Aufbau संकल्पना और व्याख्या का सिद्धांत, उदाहरण

औबाउ का सिद्धांत इसमें एक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन की सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी करने के लिए एक उपयोगी मार्गदर्शिका शामिल है। शब्द Aufbau यह जर्मन क्रिया "बिल्ड" को संदर्भित करता है। इस सिद्धांत द्वारा निर्धारित नियम "परमाणु निर्माण में मदद" करने के लिए हैं.

काल्पनिक परमाणु निर्माण की बात करते समय, यह विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनों को संदर्भित करता है, जो बदले में प्रोटॉन की बढ़ती संख्या के साथ हाथ में जाता है। प्रोटॉन एक रासायनिक तत्व के परमाणु संख्या Z को परिभाषित करते हैं, और प्रत्येक के लिए नाभिक में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है जो सकारात्मक चार्ज की इस वृद्धि की भरपाई करने के लिए जोड़ा जाता है.

हालांकि ऐसा लगता है कि प्रोटॉन परमाणु के नाभिक में शामिल होने के लिए एक स्थापित आदेश का पालन नहीं करते हैं, इलेक्ट्रॉनों शर्तों की एक श्रृंखला का पालन करते हैं, ताकि वे कम ऊर्जा के परमाणु के पहले क्षेत्रों पर कब्जा कर लें, विशेष रूप से उन जहां अंतरिक्ष में उन्हें खोजने की संभावना है अधिक से अधिक है: ऑर्बिटल्स.

Aufbau सिद्धांत, अन्य इलेक्ट्रॉनिक भरने के नियमों (पाउली अपवर्जन सिद्धांत और हंड नियम) के साथ मिलकर, उस क्रम को स्थापित करने में मदद करता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉनिक क्लाउड में जोड़ा जाना चाहिए; इस तरह, एक विशिष्ट रासायनिक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को असाइन करना संभव है.

सूची

• 1 संकल्पना और स्पष्टीकरण
  • 1.1 परतें और सबलेयर्स
  • 1.2 पाउली के बहिष्कार और हुंड के शासन का सिद्धांत
• 2 उदाहरण
  • 2.1 कार्बन
  • २.२ प्राणवायु
  • २.३ कैल्शियम
• 3 Aufbau सिद्धांत की सीमाएं
• 4 संदर्भ 

अवधारणा और स्पष्टीकरण

अगर परमाणु के रूप में माना जाता है कि यह एक प्याज था, तो यह परतों की एक परिमित मात्रा के भीतर होगा, मुख्य मात्रा संख्या n द्वारा निर्धारित.

उनके अलावा, उनके अंदर, सबलेयर्स हैं, जिनके रूप क्वांटम संख्या अज़ीमुथल और चुंबकीय पर निर्भर करते हैं.

ऑर्बिटल्स को पहले तीन क्वांटम नंबरों से पहचाना जाता है, जबकि चौथा, स्पिन का, यह दर्शाता है कि इलेक्ट्रॉन किस ऑर्बिटल में स्थित होगा। यह तब परमाणु के इन क्षेत्रों में होता है, जहां इलेक्ट्रॉन घूमते हैं, अंतरतम परतों से सबसे बाहरी तक: वेलेन्स लेयर, सबसे ऊर्जावान.

यदि हां, तो इलेक्ट्रॉनों को किस क्रम में ऑर्बिटल्स को भरना चाहिए? Aufbau सिद्धांत के अनुसार, उन्हें बढ़ते मूल्य (n + l) के अनुसार सौंपा जाना चाहिए.

इसके अलावा, सबलेयर्स (एन + एल) के भीतर इलेक्ट्रॉनों को सबसे कम ऊर्जा मूल्य वाले उपलेयर पर कब्जा करना चाहिए; दूसरे शब्दों में, वे n के सबसे कम मूल्य पर कब्जा कर लेते हैं.

इन निर्माण नियमों का पालन करते हुए, मैडेलुंग ने एक दृश्य विधि विकसित की जिसमें विकर्ण तीरों का पता लगाना शामिल है, जो एक परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन का निर्माण करने में मदद करते हैं। कुछ शैक्षिक क्षेत्रों में इस पद्धति को वर्षा पद्धति के रूप में भी जाना जाता है.

परतें और सबलेयर

पहली छवि इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्राप्त करने के लिए एक चित्रमय विधि दिखाती है, जबकि दूसरी छवि संबंधित मैडेलुंग विधि है। सबसे ऊर्जावान परत शीर्ष पर स्थित हैं और सबसे ऊर्जावान नीचे की दिशा में हैं.

बाएँ से दाएँ सबलेयर्स s, p, d और f उनके संगत मुख्य ऊर्जा स्तर "पारगमन" हैं। विकर्ण तीरों द्वारा चिह्नित प्रत्येक चरण के लिए (n + l) के मान की गणना कैसे करें? उदाहरण के लिए, 1s कक्षीय के लिए यह गणना (1 + 0 = 1) के बराबर है, 2s कक्षीय (2 + 0 = 2) के लिए, और 3p कक्षीय (3 + 1 = 4) के लिए.

इन गणनाओं के परिणाम से छवि का निर्माण होता है। इसलिए, यदि यह हाथ में उपलब्ध नहीं है, तो यह प्रत्येक कक्षीय के लिए (n + l) निर्धारित करने के लिए पर्याप्त है, जिसमें से इलेक्ट्रॉनों के साथ ऑर्बिटल्स को भरना शुरू हो जाता है, जिसमें अधिकतम मान (n + l) के न्यूनतम मान के साथ होता है.

हालांकि, मैडेलुंग विधि का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के निर्माण की सुविधा देता है और यह उन लोगों के लिए एक मनोरंजक गतिविधि बनाता है जो आवर्त सारणी सीख रहे हैं।.

पाउली और हुंड के शासन के बहिष्कार का सिद्धांत

मैडेलुंग विधि सबलेयर्स की कक्षाओं को इंगित नहीं करती है। उन्हें ध्यान में रखते हुए, पाउली के बहिष्करण सिद्धांत में कहा गया है कि किसी भी इलेक्ट्रॉन के पास एक ही क्वांटम संख्या नहीं हो सकती है; या जो समान है, इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी में दोनों स्पिन सकारात्मक या नकारात्मक नहीं हो सकते हैं.

इसका मतलब यह है कि उनके स्पिन की संख्या बराबर नहीं हो सकती है और इसलिए, उन्हें एक ही कक्षीय पर कब्जा करने के लिए अपने स्पिन से मेल खाना चाहिए.

दूसरी ओर, ऑर्बिटल्स को भरना इस तरह से होना चाहिए कि वे ऊर्जा (हंड के नियम) में पतित हों। यह ऑर्बिटल्स के सभी इलेक्ट्रॉनों को अप्रभावित रखते हुए प्राप्त किया जाता है, जब तक कि इनमें से एक जोड़ी (जैसा कि ऑक्सीजन के साथ) जोड़ा जाना कड़ाई से आवश्यक है।.

उदाहरण

निम्नलिखित उदाहरण Aufbau के सिद्धांत की पूरी अवधारणा को सारांशित करते हैं.

कार्बन

इसके इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को निर्धारित करने के लिए, हमें पहले परमाणु संख्या Z, और इस प्रकार इलेक्ट्रॉनों की संख्या को जानना चाहिए। कार्बन में Z = 6 है, इसलिए मैडेलंग विधि से कक्षा में इसके 6 इलेक्ट्रॉनों का पता लगाना आवश्यक है:

तीर इलेक्ट्रॉनों के अनुरूप हैं। 1s और 2s ऑर्बिटल्स भरने के बाद, प्रत्येक में दो इलेक्ट्रॉनों के साथ, दो शेष इलेक्ट्रॉनों को अंतर द्वारा 2p ऑर्बिटल्स को सौंपा जाता है। इस तरह से हंड का नियम स्वयं प्रकट होता है: दो पतित ऑर्बिटल्स और एक खाली.

ऑक्सीजन

ऑक्सीजन में Z = 8 है, इसलिए इसमें कार्बन के विपरीत दो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन हैं। इन इलेक्ट्रॉनों में से एक को खाली 2 पी कक्षीय में रखा जाना चाहिए, और दूसरे को पहली जोड़ी बनाने के लिए जोड़ा जाना चाहिए, जिसमें तीर नीचे की ओर इशारा करता है। नतीजतन, पाउली का अपवर्जन सिद्धांत खुद यहां प्रकट होता है.

कैल्शियम

कैल्शियम में 20 इलेक्ट्रॉन होते हैं और ऑर्बिटल्स भी उसी विधि से भरे होते हैं। भरने का क्रम इस प्रकार है: 1s-2s-2p-3s-3p-4s.

यह देखा जा सकता है कि, पहले 3 डी कक्षीय भरने के बजाय, इलेक्ट्रॉनों ने 4 जी पर कब्जा कर लिया। संक्रमण धातुओं को खोलने से पहले ऐसा होता है, ऐसे तत्व जो आंतरिक परत 3 डी को भरते हैं.

Aufbau सिद्धांत की सीमाएं

Aufbau सिद्धांत कई संक्रमण धातुओं और दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (lanthanides और actinides) के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की भविष्यवाणी करने में विफल रहता है.

ऐसा इसलिए है क्योंकि एनएस और (एन -1) डी ऑर्बिटल्स के बीच ऊर्जा अंतर कम है। क्वांटम यांत्रिकी द्वारा समर्थित कारणों के कारण, इलेक्ट्रॉनों को ns कक्षीय से इलेक्ट्रॉनों को गायब करने या अव्यवस्थित करने की लागत पर कक्षा (n-1) को कम करना पसंद कर सकते हैं।.

एक प्रसिद्ध उदाहरण तांबे का मामला है। Aufbau सिद्धांत द्वारा अनुमानित इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s है²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3 डी⁹, जब प्रयोगात्मक रूप से इसे 1s दिखाया गया है²2s²2p⁶3S²3p⁶4s¹3 डी¹⁰.

पहले एक में एक एकान्त इलेक्ट्रॉन एक 3 डी कक्षीय में अप्रकाशित है, जबकि दूसरे में 3 डी कक्षा के सभी इलेक्ट्रॉनों को युग्मित किया गया है.

संदर्भ

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