डिफरेंशियल इलेक्ट्रॉन क्वांटम नंबर, इसे कैसे जानें और उदाहरण

अंतर इलेक्ट्रॉन या विभेदक एक परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के अनुक्रम में रखा गया अंतिम इलेक्ट्रॉन है। उसका नाम क्यों है? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए एक परमाणु की मूल संरचना आवश्यक है: इसका नाभिक, निर्वात और इलेक्ट्रॉन.

नाभिक एक सघन कण है, जिसे सकारात्मक कणों का प्रोटॉन कहा जाता है, और न्यूट्रॉन नामक तटस्थ कणों को। प्रोटॉन परमाणु संख्या Z को परिभाषित करते हैं और न्यूट्रॉन के साथ मिलकर परमाणु द्रव्यमान बनाते हैं। हालांकि, एक परमाणु केवल सकारात्मक शुल्क नहीं ले सकता है; यही कारण है कि इलेक्ट्रॉनों नाभिक के चारों ओर इसे बेअसर करने के लिए कक्षा. 

इस प्रकार, नाभिक में जोड़े जाने वाले प्रत्येक प्रोटॉन के लिए, बढ़ते हुए सकारात्मक आवेश का प्रतिकार करने के लिए एक नए इलेक्ट्रॉन को उसकी कक्षा में शामिल किया जाता है। इस तरह, नया जोड़ा इलेक्ट्रॉन, अंतर इलेक्ट्रॉन, परमाणु संख्या Z के साथ निकटता से संबंधित है.

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

सूची

• 1 क्वांटम संख्या
• 2 डिफरेंशियल इलेक्ट्रान को कैसे जानें?
• कई तत्वों में 3 उदाहरण
  • 3.1 क्लोरीन
  • ३.२ ↓ ↑ ↓ ↓ ↓ _
  • ३.३ मैग्नीशियम
  • ३.४ ↓ ↓
  • 3.5 जिरकोनियम
  • 3.6 अज्ञात तत्व
  • ३.↓ 3.7 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
• 4 संदर्भ

क्वांटम संख्या

बाकी 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 ऑर्बिटल्स "s", "p", "d" और "f" 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, "एस" कक्षीय के लिए 0; "पी" कक्षीय के लिए -1, 0, +1; कक्षीय "d" के लिए -2, -1, 0, +1, +2; "f" ऑर्बिटल के लिए -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3। अंत में, स्पिन "एस" की मात्रा संख्या (number के लिए +1/2, और ↓ के लिए -1/2).

इसलिए, एक अंतर इलेक्ट्रॉन में संबंधित पिछले क्वांटम संख्याएं ("एन", "एल", "एम", "एस") हैं। क्योंकि यह अतिरिक्त प्रोटॉन द्वारा उत्पन्न नए सकारात्मक चार्ज का प्रतिकार करता है, यह तत्व का परमाणु क्रमांक Z भी प्रदान करता है.

विभेदक इलेक्ट्रॉन को कैसे जानें?

ऊपरी छवि में, हाइड्रोजन से नियॉन गैस (H → Ne) तक के तत्वों के लिए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास का प्रतिनिधित्व किया जाता है.

इसमें खुली परतों के इलेक्ट्रॉनों को लाल रंग के साथ इंगित किया जाता है, जबकि बंद परतों के नीले रंग के साथ संकेत दिया जाता है। परतें क्वांटम संख्या "एन" को संदर्भित करती हैं, चार में से पहली.

इस तरह, H (adds लाल रंग का this) का संयोजी विन्यास विपरीत अभिविन्यास के साथ एक और इलेक्ट्रॉन जोड़ता है जो वह (↑ 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 अंतर इलेक्ट्रॉन को तत्वों की वैलेंस लेयर (लाल तीर) में कैसे जोड़ा जाता है, उन्हें एक दूसरे से अलग करता है। इलेक्ट्रॉनों ने हंड के नियम और पॉलिंग के बहिष्कार के सिद्धांत का सम्मान करते हुए कक्षा को भर दिया (पूरी तरह से बी से नी तक मनाया गया).

और क्वांटम संख्याओं के बारे में क्या? ये प्रत्येक तीर को परिभाषित करते हैं - अर्थात, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन - और उनके मूल्यों को इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के साथ पता लगाया जा सकता है कि वे अंतर इलेक्ट्रॉन हैं या नहीं.

कई तत्वों में उदाहरण

क्लोरीन

क्लोरीन (Cl) के मामले में इसकी परमाणु संख्या Z 17 के बराबर है। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास तब 1s है²2s²एसपी⁶3S²3p⁵. लाल रंग में चिह्नित ऑर्बिटल्स वैलेंस लेयर के अनुरूप होते हैं, जो स्तर 3 को प्रस्तुत करते हैं.

विभेदक इलेक्ट्रॉन वह अंतिम इलेक्ट्रॉन है जिसे इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में रखा गया है, और क्लोरीन परमाणु 3p कक्षीय है, जिसका स्वभाव निम्नलिखित है:

↑ ↑  ↑ ↑  ↑ _

3px 3py 3pz

(-1) (0) (+1)

हंड के नियम का सम्मान करते हुए, पहले 3p ऑर्बिटल्स को समान ऊर्जा (प्रत्येक ऑर्बिटल में एक तीर ऊपर) भरें। दूसरा, अन्य इलेक्ट्रॉनों को एकान्त इलेक्ट्रॉनों के साथ बाएं से दाएं जोड़ा जाता है। 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 माध्यम का "पी" कक्षीय है; और "s" -1/2 है, क्योंकि तीर नीचे इंगित करता है.

मैग्नीशियम

मैग्नीशियम परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s है²2s²एसपी⁶3S², एक ही तरीके से कक्षीय और उसके वैलेंस इलेक्ट्रॉन का प्रतिनिधित्व करना:

↑ ↑

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 "एस" कक्षीय (3 एस) पर कब्जा कर लेता है.

zirconium

जिरकोनियम परमाणु (संक्रमण धातु) के लिए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s है²2s²एसपी⁶3S²3p⁶4s²3 डी¹⁰4P⁶5 एस²4d². पिछले मामलों की तरह ही, वैलेंस ऑर्बिटल्स और इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व इस प्रकार है:

इस प्रकार, हरे रंग में चिह्नित अंतर इलेक्ट्रॉन के लिए क्वांटम संख्या हैं: 4, 2, -1, +1/2। इधर, चूंकि इलेक्ट्रॉन दूसरे ऑर्बिटल "डी" 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 है.

अज्ञात तत्व

अज्ञात तत्व के लिए विभेदक इलेक्ट्रॉन की मात्रा संख्या 3, 2, +2, -1/2 है। तत्व का परमाणु क्रमांक Z क्या है? Z जानने से 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 लेयर ("एल" 2 के बराबर है)। इसलिए, पिछले उदाहरण के रूप में कक्षा का प्रतिनिधित्व किया जाता है:

↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑

क्वांटम संख्या "m" +2 के बराबर है, और "s" -1/2 के बराबर है, अंतिम 3 डी ऑर्बिटल में अंतर इलेक्ट्रॉन को सही ढंग से खोजने के लिए कुंजी है.

इस प्रकार, जो तत्व मांगा गया है उसमें 3 डी ऑर्बिटल्स हैं¹⁰ पूर्ण, अपनी आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक परतों की तरह। निष्कर्ष में, तत्व जस्ता धातु (Zn) है.

हालाँकि, डिफरेंशियल इलेक्ट्रान की क्वांटम संख्या जिंक और कॉपर के बीच नहीं होती है, क्योंकि बाद में पूर्ण 3 डी ऑर्बिटल्स भी होते हैं। क्यों? क्योंकि तांबा एक धातु है जो क्वांटम कारणों के लिए इलेक्ट्रॉनों को भरने के नियमों का पालन नहीं करता है.

संदर्भ

1. जिम ब्रैनसन (2013)। हुंड के नियम २१ अप्रैल, २०१ 21 को लिया गया, इससे: quantummechanics.ucsd.edu
2. व्याख्यान 27: हुंड के नियम। 21 अप्रैल, 2018 को पुनः प्राप्त किया गया: ph.qmul.ac.uk से
3. पर्ड्यू विश्वविद्यालय। क्वांटम संख्या और इलेक्ट्रॉन विन्यास। 21 अप्रैल, 2018 को पुनः प्राप्त: chemed.chem.purdue.edu से
4. साल्वेट एनसाइक्लोपीडिया ऑफ साइंसेज। (1968)। भौतिकी साल्वेट, एस.ए. एडिकेशन्स पैम्प्लोना, खंड 12, स्पेन, पीपी। 314-322.
5. वाल्टर जे मूर। (1963)। भौतिक रसायन में कणों और तरंगों. चौथा संस्करण, लॉन्गमैन.