एक्टिनॉइड संकुचन

एक्टिनाइड् वे तत्व हैं जो एक्टिनॉइड संकुचन गुण को प्रदर्शित करते हैं, जैसा कि हम एक्टिनाइड संकुचन के नाम से समझ सकते हैं, इसका अर्थ है एक्टिनाइड्स के आकार में सिकुड़न। एक्टिनाइड्स आयनों में, उनके धनात्मक आवेश के कारण यह स्पष्ट रूप से सिकुड़ जाता है। क्योंकि आयनों में धनात्मक आवेश धारण करने पर आयन नाभिक से अधिक आकर्षक बल महसूस करता है। एक्टिनाइड श्रृंखला में परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ एक्टिनाइड संकुचन होता है। क्योंकि परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ एक्टिनाइड में इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण भी कम हो जाता है। एक्टिनाइड संकुचन परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ एक्टिनाइड आयनों के आकार में कमी है। अर्थात जैसे-जैसे एक्टिनाइड श्रृंखला के परमाणुओं की परमाणु संख्या श्रृंखला में बाएं से दाएं बढ़ती है, उनके आयनिक त्रिज्या में लगातार कमी को एक्टिनाइड संकुचन के रूप में जाना जाता है।

एक्टिनाइड श्रृंखला परमाणु संख्या 89-103 से आवर्त सारणी के तत्व हैं इन तत्वों को आधुनिक आवर्त सारणी में एफ ब्लॉक में रखा गया है, और एक्टिनियम एक्टिनाइड श्रृंखला का पहला तत्व है, इसलिए उन्हें एक्टिनाइड्स कहा जाता है।

एक्टिनाइड संकुचन कैसे होता है

जैसे-जैसे किसी परमाणु की परमाणु संख्या बढ़ती है, नाभिक के चारों ओर कक्षाओं की संख्या भी बढ़ती है जैसे K, L, M, N……..1, 2, 3, 4,…… नाभिक से अधिक दूरी और इलेक्ट्रॉनों के परिरक्षण के कारण, बाहरी संयोजकता इलेक्ट्रॉनों को अन्य इलेक्ट्रॉनों की तुलना में नाभिक के प्रति कम आकर्षण बल महसूस होता है। लेकिन f उपकोश में अधिकतम इलेक्ट्रॉनिक कक्षाएँ और कक्षा त्रिज्या अधिक होती है। इसलिए वे परमाणु के अन्य उपकोशों की तुलना में कम परिरक्षण महसूस करते हैं।

एक्टिनाइड संकुचन तब होता है जब 5f उपकोश इलेक्ट्रॉन नाभिक और सबसे बाहरी उपकोश इलेक्ट्रॉनों के बीच कम परिरक्षण के कारण नाभिक की ओर आकर्षण बल महसूस करते हैं। उच्च प्रभावी परमाणु आवेश महसूस करने से आयन संकुचित होता है और आयन की त्रिज्या घटती है। अतः श्रृंखला में बाएँ से दाएँ जाने पर परमाणु का आकार कम होता जाता है और आयनिक त्रिज्या घटती है।

उदाहरण

यदि हम Ac³⁺, Th³⁺, U³⁺, Pu³⁺ आयनों का एक सेट लेते हैं।

उपरोक्त तत्वों में, आवर्त सारणी में एक्टिनाइड श्रृंखला के अनुसार एक्टिनियम को सबसे बाईं ओर रखा गया है, उसके बाद थोरियम को रखा गया है, फिर यूरेनियम आएगा और अंत में प्लूटोनियम को दाईं ओर रखा गया है। प्रवृत्ति के अनुसार बाएं से दाएं आयनिक त्रिज्या बाएं से दाएं घटती जाती है। इसलिए ऊपर दिए गए तत्वों के सेट में Ac³⁺ का आकार सबसे बड़ा है।

और ऊपर दिए गए तत्वों के सेट की आयनिक त्रिज्या का घटता क्रम है

Ac³⁺ > Th³⁺ > U³⁺ > Pu³⁺

प्रश्न: इनमें से कौन सा कथन एक्टिनाइड संकुचन से संबंधित है:

1. 5f उपकोश द्वारा खराब परिरक्षण
2. प्रभावी नाभिकीय आवेश (Zeff) में असाधारण कमी
3. दोनों (1) और (2) विकल्प सत्य हैं।
4. 5f उपकोश द्वारा मजबूत परिरक्षण

उत्तर: उपर्युक्त विकल्पों में विकल्प तृतीय सही है। 5f उपकोश के इलेक्ट्रॉनों का खराब परिरक्षण प्रभाव और उच्च प्रभावी परमाणु आवेश (Zeff) दोनों एक्टिनाइड्स संकुचन के लिए उत्तरदाई हैं।

प्रश्न: निम्नलिखित आयनों में से किस आयन की आयनिक त्रिज्या अधिक है।

 Bk³⁺    Cf³⁺

उत्तर: नियम के अनुसार, श्रृंखला में बाएं से दाएं आयनिक त्रिज्या घटती है, इसलिए इन दोनों तत्वों में Bk³⁺ आयन की आयनिक त्रिज्या अधिक होगी।

एक्टिनाइड संकुचन के बाद का प्रभाव क्या है?

एक्टिनाइड संकुचन के कारण 6वें और 7वें 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।

एक तथ्य यह भी है कि लैंथेनाइड संकुचन की तुलना में एक्टिनाइड संकुचन अधिक प्रभावी होता है। क्योंकि, 5f ऑर्बिटल् का 4f ऑर्बिटल् (लैन्थेनॉइड्स में) की तुलना में परिरक्षण प्रभाव कम होता है। इसलिए, इलेक्ट्रॉनों द्वारा अनुभव किया जाने वाला प्रभावी परमाणु आवेश एक्टिनॉइड्स के मामले में वैलेंस कोश लैंथेनॉइड्स द्वारा अनुभव की गई तुलना में बहुत अधिक है।