F ब्लॉक के तत्व

f-ब्लॉक तत्व आवर्त सारणी के निचले भाग में स्थित हैं और इसमें दो श्रृंखलाएँ शामिल हैं:

• लैंथेनाइड्
• ऐक्टिनाइड्

f-ब्लॉक तत्वों में अन्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होते हैं, और उनके गुण s और p ब्लॉक के तत्वों से भिन्न होते हैं। उनके बाहरी ऊर्जा स्तर में 4f या 5f इलेक्ट्रॉनों का एक विशिष्ट सेट होता है। लैंथेनाइड को अक्सर "दुर्लभ पृथ्वी तत्व" के रूप में जाना जाता है और इनका उपयोग चुंबक, उत्प्रेरक और प्रकाश जैसे विभिन्न क्षेत्रों में होता है।

लैंथेनाइड 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।

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 इलेक्ट्रॉन 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।

ऐक्टिनाइड श्रृंखला

'ऐक्टिनाइड श्रृंखला' शब्द श्रृंखला के पहले तत्व, एक्टिनियम से लिया गया है। एक्टिनियम से लॉरेंशियम (परमाणु क्रमांक 89 से 103) तक आवर्त सारणी में स्थित 15 लगातार पाये जाने वाले तत्वों की श्रृंखला को ऐक्टिनाइड श्रृंखला कहते हैं। समूह के कई सदस्य, जिनमें यूरेनियम (सबसे परिचित) भी शामिल है, प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं, लेकिन अधिकांश मानव निर्मित हैं। यूरेनियम और प्लूटोनियम दोनों का उपयोग परमाणु हथियारों को बनाने में किया जाता है। और वर्तमान में ऐक्टिनाइड तत्व का विद्युत ऊर्जा के उत्पादन के लिए परमाणु संयंत्रों में उपयोग किया जा रहा है। ऐक्टिनाइड श्रृंखला के सभी तत्व प्रकृति में रेडियोधर्मी हैं, ऐक्टिनाइड श्रृंखला के सभी तत्व प्रकृति में रेडियोधर्मी हैं, वे रेडियोधर्मी क्षय पर बड़ी मात्रा में ऊर्जा छोड़ते हैं। यूरेनियम और थोरियम पृथ्वी पर प्राकृतिक रूप से सबसे अधिक मात्रा में पाए जाने वाले ऐक्टिनाइड हैं, जबकि प्लूटोनियम कृत्रिम रूप से प्राप्त किया जाता है।

ऐक्टिनाइड यौगिकों के भौतिक गुण

ऐक्टिनाइड यौगिकों के भौतिक गुण निम्नलिखित हैं:

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

ऐक्टिनाइड् का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Rn] 5f^1-14 6d^0-1 7s² होता है। यहां, [Rn] निकटतम उत्कृष्ट गैस का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है, जो रेडियम है। [Rn] को रेडियम कहा जाता है। 5f और 6d इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा एक दूसरे के आस- पास होती है, और इसलिए इलेक्ट्रॉन पहले 5f कक्षक में प्रवेश करते हैं ना कि 6d में।

रंगीन आयन बनाने की प्रवृत्ति

लैंथेनाइड आयनों और ऐक्टिनाइड् आयनों में f-ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉन पाए जाते हैं और इनमे d-ब्लॉक तत्वों की तरह खाली ऑर्बिटल् भी होते हैं। जब ये प्रकाश को अवशोषित करते है, तो f- f  इलेक्ट्रॉन संक्रमण होता है और एक दृश्य रंग उत्पन्न होता है।

आयनीकरण एन्थैल्पी

ऐक्टिनाइड् में लैंथेनाइड् की तुलना में आयनीकरण एन्थैल्पी कम होती है क्योंकि 5f इलेक्ट्रॉन 4f की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से परिरक्षित होते हैं।

ऐक्टिनाइड्स की ऑक्सीकरण अवस्था

5f, 6 d और 7s ऑर्बिटल् के बीच कम ऊर्जा अंतर के कारण ऐक्टिनाइड एक से अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करते हैं। 3+ सबसे स्थाई ऑक्सीकरण अवस्था है, f -इलेक्ट्रॉनों के अच्छे परिरक्षण के कारण ये अन्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ भी प्रदर्शित करते हैं। ये +3, +4, +5, +6, +7 तक की आक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकते हैं।

अभ्यास प्रश्न

• ऐक्टिनाइड के गुण क्या हैं?
• ऐक्टिनाइड कौन से तत्व हैं?
• ऐक्टिनाइड का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास बताइये।
• लैंथेनाइड्स श्रृंखला से आप क्या समझते हैं?
• लैंथेनाइड यौगिक अनुचुम्बकीय गुण क्यों प्रदर्शित करते हैं?