एक परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यासएक सूत्र है जो एक परमाणु में स्तरों और उपस्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था को दर्शाता है। लेख का अध्ययन करने के बाद, आपको पता चलेगा कि इलेक्ट्रॉन कहाँ और कैसे स्थित हैं, क्वांटम संख्याओं से परिचित हों और किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को उसकी संख्या से बनाने में सक्षम हों, लेख के अंत में तत्वों की एक तालिका है।
तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास का अध्ययन क्यों करते हैं?
परमाणु एक कंस्ट्रक्टर की तरह होते हैं: एक निश्चित संख्या में भाग होते हैं, वे एक दूसरे से भिन्न होते हैं, लेकिन एक ही प्रकार के दो भाग बिल्कुल समान होते हैं। लेकिन यह कंस्ट्रक्टर प्लास्टिक वाले की तुलना में बहुत अधिक दिलचस्प है, और यहाँ क्यों है। आस-पास कौन है इसके आधार पर कॉन्फ़िगरेशन बदलता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन के बाद ऑक्सीजन शायदसोडियम के बगल में गैस में, पानी में बदल जाता है, और लोहे के बगल में इसे पूरी तरह से जंग में बदल देता है। इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए कि ऐसा क्यों होता है और एक परमाणु के दूसरे परमाणु के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन का अध्ययन करना आवश्यक है, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी।
एक परमाणु में कितने इलेक्ट्रॉन होते हैं?
एक परमाणु में एक नाभिक और उसके चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं, नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। तटस्थ अवस्था में, प्रत्येक परमाणु में उतने ही इलेक्ट्रॉन होते हैं जितने उसके नाभिक में प्रोटॉन होते हैं। प्रोटॉन की संख्या को तत्व की क्रम संख्या द्वारा इंगित किया गया था, उदाहरण के लिए, सल्फर में 16 प्रोटॉन होते हैं - आवधिक प्रणाली का 16वां तत्व। सोने में 79 प्रोटॉन होते हैं - आवर्त सारणी का 79वां तत्व। तदनुसार, तटस्थ अवस्था में सल्फर में 16 इलेक्ट्रॉन और सोने में 79 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
इलेक्ट्रॉन की तलाश कहाँ करें?
एक इलेक्ट्रॉन के व्यवहार को देखते हुए, कुछ पैटर्न प्राप्त किए गए, उन्हें क्वांटम संख्याओं द्वारा वर्णित किया गया है, उनमें से कुल चार हैं:
- मुख्य क्वांटम संख्या
- कक्षीय क्वांटम संख्या
- चुंबकीय क्वांटम संख्या
- स्पिन क्वांटम संख्या
कक्षा का
इसके अलावा, ऑर्बिट शब्द के बजाय, हम "ऑर्बिटल" शब्द का उपयोग करेंगे, ऑर्बिटल इलेक्ट्रॉन का तरंग कार्य है, मोटे तौर पर - यह वह क्षेत्र है जिसमें इलेक्ट्रॉन 90% समय व्यतीत करता है।
एन - स्तर
एल - खोल
एम एल - कक्षीय संख्या
एम एस - कक्षीय में पहला या दूसरा इलेक्ट्रॉन
कक्षीय क्वांटम संख्या एल
इलेक्ट्रॉन क्लाउड के अध्ययन के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि ऊर्जा के स्तर के आधार पर, क्लाउड चार मुख्य रूप लेता है: एक गेंद, डम्बल और अन्य दो, अधिक जटिल। ऊर्जा के आरोही क्रम में इन रूपों को s-, p-, d- और f-कोश कहा जाता है। इनमें से प्रत्येक कोश में 1 (ऑन एस), 3 (ऑन पी), 5 (ऑन डी) और 7 (ऑन एफ) ऑर्बिटल्स हो सकते हैं। कक्षीय क्वांटम संख्या वह खोल है जिस पर कक्षाएँ स्थित हैं। एस, पी, डी और एफ ऑर्बिटल्स के लिए कक्षीय क्वांटम संख्या क्रमशः 0,1,2 या 3 मान लेती है।
एस-खोल पर एक कक्षीय (एल = 0) - दो इलेक्ट्रॉन
पी-शेल (एल = 1) - छह इलेक्ट्रॉनों पर तीन ऑर्बिटल्स हैं
डी-शेल (एल = 2) - दस इलेक्ट्रॉनों पर पांच ऑर्बिटल्स हैं
f-शेल - चौदह इलेक्ट्रॉनों पर सात ऑर्बिटल्स (L = 3) हैं
चुंबकीय क्वांटम संख्या एम एल
p-शेल पर तीन ऑर्बिटल्स हैं, उन्हें -L से +L तक की संख्या से दर्शाया जाता है, यानी p-शेल (L=1) के लिए "-1", "0" और "1" ऑर्बिटल्स हैं। . चुंबकीय क्वांटम संख्या को अक्षर m l द्वारा निरूपित किया जाता है।
शेल के अंदर, इलेक्ट्रॉनों के लिए अलग-अलग ऑर्बिटल्स में स्थित होना आसान होता है, इसलिए पहले इलेक्ट्रॉन प्रत्येक ऑर्बिटल के लिए एक को भरते हैं, और फिर इसकी जोड़ी को प्रत्येक में जोड़ा जाता है।
एक डी-शेल पर विचार करें:
डी-शेल एल = 2 के मान से मेल खाता है, यानी पांच ऑर्बिटल्स (-2, -1,0,1 और 2), पहले पांच इलेक्ट्रॉन शेल को भरते हैं, एम एल = -2 मान लेते हैं, एम एल = -1, एम एल = 0, एम एल = 1, एम एल = 2।
स्पिन क्वांटम संख्या एम एस
स्पिन अपनी धुरी के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन के घूमने की दिशा है, दो दिशाएँ हैं, इसलिए स्पिन क्वांटम संख्या के दो मान हैं: +1/2 और -1/2। विपरीत चक्रण वाले केवल दो इलेक्ट्रॉन समान ऊर्जा उपस्तर पर हो सकते हैं। स्पिन क्वांटम संख्या को m s निरूपित किया जाता है
प्रधान क्वांटम संख्या n
मुख्य क्वांटम संख्या ऊर्जा स्तर है, इस समय सात ऊर्जा स्तर ज्ञात हैं, प्रत्येक को एक अरबी अंक द्वारा दर्शाया गया है: 1,2,3,...7। प्रत्येक स्तर पर गोले की संख्या स्तर संख्या के बराबर होती है: पहले स्तर पर एक खोल होता है, दूसरे पर दो, और इसी तरह।
इलेक्ट्रॉन संख्या
तो, किसी भी इलेक्ट्रॉन को चार क्वांटम संख्याओं द्वारा वर्णित किया जा सकता है, इन संख्याओं का संयोजन इलेक्ट्रॉन की प्रत्येक स्थिति के लिए अद्वितीय है, पहले इलेक्ट्रॉन को लेते हैं, सबसे कम ऊर्जा स्तर N = 1 है, एक खोल पहले स्तर पर स्थित है, किसी भी स्तर पर पहला खोल एक गेंद (s -shell) के आकार का होता है, अर्थात। एल = 0, चुंबकीय क्वांटम संख्या केवल एक मान ले सकती है, एम एल = 0 और स्पिन +1/2 के बराबर होगी। यदि हम पाँचवाँ इलेक्ट्रॉन (जो भी परमाणु में है) लेते हैं, तो इसके लिए मुख्य क्वांटम संख्याएँ होंगी: N=2, L=1, M=-1, spin 1/2।
रासायनिक तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों का उपयोग करके ऊर्जा के गोले या स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों का स्थान दर्ज किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक सूत्र या विन्यास किसी तत्व के परमाणु की संरचना का प्रतिनिधित्व करने में मदद करते हैं।
परमाणु की संरचना
सभी तत्वों के परमाणुओं में एक धनात्मक आवेशित नाभिक और ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन होते हैं जो नाभिक के चारों ओर स्थित होते हैं।
इलेक्ट्रॉन विभिन्न ऊर्जा स्तरों पर होते हैं। एक इलेक्ट्रॉन नाभिक से जितना दूर होता है, उसकी ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है। ऊर्जा स्तर का आकार परमाणु कक्षा या कक्षीय बादल के आकार से निर्धारित होता है। यह वह स्थान है जिसमें इलेक्ट्रॉन चलता है।
चावल। 1. परमाणु की सामान्य संरचना।
ऑर्बिटल्स के विभिन्न ज्यामितीय विन्यास हो सकते हैं:
- एस-ऑर्बिटल्स- गोलाकार;
- पी-, डी और एफ-ऑर्बिटल्स- डंबल के आकार का, अलग-अलग विमानों में लेटा हुआ।
किसी भी परमाणु के पहले ऊर्जा स्तर पर हमेशा दो इलेक्ट्रॉनों वाला एक एस-ऑर्बिटल होता है (अपवाद हाइड्रोजन है)। दूसरे स्तर से शुरू करते हुए, s- और p-ऑर्बिटल्स समान स्तर पर हैं।
चावल। 2. एस-, पी-, डी और एफ-ऑर्बिटल्स।
ऑर्बिटल्स उन पर इलेक्ट्रॉनों के स्थान की परवाह किए बिना मौजूद हैं और उन्हें भरा या खाली किया जा सकता है।
सूत्र प्रविष्टि
रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्नलिखित सिद्धांतों के अनुसार लिखे गए हैं:
- प्रत्येक ऊर्जा स्तर एक क्रम संख्या से मेल खाता है, जिसे एक अरबी अंक द्वारा दर्शाया जाता है;
- संख्या के बाद कक्षीय को दर्शाने वाला एक अक्षर होता है;
- अक्षर के ऊपर एक सुपरस्क्रिप्ट लिखा होता है, जो ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के अनुरूप होता है।
रिकॉर्डिंग उदाहरण:
- कैल्शियम -
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2;
- ऑक्सीजन -
1s 2 2s 2 2p 4;
- कार्बन
1s 2 2s 2 2p 2 .
आवर्त सारणी इलेक्ट्रॉनिक सूत्र को लिखने में मदद करती है। ऊर्जा स्तरों की संख्या अवधि की संख्या से मेल खाती है। तत्व की संख्या एक परमाणु के आवेश और इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करती है। समूह संख्या इंगित करती है कि बाहरी स्तर में कितने वैलेंस इलेक्ट्रॉन हैं।
आइए ना को एक उदाहरण के रूप में लेते हैं। सोडियम पहले समूह में, तीसरे आवर्त में 11वें नंबर पर है। इसका मतलब यह है कि सोडियम परमाणु में एक धनात्मक आवेशित नाभिक होता है (इसमें 11 प्रोटॉन होते हैं), जिसके चारों ओर 11 इलेक्ट्रॉन तीन ऊर्जा स्तरों पर स्थित होते हैं। बाहरी स्तर में एक इलेक्ट्रॉन होता है।
याद रखें कि पहले ऊर्जा स्तर में दो इलेक्ट्रॉनों के साथ एक एस-ऑर्बिटल होता है, और दूसरे में एस- और पी-ऑर्बिटल्स होते हैं। यह स्तर भरने और पूरा रिकॉर्ड प्राप्त करने के लिए बनी हुई है:
11 ना) 2) 8) 1 या 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .
सुविधा के लिए, तत्व के इलेक्ट्रॉनिक फ़ार्मुलों की विशेष तालिकाएँ बनाई गई हैं। दीर्घ आवर्त सारणी में तत्वों की प्रत्येक कोशिका में सूत्र भी दर्शाए गए हैं।
चावल। 3. इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों की तालिका।
संक्षिप्तता के लिए, तत्वों को वर्गाकार कोष्ठकों में लिखा जाता है, जिसका इलेक्ट्रॉनिक सूत्र तत्व सूत्र की शुरुआत के साथ मेल खाता है। उदाहरण के लिए, मैग्नीशियम का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 3s 2 है, नियॉन 1s 2 2s 2 2p 6 है। इसलिए, मैग्नीशियम का पूर्ण सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 है। 4.6। कुल प्राप्त रेटिंग: 195।
- पहले हम रसायन का चिह्न लिखते हैं। तत्व, जहां चिह्न के नीचे बाईं ओर हम इसकी क्रम संख्या इंगित करते हैं।
- इसके अलावा, उस अवधि की संख्या से (जिससे तत्व) हम ऊर्जा स्तरों की संख्या निर्धारित करते हैं और रासायनिक तत्व के संकेत के आगे इस तरह के कई चाप खींचते हैं।
- फिर समूह संख्या के अनुसार चाप के नीचे बाहरी स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या लिखी जाती है।
- पहले स्तर पर, अधिकतम संभव 2e है, दूसरे पर यह पहले से ही 8 है, तीसरे पर - 18 के रूप में। हम संख्याओं को संबंधित चाप के नीचे रखना शुरू करते हैं।
- अंत से पहले के स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना निम्नानुसार की जानी चाहिए: पहले से चिपकाए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को तत्व की क्रम संख्या से घटाया जाता है।
- यह हमारे सर्किट को इलेक्ट्रॉनिक सूत्र में बदलने के लिए बनी हुई है:
- हम रासायनिक तत्व और उसकी क्रम संख्या लिखते हैं। संख्या परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को दर्शाती है।
- हम एक सूत्र बनाते हैं। ऐसा करने के लिए, आपको ऊर्जा स्तरों की संख्या का पता लगाने की आवश्यकता है, तत्व की अवधि की संख्या निर्धारित करने का आधार लिया गया है।
- हम स्तरों को उप-स्तरों में विभाजित करते हैं।
नीचे आप रासायनिक तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक फ़ार्मुलों को सही ढंग से बनाने का एक उदाहरण देख सकते हैं।
- पहले हम एस-सबलेवल भरते हैं, और फिर पी-, डीबी एफ-सबलेवल;
- क्लेचकोवस्की नियम के अनुसार, इलेक्ट्रॉन इन ऑर्बिटल्स की बढ़ती ऊर्जा के क्रम में ऑर्बिटल्स भरते हैं;
- हंड के नियम के अनुसार, एक उपस्तर के भीतर इलेक्ट्रॉन एक समय में एक मुक्त कक्षा में रहते हैं, और फिर जोड़े बनाते हैं;
- पाउली सिद्धांत के अनुसार, एक कक्षीय में 2 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं।
एक रासायनिक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र से पता चलता है कि एक परमाणु में कितने इलेक्ट्रॉन परतें और कितने इलेक्ट्रॉन निहित हैं और वे परतों पर कैसे वितरित किए जाते हैं।
रासायनिक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र को संकलित करने के लिए, आपको आवर्त सारणी को देखने और इस तत्व के लिए प्राप्त जानकारी का उपयोग करने की आवश्यकता है। आवर्त सारणी में तत्व की क्रम संख्या परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाती है। इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या अवधि संख्या से मेल खाती है, अंतिम इलेक्ट्रॉन परत में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या से मेल खाती है।
यह याद रखना चाहिए कि पहली परत में अधिकतम 2 1s2 इलेक्ट्रॉन हैं, दूसरी - अधिकतम 8 (दो s और छह p: 2s2 2p6), तीसरी - अधिकतम 18 (दो s, छह p, और दस) डी: 3 एस 2 3 पी 6 3 डी 10)।
उदाहरण के लिए, कार्बन का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र: C 1s2 2s2 2p2 (सीरियल नंबर 6, पीरियड नंबर 2, ग्रुप नंबर 4)।
सोडियम का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र: Na 1s2 2s2 2p6 3s1 (सीरियल नंबर 11, पीरियड नंबर 3, ग्रुप नंबर 1)।
इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखने की शुद्धता की जांच करने के लिए, आप साइट www.alhimikov.net पर देख सकते हैं।
पहली नज़र में रासायनिक तत्वों का एक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र तैयार करना एक जटिल कार्य की तरह लग सकता है, लेकिन यदि आप निम्नलिखित योजना का पालन करते हैं तो सब कुछ स्पष्ट हो जाएगा:
- पहले ऑर्बिटल्स लिखें
- हम ऑर्बिटल्स के सामने संख्याएँ डालते हैं जो ऊर्जा स्तर की संख्या को दर्शाती हैं। ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या निर्धारित करने के सूत्र को न भूलें: N=2n2
और ऊर्जा स्तरों की संख्या कैसे पता करें? बस आवर्त सारणी को देखें: यह संख्या उस अवधि की संख्या के बराबर है जिसमें यह तत्व स्थित है।
- ऑर्बिटल आइकन के ऊपर हम एक नंबर लिखते हैं जो इस ऑर्बिटल में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करता है।
उदाहरण के लिए, स्कैंडियम का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र इस तरह दिखेगा।
रासायनिक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र को संकलित करने का कार्य सबसे आसान नहीं है।
तो, तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक फ़ार्मुलों को संकलित करने के लिए एल्गोरिथम इस प्रकार है:
यहाँ कुछ रासायनिक तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र दिए गए हैं:
आपको रासायनिक तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों को इस तरह से बनाने की आवश्यकता है: आपको आवर्त सारणी में तत्व की संख्या को देखने की आवश्यकता है, इस प्रकार यह पता लगाना है कि इसमें कितने इलेक्ट्रॉन हैं। फिर आपको स्तरों की संख्या का पता लगाने की आवश्यकता है, जो अवधि के बराबर है। फिर उपस्तरों को लिखा और भरा जाता है:
सबसे पहले, आपको आवर्त सारणी के अनुसार परमाणुओं की संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है।
एक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र संकलित करने के लिए, आपको मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली की आवश्यकता होगी। वहां अपना रासायनिक तत्व खोजें और अवधि देखें - यह ऊर्जा स्तरों की संख्या के बराबर होगा। समूह संख्या संख्यात्मक रूप से अंतिम स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के अनुरूप होगी। तत्व संख्या मात्रात्मक रूप से उसके इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होगी। आपको यह भी स्पष्ट रूप से जानना होगा कि पहले स्तर पर अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन हैं, दूसरे पर 8 और तीसरे पर 18 हैं।
ये मुख्य आकर्षण हैं। इसके अलावा, इंटरनेट पर (हमारी वेबसाइट सहित) आप प्रत्येक तत्व के लिए तैयार इलेक्ट्रॉनिक फॉर्मूले के साथ जानकारी पा सकते हैं, जिससे आप स्वयं जांच कर सकते हैं।
रासायनिक तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक फ़ार्मुलों का संकलन एक बहुत ही जटिल प्रक्रिया है, आप विशेष तालिकाओं के बिना नहीं कर सकते हैं, और आपको सूत्रों के पूरे समूह का उपयोग करने की आवश्यकता है। संक्षेप में, आपको इन चरणों से गुजरना होगा:
एक कक्षीय आरेख तैयार करना आवश्यक है जिसमें एक दूसरे से इलेक्ट्रॉनों के बीच अंतर की अवधारणा होगी। आरेख में ऑर्बिटल्स और इलेक्ट्रॉनों को हाइलाइट किया गया है।
इलेक्ट्रॉन स्तरों में नीचे से ऊपर तक भरे होते हैं और कई उपस्तर होते हैं।
तो पहले हम किसी दिए गए परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या का पता लगाते हैं।
हम एक निश्चित योजना के अनुसार सूत्र भरते हैं और इसे लिखते हैं - यह इलेक्ट्रॉनिक सूत्र होगा।
उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन के लिए, यह सूत्र इस तरह दिखता है, पहले हम इलेक्ट्रॉनों से निपटते हैं:
और सूत्र लिखिए:
समझ में रासायनिक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र को संकलित करने का सिद्धांत, पहले आपको आवर्त सारणी में संख्या द्वारा परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है। उसके बाद, आपको उस अवधि की संख्या के आधार पर ऊर्जा स्तरों की संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है जिसमें तत्व स्थित है।
उसके बाद, स्तरों को उपस्तरों में विभाजित किया जाता है, जो कम से कम ऊर्जा के सिद्धांत के आधार पर इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं।
उदाहरण के लिए, यहाँ देखकर आप अपने तर्क की सत्यता की जाँच कर सकते हैं।
एक रासायनिक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र को संकलित करके, आप यह पता लगा सकते हैं कि किसी विशेष परमाणु में कितने इलेक्ट्रॉन और इलेक्ट्रॉन परतें हैं, साथ ही परतों के बीच उनका वितरण किस क्रम में है।
आरंभ करने के लिए, हम आवर्त सारणी के अनुसार तत्व की क्रम संख्या निर्धारित करते हैं, यह इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाती है। इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या अवधि संख्या को इंगित करती है, और परमाणु की अंतिम परत में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या से मेल खाती है।
परमाणु की रचना।
परमाणु बना होता है परमाणु नाभिकऔर इलेक्ट्रॉन कवच.
एक परमाणु का नाभिक प्रोटॉन से बना होता है ( पी +) और न्यूट्रॉन ( एन 0). अधिकांश हाइड्रोजन परमाणुओं में एक एकल प्रोटॉन नाभिक होता है।
प्रोटॉन की संख्या एन(पी +) परमाणु प्रभार के बराबर है ( जेड) और तत्वों की प्राकृतिक श्रृंखला में तत्वों की क्रमिक संख्या (और तत्वों की आवधिक प्रणाली में)।
एन(पी +) = जेड
न्यूट्रॉन की संख्या का योग एन(एन 0), केवल पत्र द्वारा निरूपित एन, और प्रोटॉन की संख्या जेडबुलाया जन अंकऔर पत्र के साथ चिह्नित है ए.
ए = जेड + एन
एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं ( इ -).
इलेक्ट्रॉनों की संख्या एन(इ-) एक तटस्थ परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है जेडमूलतः।
एक प्रोटॉन का द्रव्यमान लगभग एक न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के बराबर होता है और एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का 1840 गुना होता है, इसलिए एक परमाणु का द्रव्यमान व्यावहारिक रूप से नाभिक के द्रव्यमान के बराबर होता है।
परमाणु का आकार गोलाकार होता है। नाभिक की त्रिज्या परमाणु की त्रिज्या से लगभग 100,000 गुना छोटी होती है।
रासायनिक तत्व- एक ही परमाणु आवेश (नाभिक में प्रोटॉन की समान संख्या के साथ) के परमाणुओं का प्रकार (परमाणुओं का समूह)।
आइसोटोप- नाभिक में न्यूट्रॉन की समान संख्या वाले एक तत्व के परमाणुओं का एक समूह (या एक प्रकार के परमाणु जिनमें प्रोटॉन की समान संख्या और नाभिक में न्यूट्रॉन की समान संख्या होती है)।
अलग-अलग समस्थानिक अपने परमाणुओं के नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।
एकल परमाणु या समस्थानिक का पदनाम: (ई - तत्व प्रतीक), उदाहरण के लिए:।
परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना
परमाणु कक्षीयएक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति है। कक्षीय प्रतीक - . प्रत्येक कक्षीय एक इलेक्ट्रॉन बादल से मेल खाता है।
जमीनी (अप्रकाशित) अवस्था में वास्तविक परमाणुओं के ऑर्बिटल्स चार प्रकार के होते हैं: एस, पी, डीऔर एफ.
इलेक्ट्रॉनिक बादल- अंतरिक्ष का वह भाग जिसमें 90 (या अधिक) प्रतिशत की संभावना के साथ एक इलेक्ट्रॉन पाया जा सकता है।
टिप्पणी: कभी-कभी "परमाणु कक्षीय" और "इलेक्ट्रॉन क्लाउड" की अवधारणाओं को अलग नहीं किया जाता है, दोनों को "परमाणु कक्षीय" कहा जाता है।
एक परमाणु का इलेक्ट्रॉन खोल स्तरित होता है। इलेक्ट्रॉनिक परतसमान आकार के इलेक्ट्रॉन बादलों द्वारा निर्मित। एक परत रूप के कक्षक इलेक्ट्रॉनिक ("ऊर्जा") स्तर, उनकी ऊर्जा हाइड्रोजन परमाणु के लिए समान है, लेकिन अन्य परमाणुओं के लिए भिन्न है।
समान स्तर के कक्षकों को समूहीकृत किया जाता है इलेक्ट्रॉनिक (ऊर्जा)उपस्तर:
एस- सबलेवल (एक के होते हैं एस-ऑर्बिटल्स), प्रतीक -।
पीउपस्तर (तीन से मिलकर बनता है पी
डीउपस्तर (पांच से मिलकर बनता है डी-ऑर्बिटल्स), प्रतीक -।
एफउपस्तर (सात से मिलकर बनता है एफ-ऑर्बिटल्स), प्रतीक -।
समान उपस्तर के कक्षकों की ऊर्जा समान होती है।
उपस्तरों को निर्दिष्ट करते समय, परत की संख्या (इलेक्ट्रॉनिक स्तर) को उपस्तर प्रतीक में जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए: 2 एस, 3पी, 5डीसाधन एस- दूसरे स्तर का सबलेवल, पी- तीसरे स्तर का सबलेवल, डी- पांचवें स्तर का सबलेवल।
एक स्तर में उपस्तरों की कुल संख्या स्तर संख्या के बराबर होती है एन. एक स्तर में कक्षकों की कुल संख्या है एन 2. इस प्रकार एक परत में बादलों की कुल संख्या भी होती है एन 2 .
पदनाम: - मुक्त कक्षीय (इलेक्ट्रॉनों के बिना), - एक अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन के साथ कक्षीय, - एक इलेक्ट्रॉन युग्म के साथ कक्षीय (दो इलेक्ट्रॉनों के साथ)।
जिस क्रम में इलेक्ट्रॉन एक परमाणु की कक्षाओं को भरते हैं वह प्रकृति के तीन नियमों द्वारा निर्धारित किया जाता है (योगों को सरल तरीके से दिया गया है):
1. कम से कम ऊर्जा का सिद्धांत - ऑर्बिटल्स की बढ़ती ऊर्जा के क्रम में इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स भरते हैं।
2. पाउली का सिद्धांत - एक कक्षक में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते।
3. हंड का नियम - उपस्तर के भीतर, इलेक्ट्रॉन पहले मुक्त कक्षकों (एक समय में एक) को भरते हैं, और उसके बाद ही वे इलेक्ट्रॉन युग्म बनाते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक स्तर (या इलेक्ट्रॉनिक परत) में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 2 है एन 2 .
ऊर्जा द्वारा उपस्तरों का वितरण आगे व्यक्त किया गया है (बढ़ती ऊर्जा के क्रम में):
1एस, 2एस, 2पी, 3एस, 3पी, 4एस, 3डी, 4पी, 5एस, 4डी, 5पी, 6एस, 4एफ, 5डी, 6पी, 7एस, 5एफ, 6डी, 7पी ...
नेत्रहीन, यह क्रम ऊर्जा आरेख द्वारा व्यक्त किया गया है:
स्तरों, उपस्तरों और कक्षाओं (परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास) द्वारा एक परमाणु के इलेक्ट्रॉनों का वितरण एक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र, एक ऊर्जा आरेख, या अधिक सरलता से, इलेक्ट्रॉनिक परतों के आरेख ("इलेक्ट्रॉनिक आरेख") के रूप में चित्रित किया जा सकता है। .
परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के उदाहरण:
अणु की संयोजन क्षमता- एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन जो रासायनिक बंधों के निर्माण में भाग ले सकते हैं। किसी भी परमाणु के लिए, ये सभी बाहरी इलेक्ट्रॉन और पूर्व-बाहरी इलेक्ट्रॉन हैं जिनकी ऊर्जा बाहरी की तुलना में अधिक है। उदाहरण के लिए: Ca परमाणु में 4 बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं एस 2, वे वैलेंस भी हैं; Fe परमाणु में बाह्य इलेक्ट्रॉन होते हैं - 4 एस 2 लेकिन उसके पास 3 है डी 6, इसलिए लोहे के परमाणु में 8 वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं। कैल्शियम परमाणु का वैलेंस इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 4 है एस 2, और लोहे के परमाणु - 4 एस 2 3डी 6 .
डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली
(रासायनिक तत्वों की प्राकृतिक प्रणाली)
रासायनिक तत्वों का आवधिक नियम(आधुनिक सूत्रीकरण): रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही उनके द्वारा गठित सरल और जटिल पदार्थ, परमाणु नाभिक से आवेश के मूल्य पर आवधिक निर्भरता में होते हैं।
आवधिक प्रणाली- आवधिक कानून की चित्रमय अभिव्यक्ति।
रासायनिक तत्वों की प्राकृतिक श्रेणी- कई रासायनिक तत्व, उनके परमाणुओं के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या में वृद्धि के अनुसार व्यवस्थित होते हैं, या जो समान है, इन परमाणुओं के नाभिक के आवेशों में वृद्धि के अनुसार। इस श्रृंखला में एक तत्व की क्रम संख्या इस तत्व के किसी परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के बराबर है।
रासायनिक तत्वों की तालिका का निर्माण रासायनिक तत्वों की प्राकृतिक श्रृंखला में "काट" करके किया जाता है अवधि(तालिका की क्षैतिज पंक्तियाँ) और परमाणुओं की समान इलेक्ट्रॉनिक संरचना वाले तत्वों के समूह (तालिका के लंबवत स्तंभ)।
तत्वों को समूहों में कैसे संयोजित किया जाता है, इसके आधार पर एक तालिका हो सकती है लंबी अवधि(समान संख्या और वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के प्रकार वाले तत्व समूहों में एकत्र किए जाते हैं) और लघु अवधि(समान इलेक्ट्रॉनों की संख्या वाले तत्व समूहों में एकत्र किए जाते हैं)।
अल्पावधि सारणी के समूहों को उपसमूहों में बांटा गया है ( मुख्यऔर दुष्प्रभाव), लंबी अवधि की तालिका के समूहों के साथ मेल खाता है।
एक ही अवधि के तत्वों के सभी परमाणुओं में समान अवधि की संख्या के बराबर इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या समान होती है।
अवधियों में तत्वों की संख्या: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32। आठवीं अवधि के अधिकांश तत्व कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए थे, इस अवधि के अंतिम तत्वों को अभी तक संश्लेषित नहीं किया गया है। पहले को छोड़कर सभी आवर्त एक क्षार धातु बनाने वाले तत्व (Li, Na, K, आदि) से शुरू होते हैं और एक महान गैस बनाने वाले तत्व (He, Ne, Ar, Kr, आदि) के साथ समाप्त होते हैं।
छोटी अवधि की तालिका में - आठ समूह, जिनमें से प्रत्येक को दो उपसमूहों (मुख्य और द्वितीयक) में विभाजित किया गया है, लंबी अवधि की तालिका में - सोलह समूह, जिन्हें रोमन अंकों में अक्षर A या B के साथ गिना जाता है, उदाहरण के लिए: IA, IIIB, के माध्यम से, VIIB। दीर्घ आवर्त सारणी का समूह IA लघु आवर्त सारणी के पहले समूह के मुख्य उपसमूह से मेल खाता है; समूह VIIB - सातवें समूह का द्वितीयक उपसमूह: बाकी - इसी तरह।
रासायनिक तत्वों के गुण स्वाभाविक रूप से समूहों और अवधियों में बदलते हैं।
अवधियों में (बढ़ती क्रम संख्या के साथ)
- परमाणु प्रभार बढ़ता है
- बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है,
- परमाणुओं की त्रिज्या घट जाती है,
- नाभिक के साथ इलेक्ट्रॉनों की बंधन शक्ति बढ़ जाती है (आयनीकरण ऊर्जा),
- वैद्युतीयऋणात्मकता बढ़ती है।
- सरल पदार्थों के ऑक्सीकरण गुणों को बढ़ाया जाता है ("गैर-धात्विकता"),
- सरल पदार्थों के कम करने वाले गुण ("धात्विकता") कमजोर हो जाते हैं,
- हाइड्रॉक्साइड्स और संबंधित ऑक्साइड्स के मूल चरित्र को कमजोर करता है,
- हाइड्रॉक्साइड्स और संबंधित ऑक्साइड्स का अम्लीय चरित्र बढ़ जाता है।
समूहों में (बढ़ती क्रम संख्या के साथ)
- परमाणु प्रभार बढ़ता है
- परमाणुओं की त्रिज्या बढ़ जाती है (केवल ए-समूहों में),
- इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के बीच बंधन की ताकत कम हो जाती है (आयनीकरण ऊर्जा; केवल ए-समूहों में),
- इलेक्ट्रोनगेटिविटी घट जाती है (केवल ए-समूहों में),
- सरल पदार्थों के ऑक्सीकरण गुणों को कमजोर करना ("गैर-धात्विकता"; केवल ए-समूहों में),
- सरल पदार्थों के अपचायक गुणों में वृद्धि होती है ("धात्विकता"; केवल ए-समूहों में),
- हाइड्रॉक्साइड्स और संबंधित ऑक्साइड्स का मूल चरित्र बढ़ता है (केवल ए-समूहों में),
- हाइड्रॉक्साइड्स की अम्लीय प्रकृति और संबंधित ऑक्साइड कमजोर होते हैं (केवल ए-समूहों में),
- हाइड्रोजन यौगिकों की स्थिरता कम हो जाती है (उनकी कम करने वाली गतिविधि बढ़ जाती है; केवल ए-समूहों में)।
"विषय 9" विषय पर कार्य और परीक्षण। "परमाणु की संरचना। डी. आई. मेंडेलीव (पीएससीई) के रासायनिक तत्वों की आवधिक कानून और आवधिक प्रणाली"।
- आवधिक कानून - आवधिक कानून और परमाणुओं की संरचना ग्रेड 8-9
आपको पता होना चाहिए: इलेक्ट्रॉनों के साथ ऑर्बिटल्स भरने के नियम (न्यूनतम ऊर्जा का सिद्धांत, पाउली का सिद्धांत, हुंड का नियम), तत्वों की आवधिक प्रणाली की संरचना।आपको सक्षम होना चाहिए: आवधिक प्रणाली में एक तत्व की स्थिति से परमाणु की संरचना निर्धारित करें, और, इसके विपरीत, आवधिक प्रणाली में एक तत्व को ढूंढें, इसकी संरचना को जानें; संरचना आरेख, एक परमाणु, आयन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, और, इसके विपरीत, आरेख और इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन से पीएससीई में एक रासायनिक तत्व की स्थिति निर्धारित करें; पीएससीई में इसकी स्थिति के अनुसार तत्व और इसके बनने वाले पदार्थों की विशेषता बता सकेंगे; परमाणुओं की त्रिज्या में परिवर्तन, रासायनिक तत्वों के गुण और वे पदार्थ जो एक अवधि के भीतर और आवधिक प्रणाली के एक मुख्य उपसमूह में बनते हैं।
उदाहरण 1तीसरे इलेक्ट्रॉनिक स्तर में कक्षाओं की संख्या निर्धारित करें। ये ऑर्बिटल्स क्या हैं?
ऑर्बिटल्स की संख्या निर्धारित करने के लिए, हम सूत्र का उपयोग करते हैं एनऑर्बिटल्स = एन 2, जहां एन- स्तर संख्या। एनकक्षक = 3 2 = 9. एक 3 एस-, तीन 3 पी- और पांच 3 डी-ऑर्बिटल्स।उदाहरण 2किस तत्व के परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1 है, यह निर्धारित करें एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 1 .
यह निर्धारित करने के लिए कि यह कौन सा तत्व है, आपको इसकी क्रम संख्या का पता लगाना होगा, जो परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या के बराबर है। इस स्थिति में: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13। यह एल्यूमीनियम है।यह सुनिश्चित करने के बाद कि आपको जो कुछ भी चाहिए वह सीख लिया गया है, कार्यों के लिए आगे बढ़ें। हम आपकी सफलता की कामना करते हैं।
अनुशंसित साहित्य:- ओ.एस. गेब्रियलियन और अन्य। रसायन विज्ञान, 11 वीं कक्षा। एम।, बस्टर्ड, 2002;
- जीई रुडज़ाइटिस, एफजी फेल्डमैन। रसायन विज्ञान 11 कोशिकाएं। एम।, शिक्षा, 2001।