) Nb और Ta का आकार समान है।

(c) सभी F ब्लॉक आयन का आकार समान है।

(d) सभी आइसोइलेक्ट्रॉनिक आयनों का आकार समान होता है।

उत्तर: विकल्प बी सही है, लैंथेनाइड संकुचन के कारण Nb और Ta की परमाणु त्रिज्याएँ लगभग समान हैं। इसलिए उनके आकार भी समान है।

प्रश्न: बताएं कि zr और Hf की परमाणु त्रिज्याएँ लगभग समान क्यों हैं?

उत्तर: 4f उपकोश इलेक्ट्रॉनों की ओर मजबूत प्रभावी परमाणु चार्ज के कारण Zr और Hf की समान परमाणु त्रिज्या होती है, यह लैंथेनाइड संकुचन का मामला है।

लैंथेनाइड संकुचन से संबंधित कुछ महत्वपूर्ण प्रश्न

• लैंथेनाइड संकुचन क्या है?  इस घटना की व्याख्या करें.

• लैंथेनाइड संकुचन के कारण तत्वों की परमाणु त्रिज्या क्या प्रभाव होते हैं?

• 4d और 5d श्रृंखला के तत्वों की परमाणु त्रिज्या लगभग समान क्यों है?

• आवर्त सारणी में कोई तत्व f ब्लॉक में संकुचन क्यों दिखाता है?