इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, भी इलेक्ट्रॉनिक संरचना कहा जाता है, एक परमाणु नाभिक के चारों ओर ऊर्जा का स्तर में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था है। पुराने बोहर परमाणु मॉडल के अनुसार, इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर कक्षाओं में विभिन्न स्तरों पर कब्जा कर लेते हैं, पहले शेल के पास, नाभिक के करीब, K से सातवें शेल, Q, जो कि नाभिक से सबसे दूर है।
अधिक परिष्कृत क्वांटम मैकेनिकल मॉडल के संदर्भ में, KQ गोले को कक्षा के एक समूह में विभाजित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक पर एक जोड़ी से अधिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा नहीं किया जा सकता है।
आमतौर पर, इलेक्ट्रॉन विन्यास का उपयोग इसकी जमीन की स्थिति में एक परमाणु के ऑर्बिटल्स का वर्णन करने के लिए किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग एक परमाणु का प्रतिनिधित्व करने के लिए भी किया जा सकता है, जिसने अपने संबंधित ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों के नुकसान या लाभ की भरपाई के लिए एक आयन या आयन में आयनित किया है।
तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुणों में से कई उनके अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन से संबंधित हो सकते हैं। वैलेंस इलेक्ट्रॉन, सबसे बाहरी शेल में इलेक्ट्रॉनों, तत्व के अद्वितीय रसायन विज्ञान के लिए निर्धारण कारक हैं।
इलेक्ट्रॉन विन्यास की मूल बातें
एक परमाणु के इलेक्ट्रॉनों को ऑर्बिटल्स को सौंपने से पहले, किसी को इलेक्ट्रॉन विन्यास की मूल बातें से परिचित करना चाहिए। आवर्त सारणी में प्रत्येक तत्व में परमाणु होते हैं, जो प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों से बने होते हैं।
इलेक्ट्रॉन एक ऋणात्मक आवेश को प्रदर्शित करते हैं और इलेक्ट्रॉन के ऑर्बिटल्स में परमाणु के नाभिक के चारों ओर पाए जाते हैं, इसे अंतरिक्ष के आयतन के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें इलेक्ट्रॉन को 95% संभावना के भीतर पाया जा सकता है।
चार अलग-अलग प्रकार के ऑर्बिटल्स (s, p, d, और f) के अलग-अलग आकार हैं, और एक ऑर्बिटल अधिकतम दो इलेक्ट्रॉनों को पकड़ सकता है। पी, डी, और एफ ऑर्बिटल्स में अलग-अलग सुबल हैं, इसलिए वे अधिक इलेक्ट्रॉनों को पकड़ सकते हैं।
जैसा कि संकेत दिया गया है, प्रत्येक तत्व का इलेक्ट्रॉन विन्यास आवर्त सारणी में अपनी स्थिति के लिए अद्वितीय है। ऊर्जा स्तर अवधि द्वारा निर्धारित किया जाता है और इलेक्ट्रॉनों की संख्या तत्व की परमाणु संख्या द्वारा दी जाती है।
विभिन्न ऊर्जा स्तरों पर ऑर्बिटल्स एक-दूसरे के समान हैं, लेकिन अंतरिक्ष में विभिन्न क्षेत्रों पर कब्जा कर लेते हैं।
1 एस ऑर्बिटल और 2 एस ऑर्बिटल में एक एस ऑर्बिटल (रेडियल नोड्स, गोलाकार मात्रा संभावनाएं हैं, वे केवल दो इलेक्ट्रॉनों आदि को शामिल कर सकते हैं) की विशेषताएं हैं। लेकिन, चूंकि वे विभिन्न ऊर्जा स्तरों पर हैं, इसलिए वे नाभिक के चारों ओर विभिन्न स्थानों पर कब्जा कर लेते हैं। प्रत्येक कक्षीय को आवर्त सारणी पर विशिष्ट ब्लॉकों द्वारा दर्शाया जा सकता है।
ब्लॉक s, हीलियम (समूह 1 और 2) सहित क्षार धातुओं का क्षेत्र है, ब्लॉक d संक्रमण धातुओं (समूह 3 से 12) है, ब्लॉक p समूह 13 से 18 के मुख्य समूह के तत्व हैं, और f ब्लॉक lanthanide और actinide श्रृंखला है।
चित्र 1: आवर्त सारणी के तत्व और उनकी अवधियाँ जो कक्षा की ऊर्जा के स्तर के अनुसार बदलती हैं।
Aufbau सिद्धांत
Aufbau जर्मन शब्द "Aufbauen" से आया है जिसका अर्थ है "निर्माण करना।" संक्षेप में, इलेक्ट्रॉन विन्यास लिखकर हम इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स का निर्माण कर रहे हैं क्योंकि हम एक परमाणु से दूसरे में जाते हैं।
जैसा कि हम एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन विन्यास को लिखते हैं, हम परमाणु संख्या के बढ़ते क्रम में कक्षा में भरेंगे।
औबुबा सिद्धांत पाउली अपवर्जन सिद्धांत से उत्पन्न होता है जो कहता है कि एक परमाणु में दो फ़र्म (जैसे इलेक्ट्रॉन) नहीं होते हैं। उनके पास क्वांटम संख्याओं का एक ही सेट हो सकता है, इसलिए उन्हें उच्च ऊर्जा स्तरों पर "स्टैक" करना होगा।
इलेक्ट्रॉनों का संचय कैसे होता है यह इलेक्ट्रॉन विन्यास (Aufbau Principle, 2015) का विषय है।
स्थिर परमाणुओं में उतने ही इलेक्ट्रॉन होते हैं जितने प्रोटॉन नाभिक में होते हैं। इलेक्ट्रॉन चार मूल नियमों का पालन करते हुए क्वांटम ऑर्बिटल्स में नाभिक के चारों ओर इकट्ठा होते हैं, जिसे औबुब सिद्धांत कहा जाता है।
- परमाणु में कोई दो इलेक्ट्रॉन नहीं हैं जो समान चार क्वांटम संख्या n, l, m और s को साझा करते हैं।
- इलेक्ट्रॉनों सबसे कम ऊर्जा स्तर ऑर्बिटल्स पर कब्जा कर लेंगे।
- इलेक्ट्रॉन हमेशा एक ही स्पिन संख्या के साथ कक्षा को भरेंगे। जब ऑर्बिटल्स फुल हो जाएंगे तो यह शुरू हो जाएगा।
- इलेक्ट्रान क्वांटम संख्या n और l के योग से ऑर्बिटल्स भरेंगे। (N + l) के समान मान वाले ऑर्बिटल्स को पहले निम्न n मानों से भरा जाएगा।
दूसरे और चौथे नियम मूल रूप से समान हैं। नियम चार का एक उदाहरण 2p और 3s ऑर्बिटल्स होगा।
एक 2p कक्षीय n = 2 और l = 2 है और एक 3s कक्षीय n = 3 और l = 1. (N + l) = 4 दोनों मामलों में है, लेकिन 2p कक्षीय में सबसे कम ऊर्जा या सबसे कम मान n है और इससे पहले भर जाएगा परत 3 s।
सौभाग्य से, चित्रा 2 में दिखाए गए मोलर आरेख का उपयोग इलेक्ट्रॉन भरने के लिए किया जा सकता है। 1s से विकर्णों को चलाकर ग्राफ को पढ़ा जाता है।
चित्रा 2: इलेक्ट्रॉन विन्यास को भरने का Moeller आरेख।
चित्र 2 परमाणु कक्षा को दर्शाता है और तीर आगे बढ़ने के मार्ग का अनुसरण करते हैं।
अब जबकि ऑर्बिटल्स के ऑर्डर को भरा जाना है, केवल एक चीज बची हुई है, जो प्रत्येक ऑर्बिटल के आकार को याद करती है।
S ऑर्बिटल्स में 2 इलेक्ट्रॉनों के लिए m l का 1 संभावित मान है
पी ऑर्बिटल्स में 6 इलेक्ट्रॉनों को रखने के लिए मिलीलीटर के 3 संभावित मान हैं
डी कक्षाओं के एक 5 संभावित मान है μl 10 इलेक्ट्रॉनों धारण करने के लिए
F ऑर्बिटल्स के पास 14 इलेक्ट्रॉनों को रखने के लिए m l के 7 संभावित मान हैं
यह एक तत्व के स्थिर परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को निर्धारित करने के लिए आवश्यक है।
उदाहरण के लिए, तत्व नाइट्रोजन लें। नाइट्रोजन में सात प्रोटॉन होते हैं और इसलिए सात इलेक्ट्रॉन होते हैं। भरने के लिए पहला कक्षीय 1s कक्षीय है।
एक कक्षीय में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए पांच इलेक्ट्रॉनों को छोड़ दिया जाता है। अगला ऑर्बिटल 2s ऑर्बिटल है और इसमें अगले दो शामिल हैं। अंतिम तीन इलेक्ट्रॉन 2p कक्षीय पर जाएंगे जो छह इलेक्ट्रॉनों (हेलमेनस्टाइन, 2017) तक पकड़ सकते हैं।
बाहरी इलेक्ट्रॉन विन्यास का महत्व
इलेक्ट्रॉन विन्यास परमाणुओं के गुणों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
एक ही समूह के सभी परमाणुओं में परमाणु संख्या n के अपवाद के साथ एक ही बाहरी इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन है, यही कारण है कि उनके पास समान रासायनिक गुण हैं।
परमाणु गुणों को प्रभावित करने वाले कुछ प्रमुख कारकों में सबसे बड़े कब्जे वाले ऑर्बिटल्स का आकार, उच्च-ऊर्जा ऑर्बिटल्स की ऊर्जा, कक्षीय रिक्तियों की संख्या और उच्च-ऊर्जा ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों की संख्या शामिल है।
अधिकांश परमाणु गुण नाभिक के लिए सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों और सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बीच आकर्षण की डिग्री से संबंधित हो सकते हैं।
बाहरी आवरण के इलेक्ट्रॉन वे होते हैं जो सहसंयोजक रासायनिक बंध बना सकते हैं, वे वे होते हैं जो कि आयनों या आयनों को बनाने के लिए आयनित करने की क्षमता रखते हैं और वे ऐसे होते हैं जो रासायनिक तत्वों को ऑक्सीकरण अवस्था देते हैं।
वे परमाणु त्रिज्या भी निर्धारित करेंगे। जैसे-जैसे n बड़ा होता जाता है, परमाणु का दायरा बढ़ता जाता है। जब एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो नाभिक के आसपास नकारात्मक चार्ज में कमी के कारण परमाणु त्रिज्या का संकुचन होगा।
बाहरी आवरण के इलेक्ट्रॉन वे होते हैं जिन्हें वैलेंस बांड सिद्धांत, क्रिस्टलीय क्षेत्र सिद्धांत और आणविक कक्षीय सिद्धांत द्वारा अणुओं के गुणों और बांड के संकरणों को प्राप्त करने के लिए ध्यान में रखा जाता है।
संदर्भ
- औफबाऊ सिद्धांत। (2015, 3 जून)। Chem.libretexts से प्राप्त किया गया: chem.libretexts.org
- बोजमैन विज्ञान। (2013, अगोटो 4)। ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास। Youtube से लिया गया: youtube.com
- इलेक्ट्रॉन विन्यास और परमाणुओं के गुण। (एस एफ)। Oneonta.edu से लिया गया: oneonta.edu।
- एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका। (2011, 7 सितंबर)। इलेक्ट्रोनिक विन्यास। ब्रिटैनिका से लिया गया: britannica.com
- फैजी, एस (2016, 12 जुलाई)। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास। Chem.libretexts से लिया गया: chem.libretexts.org।
- हेलमेनस्टाइन, टी। (2017, 7 मार्च)। Aufbau सिद्धांत - इलेक्ट्रॉनिक संरचना और Aufbau सिद्धांत। विचारक से लिया गया: thoughtco.com
- खान, एस। (2014, 8 जून)। वैलेंस इलेक्ट्रॉन और बॉन्डिंग। Khanacademy से लिया गया: khanacademy.org।