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d-ब्लॉक और f-ब्लॉक तत्व
d-ब्लॉक और f-ब्लॉक तत्व रसायन विज्ञान की दुनिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये तत्व आवर्त सारणी के बीच में स्थित होते हैं और अपनी रोचक विशेषताओं, जटिल इलेक्ट्रॉन विन्यासों, और प्रकृति और उद्योग दोनों में उनके महत्वपूर्ण योगदान के लिए जाने जाते हैं। आइए इन ब्लॉकों के विवरण में गहराई से जाएं और उनके महत्व को समझें।
d-ब्लॉक तत्व क्या हैं?
d-ब्लॉक तत्वों को संक्रमण धातुओं के रूप में भी जाना जाता है। वे आवर्त सारणी के केंद्रीय ब्लॉक में होते हैं और समूह 3 से 12 तक के तत्वों को शामिल करते हैं। उन्हें d-ब्लॉक तत्व कहा जाता है क्योंकि अंतिम इलेक्ट्रॉन d-उपच्छद में प्रवेश करता है। इसका परिणाम अंशतः भरे हुए d-कक्षाओं में मिलता है।
d-ब्लॉक तत्वों की विशेषताएँ
- परिवर्ती ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: अधिकांश d-ब्लॉक तत्व अनेक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दिखाते हैं क्योंकि s और d कक्षाओं के इलेक्ट्रॉन्स बंधन में भाग ले सकते हैं।
- रंगीन यौगिक: कई d-ब्लॉक तत्व रंगीन यौगिक बनाते हैं। यह इलेक्ट्रॉन्स के d-d संक्रमण के कारण होता है, जहां एक इलेक्ट्रॉन विभिन्न d-कक्षाओं के बीच कूदता है।
- जटिल गठन: संक्रमण धातुएँ अक्सर जटिल यौगिक बनाती हैं। उनके पास रिक्त d-कक्षाएँ होती हैं जो लिगैंड्स से इलेक्ट्रीन्स युग्म को स्वीकार कर सकती हैं।
- उच्च गलनांक और क्वथनांक: ये तत्व सामान्यतः उच्च गलनांक और क्वथनांक वाले होते हैं क्योंकि इनमें धात्विक बंध मजबूत होते हैं।
- धात्विक गुण: d-ब्लॉक तत्व धातु होते हैं और उच्च घनत्व, कठोरता, और विद्युत का अच्छा संचालन जैसी सामान्य धात्विक गुण दिखाते हैं।
d-ब्लॉक तत्वों के उदाहरण
आयरन (Fe), कॉपर (Cu), और निकेल (Ni) d-ब्लॉक तत्वों के कुछ उदाहरण हैं। इनका दैनिक जीवन में कई उपयोग होता है। उदाहरण के लिए, आयरन का उपयोग निर्माण में होता है, कॉपर का उपयोग विद्युत तारों में होता है, और निकेल का उपयोग स्टेनलेस स्टील बनाने में होता है।
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास
d-ब्लॉक तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार से दर्शाया जा सकता है [noble gas] (n-1)d 1-10 ns 0-2। आइए इसे आयरन (Fe) के उदाहरण के साथ देखें:
Fe: [Ar] 3d 6 4s 2
यहाँ, 3d उपच्छद 4s उपच्छद से पहले भरा जाता है, हालाँकि 4s उपच्छद बाहरी है। इस प्रकार का असामान्य भराव 3p कक्षाओं के बाद d-कक्षाओं के कम ऊर्जा स्तरों के कारण होता है।
क्रिस्टल फील्ड सिद्धांत
क्रिस्टल फील्ड सिद्धांत (CFT) d-ब्लॉक तत्वों के रंग और चुंबकीय गुणों को समझाने के लिए एक मॉडल प्रदान करता है। जब लिगैंड्स एक केंद्रीय धातु परमाणु या आयन के निकट आते हैं, तो समान ऊर्जा वाले d-कक्षाएँ दो समूहों में विभाजित हो जाती हैं जिनकी ऊर्जाएँ भिन्न होती हैं। यह स्थिति ऐसे गुणों को जन्म देती है जैसे कि रंग। कई संक्रमण धातु यौगिकों में, इन दोनों समूहों के बीच की ऊर्जा भिन्नता, जिसे क्रिस्टल फील्ड स्प्लिटिंग ऊर्जा कहते हैं, दृश्यमान प्रकाश से मेल खाती है और विशेष रंगों के अवशोषण और उत्सर्जन की संदिशा देती है।
दृश्य उदाहरण:
d-ब्लॉक तत्वों के अनुप्रयोग
- उत्प्रेरण: निकल, प्लैटिनम, और पल्लाडियम जैसी संक्रमण धातुएँ उत्कृष्ट उत्प्रेरक के रूप में कार्य करती हैं। वे प्रतिक्रियाओं के लिए सतह उपलब्ध करवाती हैं जिनपर वे अधिकतम दक्षता के साथ आगे बढ़ सकती हैं।
- मिश्रधातुएँ: निकेल और क्रोमियम जैसी धातुएँ स्टेनलेस स्टील बनाने के लिए उपयोग की जाती हैं, जो निर्माण और निर्माण में महत्वपूर्ण होती हैं।
- जैविक प्रणाली: हीमोग्लोबिन में आयरन महत्वपूर्ण होती है, जो रक्त में ऑक्सीजन के परिवहन की सुविधा प्रदान करती है। कई एंजाइम भी सहकारक के रूप में संक्रमण धातुओं को शामिल करते हैं।
- आभूषण और सिक्के: चांदी और सोना d-ब्लॉक तत्व हैं जो अपनी चमक और संक्षारण प्रतिरोध के कारण आभूषण और सिक्के बनाने में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
f-ब्लॉक तत्व क्या हैं?
f-ब्लॉक तत्वों को अंतर संक्रमण धातुओं के रूप में भी जाना जाता है। वे आवर्त सारणी के निचले भाग में स्थित होते हैं और दो श्रृंखलाओं में होते हैं: लैंथनाइड्स और एक्टिनाइड्स। इन तत्वों में अंतिम इलेक्ट्रॉन f-कक्षा में प्रवेश करता है, इसलिए इन्हें f-ब्लॉक कहा जाता है। वे सामान्यतः मुख्य आवर्त सारणी के नीचे दो अलग पंक्तियों में दिखाई देते हैं।
f-ब्लॉक तत्वों की विशिष्ट विशेषताएँ
- लैंथनाइड्स: इनमें परमाणु संख्या 57 (लैंथेनम) से 71 (लुटेटियम) वाले तत्व शामिल हैं। वे अपनी समान विशेषताओं के लिए प्रसिद्ध हैं, इसलिए इन्हें अक्सर "दुर्लभ पृथ्वी तत्व" कहा जाता है।
- एक्टिनाइड्स: इनमें 89 (एक्टिनियम) से 103 (लॉरेन्सियम) तक के तत्व शामिल हैं। कई एक्टिनाइड्स रेडियोधर्मी होते हैं और इन्हें परमाणु ऊर्जा में उपयोग किया जाता है।
- उच्च विद्युतीय आकर्षणशीलता: f-ब्लॉक तत्व सामान्यतः d-ब्लॉक तत्वों की तुलना में अधिक विद्युतीय आकर्षणशीलता दिखाते हैं।
- जटिल यौगिकों का निर्माण: f-ब्लॉक तत्व जटिल आयनों का निर्माण करते हैं, हालाँकि वे d-ब्लॉक द्वारा बनाए गए समान यौगिकों के समान होते हैं, वे समन्वय संख्या और ज्यामिति में अंतर दिखाते हैं।
f-ब्लॉक तत्वों के उदाहरण
सीरियम (Ce), नियोडाइनियम (Nd), और यूरेनियम (U) f-ब्लॉक तत्वों के उदाहरण हैं। सीरियम का उपयोग सिगरेट लाइटरों के लिए फ्लिंट में किया जाता है, जबकि नियोडाइनियम शक्तिशाली चुम्बकों के निर्माण में महत्वपूर्ण है। यूरेनियम परमाणु रिऐक्टरों और हथियारों के लिए एक महत्वपूर्ण तत्व है।
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास
f-ब्लॉक का अपना विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पैटर्न होता है, जिसे इस प्रकार से दर्शाया जा सकता है [noble gas] (n-2)f 1-14 (n-1)d 0-1 ns 2। आइए इसे यूरेनियम (U) के उदाहरण के साथ देखें:
U: [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2
ऑक्सीकरण अवस्थाएँ
लैंथनाइड्स मुख्यतः +3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं, हालांकि कुछ तत्वों में अन्य अवस्थाएँ भी देखी जाती हैं। एक्टिनाइड्स बहुत व्यापक ऑक्सीकरण अवस्थाओं की सीमा प्रदर्शित करते हैं, अधिकांशतः +3 से +6 के बीच, f, d, और s कक्षाओं के शामिल होने के कारण।
महत्व और अनुप्रयोग
- परमाणु ऊर्जा: यूरेनियम और थोरियम एक्टिनाइड श्रृंखला का हिस्सा हैं और परमाणु रिएक्टरों और ऊर्जा उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
- चुम्बक: नियोडाइनियम को शक्तिशाली स्थायी चुम्बक बनाने में उपयोग किया जाता है, जिनका उपयोग हेडफोन से लेकर मोटर्स तक के विभिन्न अनुप्रयोगों में होता है।
- प्रौद्योगिकी: दुर्लभ पृथ्वी तत्व इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे कि स्मार्टफोन और कंप्यूटर के निर्माण में महत्वपूर्ण हैं।
- ल्यूमिनोफोर उपयोग: कुछ लैंथनाइड्स का उपयोग विभिन्न प्रकाश और प्रदर्शन उपकरणों में फॉस्फोर के रूप में किया जाता है।
आवर्त सारणी की स्थिति
d-ब्लॉक चौथे से सातवें आवर्त और तीसरे से बारहवें समूह में फैला होता है, जबकि f-ब्लॉक को अलग से स्थान दिया जाता है, आमतौर पर मुख्य तालिका के निचले भाग में। आइए उनके स्थान को स्पष्ट करें:
दृश्य तालिका
d-ब्लॉक: केंद्र में स्थित होते हैं, वे s-ब्लॉक और p-ब्लॉक तत्वों को जोड़ते हैं, और मुख्यतः संक्रमणीय विशेषताएँ दिखाते हैं।
f-ब्लॉक: यद्यपि ये अलग से प्रस्तुत किए जाते हैं, वे आदर्श रूप से d-ब्लॉक के साथ अनुक्रम में फिट होते हैं, समूह 3 और 4 के तत्वों के बीच।
समापन अवधारणाएँ
d-ब्लॉक और f-ब्लॉक तत्व गतिशील और बहुआयामी होते हैं, उनकी व्यापक विशेषताएँ और उपयोग होते हैं। ये न केवल रसायन विज्ञान के लिए मौलिक होते हैं, बल्कि विभिन्न आधुनिक प्रौद्योगिकियों और उद्योगों के लिए भी महत्वपूर्ण होते हैं। उनके गुणों और संभावनाओं को समझने से रसायन विज्ञान और संबंधित क्षेत्रों में प्रगति हो सकती है।
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