आंतरिक संक्रमण श्रृंखला (लैंथेनॉयड श्रृंखला)

लैंथेनाइड श्रृंखला में 14 तत्व शामिल हैं, इन्हे आंतरिक संक्रमण श्रृंखला भी कहते हैं, जिनकी परमाणु संख्या 58 से 71 है 'लैंथेनाइड्स श्रृंखला' शब्द श्रृंखला के पहले तत्व, लैंथेनाइड से लिया गया है। लैंथेनाइड से लॉरेंशियम (परमाणु क्रमांक 58 से 71) तक आवर्त सारणी में स्थित 14 लगातार पाये जाने वाले तत्वों की श्रृंखला को लैंथेनाइड श्रृंखला कहते हैं। समूह के सदस्य प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं। वर्तमान में लैंथेनाइड तत्व का विद्युत ऊर्जा के उत्पादन के लिए परमाणु संयंत्रों में उपयोग किया जा रहा है। लैंथेनाइड श्रृंखला के तत्व प्रकृति में रेडियोधर्मी नहीं हैं।

आधुनिक आवर्त सारणी में, लैंथेनाइड् और एक्टिनाइड् को मुख्य आवर्त सारणी के  नीचे दो अलग-अलग पंक्तियों में रखा गया है।

लैंथेनाइड यौगिकों के भौतिक गुण

लैंथेनाइड्स तत्वों का एक समूह है जो आवर्त सारणी के f-ब्लॉक से संबंधित है। उनके रासायनिक गुण समान होते हैं और उन्हें अक्सर दुर्लभ पृथ्वी तत्व कहा जाता है। लैंथेनाइड यौगिक विभिन्न भौतिक गुणों का प्रदर्शन करते हैं, जो उनकी परमाणु और इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं से प्रभावित होते हैं। लैंथेनाइड यौगिकों के भौतिक गुण निम्नलिखित हैं:

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

पहले f-ब्लॉक के लैंथेनाइड में 14 लैंथेनाइड का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe] 4f^1-14 5d ^0-16s² है। प्रोमेथियम (Pm), परमाणु संख्या 61 के साथ, एकमात्र सिंथेटिक रेडियोधर्मी तत्व है। 4f और 5d इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा लगभग बराबर होती है, इसलिए इलेक्ट्रान 5d कक्षक में नहीं जाकर 4f कक्षक में प्रवेश करते हैं। गैडोलीनियम, Gd (Gd = 64) एक अपवाद हैं, जहां आधे भरे d-ऑर्बिटल की उपस्थिति के कारण इलेक्ट्रॉन 5d ऑर्बिटल में प्रवेश करता है और ऐसा ही ल्यूटेटियम (Lu = 71) में होता है इसमें भी पूर्ण भरे d-ऑर्बिटल की उपस्थिति के कारण इलेक्ट्रॉन 5d ऑर्बिटल में प्रवेश करता है।

ऑक्सीकरण अवस्था

लैंथेनाइड तत्व आमतौर पर अपने यौगिकों में +3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि जबकि लैंथेनाइड यौगिकों के लिए +3 ऑक्सीकरण अवस्था सबसे सामान्य है, इसकी अन्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ भी संभव हैं। लैंथेनाइड यौगिकों में कम सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं के कुछ उदाहरणों में +2 और +4 शामिल हैं।

गलनांक और क्वथनांक

लैंथेनाइड यौगिकों में आमतौर पर अन्य तत्वों के यौगिकों की तुलना में उच्च गलनांक और क्वथनांक होते हैं। यह लैंथेनाइड परमाणुओं के आपस में प्रबल धात्विक बंध बनने के कारण है।

घनत्व

लैंथेनाइड यौगिकों का घनत्व उच्च होता है, इनका घनत्व 6.7 से 9.7 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर तक होता है। इस उच्च घनत्व का श्रेय लैंथेनाइड तत्वों के बड़े परमाणु द्रव्यमान को दिया जाता है।

कठोरता

लैंथेनाइड यौगिक आम तौर पर काफी कठोर होते हैं। वे विशिष्ट यौगिक के आधार पर कठोरता की विभिन्न स्तर प्रदर्शित करते हैं।

रंग

लैंथेनाइड यौगिक अपने विशिष्ट रंगों के लिए जाने जाते हैं। विभिन्न लैंथेनाइड आयनों की उपस्थिति के परिणामस्वरूप ये हल्के पीले से लेकर गहरे लाल, हरे, नीले और बैंगनी रंग के यौगिक बना सकते हैं। इन रंगों का उपयोग अक्सर वर्णमिति विश्लेषण और रंगद्रव्य जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है।

अनुचुम्बकत्व

लैन्थेनाइड यौगिक अनुचुम्बकीय होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे चुंबकीय क्षेत्र की ओर कमजोर रूप से आकर्षित होते हैं। यह गुण उनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से उत्पन्न होता है।

अभ्यास प्रश्न

• लैंथेनाइड्स श्रृंखला से आप क्या समझते हैं?
• लैंथेनाइड यौगिक अनुचुम्बकीय गुण क्यों प्रदर्शित करते हैं?
• लैंथेनाइड यौगिकों की ऑक्सीकरण अवस्था क्या है ? समझाइए।