இலாந்தனைடு குறுக்கம்
இலாந்தனைடுகளின் குறுக்கம் (Lanthanide Contraction) என்பது, வேதியியலில் இலாந்தனைடுகளின் வரிசை அல்லது தொடரில் உள்ள தனிமங்களின் (அணு எண் 57 உடைய இலாந்தனம் முதல் அணு எண் 71 உடைய லியுதேத்தியம் வரை) அயனி ஆரங்கள் இதற்குப் பிறகான ஆஃபினியம் (அணு எண் 72) முதலான தனிமங்களை விடவும் மற்றும் எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விடவும் குறைவாக இருப்பதைக் குறிக்கும் வார்த்தையாகும்.[1] இந்தச் சொல்லானது நார்வே நாட்டு மண்வேதியியலாளர் விக்டர் கோல்டுசுமித் என்பவரால் அவரின் தொடரான ”ஜியோகெமிசுகே வெர்டெயிலங்சுகெசெட்சே” ( Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente) என்ற தொடரில் உருவாக்கப்பட்டு பயன்படுத்தப்பட்டதாகும்.[2]
| தனிமம் | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| அணுவின் இலத்திரன் அமைப்பு (அனைத்தும் [Xe] இலிருந்து தொடங்கும்) |
5d16s2 | 4f15d16s2 | 4f36s2 | 4f46s2 | 4f56s2 | 4f66s2 | 4f76s2 | 4f75d16s2 | 4f96s2 | 4f106s2 | 4f116s2 | 4f126s2 | 4f136s2 | 4f146s2 | 4f145d16s2 |
| Ln3+ இலத்திரன் அமைப்பு |
4f0 | 4f1 | 4f2 | 4f3 | 4f4 | 4f5 | 4f6 | 4f7 | 4f8 | 4f9 | 4f10 | 4f11 | 4f12 | 4f13 |
4f14 |
| Ln3+ ஆரம் (பிமீ) (6-அணைவு) | 103 | 102 | 99 | 98.3 | 97 | 95.8 | 94.7 | 93.8 | 92.3 | 91.2 | 90.1 | 89 | 88 | 86.8 | 86.1 |
காரணம் தொகு
உள்கூட்டிலுள்ள 4f எதிர்மின்னிகளின் சீர்மையற்ற திரை மறைப்பினால் லாந்தனைடு குறுக்கம் உண்டாகிறது. இலாந்தனைடு வரிசையில் உட்கருவின் சுமையும், 4f எதிர்மின்னிகளின் எண்ணிக்கையும் ஒவ்வொரு படியிலும் ஒவ்வொன்றாக கூடுகிறது. இருப்பினும், சீர்மையில்லா திரை மறைப்பினால், உட்கருவின் சுமை அதிகமாகி, 4f உள்கூட்டில் குறுக்கம் ஏற்படுகிறது. இலாந்தனைடு குறுக்கத்தின் 10% (உட்கரு மற்றும் வெளிக்கூட்டில் உள்ள எதிர்மின்னிகள் இவற்றின்) சார்பியல் விளைவின் காரணமாக ஏற்படுவதாகக் கொள்ளப்படுகிறது.[3]
விளைவுகள் தொகு
இலாந்தனைடு குறுக்கத்தின் முக்கியமான விளைவுகள் பின்வருமாறு
- இலாந்தனைடு குறுக்கத்தால் Ln3+ அயனிகளின் கன அளவு அணு எண் அதிகரிக்க, அதிகரிக்க, படிப்படியாக குறைகிறது. பாசான்சு விதிப்படி (Fajans' Rules) Ln3+ அயனிகளின் பருமன் குறைவதால், Ln(OH)3 இல் உள்ள Ln3+ மற்றும் (OH)- அயனிகளுக்கு இடையே உள்ள சகப்பிணைப்புப் பண்பு அதிகமாகிறது. காரத்தன்மை குறைகிறது.
- அயனி ஆரம் படிப்படியாகக் குறைந்து கொண்டே வருகிறது.
- அணு எண் அதிகரிக்க, அதிகரிக்க ஒடுக்கும் காரணியாக செயல்படும் திறனும் குறைகிறது.
- இலாந்தனைடு குறுக்கத்தால் இந்தத் தனிமங்கள் எளிதில் பிரிக்க முடியாத வகையில் இயற்கைக் கனிமங்களில் கிடைக்கின்றன.
பொதுவாக, விக்கர்சு கடினத்தன்மை, பிரினெல் கடினத்தன்மை, அடர்த்தி, உருகுநிலை ஆகியவை இலாந்தனத்திலிருந்து லியுதேத்தியம் வரை அதிகரித்துக் கொண்டே செல்கின்றன. (யூரோப்பியம் மற்றும் இட்டெர்பியம் ஆகியவை விதிவிலக்குகள் ஆகும்) இலாந்தனைடுகளில், லியுதேத்தியமானது, மிகவும் அடர்த்தி வாய்ந்ததும், கடினமானதும் அதிக உருகுநிலையைக் கொண்டதுமான தனிமம் ஆகும்.
| தனிமம் | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
| விக்கர்சு கடினத்தன்மை (மெகாபாசுகல்) | 491 | 270 | 400 | 343 | ? | 412 | 167 | 570 | 863 | 540 | 481 | 589 | 520 | 206 | 1160 |
| பிரினெல் கடினத்தன்மை (மெகாபாசுகல்) | 363 | 412 | 481 | 265 | ? | 441 | ? | ? | 677 | 500 | 746 | 814 | 471 | 343 | 893 |
| அடர்த்தி (கி/செமீ.3) | 6.162 | 6.770 | 6.77 | 7.01 | 7.26 | 7.52 | 5.264 | 7.90 | 8.23 | 8.540 | 8.79 | 9.066 | 9.32 | 6.90 | 9.841 |
| உருகு நிலை (கெல்வின்) | 1193 | 1068 | 1208 | 1297 | 1315 | 1345 | 1099 | 1585 | 1629 | 1680 | 1734 | 1802 | 1818 | 1097 | 1925 |
| அணு ஆரம் (பிமீ) | 187 | 181.8 | 182 | 181 | 183 | 180 | 180 | 180 | 177 | 178 | 176 | 176 | 176 | 176 | 174 |
மேற்கோள்கள் தொகு
- ↑ Jolly, William L. Modern Inorganic Chemistry, McGraw-Hill 1984, p. 22
- ↑ Goldschmidt, Victor M. "Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente", Part V "Isomorphie und Polymorphie der Sesquioxyde.
- ↑ Pekka Pyykko (1988). "Relativistic effects in structural chemistry". Chem. Rev. 88 (3): 563–594. doi:10.1021/cr00085a006.