इलेक्ट्रॉनों
परमाणु की अवधारणा की उत्पत्ति प्राचीन दुनिया में पदार्थ के कणों को निरूपित करने के लिए हुई थी। ग्रीक से अनुवादित, परमाणु का अर्थ है "अविभाज्य"।
आयरिश भौतिक विज्ञानी स्टोनी, प्रयोगों के आधार पर, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि बिजली सभी रासायनिक तत्वों के परमाणुओं में मौजूद सबसे छोटे कणों द्वारा की जाती है। 1891 में, स्टोनी ने इन कणों को इलेक्ट्रॉन कहने का सुझाव दिया, जिसका ग्रीक में अर्थ है "एम्बर"। इलेक्ट्रॉन को इसका नाम मिलने के कुछ साल बाद, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जोसेफ थॉमसन और फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन पेरिन ने साबित कर दिया कि इलेक्ट्रॉनों में एक नकारात्मक चार्ज होता है। यह सबसे छोटा ऋणात्मक आवेश है, जिसे रसायन शास्त्र में एक इकाई (-1) के रूप में लिया जाता है। थॉमसन एक इलेक्ट्रॉन की गति की गति को निर्धारित करने में भी कामयाब रहे (कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन की गति कक्षा n की संख्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है। कक्षाओं की त्रिज्या कक्षा की संख्या के वर्ग के अनुपात में बढ़ती है। हाइड्रोजन परमाणु की पहली कक्षा में (n = 1; Z = 1), गति ≈ 2.2 · 106 m/c है, अर्थात प्रकाश की गति से लगभग सौ गुना कम c = 3 · 108 m/s ।) और एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान (यह हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान से लगभग 2000 गुना कम है)।
एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की स्थिति
एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति को समझा जाता है किसी विशेष इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा और उस स्थान के बारे में जानकारी का एक सेट जिसमें यह स्थित है... एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन में गति का कोई प्रक्षेपवक्र नहीं होता है, अर्थात कोई केवल इसके बारे में बात कर सकता है नाभिक के आसपास के स्थान में इसके मिलने की प्रायिकता.
यह नाभिक के आस-पास के इस स्थान के किसी भी भाग में स्थित हो सकता है, और इसके विभिन्न पदों के संयोजन को एक इलेक्ट्रॉन बादल के रूप में माना जाता है जिसमें नकारात्मक चार्ज का एक निश्चित घनत्व होता है। आलंकारिक रूप से, इसकी कल्पना इस प्रकार की जा सकती है: यदि कोई परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति को एक सेकंड के सौवें या दस लाखवें हिस्से के बाद चित्रित कर सकता है, जैसा कि फोटो फिनिश में है, तो ऐसी तस्वीरों में इलेक्ट्रॉन को डॉट्स के रूप में दर्शाया जाएगा। ऐसी अनगिनत तस्वीरों को ओवरलैप करने से सबसे अधिक घनत्व वाले इलेक्ट्रॉन बादल की तस्वीर बन जाएगी जहां इनमें से अधिकतर बिंदु हैं।
परमाणु नाभिक के चारों ओर का स्थान, जिसमें इलेक्ट्रॉन के मिलने की सबसे अधिक संभावना होती है, कक्षीय कहलाता है। इसमें लगभग 90% ई-क्लाउड, और इसका मतलब है कि अंतरिक्ष के इस हिस्से में लगभग 90% समय इलेक्ट्रॉन होता है। रूप में भेद करें 4 वर्तमान में ज्ञात प्रकार के ऑर्बिटल्स, जो लैटिन . द्वारा निरूपित हैं एस, पी, डी और एफ... इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स के कुछ रूपों का ग्राफिक प्रतिनिधित्व चित्र में दिखाया गया है।
एक निश्चित कक्षक में इलेक्ट्रॉन की गति की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है कोर के साथ इसके संबंध की ऊर्जा... निकट ऊर्जा मान वाले इलेक्ट्रॉन एक एकल इलेक्ट्रॉनिक परत या ऊर्जा स्तर बनाते हैं। ऊर्जा का स्तर कोर से शुरू होता है - 1, 2, 3, 4, 5, 6 और 7।
पूर्णांक n, जो ऊर्जा स्तर की संख्या को दर्शाता है, प्रमुख क्वांटम संख्या कहलाता है। यह किसी दिए गए ऊर्जा स्तर पर कब्जा करने वाले इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा की विशेषता है। सबसे कम ऊर्जा पहले ऊर्जा स्तर के इलेक्ट्रॉनों के पास होती है, जो नाभिक के सबसे करीब होती है।पहले स्तर के इलेक्ट्रॉनों की तुलना में, बाद के स्तरों के इलेक्ट्रॉनों को बड़ी मात्रा में ऊर्जा की विशेषता होगी। नतीजतन, बाहरी स्तर के इलेक्ट्रॉन परमाणु नाभिक से कम से कम मजबूती से बंधे होते हैं।
ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की सबसे बड़ी संख्या सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:
एन = 2एन 2,
जहां एन इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या है; n स्तर की संख्या है, या प्रमुख क्वांटम संख्या है। नतीजतन, पहले ऊर्जा स्तर पर नाभिक के सबसे करीब दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं; दूसरे पर - 8 से अधिक नहीं; तीसरे पर - 18 से अधिक नहीं; चौथे पर - 32 से अधिक नहीं।
दूसरे ऊर्जा स्तर (एन = 2) से शुरू होकर, प्रत्येक स्तर को सबलेवल्स (सबलेयर्स) में उप-विभाजित किया जाता है, जो नाभिक के साथ बाध्यकारी ऊर्जा में एक दूसरे से थोड़ा भिन्न होता है। उपस्तरों की संख्या मूल क्वांटम संख्या के मान के बराबर होती है: पहले ऊर्जा स्तर में एक सबलेवल होता है; दूसरा - दो; तीसरा - तीन; चौथा - चार उपस्तर. सबलेवल, बदले में, ऑर्बिटल्स द्वारा बनते हैं। हर मूल्य के लिएn, n के बराबर कक्षकों की संख्या से मेल खाती है।
Sublevels को आमतौर पर लैटिन अक्षरों द्वारा निरूपित किया जाता है, साथ ही उन ऑर्बिटल्स के आकार की भी, जिनकी रचना की जाती है: s, p, d, f।
प्रोटॉन और न्यूट्रॉन
किसी भी रासायनिक तत्व के परमाणु की तुलना छोटे सौरमंडल से की जा सकती है। इसलिए, ई. रदरफोर्ड द्वारा प्रस्तावित परमाणु के ऐसे मॉडल को कहा जाता है ग्रहों.
परमाणु नाभिक, जिसमें एक परमाणु का संपूर्ण द्रव्यमान केंद्रित होता है, दो प्रकार के कणों से मिलकर बना होता है - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन.
प्रोटॉन में इलेक्ट्रॉनों के चार्ज के बराबर चार्ज होता है, लेकिन साइन (+1) में विपरीत होता है, और हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान के बराबर द्रव्यमान होता है (इसे रसायन शास्त्र में एक इकाई के रूप में लिया जाता है)। न्यूट्रॉन में कोई आवेश नहीं होता है, वे तटस्थ होते हैं और उनका द्रव्यमान प्रोटॉन के बराबर होता है।
प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को सामूहिक रूप से न्यूक्लियॉन (लैटिन न्यूक्लियस - न्यूक्लियस से) कहा जाता है। एक परमाणु में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या के योग को द्रव्यमान संख्या कहा जाता है... उदाहरण के लिए, एक एल्यूमीनियम परमाणु की द्रव्यमान संख्या:
13 + 14 = 27
प्रोटॉनों की संख्या 13, न्यूट्रॉनों की संख्या 14, द्रव्यमान संख्या 27
चूंकि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान, जो नगण्य है, की उपेक्षा की जा सकती है, यह स्पष्ट है कि परमाणु का संपूर्ण द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है। इलेक्ट्रॉन ई के लिए खड़े हैं।
चूंकि परमाणु विद्युत तटस्थयह भी स्पष्ट है कि एक परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है। यह आवर्त सारणी में दिए गए रासायनिक तत्व की क्रमिक संख्या के बराबर है। परमाणु का द्रव्यमान प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से बना होता है। तत्व की क्रमिक संख्या (Z), यानी प्रोटॉन की संख्या और द्रव्यमान संख्या (A) को जानकर, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या के योग के बराबर, हम न्यूट्रॉन (N) की संख्या ज्ञात कर सकते हैं सूत्र:
एन = ए - जेड
उदाहरण के लिए, लोहे के परमाणु में न्यूट्रॉन की संख्या है:
56 — 26 = 30
आइसोटोप
एक ही तत्व के विभिन्न प्रकार के परमाणु, जिनका परमाणु आवेश समान होता है, लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है, कहलाते हैं आइसोटोप... प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रासायनिक तत्व समस्थानिकों का मिश्रण होते हैं। तो, कार्बन के तीन समस्थानिक हैं जिनका द्रव्यमान 12, 13, 14 है; ऑक्सीजन - 16, 17, 18, आदि के द्रव्यमान वाले तीन समस्थानिक। आमतौर पर आवर्त सारणी में दिया जाता है, एक रासायनिक तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान किसी दिए गए तत्व के समस्थानिकों के प्राकृतिक मिश्रण के परमाणु द्रव्यमान का औसत मूल्य होता है, प्रकृति में उनके सापेक्ष बहुतायत को ध्यान में रखते हुए। अधिकांश रासायनिक तत्वों के समस्थानिकों के रासायनिक गुण बिल्कुल समान होते हैं। हालांकि, हाइड्रोजन के समस्थानिक अपने सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान में तेज बहु वृद्धि के कारण गुणों में बहुत भिन्न होते हैं; उन्हें अलग-अलग नाम और रासायनिक चिह्न भी दिए गए हैं।
पहली अवधि के तत्व
हाइड्रोजन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का आरेख:
परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के आरेख इलेक्ट्रॉनिक परतों (ऊर्जा स्तरों) पर इलेक्ट्रॉनों के वितरण को दर्शाते हैं।
हाइड्रोजन परमाणु का ग्राफिक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र (ऊर्जा स्तरों और उपस्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों के वितरण को दर्शाता है):
परमाणुओं के ग्राफिक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र न केवल स्तरों और उप-स्तरों पर, बल्कि कक्षाओं पर भी इलेक्ट्रॉनों के वितरण को दर्शाते हैं।
एक हीलियम परमाणु में, पहली इलेक्ट्रॉन परत पूरी होती है - इसमें 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं। हाइड्रोजन और हीलियम - एस-तत्व; इन परमाणुओं का s-कक्षक इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है।
दूसरी अवधि के सभी तत्व पहली इलेक्ट्रॉन परत भरी हुई है, और इलेक्ट्रॉन दूसरी इलेक्ट्रॉन परत के s- और p-ऑर्बिटल्स को कम से कम ऊर्जा के सिद्धांत (पहले s और फिर p) और पाउली और हुंड नियमों के अनुसार भरते हैं।
नियॉन परमाणु में इलेक्ट्रॉन की दूसरी परत पूर्ण होती है - इसमें 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
तीसरी अवधि के तत्वों के परमाणुओं के लिए, पहली और दूसरी इलेक्ट्रॉन परत पूरी हो जाती है, इसलिए तीसरी इलेक्ट्रॉन परत भर जाती है, जिसमें इलेक्ट्रॉन 3s, 3p और 3d सबलेवल पर कब्जा कर सकते हैं।
मैग्नीशियम परमाणु पर, 3s-इलेक्ट्रॉन कक्षीय पूरा हो रहा है। Na और Mg s-तत्व हैं।
एल्यूमीनियम और उसके बाद के तत्वों में, 3p-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है।
तीसरे आवर्त के तत्वों के लिए, 3d कक्षक खाली रहते हैं।
Al से Ar तक के सभी अवयव p-तत्व हैं। s- और p-तत्व आवर्त सारणी में मुख्य उपसमूह बनाते हैं।
चतुर्थ-सातवें आवर्त के तत्व
पोटेशियम और कैल्शियम परमाणुओं के लिए, एक चौथी इलेक्ट्रॉन परत दिखाई देती है, 4s-उप-स्तर भरा होता है, क्योंकि इसमें 3d-उप-स्तर की तुलना में कम ऊर्जा होती है।
के, सीए - एस-तत्व मुख्य उपसमूहों में शामिल हैं। Sc से Zn तक के परमाणुओं में, 3d सबलेवल इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है। ये 3D तत्व हैं। उन्हें पार्श्व उपसमूहों में शामिल किया जाता है, उनकी पूर्व-बाहरी इलेक्ट्रॉनिक परत भरी जाती है, उन्हें संक्रमण तत्व कहा जाता है।
क्रोमियम और तांबे के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना पर ध्यान दें। उनमें 4s- से 3d-sublevel तक एक इलेक्ट्रॉन का "डुबकी" होता है, जिसे परिणामी इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन 3d 5 और 3d 10 की उच्च ऊर्जा स्थिरता द्वारा समझाया जाता है:
जिंक परमाणु में, तीसरी इलेक्ट्रॉनिक परत पूरी होती है - इसमें सभी 3s, 3p और 3d सबलेवल भरे होते हैं, जिन पर कुल 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं। जस्ता के बाद के तत्वों में, चौथी इलेक्ट्रॉन परत, 4p-उप-स्तर, भरना जारी है।
गा से क्र तक के तत्व पी-तत्व हैं।
क्रिप्टन परमाणु पर, बाहरी परत (चौथी) पूर्ण होती है, इसमें 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं। लेकिन चौथी इलेक्ट्रॉन परत में कुल 32 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं; क्रिप्टन परमाणु के लिए, 4d और 4f सबलेवल अभी भी खाली हैं। पांचवीं अवधि के तत्वों के लिए, निम्न क्रम में स्तरों द्वारा फिलिंग की जाती है: 5s - 4d - 5p। और इससे संबंधित अपवाद भी हैं " असफलता»इलेक्ट्रॉन, 41 Nb, 42 Mo, 44 Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag के लिए।
छठे और सातवें आवर्त में, f-तत्व दिखाई देते हैं, अर्थात, ऐसे तत्व जिनमें क्रमशः तीसरी बाहरी इलेक्ट्रॉन परत के 4f और 5f उप-स्तरों की पूर्ति हो रही है।
4f तत्वों को लैंथेनाइड्स कहा जाता है।
5f-तत्वों को एक्टिनाइड्स कहा जाता है।
छठी अवधि के तत्वों के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनिक उपस्तरों को भरने का क्रम: 55 Cs और 56 Ba - 6s तत्व; 57 ला… 6s 2 5डी एक्स - 5डी-तत्व; 58 सीई - 71 लू - 4 एफ-तत्व; 72 एचएफ - 80 एचजी - 5 डी तत्व; 81 1 - 86 आरएन - 6डी-तत्व। लेकिन यहां भी ऐसे तत्व हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स को भरने का क्रम "उल्लंघन" है, जो, उदाहरण के लिए, आधे और पूरी तरह से भरे हुए f-sublevels की उच्च ऊर्जा स्थिरता से जुड़ा है, अर्थात, nf 7 और nf 14। इस पर निर्भर करता है कि परमाणु का कौन सा उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा है, सभी तत्वों को चार इलेक्ट्रॉनिक परिवारों या ब्लॉकों में विभाजित किया गया है:
- एस-तत्व... परमाणु के बाहरी स्तर का s-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है; एस-तत्वों में हाइड्रोजन, हीलियम और समूह I और II के मुख्य उपसमूहों के तत्व शामिल हैं।
- पी तत्वों... परमाणु के बाहरी स्तर का p-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है; पी-तत्वों में III-VIII समूहों के मुख्य उपसमूहों के तत्व शामिल हैं।
- डी-तत्व... परमाणु के पूर्व-बाहरी स्तर का d-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है; डी-तत्वों में समूह I-VIII के द्वितीयक उपसमूहों के तत्व शामिल हैं, अर्थात्, s- और p- तत्वों के बीच स्थित बड़ी अवधि के सम्मिलित दशकों के तत्व। उन्हें संक्रमण तत्व भी कहा जाता है।
- एफ-तत्व... परमाणु के तीसरे बाहरी स्तर का f-उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है; इनमें लैंथेनाइड्स और एंटीनोइड्स शामिल हैं।
स्विस भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू. पाउली ने 1925 में स्थापित किया कि एक कक्षक में एक परमाणु में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं जिनमें विपरीत (एंटीपैरेलल) स्पिन होते हैं (अंग्रेजी से अनुवादित - "स्पिंडल"), यानी ऐसे गुण हैं जो परंपरागत रूप से, आप कल्पना कर सकते हैं कि एक इलेक्ट्रॉन अपनी काल्पनिक धुरी के चारों ओर कैसे घूमता है: दक्षिणावर्त या वामावर्त।
इस सिद्धांत को कहा जाता है पाउली का सिद्धांत... यदि कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन हो तो वह अयुग्मित कहलाता है, यदि दो हों तो ये युग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, अर्थात् विपरीत परिक्रमण वाले इलेक्ट्रॉन। यह आंकड़ा ऊर्जा स्तरों के उप-स्तरों में विभाजन और उनके भरने के क्रम का आरेख दिखाता है।
बहुत बार, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले की संरचना को ऊर्जा या क्वांटम कोशिकाओं का उपयोग करके दर्शाया जाता है - तथाकथित ग्राफिक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखे जाते हैं। इस संकेतन के लिए, निम्नलिखित संकेतन का उपयोग किया जाता है: प्रत्येक क्वांटम सेल को एक कक्ष द्वारा नामित किया जाता है जो एक कक्षीय से मेल खाती है; प्रत्येक इलेक्ट्रॉन को स्पिन की दिशा के अनुरूप एक तीर द्वारा इंगित किया जाता है। ग्राफिक इलेक्ट्रॉनिक फॉर्मूला लिखते समय, दो नियमों को याद रखना चाहिए: पाउली का सिद्धांत और एफ. हुंड का नियम, जिसके अनुसार इलेक्ट्रॉन एक समय में पहले एक मुक्त कोशिकाओं पर कब्जा कर लेते हैं और उनका स्पिन मूल्य समान होता है, और उसके बाद ही जोड़ी होती है, लेकिन इस मामले में, पाउली सिद्धांत के अनुसार, पहले से ही विपरीत दिशा में निर्देशित किया जाएगा।
हुंड का नियम और पाउली का सिद्धांत
हुंड का नियम- क्वांटम केमिस्ट्री का नियम, जो एक निश्चित सबलेयर के ऑर्बिटल्स को भरने के क्रम को निर्धारित करता है और इस प्रकार तैयार किया जाता है: किसी दिए गए सबलेयर के इलेक्ट्रॉनों की स्पिन क्वांटम संख्या का कुल मूल्य अधिकतम होना चाहिए। 1925 में फ्रेडरिक हंड द्वारा तैयार किया गया।
इसका मतलब यह है कि सबलेयर के प्रत्येक ऑर्बिटल्स में, पहला एक इलेक्ट्रॉन भरा होता है, और अधूरे ऑर्बिटल्स के समाप्त होने के बाद ही इस ऑर्बिटल में एक दूसरा इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है। इस स्थिति में, एक कक्षीय में विपरीत चिह्न के अर्ध-पूर्णांक घूर्णन के साथ दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो जोड़ी (दो-इलेक्ट्रॉन बादल बनाते हैं) और, परिणामस्वरूप, कक्षीय का कुल चक्कर शून्य के बराबर हो जाता है।
एक और शब्द: ऊर्जा में कम परमाणु शब्द है जिसके लिए दो शर्तें पूरी होती हैं।
- बहुलता अधिकतम है
- जब गुणन मेल खाते हैं, तो कुल कक्षीय कोणीय गति L अधिकतम होती है।
आइए हम p-उप-स्तर के कक्षकों को भरने के उदाहरण का उपयोग करके इस नियम का विश्लेषण करें पीदूसरी अवधि के तत्व (अर्थात, बोरॉन से नियॉन तक (नीचे दिए गए आरेख में, क्षैतिज रेखाएं ऑर्बिटल्स को दर्शाती हैं, ऊर्ध्वाधर तीर इलेक्ट्रॉनों को दर्शाती हैं, और तीर की दिशा स्पिन के उन्मुखीकरण को इंगित करती है)।
क्लेचकोवस्की शासन
क्लेचकोवस्की का नियम -जैसे-जैसे परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या बढ़ती है (उनके नाभिक के आवेशों में वृद्धि, या रासायनिक तत्वों की क्रमिक संख्या), परमाणु कक्षाएँ इस तरह से आबाद होती हैं कि उच्च-ऊर्जा कक्षीय में इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति निर्भर करती है केवल मूल क्वांटम संख्या n पर और एल सहित अन्य सभी क्वांटम संख्या संख्याओं पर निर्भर नहीं करता है। भौतिक रूप से, इसका अर्थ है कि हाइड्रोजन जैसे परमाणु में (इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण की अनुपस्थिति में) एक इलेक्ट्रॉन की कक्षीय ऊर्जा केवल नाभिक से इलेक्ट्रॉन के आवेश घनत्व की स्थानिक दूरी से निर्धारित होती है और इसकी विशेषताओं पर निर्भर नहीं करती है नाभिक के क्षेत्र में इसकी गति।
क्लेचकोवस्की का अनुभवजन्य नियम और प्राथमिकताओं की परिणामी योजना कुछ हद तक एक ही प्रकार के दो मामलों में परमाणु कक्षाओं के वास्तविक ऊर्जा अनुक्रम का खंडन करती है: Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au के परमाणु। पिछली परत के डी-सबलेवल के लिए बाहरी परत के एस-सबलेवल के साथ एक इलेक्ट्रॉन "विफलता" है, जो परमाणु की ऊर्जावान रूप से अधिक स्थिर स्थिति की ओर जाता है, अर्थात्: दो इलेक्ट्रॉनों को भरने के बाद कक्षीय 6 एस
1. क्वांटम संख्या (मुख्य, माध्यमिक, चुंबकीय, स्पिन)।
2. किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश को भरने की नियमितताएँ:
पाउली का सिद्धांत;
कम से कम ऊर्जा सिद्धांत;
क्लेचकोवस्की का शासन;
गुंड का नियम।
3. अवधारणाओं की परिभाषाएँ: इलेक्ट्रॉन शेल, इलेक्ट्रॉन क्लाउड, ऊर्जा स्तर, ऊर्जा सबलेवल, इलेक्ट्रॉनिक परत।
एक परमाणु में एक नाभिक और एक इलेक्ट्रॉन खोल होता है। एक परमाणु का इलेक्ट्रॉन खोल किसी दिए गए परमाणु में सभी इलेक्ट्रॉनों का संग्रह है। किसी दिए गए रसायन के रासायनिक गुण सीधे परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना पर निर्भर करते हैं। तत्व। क्वांटम सिद्धांत के अनुसार, परमाणु में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन एक विशिष्ट कक्ष में रहता है और बनता है इलेक्ट्रॉनिक बादल , जो एक तेज गति से चलने वाले इलेक्ट्रॉन की विभिन्न स्थितियों का एक समूह है।
ऑर्बिटल्स और इलेक्ट्रॉनों को चिह्नित करने के लिए उपयोग करें क्वांटम संख्याएं .
प्रमुख क्वांटम संख्या n है। कक्षीय और इलेक्ट्रॉन बादल की ऊर्जा और आकार की विशेषता है; 1 से अनंत (n = 1,2,3,4,5,6 ...) तक पूर्णांकों का मान लेता है। n के समान मान वाले ऑर्बिटल्स ऊर्जा और आकार में करीब हैं और एक ऊर्जा स्तर बनाते हैं।
ऊर्जा स्तर ऑर्बिटल्स का एक सेट है जिसमें समान प्रिंसिपल क्वांटम संख्या होती है। ऊर्जा का स्तर या तो संख्याओं द्वारा या लैटिन वर्णमाला के बड़े अक्षरों (1-K, 2-L, 3-M, 4-N, 5-O, 6-P, 7-Q) द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। क्रम संख्या में वृद्धि के साथ, कक्षकों की ऊर्जा और आकार में वृद्धि होती है।
इलेक्ट्रॉनिक परत एक ही ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों का एक संग्रह है।
एक ही ऊर्जा स्तर पर विभिन्न ज्यामितीय आकृतियों वाले इलेक्ट्रॉनिक बादल हो सकते हैं।
पार्श्व (कक्षीय) क्वांटम संख्या - एल। ऑर्बिटल्स और बादलों के आकार को दर्शाता है; पूर्णांक मान 0 से n-l तक लेता है।
| स्तर | प्राथमिक क्वांटम संख्या - संख्या | आकस्मिक क्वांटम मान - l |
| क | 0 (एस) | |
| ली | 0.1 (एस, पी) | |
| एम | 0,1,2 (एस, पी, डी) | |
| एन | 0,1,2,3 (एस, पी, डी, एफ) |
वे कक्षक जिनके लिए l = 0 एक गेंद (गोले) के आकार का है और कहलाते हैं एस-ऑर्बिटल्स... वे सभी ऊर्जा स्तरों पर मौजूद होते हैं, और K-स्तर पर केवल एक s-कक्षक होता है। s-कक्षक की आकृति का चित्र बनाइए:
वे कक्षक जिनके लिए l = 1 एक लम्बी आकृति आठ के आकार का है और कहलाते हैं आर-कक्षाओं... वे पहले (K) को छोड़कर, सभी ऊर्जा स्तरों पर उपलब्ध हैं। आकृति को स्केच करेंमैं -कक्षक:
वे कक्षक जिनके लिए l = 2 कहलाते हैं डी-कक्षाओं... इलेक्ट्रॉनों से उनका भरना तीसरे ऊर्जा स्तर से शुरू होता है।
भरने एफ-ऑर्बिटल्स, जिसके लिए l = 3, चौथे ऊर्जा स्तर से प्रारंभ होता है।
एक ही ऊर्जा स्तर पर स्थित कक्षकों की ऊर्जा, लेकिन विभिन्न आकार वाले, समान नहीं होते हैं: E s ऊर्जा उपस्तर
कक्षकों का एक समुच्चय है जो समान ऊर्जा स्तर पर होते हैं और जिनका आकार समान होता है। एक सबलेवल के ऑर्बिटल्स में मुख्य और माध्यमिक क्वांटम संख्याओं के समान मान होते हैं, लेकिन अंतरिक्ष में दिशा (अभिविन्यास) में भिन्न होते हैं। चुंबकीय क्वांटम संख्या - एम एल।
यह अंतरिक्ष में ऑर्बिटल्स (इलेक्ट्रॉन क्लाउड) के उन्मुखीकरण की विशेषता है और -l से 0 से + l तक पूर्णांक मान लेता है। मानों की संख्या m l सबलेवल पर ऑर्बिटल्स की संख्या निर्धारित करती है, उदाहरण के लिए: एस-उप-स्तर: एल = 0, एम एल = 0, -1 कक्षीय। पी-सबलेवल: एल = 1, एम एल = -1, 0, +1, -3 ऑर्बिटल्स डी-सबलेवल: एल = 2, एम एल = -2, -1, 0, +1, +2, - 5 ऑर्बिटल्स। इस प्रकार, निम्न स्तर पर कक्षकों की संख्या की गणना इस प्रकार की जा सकती है 2एल + 1... एक ऊर्जा स्तर पर कक्षकों की कुल संख्या = एन 2... एक ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या = 2एन 2.ग्राफिक रूप से, किसी भी कक्षीय को एक सेल के रूप में दर्शाया गया है ( क्वांटम सेल
). विभिन्न उपस्तरों के लिए क्वांटम कोशिकाओं को स्केच करें और उनमें से प्रत्येक के लिए चुंबकीय क्वांटम संख्या के मूल्य पर हस्ताक्षर करें: तो, इस कक्षीय में स्थित प्रत्येक कक्षीय और इलेक्ट्रॉन को तीन क्वांटम संख्याओं की विशेषता है: मुख्य, द्वितीयक और चुंबकीय। एक इलेक्ट्रॉन की एक अन्य क्वांटम संख्या की विशेषता होती है - घुमाव
. स्पिन क्वांटम संख्या, स्पिन
(अंग्रेजी से। स्पिन करने के लिए - स्पिन करने के लिए, घुमाने के लिए) - एम एस। यह अपनी धुरी के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन के घूमने की विशेषता है और केवल दो मान लेता है: +1/2 और -1/2। स्पिन +1/2 के साथ एक इलेक्ट्रॉन को पारंपरिक रूप से निम्नानुसार दर्शाया गया है:; स्पिन के साथ -1/2: . किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश का भरना निम्नलिखित नियमों का पालन करता है: पाउली सिद्धांत
: एक परमाणु में सभी चार क्वांटम संख्याओं के समान सेट वाले दो इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते। ऑक्सीजन परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉनों के लिए क्वांटम संख्याओं के सेट बनाएं और सुनिश्चित करें कि पाउली का सिद्धांत सत्य है: कम से कम ऊर्जा सिद्धांत
: परमाणु की जमीनी (स्थिर) अवस्था वह होती है जिसमें न्यूनतम ऊर्जा होती है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा बढ़ाने के क्रम में कक्षकों को भरते हैं। क्लेचकोवस्की शासन
: इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा बढ़ाने के क्रम में ऊर्जा उपस्तर भरते हैं, जो मुख्य और द्वितीयक क्वांटम संख्याओं (n + l) के योग के मूल्य से निर्धारित होता है: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p , 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d। गुंड के नियम
: एक सबलेवल पर, इलेक्ट्रॉन स्थित होते हैं ताकि स्पिन क्वांटम संख्याओं (कुल स्पिन) के योग का निरपेक्ष मान अधिकतम हो। यह परमाणु की स्थिर अवस्था से मेल खाती है। मैग्नीशियम, लोहा और टेल्यूरियम के लिए इलेक्ट्रॉनिक ग्राफिकल सूत्र बनाएं: अपवाद
क्रोमियम और तांबे के परमाणु होते हैं, जिसमें 4s-सबलेवल से 3d-सबलेवल तक एक इलेक्ट्रॉन का स्लिप (संक्रमण) होता है, जिसे परिणामी इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन 3d 5 और 3d 10 की उच्च स्थिरता द्वारा समझाया जाता है। क्रोमियम और तांबे के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन-ग्राफिक सूत्र बनाएं: परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना को चिह्नित करने के लिए, आप इलेक्ट्रॉनिक संरचना आरेख, इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रॉनिक-ग्राफिक फ़ार्मुलों का उपयोग कर सकते हैं। उपरोक्त योजनाओं और सूत्रों का उपयोग करते हुए, सल्फर परमाणु की संरचना दिखाएं: "परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक शेल की संरचना" विषय पर परीक्षण 1. एक तत्व जिसके अप्रकाशित परमाणु में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, वह है 2. जमीनी इलेक्ट्रॉनिक अवस्था में Cl + आयन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (यह आयन अत्यधिक गर्म क्लोरीन पर पराबैंगनी विकिरण की क्रिया से बनता है) का रूप है: 4. किसी तत्व के उच्च ऑक्साइड का सूत्र EO3 होता है। इस तत्व की जमीनी अवस्था में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का क्या विन्यास हो सकता है? 6. एक क्रोमियम परमाणु में अप्रकाशित अवस्था में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या बराबर होती है: 8. अधिकतम उत्तेजित अवस्था में सल्फर परमाणु में d-इलेक्ट्रॉनों की संख्या बराबर होती है: 10. आयनों O -2 और K + में क्रमशः निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनिक सूत्र हैं: परीक्षण की कुंजी दहन उत्पादों द्वारा पदार्थ के सूत्र को निर्धारित करने में समस्याएं 1. पदार्थ के 0.88 ग्राम के पूर्ण दहन से 0.51 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड और 1.49 ग्राम सल्फर डाइऑक्साइड का निर्माण हुआ। किसी पदार्थ का सरलतम सूत्र ज्ञात कीजिए। (सीएस 2) 2. कार्बनिक पदार्थ का सही सूत्र स्थापित करें यदि यह ज्ञात हो कि इसके 4.6 ग्राम को जलाने पर 8.8 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड और 5.4 ग्राम पानी प्राप्त होता है। इस पदार्थ का हाइड्रोजन वाष्प घनत्व 23 है। (सी 2 एच 6 ओ) 3. 12.3 ग्राम कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण दहन पर, 26.4 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड, 4.5 ग्राम पानी और 1.4 ग्राम नाइट्रोजन मुक्त हुआ। किसी पदार्थ का आणविक सूत्र निर्धारित करें यदि उसका दाढ़ द्रव्यमान ऑक्सीजन के दाढ़ द्रव्यमान का 3.844 गुना है। (सी 6 एच 5 नहीं 2) 4. जब 20 मिली ज्वलनशील गैस को जलाया जाता है, तो 50 मिली ऑक्सीजन की खपत होती है, और 40 मिली कार्बन डाइऑक्साइड और 20 मिली जलवाष्प प्राप्त होती है। गैस सूत्र ज्ञात कीजिए। (सी 2 एच 2) 5. ऑक्सीजन में 5.4 ग्राम अज्ञात पदार्थ के दहन के दौरान 2.8 ग्राम नाइट्रोजन, 8.8 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड और 1.8 ग्राम पानी का निर्माण हुआ। किसी पदार्थ का सूत्र स्थापित करें यदि यह ज्ञात हो कि वह वायु से हल्का है। (एचसीएन) 6. ऑक्सीजन में अज्ञात पदार्थ के 3.4 ग्राम के दहन के दौरान 2.8 ग्राम नाइट्रोजन और 5.4 ग्राम पानी का निर्माण हुआ। किसी पदार्थ का सूत्र स्थापित करें यदि यह ज्ञात हो कि वह वायु से हल्का है। (एनएच 3) 7. जब 1.7 ग्राम अज्ञात पदार्थ को ऑक्सीजन में जलाया गया, तो 3.2 ग्राम सल्फर डाइऑक्साइड और 0.9 ग्राम पानी का निर्माण हुआ। किसी पदार्थ का सूत्र स्थापित करें यदि यह ज्ञात हो कि यह आर्गन से हल्का है। (एच 2 एस) 8. कमरे के तापमान पर बेरियम की अधिकता के साथ प्रतिक्रिया में 2.96 ग्राम वजन वाले पदार्थ का एक नमूना 489 मिली हाइड्रोजन (T = 298 ° K, सामान्य दबाव) देता है। जब उसी पदार्थ का 55.5 मिलीग्राम जलाया गया, तो 99 मिलीग्राम कार्बन डाइऑक्साइड और 40.5 मिलीग्राम पानी प्राप्त हुआ। 1.85 ग्राम वजन वाले इस पदार्थ के नमूने के पूर्ण वाष्पीकरण के साथ, इसका वाष्प 473 ° K और 101.3 kPa पर 0.97 लीटर की मात्रा में रहता है। पदार्थ का निर्धारण करें, इसके दो समावयवों के संरचनात्मक सूत्र दें जो समस्या की शर्तों को पूरा करते हैं। (सी 3 एच 6 ओ 2) 9. पदार्थ के 2.3 ग्राम के दहन के दौरान 4.4 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड और 2.7 ग्राम पानी का निर्माण हुआ। हवा में इस पदार्थ का वाष्प घनत्व 1.59 है। पदार्थ के आणविक सूत्र का निर्धारण करें। (सी 2 एच 6 ओ) 10. किसी पदार्थ का आणविक सूत्र निर्धारित करें यदि यह ज्ञात है कि दहन पर इसका 1.3 ग्राम 2.24 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड और 0.9 ग्राम जल वाष्प बनाता है। सामान्य परिस्थितियों में इस पदार्थ का द्रव्यमान 1 मिली। 0.00116 ग्राम के बराबर (सी 2 एच 2) 11. जब एक साधारण पदार्थ का एक मोल जलाया गया तो 1.344 m3 (NU) गैस बन गई, जो हीलियम से 11 गुना भारी है। जले हुए पदार्थ का सूत्र स्थापित करें। (सी 60) 12. जब 112 मिली गैस को जलाया गया, तो 448 मिली कार्बन डाइऑक्साइड (NU) और 0.45 ग्राम पानी प्राप्त हुआ। हाइड्रोजन के संदर्भ में गैस का घनत्व 29 है। गैस का आणविक सूत्र ज्ञात कीजिए। (सी 4 एच 10) 13. 3.1 ग्राम कार्बनिक पदार्थ के पूर्ण दहन पर, 8.8 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड, 2.1 ग्राम पानी और 0.47 ग्राम नाइट्रोजन का निर्माण हुआ। किसी पदार्थ का आणविक सूत्र ज्ञात कीजिए यदि सामान्य परिस्थितियों में उसके वाष्प का द्रव्यमान 1 लीटर है। 4.15 ग्राम (सी 6 एच 7 एन) है 14. 1.44 ग्राम कार्बनिक पदार्थ के दहन के दौरान 1.792 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड और 1.44 ग्राम पानी का निर्माण हुआ। किसी पदार्थ का सूत्र स्थापित करें यदि वायु में उसका आपेक्षिक घनत्व 2.483 है। (सी 4 एच 8 ओ) 15. 1.51 ग्राम गुआनिन के पूर्ण ऑक्सीकरण से 1.12 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड, 0.45 ग्राम पानी और 0.56 लीटर नाइट्रोजन बनता है। गुआनिन का अणुसूत्र व्युत्पन्न कीजिए। (सी 5 एच 5 एन 5 ओ) 16. 0.81 ग्राम वजन वाले कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण ऑक्सीकरण से 0.336 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड, 0.53 ग्राम सोडियम कार्बोनेट और 0.18 ग्राम पानी बनता है। पदार्थ का आणविक सूत्र स्थापित करें। (सी 4 एच 4 ओ 4 ना 2) 17. 2.8 ग्राम कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण ऑक्सीकरण के दौरान 4.48 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड और 3.6 ग्राम पानी का निर्माण हुआ। वायु में पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व 1.931 है। किसी दिए गए पदार्थ का आणविक सूत्र स्थापित करें। दहन के दौरान जारी कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए 20% सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल (घनत्व 1.219 ग्राम / एमएल) की कितनी मात्रा की आवश्यकता होती है? परिणामी विलयन में सोडियम कार्बोनेट का द्रव्यमान अंश क्या है? (सी 4 एच 8; 65.6 मिली; 23.9%) 18. 2.24 ग्राम कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण ऑक्सीकरण से 1.792 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड, 0.72 ग्राम पानी और 0.448 लीटर नाइट्रोजन बनता है। किसी पदार्थ का अणुसूत्र व्युत्पन्न कीजिए। (सी 4 एच 4 एन 2 ओ 2) 19. कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ 2.48 ग्राम, 2.016 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड, 1.06 ग्राम सोडियम कार्बोनेट और 1.62 ग्राम पानी बनता है। पदार्थ का आणविक सूत्र स्थापित करें। (सी 5 एच 9 ओ 2 ना) पाठ का उद्देश्य: आवधिक प्रणाली के रासायनिक तत्वों 1-3 अवधियों के उदाहरण का उपयोग करके एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना के बारे में छात्रों के विचारों को तैयार करना। "आवधिक कानून" और "आवधिक प्रणाली" की अवधारणाओं को समेकित करना। पाठ के उद्देश्य: परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों की रचना करना सीखना, तत्वों को उनके इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों द्वारा निर्धारित करना, परमाणु की संरचना का निर्धारण करना। उपकरण: रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी डी.आई. मेंडेलीव, ब्लैकबोर्ड, मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर, पर्सनल कंप्यूटर, लेआउट और प्रस्तुति "परमाणुओं की संरचना के लिए इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों का संकलन।" पाठ का प्रकार: संयुक्त तरीके: मौखिक, दृश्य। कक्षाओं के दौरान I. संगठनात्मक क्षण। अभिवादन। अनुपस्थित निशान। एक नए विषय को आत्मसात करने के लिए कक्षा का सक्रियण। शिक्षक बोर्ड पर पाठ के विषय का उच्चारण करता है और लिखता है "परमाणु के इलेक्ट्रॉन गोले की संरचना"। द्वितीय. नई सामग्री की व्याख्या शिक्षक: 20वीं सदी की शुरुआत में, परमाणु की संरचना का ग्रहीय मॉडलरदरफोर्ड द्वारा प्रस्तावित, जिसके अनुसार इलेक्ट्रॉन सूर्य के चारों ओर ग्रहों की तरह बहुत छोटे आकार के धनात्मक आवेशित नाभिक के चारों ओर घूमते हैं। ( प्रस्तुतीकरण।
स्लाइड 1.रदरफोर्ड मॉडल)। नतीजतन, परमाणु में प्रक्षेपवक्र होते हैं जिसके साथ इलेक्ट्रॉन चलता है। हालांकि, आगे के अध्ययनों से पता चला है कि परमाणु में कोई इलेक्ट्रॉन प्रक्षेपवक्र नहीं हैं। एक प्रक्षेपवक्र के बिना गति का मतलब है कि हम नहीं जानते कि एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन कैसे चलता है, लेकिन हम उस क्षेत्र का पता लगा सकते हैं जहां इलेक्ट्रॉन सबसे अधिक बार पाया जाता है। यह अब एक कक्षा नहीं है, बल्कि एक कक्षीय है .
परमाणु के चारों ओर घूमते हुए, इलेक्ट्रॉन इसे कुल में बनाते हैं इलेक्ट्रॉनिक खोल. आइए जानें कि नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन कैसे घूमते हैं? उच्छृंखल या एक विशिष्ट क्रम में? अनुसंधान नील्स बोहरो- आधुनिक परमाणु भौतिकी के संस्थापक, साथ ही कई अन्य वैज्ञानिकों ने यह निष्कर्ष निकालना संभव बनाया: परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों को कुछ परतों - गोले और एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले की संरचना रसायन विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, क्योंकि यह इलेक्ट्रॉन हैं जो पदार्थों के रासायनिक गुणों को निर्धारित करते हैं। एक निश्चित कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन की गति की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उसके नाभिक के साथ उसके बंधन की ऊर्जा है। परमाणु में इलेक्ट्रॉन एक निश्चित ऊर्जा में भिन्न होते हैं, और, जैसा कि प्रयोगों से पता चलता है, कुछ नाभिक की ओर अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं, जबकि अन्य कमजोर होते हैं। यह नाभिक से इलेक्ट्रॉनों की दूरदर्शिता द्वारा समझाया गया है। इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितने करीब होते हैं, नाभिक के साथ उनका संबंध उतना ही अधिक होता है, लेकिन कम ऊर्जा संग्रहीत होती है। परमाणु के नाभिक से दूरी के साथ, इलेक्ट्रॉन का नाभिक के प्रति आकर्षण बल कम होता जाता है और ऊर्जा का भंडार बढ़ता जाता है। इस तरह से इलेक्ट्रॉनिक परतेंएक परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में। निकट ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन एक एकल इलेक्ट्रॉन परत बनाते हैं, या शक्तिशाली स्तर... एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा और ऊर्जा का स्तर प्रमुख क्वांटम संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है एनऔर पूर्णांक मान 1, 2, 3, 4, 5, 6 और 7 लेता है। n का मान जितना बड़ा होगा, परमाणु में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या जो एक या दूसरे ऊर्जा स्तर पर हो सकती है, सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है: कहां एन- स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या; n ऊर्जा स्तर की संख्या है। यह स्थापित किया गया है कि पहले शेल पर दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हैं, दूसरे पर आठ से अधिक नहीं, तीसरे पर 18 से अधिक नहीं और चौथे पर 32 से अधिक नहीं। हम अधिक भरने पर विचार नहीं करेंगे दूर के गोले। यह ज्ञात है कि बाह्य ऊर्जा स्तर पर आठ से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते, इसे कहते हैं पूरा किया हुआ... ऐसी इलेक्ट्रॉनिक परतें जिनमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या नहीं होती है, कहलाती हैं अधूरा. किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश के बाह्य ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या मुख्य उपसमूहों के रासायनिक तत्वों की समूह संख्या के बराबर होती है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इलेक्ट्रॉन एक कक्षा में नहीं, बल्कि एक कक्षीय में गति करता है और इसका कोई प्रक्षेपवक्र नहीं होता है। कोर के आसपास का स्थान जहां इसके पाए जाने की सबसे अधिक संभावना है। इलेक्ट्रॉन को इस इलेक्ट्रॉन का कक्षक या इलेक्ट्रॉन बादल कहा जाता है। ऑर्बिटल्स, या सबलेवल, जैसा कि उन्हें भी कहा जाता है, के अलग-अलग आकार हो सकते हैं, और उनकी संख्या स्तर संख्या से मेल खाती है, लेकिन चार से अधिक नहीं होती है। पहले ऊर्जा स्तर में एक सबलेवल होता है ( एस), दूसरा - दो ( एस, पी), तीसरा - तीन ( एस, पी, डी) आदि। एक ही स्तर के विभिन्न उपस्तरों के इलेक्ट्रॉनों में इलेक्ट्रॉन बादल के विभिन्न आकार होते हैं: गोलाकार (एस), डम्बल (पी)और अधिक जटिल विन्यास (डी) और (एफ)।वैज्ञानिक गोलाकार परमाणु कक्षीय को कॉल करने के लिए सहमत हुए एस-कक्षीय... यह सबसे स्थिर है और कोर के काफी करीब स्थित है। परमाणु में इलेक्ट्रॉन की जितनी अधिक ऊर्जा होती है, वह उतनी ही तेजी से घूमता है, उसके निवास का क्षेत्र उतना ही अधिक खिंचता है, और अंत में वह डम्बल में बदल जाता है। पी-कक्षीय: इस आकार का एक इलेक्ट्रॉन बादल एक परमाणु में व्याप्त हो सकता है तीन पदअंतरिक्ष के निर्देशांक अक्षों के साथ एक्स, आपतथा जेड... यह आसानी से समझाया गया है: आखिरकार, सभी इलेक्ट्रॉनों पर नकारात्मक चार्ज होता है, इसलिए, इलेक्ट्रॉन बादल पारस्परिक रूप से पीछे हटानाऔर जितना हो सके खुद को एक-दूसरे से दूर रखने की कोशिश करें। इसलिए, पी-ऑर्बिटल्स तीन हो सकते हैं। बेशक, उनकी ऊर्जा एक ही है, लेकिन अंतरिक्ष में उनका स्थान अलग है। इलेक्ट्रॉनों के साथ ऊर्जा स्तरों के क्रमिक भरने का आरेख बनाइए अब हम परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक कोशों की संरचना का आरेख बना सकते हैं: पर एस
-उप-स्तर हो सकता है एकपरमाणु कक्षीय और पर पी-
उनका उप-स्तर पहले से ही हो सकता है तीन - (तीन समन्वय अक्षों के अनुसार): कक्षाओं डी–
तथा एफ-
परमाणु में सबलेवल पहले से ही हो सकता है पंजतथा सातक्रमश: हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक में +1 का आवेश होता है, इसलिए केवल एक इलेक्ट्रॉन अपने नाभिक के चारों ओर एकल ऊर्जा स्तर पर घूमता है। आइए हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को लिखें एक रासायनिक तत्व के परमाणु की संरचना और उसके गुणों के बीच संबंध स्थापित करने के लिए, कुछ और रासायनिक तत्वों पर विचार करें। हाइड्रोजन के पीछे अगला तत्व हीलियम है। हीलियम परमाणु के नाभिक में +2 का आवेश होता है, इसलिए हीलियम परमाणु में पहले ऊर्जा स्तर पर दो इलेक्ट्रॉन होते हैं: चूंकि पहले ऊर्जा स्तर पर दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, इसे माना जाता है पूरा हुआ। सेल #3 लिथियम है। लिथियम नाभिक में +3 का चार्ज होता है, इसलिए लिथियम परमाणु में तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं। उनमें से दो पहले ऊर्जा स्तर पर हैं, और तीसरा इलेक्ट्रॉन दूसरे ऊर्जा स्तर को भरना शुरू कर देता है। पहले पहले स्तर का s-कक्षक भरा जाता है, फिर दूसरे स्तर का s-कक्षक भरा जाता है। दूसरे स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन अन्य दो की तुलना में नाभिक से कमजोर होता है। कार्बन परमाणु के लिए, इलेक्ट्रॉनिक-ग्राफिक फ़ार्मुलों के अनुसार इलेक्ट्रॉनिक गोले भरने के लिए तीन संभावित योजनाओं को मान लेना पहले से ही संभव है: परमाणु स्पेक्ट्रम के विश्लेषण से पता चलता है कि अंतिम योजना सही है। इस नियम का उपयोग करते हुए, नाइट्रोजन परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉनिक संरचना का आरेख बनाना मुश्किल नहीं है: यह योजना सूत्र 1s 2 2s 2 2p 3 से मेल खाती है। फिर 2p ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों की जोड़ीदार नियुक्ति शुरू होती है। द्वितीय आवर्त के शेष परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र: नियॉन परमाणु पर द्वितीय ऊर्जा स्तर की पूर्ति समाप्त हो जाती है और तत्वों के निकाय के द्वितीय आवर्त का निर्माण पूरा हो जाता है। आवर्त सारणी में लिथियम का रासायनिक चिन्ह ज्ञात कीजिए लिथियम से नियॉन नी तक परमाणु नाभिक का आवेश स्वाभाविक रूप से बढ़ जाता है। दूसरी परत धीरे-धीरे इलेक्ट्रॉनों से भर जाती है। दूसरी परत पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के साथ, तत्वों के धातु गुण धीरे-धीरे कमजोर हो जाते हैं और गैर-धातु वाले द्वारा प्रतिस्थापित किए जाते हैं। तीसरी अवधि, दूसरे की तरह, दो तत्वों (Na, Mg) से शुरू होती है, जिसमें इलेक्ट्रॉन बाहरी इलेक्ट्रॉन परत के s-उप-स्तर पर स्थित होते हैं। फिर छह तत्व अनुसरण करते हैं (Al से Ar तक), जिसमें बाहरी इलेक्ट्रॉन परत का p-उप-स्तर बनता है। दूसरे और तीसरे आवर्त के संगत तत्वों की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत की संरचना समान होती है। दूसरे शब्दों में, परमाणु आवेश में वृद्धि के साथ, परमाणुओं की बाहरी परतों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना समय-समय पर दोहराई जाती है। यदि तत्वों ने बाह्य ऊर्जा स्तरों को समान रूप से व्यवस्थित किया है, तो इन तत्वों के गुण समान हैं। उदाहरण के लिए, आर्गन और नियॉन प्रत्येक में बाहरी स्तर पर आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं, और इसलिए वे निष्क्रिय होते हैं, अर्थात वे शायद ही रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। मुक्त रूप में, आर्गन और नियॉन ऐसी गैसें हैं जिनमें एकपरमाणुक अणु होते हैं। लिथियम, सोडियम और पोटेशियम के परमाणुओं में बाहरी स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन होता है और समान गुण होते हैं, इसलिए उन्हें आवधिक प्रणाली के एक ही समूह में रखा जाता है। III. निष्कर्ष। 1. बढ़ते परमाणु आवेश के क्रम में व्यवस्थित रासायनिक तत्वों के गुण समय-समय पर दोहराए जाते हैं, क्योंकि तत्वों के परमाणुओं के बाहरी ऊर्जा स्तरों की संरचना समय-समय पर दोहराई जाती है। 2. एक अवधि के भीतर रासायनिक तत्वों के गुणों में एक सहज परिवर्तन को बाह्य ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या में क्रमिक वृद्धि द्वारा समझाया जा सकता है। 3. एक ही परिवार के रासायनिक तत्वों के गुणों की समानता का कारण उनके परमाणुओं के बाहरी ऊर्जा स्तरों की समान संरचना में निहित है। चतुर्थ। नई सामग्री सुरक्षित करना। कक्षा असाइनमेंट: 1. निम्नलिखित तत्वों के परमाणुओं की संरचना बनाइए: ए) सोडियम; 2. नाइट्रोजन और फास्फोरस परमाणुओं की संरचना की तुलना करें। 3. संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के वितरण के आंकड़ों से, तत्व का पता लगाएं: क) 1s 2 2s 1 4. कंप्यूटर प्रस्तुति "परमाणुओं की संरचना के लिए इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों का संकलन" का उपयोग करके परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र बनाते हैं a) नाइट्रोजन; बी) सल्फर .
5. लेआउट का उपयोग करना "परमाणुओं की संरचना के लिए इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों का संकलन" परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र: ए) मैग्नीशियम; बी) ऑक्सीजन। वी। होमवर्क: 8, पी। 28-33. परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक गोले की संरचना के आरेख बनाएं: बोरॉन, क्लोरीन, लिथियम, एल्यूमीनियम। उत्कृष्ट डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोहर (चित्र। 1) ने सुझाव दिया कि एक परमाणु में इलेक्ट्रॉन किसी में नहीं, बल्कि कड़ाई से परिभाषित कक्षाओं में गति कर सकते हैं। इस मामले में, परमाणु में इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा में भिन्न होते हैं। प्रयोगों से पता चलता है कि उनमें से कुछ नाभिक की ओर अधिक आकर्षित होते हैं, जबकि अन्य कमजोर होते हैं। इसका मुख्य कारण परमाणु नाभिक से इलेक्ट्रॉनों की अलग-अलग दूरी है। इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितने करीब होते हैं, उतनी ही मजबूती से वे उससे बंधे होते हैं और उन्हें इलेक्ट्रॉन खोल से बाहर निकालना उतना ही मुश्किल होता है। इस प्रकार, जैसे-जैसे परमाणु के नाभिक से दूरी बढ़ती है, इलेक्ट्रॉन का ऊर्जा भंडार बढ़ता जाता है। नाभिक के पास घूमने वाले इलेक्ट्रॉन, जैसे कि थे, अन्य इलेक्ट्रॉनों से नाभिक को ब्लॉक (स्क्रीन) करते हैं, जो कमजोर नाभिक की ओर आकर्षित होते हैं और इससे अधिक दूरी पर चलते हैं। इस प्रकार इलेक्ट्रॉनिक परतें बनती हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन परत में समान ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं; इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक परतों को ऊर्जा स्तर भी कहा जाता है। नाभिक प्रत्येक तत्व के परमाणु के केंद्र में स्थित होता है, और इलेक्ट्रॉन, जो इलेक्ट्रॉन खोल बनाते हैं, नाभिक के चारों ओर परतों में रखे जाते हैं। किसी तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉनिक परतों की संख्या उस अवधि की संख्या के बराबर होती है जिसमें यह तत्व स्थित होता है। उदाहरण के लिए, सोडियम Na तीसरी अवधि का एक तत्व है, जिसका अर्थ है कि इसके इलेक्ट्रॉन शेल में 3 ऊर्जा स्तर शामिल हैं। ब्रोमीन परमाणु Br में 4 ऊर्जा स्तर होते हैं, क्योंकि ब्रोमीन चौथे आवर्त में स्थित होता है (चित्र 2)। सोडियम परमाणु मॉडल: ब्रोमीन परमाणु मॉडल: ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: 2n 2, जहां n ऊर्जा स्तर की संख्या है। इस प्रकार, प्रति इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या: 3 परत - 18, आदि। मुख्य उपसमूहों के तत्वों के लिए, उस समूह की संख्या जिससे तत्व संबंधित है, परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर है। बाहरी इलेक्ट्रॉनों को अंतिम इलेक्ट्रॉन परत कहा जाता है। उदाहरण के लिए, सोडियम परमाणु में 1 बाहरी इलेक्ट्रॉन होता है (चूंकि यह IA उपसमूह का एक तत्व है)। ब्रोमीन परमाणु में अंतिम इलेक्ट्रॉन परत पर 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं (यह VIIA उपसमूह का एक तत्व है)। 1-3 अवधियों के तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक गोले की संरचना हाइड्रोजन परमाणु में, परमाणु आवेश +1 होता है, और यह आवेश एकल इलेक्ट्रॉन द्वारा निष्प्रभावी हो जाता है (चित्र 3)। हाइड्रोजन के बाद अगला तत्व हीलियम है, जो पहले आवर्त का भी तत्व है। नतीजतन, हीलियम परमाणु में एक ऊर्जा स्तर होता है जहां दो इलेक्ट्रॉन स्थित होते हैं (चित्र 4)। यह पहले ऊर्जा स्तर के लिए इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संभव संख्या है। सेल #3 लिथियम है। लिथियम परमाणु में 2 इलेक्ट्रॉनिक परतें होती हैं, क्योंकि यह दूसरी अवधि का तत्व है। लिथियम परमाणु में 1 परत पर 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं (यह परत पूर्ण होती है), और 2 परत पर -1 इलेक्ट्रॉन होता है। बेरिलियम परमाणु में लिथियम परमाणु की तुलना में 1 अधिक इलेक्ट्रॉन होता है (चित्र 5)। इसी प्रकार, आप दूसरे आवर्त के शेष तत्वों के परमाणुओं की संरचना के आरेखों को चित्रित कर सकते हैं (चित्र 6)। दूसरी अवधि के अंतिम तत्व के परमाणु में - नियॉन - अंतिम ऊर्जा स्तर पूरा हो गया है (इसमें 8 इलेक्ट्रॉन हैं, जो दूसरी परत के लिए अधिकतम मूल्य से मेल खाता है)। नियॉन एक अक्रिय गैस है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश नहीं करती है, इसलिए इसका इलेक्ट्रॉनिक खोल बहुत स्थिर है। अमेरिकी रसायनज्ञ गिल्बर्ट लुईसइसके लिए स्पष्टीकरण दिया और आगे रखा ऑक्टेट नियम जिसके अनुसार आठ-इलेक्ट्रॉन परत स्थिर होती है(1 परत को छोड़कर: चूंकि इस पर 2 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, इसके लिए एक दो-इलेक्ट्रॉन अवस्था स्थिर होगी)। नियॉन के बाद तीसरे आवर्त का तत्व आता है - सोडियम। सोडियम परमाणु में 3 इलेक्ट्रॉन परतें होती हैं, जिन पर 11 इलेक्ट्रॉन स्थित होते हैं (चित्र 7)। चावल। 7. सोडियम परमाणु की संरचना का आरेख सोडियम समूह 1 में है, यौगिकों में इसकी संयोजकता I है, जैसा कि लिथियम में है। यह इस तथ्य के कारण है कि सोडियम और लिथियम परमाणुओं की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर 1 इलेक्ट्रॉन होता है। तत्वों के गुणों को समय-समय पर दोहराया जाता है क्योंकि तत्वों के परमाणु समय-समय पर बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या दोहराते हैं। तीसरे आवर्त के शेष तत्वों के परमाणुओं की संरचना को दूसरे आवर्त के तत्वों के परमाणुओं की संरचना के सादृश्य द्वारा निरूपित किया जा सकता है। 4 आवर्त तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक गोले की संरचना चौथी अवधि में 18 तत्व शामिल हैं, उनमें से मुख्य (ए) और माध्यमिक (बी) उपसमूह दोनों के तत्व हैं। पार्श्व उपसमूहों के तत्वों के परमाणुओं की संरचना की एक विशेषता यह है कि उनकी पूर्व-बाहरी (आंतरिक), और बाहरी नहीं, इलेक्ट्रॉनिक परतें क्रमिक रूप से भरी हुई हैं। चौथी अवधि पोटेशियम से शुरू होती है। पोटेशियम एक क्षार धातु है जो यौगिकों में संयोजकता I प्रदर्शित करता है। यह इसके परमाणु की निम्नलिखित संरचना के अनुरूप है। चौथी अवधि के तत्व के रूप में, पोटेशियम परमाणु में 4 इलेक्ट्रॉन परतें होती हैं। पोटेशियम की अंतिम (चौथी) इलेक्ट्रॉन परत में 1 इलेक्ट्रॉन होता है, पोटेशियम परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 19 (इस तत्व की क्रमिक संख्या) (चित्र 8) है। चावल। 8. पोटेशियम परमाणु की संरचना का आरेख पोटेशियम के बाद कैल्शियम आता है। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर कैल्शियम परमाणु में 2 इलेक्ट्रॉन होंगे, जैसे मैग्नीशियम के साथ बेरिलियम (वे उपसमूह II ए के तत्व भी हैं)। कैल्शियम के बाद अगला तत्व स्कैंडियम है। यह द्वितीयक (B) उपसमूह का एक तत्व है। द्वितीयक उपसमूहों के सभी तत्व धातु हैं। उनके परमाणुओं की संरचना की एक विशेषता अंतिम इलेक्ट्रॉन परत पर 2 से अधिक इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति नहीं है, अर्थात। अंतिम इलेक्ट्रॉन परत क्रमिक रूप से इलेक्ट्रॉनों से भर जाएगी। तो, स्कैंडियम के लिए, आप परमाणु की संरचना के निम्नलिखित मॉडल की कल्पना कर सकते हैं (चित्र 9): चावल। 9. स्कैंडियम के परमाणु की संरचना की योजना इलेक्ट्रॉनों का ऐसा वितरण संभव है, क्योंकि तीसरी परत पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम स्वीकार्य संख्या 18 है, यानी तीसरी परत पर आठ इलेक्ट्रॉन परत की एक स्थिर लेकिन अधूरी स्थिति है। चौथी अवधि के द्वितीयक उपसमूहों के दस तत्वों में, स्कैंडियम से जस्ता तक, तीसरी इलेक्ट्रॉन परत क्रमिक रूप से भरी हुई है। जस्ता परमाणु की संरचना का आरेख निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर - दो इलेक्ट्रॉन, पूर्व-बाहरी परत पर - 18 (चित्र। 10)। चावल। 10. जिंक परमाणु की संरचना का आरेख जस्ता के बाद निम्नलिखित तत्व मुख्य उपसमूह के तत्वों से संबंधित हैं: गैलियम, जर्मेनियम, आदि से क्रिप्टन तक। इन तत्वों के परमाणुओं में चौथी (अर्थात बाहरी) इलेक्ट्रॉन परत क्रमिक रूप से भरी जाती है। क्रिप्टन की एक अक्रिय गैस के परमाणु में बाहरी कोश पर एक अष्टक होता है, अर्थात एक स्थिर अवस्था। पाठ सारांश इस पाठ में आपने सीखा कि परमाणु का इलेक्ट्रॉन कोश कैसे कार्य करता है और आवर्तता की परिघटना की व्याख्या कैसे की जाती है। हम परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक गोले की संरचना के मॉडल से परिचित हुए, जिसकी सहायता से रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों के गुणों की भविष्यवाणी और व्याख्या करना संभव है। ग्रन्थसूची होम वर्क हमने पाया कि परमाणु का हृदय उसका नाभिक होता है। इसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन स्थित होते हैं। वे गतिहीन नहीं हो सकते, क्योंकि वे तुरंत कोर पर गिर जाएंगे। XX सदी की शुरुआत में। परमाणु की संरचना का एक ग्रहीय मॉडल अपनाया गया था, जिसके अनुसार इलेक्ट्रॉन एक बहुत छोटे सकारात्मक नाभिक के चारों ओर घूमते हैं, जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमते हैं। आगे के शोध से पता चला कि परमाणु की संरचना कहीं अधिक जटिल है। परमाणु की संरचना की समस्या आधुनिक विज्ञान के लिए प्रासंगिक बनी हुई है। प्राथमिक कण, परमाणु, अणु - ये सभी सूक्ष्म जगत की वस्तुएं हैं, जिनका हम निरीक्षण नहीं करते हैं। इसमें स्थूल जगत की अपेक्षा भिन्न-भिन्न नियम हैं, जिन वस्तुओं को हम प्रत्यक्ष रूप से या यंत्रों (सूक्ष्मदर्शी, दूरदर्शी, आदि) की सहायता से देख सकते हैं। इसलिए, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक गोले की संरचना पर आगे चर्चा करते हुए, हम समझेंगे कि हम अपना खुद का प्रतिनिधित्व (मॉडल) बना रहे हैं, जो काफी हद तक आधुनिक विचारों से मेल खाता है, हालांकि यह बिल्कुल एक वैज्ञानिक-रसायनज्ञ के समान नहीं है। हमारे मॉडल को सरल बनाया गया है। एक परमाणु के नाभिक के चारों ओर घूमते हुए इलेक्ट्रॉन मिलकर उसका इलेक्ट्रॉन खोल बनाते हैं। एक परमाणु के कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या, जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या है; यह डी.आई. मेंडेलीव की तालिका में तत्व की क्रमिक, या परमाणु संख्या से मेल खाती है। तो, हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में एक इलेक्ट्रॉन होता है, क्लोरीन - सत्रह से, सोना - उनहत्तर से। इलेक्ट्रॉन कैसे चलते हैं? अराजक रूप से, जलते हुए प्रकाश बल्ब के चारों ओर मध्य की तरह? या किसी विशेष क्रम में? यह बिल्कुल एक निश्चित क्रम में निकलता है। एक परमाणु में इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा में भिन्न होते हैं। प्रयोगों से पता चलता है कि उनमें से कुछ नाभिक की ओर अधिक आकर्षित होते हैं, जबकि अन्य कमजोर होते हैं। इसका मुख्य कारण परमाणु नाभिक से इलेक्ट्रॉनों की अलग-अलग दूरी है। इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितने करीब होते हैं, उतनी ही मजबूती से वे उससे बंधे होते हैं और उन्हें इलेक्ट्रॉन खोल से बाहर निकालना उतना ही कठिन होता है, लेकिन वे नाभिक से जितने दूर होते हैं, उन्हें फाड़ना उतना ही आसान होता है। जाहिर है, जैसे-जैसे परमाणु के नाभिक से दूरी बढ़ती है, इलेक्ट्रॉन (ई) का ऊर्जा भंडार बढ़ता है (चित्र 38)। चावल। 38. नाभिक के पास घूमने वाले इलेक्ट्रॉन, जैसे कि थे, अन्य इलेक्ट्रॉनों से नाभिक को ब्लॉक (स्क्रीन) करते हैं, जो कमजोर नाभिक की ओर आकर्षित होते हैं और इससे अधिक दूरी पर चलते हैं। इस प्रकार एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में इलेक्ट्रॉनिक परतें बनती हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन परत में निकट ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक परतों को ऊर्जा स्तर भी कहा जाता है। आगे हम ऐसा कहेंगे: "इलेक्ट्रॉन एक निश्चित ऊर्जा स्तर पर है।" एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों से भरे हुए ऊर्जा स्तरों की संख्या डी.आई. मेंडेलीव की तालिका में आवर्त की संख्या के बराबर होती है, जिसमें रासायनिक तत्व स्थित होता है। इसका मतलब है कि पहली अवधि के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन खोल में एक ऊर्जा स्तर होता है, दूसरी अवधि - दो, तीसरी - तीन, आदि। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन परमाणु में इसमें दो ऊर्जा स्तर होते हैं, और मैग्नीशियम परमाणु में - तीन में से: ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम (सबसे बड़ी) संख्या सूत्र द्वारा निर्धारित की जा सकती है: 2n 2, जहां n स्तर की संख्या है। नतीजतन, पहला ऊर्जा स्तर उस पर दो इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति में भर जाता है (2 × 1 2 = 2); दूसरा - आठ इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति में (2 × 2 2 = 8); तीसरा - अठारह (2 × З 2 = 18), आदि। ग्रेड 8-9 के रसायन विज्ञान के दौरान हम केवल पहले तीन अवधियों के तत्वों पर विचार करेंगे, इसलिए हम परमाणुओं के लिए पूर्ण तीसरे ऊर्जा स्तर के साथ नहीं मिलेंगे . मुख्य उपसमूहों के रासायनिक तत्वों के लिए परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल के बाहरी ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या के बराबर होती है। अब हम योजना द्वारा निर्देशित परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक गोले की संरचना के चित्र बना सकते हैं: हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक में +1 का आवेश होता है, अर्थात इसमें क्रमशः केवल एक प्रोटॉन होता है, एकल ऊर्जा स्तर पर केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है: यह एक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र का उपयोग करके निम्नानुसार लिखा गया है: प्रथम आवर्त का अगला तत्व हीलियम है। हीलियम परमाणु के नाभिक में +2 आवेश होता है। उसके पास पहले ऊर्जा स्तर पर दो इलेक्ट्रॉन हैं: पहले ऊर्जा स्तर पर, केवल दो इलेक्ट्रॉन फिट हो सकते हैं और इससे ज्यादा कुछ नहीं - यह पूरी तरह से पूर्ण है। यही कारण है कि डीआई मेंडलीफ की तालिका के पहले आवर्त में दो तत्व होते हैं। दूसरी अवधि के तत्व लिथियम परमाणु में एक और ऊर्जा स्तर होता है, जिस पर तीसरा इलेक्ट्रॉन "जाएगा": बेरिलियम परमाणु में, एक और इलेक्ट्रॉन दूसरे स्तर पर "हो जाता है": बाहरी स्तर पर बोरॉन परमाणु में तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं, और कार्बन परमाणु में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं ... फ्लोरीन परमाणु में सात इलेक्ट्रॉन होते हैं, नियॉन परमाणु में आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं: दूसरा स्तर केवल आठ इलेक्ट्रॉनों को धारण कर सकता है, और इसलिए यह नियॉन में पूर्ण है। सोडियम परमाणु, तीसरी अवधि के एक तत्व, में तीसरा ऊर्जा स्तर होता है (नोट - तीसरी अवधि के तत्व के परमाणु में तीन ऊर्जा स्तर होते हैं!), और उस पर एक इलेक्ट्रॉन होता है: ध्यान दें: सोडियम समूह I का एक तत्व है, बाहरी ऊर्जा स्तर पर इसमें एक इलेक्ट्रॉन होता है! जाहिर है, तीसरी अवधि के तत्व VIA सल्फर परमाणु के लिए ऊर्जा स्तरों की संरचना को लिखना मुश्किल नहीं होगा: तीसरी अवधि आर्गन के साथ समाप्त होती है: चौथी अवधि के तत्वों के परमाणुओं का चौथा स्तर होता है, जिस पर पोटेशियम परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन होता है, और कैल्शियम परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। अब जब हम डिमेंडेलीव की आवर्त सारणी की पहली और दूसरी अवधियों के तत्वों की परमाणु संरचना की सरलीकृत अवधारणाओं से परिचित हो गए हैं, तो हम ऐसे परिशोधन कर सकते हैं जो हमें परमाणु की संरचना के अधिक सही दृष्टिकोण के करीब लाते हैं। . आइए एक सादृश्य से शुरू करें। जिस तरह एक सिलाई मशीन की एक तेजी से चलती सुई, एक कपड़े को छेदते हुए, उस पर एक पैटर्न कढ़ाई करती है, उसी तरह एक परमाणु नाभिक "कढ़ाई" के चारों ओर अंतरिक्ष में एक इलेक्ट्रॉन बहुत तेजी से आगे बढ़ रहा है, न केवल एक फ्लैट, बल्कि एक त्रि-आयामी पैटर्न इलेक्ट्रॉन बादल। चूंकि एक इलेक्ट्रॉन की गति की गति सिलाई सुई की गति की गति से सैकड़ों हजारों गुना अधिक होती है, इसलिए वे अंतरिक्ष में एक स्थान या किसी अन्य स्थान पर इलेक्ट्रॉन खोजने की संभावना के बारे में बात करते हैं। मान लीजिए कि हम एक स्पोर्ट्स फोटो फिनिश के रूप में, नाभिक के पास किसी स्थान पर इलेक्ट्रॉन की स्थिति स्थापित करने में कामयाब रहे और इस स्थिति को एक बिंदु के साथ चिह्नित किया। यदि ऐसा "फोटो फिनिश" सैकड़ों, हजारों बार किया जाता है, तो आपको इलेक्ट्रॉनिक क्लाउड का एक मॉडल मिलता है। इलेक्ट्रॉन बादलों को कभी-कभी कक्षक भी कहा जाता है। हम वही करेंगे। इलेक्ट्रॉन बादल, या ऑर्बिटल्स, ऊर्जा के आधार पर आकार में भिन्न होते हैं। यह स्पष्ट है कि इलेक्ट्रॉन ऊर्जा जितनी कम होती है, वह नाभिक की ओर उतना ही अधिक आकर्षित होता है और उसका कक्षक छोटा होता है। इलेक्ट्रॉन बादलों (कक्षाओं) के विभिन्न आकार हो सकते हैं। परमाणु में प्रत्येक ऊर्जा स्तर एक गोलाकार s-कक्षक से प्रारंभ होता है। दूसरे और बाद के स्तरों पर, एक s-कक्षक के बाद, एक डम्बल आकार के p-कक्षक प्रकट होते हैं (चित्र 39)। ऐसे तीन कक्षक हैं। किसी भी कक्षक में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। नतीजतन, उनमें से केवल दो s-कक्षीय पर हो सकते हैं, और छह तीन p-कक्षकों पर हो सकते हैं। चावल। 39. स्तर को निर्दिष्ट करने के लिए अरबी अंकों का उपयोग करना और अक्षर s और p के साथ कक्षीय को निरूपित करना, और पत्र के ऊपर ऊपरी दाईं ओर एक अरबी अंक के साथ दिए गए कक्षीय के इलेक्ट्रॉनों की संख्या, हम अधिक पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक के साथ परमाणुओं की संरचना को चित्रित कर सकते हैं। सूत्र आइए पहले और दूसरे आवर्त के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखें: यदि तत्वों की संरचना में बाह्य ऊर्जा स्तर समान हों, तो इन तत्वों के गुण समान होते हैं। उदाहरण के लिए, आर्गन और नियॉन प्रत्येक में बाहरी स्तर पर आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं, और इसलिए वे निष्क्रिय होते हैं, अर्थात वे शायद ही रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। मुक्त रूप में, आर्गन और नियॉन गैसें हैं, जिनके अणु एकपरमाणुक होते हैं। लिथियम, सोडियम और पोटेशियम के परमाणुओं में बाहरी स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन होता है और समान गुण होते हैं, इसलिए उन्हें डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के एक ही समूह में रखा जाता है। आइए एक सामान्यीकरण करें: बाहरी ऊर्जा स्तरों की समान संरचना समय-समय पर दोहराई जाती है, इसलिए रासायनिक तत्वों के गुण समय-समय पर दोहराए जाते हैं। यह पैटर्न डी मेंडेलीफ की रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के नाम से परिलक्षित होता है। मुख्य शब्द और वाक्यांश कंप्यूटर के साथ काम करें प्रश्न और कार्यए) 1s 2 2s 2 2p 4 बी) 1एस 2 2एस 2 2पी 6 बी) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 डी) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
ए, डी वी वी वी ए जी ए, डी बी वी बी, सी
बी) सिलिकॉन
ख) 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6
ग) 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 4
घ) 1एस 2 2एस 2 2पी 4
ई) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या
एस- और पी-ऑर्बिटल्स के रूप (इलेक्ट्रॉन बादल)
