गैडोलिनियम क्या है? इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, परमाणु संख्या और द्रव्यमान

गैडोलिनियम क्या है?

गैडोलिनियम एक रासायनिक तत्व है, जिसका परमाणु क्रमांक 64 और प्रतीक Gd है। यह लैंथेनाइड्स के समूह से संबंधित है, और प्रकृति में इसकी सामान्य अवस्था ठोस है। गैडोलिनियम आवर्त सारणी में 64वें स्थान पर स्थित है।

गैडोलिनियम शब्द फिनिश केमिस्ट और भूविज्ञानी जोहान गैडोलिन (Johan Gadolin) के नाम से लिया गया है। गैडोलिन एक वैज्ञानिक थे, जिन्होंने गैडोलिनाइट की खोज की थी।  यह एक चट्टान थी जिसका नाम इसके खोजकर्ता के नाम से आया है।

[ यह भी जानें- कैल्शियम सल्फेट का रासायनिक सूत्र , Cupric Oxide Ka Sutra]

गैडोलिनियम की खोज किसने की थी ?

1794 में जोहान गैडोलिन ने एक चट्टान की खोज की, जिसे बाद में गैडोलिनाइट कहा जाएगा। उन्होंने इस चट्टान की खोज स्वीडन के यटरबी (Ytterby) गांव के आसपास के क्षेत्र में की थी।

इसी चट्टान का, 1880 में, स्विस रसायनज्ञ जीन-चार्ल्स (Jean-Charles) द्वारा अध्ययन किया गया था, जिन्होंने गैडोलिनाइट से प्राप्त नमूनों का स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण किया था। फिर उन्होंने एक रासायनिक तत्व से संबंधित रेखाएँ देखीं, जो उस समय भी अज्ञात थीं।

1886 में जब फ्रांसीसी रसायनज्ञ पॉल एमिल लेकोक (Paul Emile Lecoq) ने गैडोलिनियम को अलग कर दिया था।

[ यह भी जानें- हेनरी का नियम क्या है? ]

गैडोलिनियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

गैडोलिनियम का इलेक्ट्रॉन विन्यास [Xe] 6s² 4f⁷ 5d¹ होता है, जिसे विस्तार से इस प्रकार से लिखा जा सकता है: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁷ 5d¹ 6s² |

गैडोलिनियम परमाणु और Tb⁺¹ , Dy⁺² , Ho⁺³ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होता है।

जलीय घोल में गैडोलिनियम आयन

गैडोलिनियम III आयन (Gd³⁺ ), 3 इलेक्ट्रॉनों की कमी के साथ एक मोनोएटॉमिक धनायन है। यह धातु गैडोलिनियम और एक एसिड के बीच प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

गैडोलिनियम के यौगिक

गैडोलिनियम ऑक्साइड (Gd₂ O₃) गैडोलिनियम के दहन के दौरान उत्पन्न होने वाला ऑक्साइड है।

गैडोलिनियम की उपस्थिति

दुर्लभ मृदा तत्त्व होने के कारण गैडोलिनियम पृथ्वी की पपड़ी में मौजूद है। दुर्लभ मृदा ऑक्साइड अक्सर अयस्क खनन के उप-उत्पाद होते हैं।

गैडोलिनियम की उपस्थिति बहुत काम खनिज में है। वास्तव में, केवल एक ज्ञात खनिज है जिसमें यह मुख्य घटक है: लेपर्सनाइट GD- (Lepersonnite-Gd)। 

गैडोलिनियम निष्कर्षण

गैडोलिनियम को मुख्य रूप से निम्न प्रकार से निकाला जाता है:

• मोनाज़ाइट (Monazite) से जिसका सूत्र है- (Ce, La, Th, Nd, Y) PO₄
• बॉस्टनसाइट (Bastnasite) से जिसका सूत्र है- (Ce, La, Y) CO₃ F

गैडोलिनियम के भौतिक और रासायनिक गुण

• यह कमरे के तापमान पर लचीला और नमनीय (malleable and ductile) है।
• गैडोलिनियम कमरे के तापमान पर एक कॉम्पैक्ट हेक्सागोनल सिस्टम में क्रिस्टलीकृत होने में सक्षम है।
• इसका एक और एलोट्रोपिक रूप भी है, जिसे बीटा फॉर्म भी कहा जाता है। यह बीटा रूप 1508 केल्विन के तापमान पर केंद्रित क्यूबिक क्रिस्टल सिस्टम में क्रिस्टलीकृत होता है।
• शुष्क हवा में यह स्थिर होता है, जबकि गैडोलिनियम नम हवा में तेजी से ऑक्सीकरण करता है।
• यह पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है और तनु अम्लों (dilute acids) में घुलनशील होता है।
• गैडोलिनियम को अक्सर चार लौहचुंबकीय तत्वों में से एक माना जाता है, लेकिन इसका क्यूरी पॉइंट TC बहुत कम है (लगभग 292 K)|
• गैडोलिनियम सभी प्राकृतिक तत्वों में सबसे बड़ी थर्मल न्यूट्रॉन अवशोषण क्षमता वाला धातु है।

गैडोलिनियम के उपयोग

गैडोलिनियम का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है:

• मिश्र धातु क्रोमियम स्टील की कठोरता और इसके गुणों में सुधार के लिए गैडोलिनियम को इसमें मिलाया जा सकता है।
• कैथोड रे ट्यूब में गैडोलिनियम का उपयोग धीमी रोशनी देने वाले पदार्थ के रूप में किया जाता है।
• गैडोलिनियम-गैलियम गार्नेट (GGG), सूत्र Gd₃ Ga₅ O₁₂ का उपयोग लेज़रों के निर्माण के लिए किया जाता है। लेजर शक्ति को नियोडिमियम, येटरबियम या डिस्प्रोसियम के साथ मिलाके बढ़ाया जा सकता है।
• गैडोलिनियम-गैलियम गार्नेट का उपयोग पतली फिल्म माइक्रोवेव घटकों के निर्माण में भी किया जाता है।
• गैडोलिनियम का प्रयोग सुपरकंडक्टिंग मिश्र धातुओं के उत्पादन में भी किया जाता है।
• वर्तमान में, नियोडिमियम और गैडोलिनियम-गैलियम गार्नेट का उपयोग करके एक्स-रे लेजर विकसित करने का काम किया जा रहा है।

जानिए आवर्त सारणी के अन्य तत्वों के बारे में- ऑक्सीजन, नियॉन, पोटैशियम