कैसे समझें परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था
एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास एक तरीका है जो बताता है कि उसके इलेक्ट्रॉन किस प्रकार न्यूक्लियस के चारों ओर विभिन्न ऊर्जा स्तरों और उप-स्तरों में व्यवस्थित हैं। एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास उसकी कई भौतिक और रासायनिक गुणों, जैसे अन्य परमाणुओं के साथ उसकी प्रतिक्रिया, विद्युत का चालन, और एक चुंबकीय क्षेत्र में उसका व्यवहार, आदि को निर्धारित करता है।
इलेक्ट्रॉन क्या है?
एक इलेक्ट्रॉन एक ऋणात्मक आवेशित उप-परमाण्विक कण है जो एक परमाणु के न्यूक्लियस के चारों ओर घूमता है। न्यूक्लियस धनात्मक आवेशित प्रोटोन और निरावेशित न्यूट्रॉन से बना होता है। न्यूक्लियस में प्रोटोनों की संख्या एक तत्व की परमाणु संख्या को निर्धारित करती है, और एक न्यूट्रल परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटोनों की संख्या के बराबर होती है।
इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान प्रोटोन और न्यूट्रॉन की तुलना में बहुत कम होता है, और वे अपने घूर्णन में बहुत तेज चलते हैं। इन घूर्णनों के रास्ते गोलाकार नहीं होते, बल्कि वे इलेक्ट्रॉनों के खोजे जाने की सबसे अधिक संभावना वाले स्थान होते हैं। इन स्थानों को ऑर्बिटल या उप-शेल्स कहा जाता है, और उनके आकार और आकार उनके ऊर्जा स्तर पर निर्भर करते हैं।
ऊर्जा स्तर क्या है?
एक ऊर्जा स्तर एक मुख्य शेल या ऑर्बिट है जो एक या एक से अधिक उप-शेल्स या ऑर्बिटल्स को संग्रहित करता है। एक ऑर्बिटल का ऊर्जा स्तर इसकी न्यूक्लियस से दूरी से निर्धारित होता है: जितना यह निकट होगा, उतना ही कम ऊर्जा; जितना यह दूर होगा, उतना ही अधिक ऊर्जा।
ऊर्जा स्तर 1 से 7 तक नंबरित होते हैं, न्यूक्लियस के सबसे निकट एक से शुरू होते हैं। पहला ऊर्जा स्तर तक 2 इलेक्ट्रॉन, दूसरा तक 8, तीसरा तक 18, और इसी प्रकार आगे तक रख सकता है। ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या की गणना करने का सूत्र 2n^2 है, जहाँ n ऊर्जा स्तर का नंबर है।
उप-शेल क्या है?
एक उप-शेल एक ऊर्जा स्तर का एक उप-विभाजन है जो एक या एक से अधिक ऑर्बिटल्स को एक ही आकार और ऊर्जा के साथ संग्रहित करता है। उप-शेलों को अक्षरों द्वारा नामित किया जाता है: s, p, d, f, g, आदि, जो क्रमशः ऑर्बिटल क्वांटम संख्या 0, 1, 2, 3, 4, आदि के अनुरूप होते हैं। एक ऊर्जा स्तर में उप-शेलों की संख्या ऊर्जा स्तर की संख्या के बराबर होती है: उदाहरण के लिए, पहला ऊर्जा स्तर एक उप-शेल (s) होता है, दूसरा दो (s और p), तीसरा तीन (s, p, और d), और इसी प्रकार आगे।
एक उप-शेल में फिट होने वाले इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 2(2l + 1) द्वारा दी जाती है, जहाँ l ऑर्बिटल क्वांटम संख्या है। उदाहरण के लिए, s उप-शेल तक 2 इलेक्ट्रॉन, p उप-शेल तक 6, d उप-शेल तक 10, और f उप-शेल तक 14 इलेक्ट्रॉन रख सकता है।
ऑर्बिटल क्या है?
एक ऑर्बिटल एक उप-शेल के भीतर एक क्षेत्र है जहाँ एक इलेक्ट्रॉन एक निश्चित संभावना के साथ पाया जा सकता है। एक ऑर्बिटल का आकार और आकार इसके ऊर्जा स्तर और उप-शेल पर निर्भर करता है: उदाहरण के लिए, s ऑर्बिटल गोलाकार होते हैं, p ऑर्बिटल डम्बल-आकार के होते हैं, d ऑर्बिटल क्लोवर-आकार या जटिल-आकार के होते हैं, और f ऑर्बिटल और भी जटिल होते हैं।
प्रत्येक ऑर्बिटल दो इलेक्ट्रॉनों को विपरीत घूर्णन के साथ रख सकता है: एक घड़ी की दिशा में और एक घड़ी की विपरीत दिशा में। घूर्णन इलेक्ट्रॉनों का एक और गुण है जो उनके चुंबकीय व्यवहार पर प्रभाव डालता है।
परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास कैसे लिखें?
एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास तब लिखी जाती है जब सभी अधिकृत उप-शेल्स को उनके इलेक्ट्रॉनों की संख्या के साथ सूचीबद्ध किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन वाले हाइड्रोजन (H) की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s^1 है; दो इलेक्ट्रॉन वाले हीलियम (He) की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s^2 है; तीन इलेक्ट्रॉन वाले लिथियम (Li) की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s^2 2s^1 है; और इसी प्रकार आगे।
उप-शेलों को भरने का क्रम एक नियम के अनुसार होता है, जिसे ऑफबॉ नियम या बनाने का नियम कहा जाता है: इलेक्ट्रॉन सबसे कम ऊर्जा वाले ऑर्बिटल्स में पहले आते हैं और फिर उच्च ऊर्जा वाले ऑर्बिटल्स में चले जाते हैं।
ऑफबॉ नियम कैसे लागू करें?
ऑफबॉ नियम का उपयोग करके एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखने के लिए, हमें इन चरणों का पालन करना होगा:
सबसे कम ऊर्जा वाले ऑर्बिटल से शुरू करें, जो 1s ऑर्बिटल है, और इसमें तक 2 इलेक्ट्रॉन भरें।
अगले सबसे कम ऊर्जा वाले ऑर्बिटल, जो 2s ऑर्बिटल है, पर चलें और इसमें तक 2 इलेक्ट्रॉन भरें।
अगले सबसे कम ऊर्जा वाले ऑर्बिटल, जो 2p ऑर्बिटल है, पर चलें और इसमें तक 6 इलेक्ट्रॉन भरें।
इस प्रक्रिया को जारी रखें जब तक कि परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स में नहीं आते।
इलेक्ट्रॉनिक विन्य
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