विभेदक इलेक्ट्रॉन: क्वांटम संख्या और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

अंतर या फर्क इलेक्ट्रॉन पिछले इलेक्ट्रॉन एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन विन्यास के अनुक्रम में रखा है। इसका नाम क्या है? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, एक परमाणु की मूल संरचना आवश्यक है: इसका नाभिक, निर्वात और इलेक्ट्रॉन।

नाभिक प्रोटॉन नामक धनात्मक कणों का एक सघन और सघन समुच्चय है, और न्यूट्रॉन नामक तटस्थ कणों का। प्रोटॉन परमाणु संख्या Z को परिभाषित करते हैं और न्यूट्रॉन के साथ मिलकर परमाणु द्रव्यमान बनाते हैं। हालाँकि, एक परमाणु केवल सकारात्मक शुल्क नहीं ले सकता है; इसलिए इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर इसे बेअसर करने के लिए कक्षा करते हैं।

इस प्रकार, हर प्रोटॉन जो नाभिक से जुड़ता है, एक नया इलेक्ट्रॉन बढ़ते हुए सकारात्मक चार्ज का मुकाबला करने के लिए अपने ऑर्बिटल्स में शामिल होता है। इस तरह, नव जोड़ा इलेक्ट्रॉन, अंतर इलेक्ट्रॉन, परमाणु संख्या Z के साथ निकटता से संबंधित है।

अंतर इलेक्ट्रॉन सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनिक शेल में है: वैलेंस शेल। इसलिए, आप नाभिक से जितना दूर होंगे, उससे जुड़ी ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। यह ऊर्जा है जो उनकी भागीदारी के लिए जिम्मेदार है, साथ ही साथ बाकी वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के तत्वों की विशेषता रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भी है।

क्वांटम संख्याएं

शेष इलेक्ट्रॉनों की तरह, अंतर इलेक्ट्रॉन को उसके चार क्वांटम संख्याओं द्वारा पहचाना जा सकता है। लेकिन क्वांटम संख्याएँ क्या हैं? वे "एन", "एल", "एम" और "एस" हैं।

क्वांटम संख्या "एन" परमाणु के आकार और ऊर्जा स्तरों (के, एल, एम, एन, ओ, पी, क्यू) को दर्शाता है। "L" द्वितीयक या अज़ीमुथल क्वांटम संख्या है, जो परमाणु ऑर्बिटल्स के आकार को इंगित करता है, और "s", "p", "d" और "f" ऑर्बिटल्स के लिए 0, 1, 2 और 3 का मान लेता है।, क्रमशः।

"एम" एक चुंबकीय क्वांटम संख्या है और एक चुंबकीय क्षेत्र के तहत ऑर्बिटल्स के स्थानिक अभिविन्यास को इंगित करता है। इस प्रकार, कक्षीय «एस» के लिए 0; "पी" कक्षीय के लिए -1, 0, +1; "डी" कक्षीय के लिए -2, -1, 0, +1, +2; "f" ऑर्बिटल के लिए -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3। अंत में, स्पिन क्वांटम संख्या «एस» (↑ के लिए +1/2, और ↓ के लिए -1/2)।

इसलिए, एक अंतर इलेक्ट्रॉन ने पिछले क्वांटम संख्याओं ("n", "l", "m", "s") को जोड़ा है। क्योंकि यह अतिरिक्त प्रोटॉन द्वारा उत्पन्न नए धनात्मक आवेश का प्रतिकार करता है, यह तत्व का परमाणु क्रमांक Z भी प्रदान करता है।

अंतर इलेक्ट्रॉन को कैसे जानें?

ऊपर की छवि हाइड्रोजन से नियॉन गैस (एच → एनए) के तत्वों के लिए इलेक्ट्रॉन विन्यास का प्रतिनिधित्व करती है।

इसमें खुले गोले के इलेक्ट्रॉनों को रंग लाल द्वारा इंगित किया जाता है, जबकि बंद गोले के रंग नीले रंग से इंगित किए जाते हैं। परतें क्वांटम संख्या "एन" को संदर्भित करती हैं, चार में से पहली।

इस तरह, एच (red लाल में) का वैलेंस कॉन्फ़िगरेशन विपरीत के साथ एक और इलेक्ट्रॉन जोड़ता है जो कि वह (both val, दोनों नीले होते हैं क्योंकि अब स्तर 1 बंद है)। यह जोड़ा गया इलेक्ट्रॉन तो विभेदक इलेक्ट्रॉन है।

इस प्रकार, रेखीय रूप से यह देखा जा सकता है कि कैसे अंतर इलेक्ट्रॉन तत्वों के वैलेंस शेल (लाल तीर) में जुड़ते हैं, उन्हें एक दूसरे से अलग करते हैं। इलेक्ट्रॉनों ने हंड के नियम और पॉलिंग के बहिष्करण सिद्धांत का सम्मान करते हुए कक्षाओं को भर दिया (पूरी तरह से बी से नी तक)।

और क्वांटम संख्याओं के बारे में क्या? ये प्रत्येक तीर को परिभाषित करते हैं - अर्थात, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन - और उनके मानों को इलेक्ट्रॉन विन्यास के साथ पुष्टि की जा सकती है ताकि पता चल सके कि वे अंतर इलेक्ट्रॉन के हैं या नहीं।

कई तत्वों में उदाहरण

क्लोरीन

क्लोरीन (Cl) के मामले में, इसकी परमाणु संख्या Z 17 के बराबर है। इलेक्ट्रॉन विन्यास तब 1s ² 2s ² sp ⁶ 3s ² 3p ^{5 है} । लाल रंग में चिह्नित ऑर्बिटल्स वैलेंस शेल के उन लोगों से मेल खाते हैं, जिनका ओपन लेवल 3 है।

अंतर इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रॉन विन्यास में रखा जाने वाला अंतिम इलेक्ट्रॉन है, और क्लोरीन परमाणु 3p कक्षीय है, जिसकी व्यवस्था इस प्रकार है:

↑ ↑

3px 3py 3pz

(-1) (0) (+1)

हंड के शासन का सम्मान करते हुए, समान ऊर्जा के 3p ऑर्बिटल्स पहले भरे जाते हैं (प्रत्येक कक्षीय में एक ऊपर तीर)। दूसरा, अन्य इलेक्ट्रॉनों को अकेला इलेक्ट्रॉनों के साथ बाएं से दाएं जोड़ी। अंतर इलेक्ट्रॉन को एक हरे फ्रेम में दर्शाया गया है।

इस प्रकार, क्लोरीन के लिए अंतर इलेक्ट्रॉन में निम्नलिखित क्वांटम संख्याएँ हैं: (3, 1, 0, -1/2)। वह है, "n" 3 है; "एल" 1 है, कक्षीय "पी"; "एम" 0 है, क्योंकि यह मध्य "पी" कक्षीय है; और "s" -1/2 है, क्योंकि तीर नीचे इंगित करता है।

मैगनीशियम

मैग्नीशियम परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉन विन्यास 1s ² 2s ² sp ⁶ 3s ^{2 है}, जो कक्षीय और उसकी वैलेंस इलेक्ट्रॉन का उसी तरह से प्रतिनिधित्व करता है:

↑ ↑

3s

0

इस बार, अंतर इलेक्ट्रॉन में क्वांटम संख्या 3, 0, 0, -1/2 है। क्लोरीन के संबंध में इस मामले में एकमात्र अंतर यह है कि क्वांटम संख्या «एल» 0 है क्योंकि इलेक्ट्रॉन एक कक्षीय «एस» (3 एस) पर कब्जा कर लेता है।

zirconium

जिरकोनियम (संक्रमण धातु) परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉन विन्यास 1s ² 2s ² sp ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3D ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ^{2 है} । पिछले मामलों की तरह ही, कक्षा और वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व इस प्रकार है:

इस प्रकार, हरे रंग में चिह्नित अंतर इलेक्ट्रॉन के लिए क्वांटम संख्याएं हैं: 4, 2, -1, +1/2। यहां, चूंकि इलेक्ट्रॉन दूसरे "डी" ऑर्बिटल पर कब्जा कर लेता है, इसमें क्वांटम संख्या "एम" है जो -1 के बराबर है। इसके अलावा, क्योंकि तीर ऊपर इंगित करता है, इसकी स्पिन संख्या "s" +1/2 के बराबर होती है।

अज्ञात तत्व

एक अज्ञात तत्व के लिए अंतर इलेक्ट्रॉन क्वांटम संख्या 3, 2, +2, -1/2 हैं। तत्व का परमाणु क्रमांक Z क्या है? Z को जानकर आप समझ सकते हैं कि तत्व क्या है।

इस बार, चूंकि "एन" 3 के बराबर है, इसका मतलब है कि तत्व आवर्त सारणी की तीसरी अवधि में है, "डी" ऑर्बिटल्स के साथ वैलेंस शेल (2 के बराबर "एल")। इसलिए, पिछले उदाहरण के रूप में कक्षा का प्रतिनिधित्व किया जाता है:

↑ ↑

क्वांटम संख्या "मी" +2 के बराबर है, और "एस" -1/2 के बराबर है, अंतिम 3 डी ऑर्बिटल में अंतर इलेक्ट्रॉन को सही ढंग से पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण है।

इस प्रकार, मांगे जाने वाले तत्व में पूर्ण 3 डी ¹⁰ ऑर्बिटल्स हैं, साथ ही इसके आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक गोले भी हैं। निष्कर्ष में, तत्व धातु जस्ता (Zn) है।

हालांकि, विभेदक इलेक्ट्रॉन की क्वांटम संख्या जस्ता और तांबे के बीच अंतर नहीं कर सकती है, क्योंकि बाद वाले तत्व में पूर्ण 3 डी ऑर्बिटल्स भी हैं। क्यों? क्योंकि तांबा एक धातु है जो क्वांटम कारणों के लिए इलेक्ट्रॉनों को भरने के नियमों का पालन नहीं करता है।

संदर्भ

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