वितरण निम्नलिखित नियमों की विशेषता है:

पाउली सिद्धांत;

गुंड का नियम;

कम से कम ऊर्जा का सिद्धांत और क्लेचकोवस्की नियम।

द्वारा पाउली सिद्धांत एक परमाणु में सभी चार क्वांटम संख्याओं के समान मान वाले दो या दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते। पाउली सिद्धांत के आधार पर, आप प्रत्येक ऊर्जा स्तर और उप-स्तर की अधिकतम क्षमता निर्धारित कर सकते हैं।

	सबलेवल,	सबलेवल पदनाम	चुंबकीय क्वांटम संख्या, एम	स्पिन क्वांटम संख्या, एस
			3, -2, -1, 0, 1, 2, 3

इस प्रकार, प्रति इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या:

एस -उपस्तर - 2,

पी - सबलेवल - 6,

डी -उपस्तर - 10,

एफ -सबलेवल - 14.

क्वांटम स्तर n के भीतर, एक इलेक्ट्रॉन 2n 2 विभिन्न राज्यों के मूल्यों को ले सकता है, जिसे वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग करके अनुभवजन्य रूप से स्थापित किया गया था।

गुंड का नियम : प्रत्येक सबलेवल में, इलेक्ट्रॉन मुक्त ऊर्जा कोशिकाओं की अधिकतम संख्या पर कब्जा कर लेते हैं ताकि कुल स्पिन का सबसे बड़ा मूल्य हो।

उदाहरण के लिए:

सही गलत गलत

3r 3:

s = +1/2+1/2+1/2=1.5 s =-1/2+1/2+1/2=0.5 s = -1/2+1/2-1/2 =-0.5

कम से कम ऊर्जा का सिद्धांत और क्लेचकोवस्की नियम: इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से न्यूनतम ऊर्जा के साथ क्वांटम ऑर्बिटल्स को आबाद करते हैं। चूँकि एक परमाणु में ऊर्जा आरक्षित मुख्य और कक्षीय क्वांटम संख्याओं (n + ) के योग के मूल्य से निर्धारित होती है, इलेक्ट्रॉन पहले उन कक्षकों को भरते हैं जिनके लिए योग (n + ) सबसे छोटा होता है।

उदाहरण के लिए: 3डी सबलेवल के लिए योग (n + ) n = 3, l = 2 है, इसलिए (n + ) = 5; 4s सबलेवल के लिए: n = 4, ℓ = 0, इसलिए (n + ℓ) ) = 4. इस स्थिति में, 4s सबलेवल पहले भरा जाता है और उसके बाद ही 3d सबलेवल भरा जाता है।

यदि कुल ऊर्जा मान समान हैं, तो जो स्तर नाभिक के करीब होता है वह आबाद होता है।

उदाहरण के लिए: 3d के लिए: n=3, ℓ=2 , (एन + ) = 5 ;

4p के लिए: n = 4, = 1, (n + ) = 5।

चूंकि n = 3 < n = 4, 3d, 4 p से पहले के इलेक्ट्रॉनों से भर जाएगा।

इस प्रकार, परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के साथ स्तरों और उपस्तरों को भरने का क्रम:

1 एस 2 <2 एस 2 <2 पी 6 <3 एस 2 <3 पी 6 <4 एस 2 <3 डी 10 <4 पी 6 <5 एस 2 <4 डी 10 <5 पी 6 <6 एस 2 <5 डी 10 ≈ 4 एफ 14 <6 पी 6 <7s 2 …..

इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

एक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र एक परमाणु में स्तरों और उपस्तरों पर इलेक्ट्रॉनों के वितरण का एक ग्राफिक प्रतिनिधित्व है। दो प्रकार के सूत्र हैं:

लिखते समय, केवल दो क्वांटम संख्याओं का उपयोग किया जाता है: n और । मुख्य क्वांटम संख्या को सबलेवल के अक्षर पदनाम से पहले एक संख्या द्वारा दर्शाया गया है। कक्षीय क्वांटम संख्या अक्षर s, p, d, या f द्वारा इंगित की जाती है। इलेक्ट्रॉनों की संख्या एक संख्या द्वारा एक घातांक के रूप में इंगित की जाती है।

उदाहरण के लिए: +1 एच: 1एस 1; +4 हो: 1s 2 2s 2 ;

2 वह: 1s 2 ; +10 ने: 1s 2 2s 2 2p 6;

3 ली: 1s 2 2s 1 ; +14 सी: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6।

यानी क्रम

1 एस 2 <2 एस 2 <2 पी 6 <3 एस 2 <3 पी 6 <4 एस 2 <3 डी 10 <4 पी 6 <5 एस 2 <4 डी 10 <5 पी 6 <6 एस 2 <5 डी 10 ≈ 4 एफ 14 <6 पी 6 <7s 2 …..

ग्राफिक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र - सभी 4 क्वांटम संख्याओं का उपयोग किया जाता है - यह क्वांटम कोशिकाओं में इलेक्ट्रॉनों का वितरण है। मुख्य क्वांटम संख्या को बाईं ओर, कक्षीय - एक अक्षर के साथ नीचे, चुंबकीय - कोशिकाओं की संख्या, स्पिन - तीरों की दिशा में दर्शाया गया है।

उदाहरण के लिए:

8 ओ:…2एस 2 2पी 4

आलेखीय सूत्र का प्रयोग केवल संयोजकता इलेक्ट्रॉनों को लिखने के लिए किया जाता है।

आवर्त के अनुसार तत्वों के लिए इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों के संकलन पर विचार करें।

I अवधि में 2 तत्व होते हैं, जिसमें I क्वांटम स्तर और s-उप-स्तर पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं (प्रति उप-स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 2 है):

2 वह: n=1 1s 2

जिन तत्वों में s-sublevel सबसे आखिर में भरा जाता है उन्हें सौंपा जाता है एस -परिवार और बुलाओ एस -तत्व .

II अवधि के तत्व II क्वांटम स्तर, s- और p-sublevels (p-sublevel में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 8) भर रहे हैं।

3 ली: 1s 2 2s 1 ; 4 Be: 1s 2 2s 2 ;

5 बी: 1एस 2 2एस 2 2पी 1; 10 ने: 1s 2 2s 2 2p 6

जिन तत्वों में पी-सबलेवल आखिरी बार भरा जाता है उन्हें सौंपा जाता है पी-परिवार और बुलाओ पी तत्वों .

III अवधि के तत्व III क्वांटम स्तर बनाने लगते हैं। Na और Mg 3s सबलेवल को इलेक्ट्रॉनों से भर रहे हैं। 13 Al से 18 Ar तक के तत्वों के लिए, 3पी सबलेवल आबाद है; 3d सबलेवल खाली रहता है, क्योंकि इसमें 4s सबलेवल की तुलना में उच्च ऊर्जा स्तर होता है और यह अवधि III के तत्वों के लिए नहीं भरा जाता है।

3d-उप-स्तर IV अवधि के तत्वों पर और 4d - V अवधि के तत्वों पर (अनुक्रम के अनुसार) भरना शुरू होता है:

19 के: 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 4एस 1; 20 सीए: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2;

21 एससी: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4एस 2 3डी 1 ; 25 एमएन: 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 4एस 2 3डी 5 ;

33 के रूप में: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4एस 2 3डी 10 4p3; 43 टीसी: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4एस 2 3डी 10 4p6 5एस 2 4डी 5

जिन तत्वों में डी-सबलेवल आखिरी बार भरा जाता है, उन्हें सौंपा जाता है डी -परिवार और बुलाओ डी -तत्व .

VI अवधि के 57वें तत्व के बाद ही 4f भरा जाता है:

57 ला: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 5डी 1 ;

58 सीई: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 5डी 1 4f 1 ;

इलेक्ट्रॉनों द्वारा V क्वांटम स्तर की जनसंख्या IV अवधि के समान ही आगे बढ़ती है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों द्वारा स्तरों और उपस्तरों की जनसंख्या का पहले दिखाया गया क्रम देखा गया है:

6s 2 5d 10 4f 14 6p 6

इलेक्ट्रॉनों द्वारा एक नए क्वांटम स्तर की जनसंख्या हमेशा s-उप-स्तर से शुरू होती है। किसी निश्चित अवधि के तत्वों के लिए, बाहरी क्वांटम स्तर के केवल s और p उप-स्तर इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं;

डी-सबलेवल की जनसंख्या अवधि I से विलंबित है; अवधि IV के तत्वों के लिए 3d-sublevel भरा जाता है, 4d - अवधि V, आदि के तत्वों के लिए sublevel;

सबलेवल की इलेक्ट्रॉन जनसंख्या f 2 अवधियों से विलंबित है; 4f-उप-स्तर VI अवधि के तत्वों से भरा हुआ है, 5f उप-स्तर VII की अवधि के तत्वों से भरा हुआ है, और इसी तरह।

ऊर्जा स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों का वितरण किसी भी तत्व के धात्विक और अधातु गुणों की व्याख्या करता है।

इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

एक निश्चित नियम है जिसके अनुसार मुक्त और युग्मित नकारात्मक कणों को स्तरों और उपस्तरों पर रखा जाता है। आइए हम ऊर्जा स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों के वितरण पर अधिक विस्तार से विचार करें।
पहले ऊर्जा स्तर में केवल दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। ऊर्जा की आपूर्ति बढ़ने पर उनके साथ कक्षीय भरने का कार्य किया जाता है। एक रासायनिक तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का वितरण एक क्रमिक संख्या के अनुरूप होता है। न्यूनतम संख्या वाले ऊर्जा स्तरों में नाभिक के प्रति वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के आकर्षण का सबसे स्पष्ट बल होता है।

इलेक्ट्रॉनिक सूत्र के संकलन का एक उदाहरण

कार्बन परमाणु के उदाहरण का उपयोग करके ऊर्जा स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों के वितरण पर विचार करें। इसकी क्रम संख्या 6 है, इसलिए नाभिक के अंदर छह धनात्मक आवेशित प्रोटॉन होते हैं। यह देखते हुए कि कार्बन दूसरी अवधि का प्रतिनिधि है, यह दो ऊर्जा स्तरों की उपस्थिति की विशेषता है। पहले में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, दूसरे में चार होते हैं।
हंड का नियम केवल दो इलेक्ट्रॉनों के एक सेल में स्थान की व्याख्या करता है जिसमें अलग-अलग स्पिन होते हैं। दूसरे ऊर्जा स्तर में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं। नतीजतन, एक रासायनिक तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के वितरण का निम्न रूप है: 1s22s22p2।
कुछ नियम हैं जिनके अनुसार इलेक्ट्रॉनों का उपस्तरों और स्तरों में वितरण होता है।

पाउली सिद्धांत

इस सिद्धांत को पाउली ने 1925 में प्रतिपादित किया था। वैज्ञानिक ने परमाणु में केवल दो इलेक्ट्रॉनों को रखने की संभावना निर्धारित की जिनकी क्वांटम संख्याएँ समान हैं: n, l, m, s। ध्यान दें कि ऊर्जा स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों का वितरण तब होता है जब मुक्त ऊर्जा की मात्रा बढ़ जाती है।

क्लेचकोवस्की का नियम

क्वांटम संख्या n + l में वृद्धि के अनुसार ऊर्जा ऑर्बिटल्स को भरना और ऊर्जा आरक्षित में वृद्धि की विशेषता है।
कैल्शियम परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के वितरण पर विचार करें।
सामान्य अवस्था में इसका इलेक्ट्रॉनिक सूत्र इस प्रकार है:
सीए 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s2।
डी- और एफ-तत्वों से संबंधित समान उपसमूहों के तत्वों के लिए, बाहरी उप-स्तर से एक इलेक्ट्रॉन की "विफलता" होती है, जिसमें कम ऊर्जा आरक्षित होती है, जो पिछले डी- या एफ-उप-स्तर तक होती है। इसी तरह की घटना तांबे, चांदी, प्लेटिनम, सोने के लिए विशिष्ट है।
एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के वितरण में समान स्पिन वाले अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के साथ सबलेवल भरना शामिल है।
सभी मुक्त कक्षकों को एकल इलेक्ट्रॉनों से पूर्ण रूप से भरने के बाद ही, क्वांटम कोशिकाओं को दूसरे नकारात्मक कणों के साथ पूरक किया जाता है जो विपरीत स्पिनों से संपन्न होते हैं।
उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन की अप्रकाशित अवस्था में:
1s2 2s2 2p3.
पदार्थों के गुण संयोजी इलेक्ट्रॉनों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से प्रभावित होते हैं। उनकी संख्या से, आप उच्चतम और निम्नतम संयोजकता, रासायनिक गतिविधि निर्धारित कर सकते हैं। यदि तत्व आवर्त सारणी के मुख्य उपसमूह में है, तो आप बाहरी ऊर्जा स्तर की रचना के लिए समूह संख्या का उपयोग कर सकते हैं, इसकी ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, फास्फोरस, जो पांचवें समूह (मुख्य उपसमूह) में है, में पांच वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए, यह तीन इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने या दूसरे परमाणु को पांच कण देने में सक्षम है।
आवर्त सारणी के द्वितीयक उपसमूहों के सभी प्रतिनिधि इस नियम के अपवाद के रूप में कार्य करते हैं।

पारिवारिक विशेषताएं

बाहरी ऊर्जा स्तर की संरचना के आधार पर, आवर्त सारणी में शामिल सभी तटस्थ परमाणुओं को चार परिवारों में विभाजित किया गया है:

एस-तत्व पहले और दूसरे समूहों (मुख्य उपसमूहों) में हैं; पी-परिवार समूह III-VIII (ए उपसमूह) में स्थित है; डी-तत्व समूह I-VIII से समान उपसमूहों में पाए जा सकते हैं; एफ-परिवार एक्टिनाइड्स और लैंथेनाइड्स से मिलकर बनता है।

सामान्य अवस्था में सभी s-तत्वों में s-sublevel में वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं। पी-तत्वों को एस- और पी-उप-स्तरों पर मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति की विशेषता है।
अउत्तेजित अवस्था में d-तत्वों में अंतिम s- और अंतिम d-उप-स्तर दोनों पर वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं।

निष्कर्ष

एक परमाणु में किसी भी इलेक्ट्रॉन की स्थिति को मूल संख्याओं के एक सेट का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। इसकी संरचना की विशेषताओं के आधार पर, हम एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा के बारे में बात कर सकते हैं। आवर्त सारणी में शामिल किसी भी तत्व के लिए हुंड, क्लेचकोवस्की, पाउली के नियम का उपयोग करके, आप एक तटस्थ परमाणु का विन्यास बना सकते हैं।
अप्रकाशित अवस्था में सबसे छोटा ऊर्जा भंडार पहले स्तरों पर स्थित इलेक्ट्रॉनों के पास होता है। जब एक तटस्थ परमाणु को गर्म किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण देखा जाता है, जो हमेशा मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन के साथ होता है, जिससे तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है, इसकी रासायनिक गतिविधि में परिवर्तन होता है।

चूँकि रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान प्रतिक्रियाशील परमाणुओं के नाभिक अपरिवर्तित रहते हैं, परमाणुओं के रासायनिक गुण मुख्य रूप से परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना पर निर्भर करते हैं। इसलिए, हम एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के वितरण पर अधिक विस्तार से ध्यान देंगे, और मुख्य रूप से उन पर जो परमाणुओं के रासायनिक गुणों (तथाकथित वैलेंस इलेक्ट्रॉनों) को निर्धारित करते हैं, और, परिणामस्वरूप, परमाणुओं के गुणों में आवधिकता और उनके यौगिक। हम पहले से ही जानते हैं कि इलेक्ट्रॉनों की स्थिति को चार क्वांटम संख्याओं के एक सेट द्वारा वर्णित किया जा सकता है, लेकिन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना की व्याख्या करने के लिए, आपको निम्नलिखित तीन मुख्य प्रावधानों को जानना होगा: 1) पाउली सिद्धांत, 2) कम से कम ऊर्जा का सिद्धांत, और 3) हिट हंड। पाउली सिद्धांत। 1925 में, स्विस भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू. पाउली ने बाद में पाउली सिद्धांत (या पाउली अपवर्जन) नामक एक नियम की स्थापना की: परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं जिनमें समान गुण होते हैं। यह जानते हुए कि इलेक्ट्रॉनों के गुणों को क्वांटम संख्याओं की विशेषता है, पाउली सिद्धांत को भी इस तरह से तैयार किया जा सकता है: एक परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, जिसमें सभी चार क्वांटम संख्याएँ समान होंगी। कम से कम एक क्वांटम संख्या l, /, mt या m3 आवश्यक रूप से भिन्न होनी चाहिए। तो, एक ही क्वांटम के साथ इलेक्ट्रॉनों - निम्नलिखित में, हम तीर टी द्वारा s = + lj2> मान वाले इलेक्ट्रॉनों को ग्राफिक रूप से निरूपित करने के लिए सहमत हैं, और जिनके मान J- ~ lj2 हैं - तीर द्वारा दो इलेक्ट्रॉन एक ही स्पिन होने को अक्सर समानांतर स्पिन वाले इलेक्ट्रॉन कहा जाता है और इसे ft (या C) द्वारा दर्शाया जाता है। विपरीत स्पिन वाले दो इलेक्ट्रॉनों को उपयुक्त समानांतर स्पिन वाले इलेक्ट्रॉन कहा जाता है और इन्हें | . द्वारा निरूपित किया जाता है जे-वें नंबर एल, आई और एमटी अनिवार्य रूप से स्पिन में भिन्न होना चाहिए। इसलिए, एक परमाणु में एक ही n, / और m के साथ केवल दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, एक m = -1/2 के साथ, दूसरा m = + 1/2 के साथ। इसके विपरीत, यदि दो इलेक्ट्रॉनों के स्पिन समान हैं, तो क्वांटम संख्याओं में से एक में अंतर होना चाहिए: n, / या mh n= 1. तब /=0, mt-0 और t का एक मनमाना मान हो सकता है: +1/ 2 या -1/2। हम देखते हैं कि यदि n-1, तो ऐसे केवल दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। सामान्य स्थिति में, n के किसी दिए गए मान के लिए, इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से पक्ष क्वांटम संख्या / में भिन्न होते हैं, जो 0 से n-1 तक मान लेता है। दिए गए के लिए चुंबकीय क्वांटम संख्या एम के विभिन्न मूल्यों के साथ (2/+1) इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। यह संख्या दोगुनी होनी चाहिए, क्योंकि दिए गए मान l, /, और m (स्पिन प्रोजेक्शन mx के दो अलग-अलग मानों के अनुरूप हैं। नतीजतन, समान क्वांटम संख्या l वाले इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या योग द्वारा व्यक्त की जाती है। इससे यह स्पष्ट है कि पहले ऊर्जा स्तर पर 2 से अधिक इलेक्ट्रॉन क्यों नहीं हो सकते हैं, दूसरे पर 8, तीसरे पर 18, आदि। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु iH पर विचार करें। iH हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन होता है, और इस इलेक्ट्रॉन के स्पिन को मनमाने ढंग से निर्देशित किया जा सकता है (अर्थात ms ^ + ij2 या mt = -1/2), और इलेक्ट्रॉन पहले ऊर्जा स्तर पर s-co अवस्था में होता है। एल- 1 के साथ (एक बार फिर याद करें कि पहले ऊर्जा स्तर में एक उप-स्तर - 15, दूसरा ऊर्जा स्तर - दो उप-स्तरों का - 2s और 2p, तीसरा - तीन उप-स्तरों का - 3 *, Zru 3d, आदि) होता है। सबलेवल, बदले में, क्वांटम कोशिकाओं में विभाजित है * (ऊर्जा राज्यों को मी (, यानी 2 / 4-1) के संभावित मूल्यों की संख्या से निर्धारित किया जाता है। यह एक आयत के रूप में एक सेल का ग्राफिक रूप से प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रथागत है , इलेक्ट्रॉन स्पिन की दिशा तीर है। इसलिए, परमाणु हाइड्रोजन iH में एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति को Ijt1 के रूप में दर्शाया जा सकता है, या, वही क्या है, "क्वांटम सेल" से आपका मतलब है * एक ही सेट द्वारा विशेषता एक कक्षीय क्वांटम संख्या n, I और m * के मूल्यों की प्रत्येक कोशिका अयाति-समानांतर स्पिन के साथ अधिकतम दो इलेक्ट्रॉनों को समायोजित कर सकती है, जिसे ti द्वारा दर्शाया जाता है - परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों का वितरण हीलियम परमाणु में 2He, क्वांटम संख्या n -1, / \u003d 0 और m (-0) इसके दोनों इलेक्ट्रॉनों के लिए समान हैं, और क्वांटम संख्या m3 अलग है। हीलियम इलेक्ट्रॉन स्पिन अनुमान mt \u003d + V2 और ms \u003d - V2 हो सकते हैं की संरचना हीलियम परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल 2He को Is-2 या, जो समान है, 1S के रूप में दर्शाया जा सकता है और आइए हम आवर्त सारणी की दूसरी अवधि के तत्वों के पांच परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले की संरचना को दर्शाते हैं: इलेक्ट्रॉन कोश 6C, 7N, और VO को ठीक इसी तरह भरा जाना चाहिए, यह पहले से स्पष्ट नहीं है। स्पिन की दी गई व्यवस्था तथाकथित हंड के नियम (पहले जर्मन भौतिक विज्ञानी एफ। गुंड द्वारा 1927 में तैयार) द्वारा निर्धारित की जाती है। गुंड का नियम। I के दिए गए मान के लिए (यानी, एक निश्चित उप-स्तर के भीतर), इलेक्ट्रॉनों को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि कुल सौ * अधिकतम हो। यदि, उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन परमाणु के तीन / ^-कोशिकाओं में तीन इलेक्ट्रॉनों को वितरित करना आवश्यक है, तो वे प्रत्येक एक अलग सेल में स्थित होंगे, अर्थात, तीन अलग-अलग पी-ऑर्बिटल्स पर रखे जाएंगे: इस मामले में, कुल स्पिन 3/2 है, क्योंकि इसका प्रक्षेपण m3 - 4-1/2 + A/2 + 1/2 = 3/2 * समान तीन इलेक्ट्रॉनों को इस तरह व्यवस्थित नहीं किया जा सकता है: 2p NI क्योंकि तब कुल का प्रक्षेपण स्पिन मिमी = + 1/2 - 1/2+ + 1/2=1/2 है। इस कारण से, ठीक ऊपर की तरह, इलेक्ट्रॉन कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के परमाणुओं में स्थित होते हैं। आइए आगे हम अगले तीसरे आवर्त के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर विचार करें। सोडियम uNa से शुरू होकर, मुख्य क्वांटम संख्या n-3 के साथ तीसरा ऊर्जा स्तर भरा जाता है। तीसरे आवर्त के पहले आठ तत्वों के परमाणुओं में निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होते हैं: अब पोटेशियम 19K के चौथे आवर्त के पहले परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर विचार करें। पहले 18 इलेक्ट्रॉन निम्नलिखित कक्षकों को भरते हैं: ls12s22p63s23p6। प्रतीत होता है; कि पोटैशियम परमाणु का उन्नीसवां इलेक्ट्रॉन 3d सबलेवल पर गिरना चाहिए, जो n = 3 और 1=2 के संगत है। हालांकि, वास्तव में, पोटेशियम परमाणु का वैलेंस इलेक्ट्रॉन 4s कक्षीय में स्थित होता है। अठारहवें तत्व के बाद कोशों का और भरना उसी क्रम में नहीं होता जैसा कि पहले दो आवर्तों में होता है। परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों को पाउली सिद्धांत और हुंड के नियम के अनुसार व्यवस्थित किया जाता है, लेकिन इस तरह से कि उनकी ऊर्जा सबसे छोटी होती है। कम से कम ऊर्जा का सिद्धांत (इस सिद्धांत के विकास में सबसे बड़ा योगदान घरेलू वैज्ञानिक वी। एम। क्लेचकोवस्की द्वारा किया गया था) - एक परमाणु में, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन स्थित होता है ताकि इसकी ऊर्जा न्यूनतम हो (जो नाभिक के साथ इसके सबसे बड़े संबंध से मेल खाती है) . एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा मुख्य रूप से मुख्य क्वांटम संख्या n और पक्ष क्वांटम संख्या / द्वारा निर्धारित की जाती है, इसलिए, वे उप-स्तर जिनके लिए क्वांटम संख्या pi / के मानों का योग सबसे छोटा होता है, पहले भरे जाते हैं। उदाहरण के लिए, 4s सबलेवल पर एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा 3d सबलेवल से कम होती है, क्योंकि पहले मामले में n+/=4+0=4 और दूसरे में n+/=3+2= 5; सबलेवल 5* (n+ /=5+0=5) पर ऊर्जा विज्ञापन (l + /=4+ 4-2=6) से कम है; 5p (l+/=5 +1 = 6) से ऊर्जा 4/(l-f/= = 4+3=7), आदि से कम है। यह वी.एम. क्लेचकोवस्की थे जिन्होंने पहली बार 1961 में एक सामान्य प्रस्ताव तैयार किया था कि एक इलेक्ट्रॉन में जमीनी अवस्था n के न्यूनतम संभव मान के साथ नहीं, बल्कि n + / « के सबसे छोटे मान के साथ एक स्तर पर रहती है, उस स्थिति में जब pi / के मानों का योग दो उप-स्तरों के लिए बराबर होता है, उप-स्तर के साथ एक कम मान n। उदाहरण के लिए, उप-स्तर 3d, Ap, 5s पर, pi/ के मानों का योग 5 के बराबर होता है। इस स्थिति में, n के छोटे मान वाले उप-स्तर पहले भरे जाते हैं, अर्थात। , 3dAp-5s, आदि। मेंडेलीफ के तत्वों की आवधिक प्रणाली में, इलेक्ट्रॉनों के स्तर और उप-स्तरों से भरने का क्रम इस प्रकार है (चित्र। 2.4)। परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों का वितरण। इलेक्ट्रॉनों के साथ ऊर्जा स्तरों और उपस्तरों को भरने की योजना इसलिए, कम से कम ऊर्जा के सिद्धांत के अनुसार, कई मामलों में एक इलेक्ट्रॉन के लिए "अतिव्यापी" स्तर के उप-स्तर पर कब्जा करना ऊर्जावान रूप से अधिक लाभदायक होता है, हालांकि "निचले" स्तर का उप-स्तर भरा नहीं है: इसीलिए चौथे आवर्त में सबलेवल 4s पहले भरा जाता है और उसके बाद ही सबलेवल 3d भरा जाता है।

पहला तरीका: कुछ नियमों के आधार पर इलेक्ट्रॉनों को आसानी से उपस्तरों में वितरित किया जा सकता है। सबसे पहले, आपको एक रंग तालिका की आवश्यकता है। आइए प्रत्येक तत्व को एक नए इलेक्ट्रॉन के रूप में कल्पना करें, प्रत्येक अवधि संबंधित स्तर है, एसपी-इलेक्ट्रॉन हमेशा अपनी अवधि में होते हैं, डी-इलेक्ट्रॉन एक स्तर कम होते हैं (चौथे अवधि में 3 डी-इलेक्ट्रॉन दूर होते हैं), एफ-इलेक्ट्रॉन 2 स्तर होते हैं निचला। हम सिर्फ एक टेबल लेते हैं और तत्व के रंग के आधार पर पढ़ते हैं, एस, पी-तत्वों के लिए, स्तर संख्या अवधि संख्या से मेल खाती है, यदि हम डी-तत्व तक पहुंचते हैं, तो हम स्तर की संख्या से कम स्तर लिखते हैं वह अवधि जिसमें यह तत्व स्थित है (यदि तत्व चौथे आवर्त में है, इसलिए 3 घ)। हम एफ-तत्व के साथ भी कार्य करते हैं, केवल स्तर को अवधि संख्या से 2 मानों से कम इंगित किया जाता है (यदि तत्व 6 वीं अवधि में है, इसलिए, 4 एफ)।

दूसरा रास्ता: सभी सबलेवल को एक सेल के रूप में प्रदर्शित करना आवश्यक है, और स्तरों को एक दूसरे के नीचे सममित रूप से व्यवस्थित किया जाना चाहिए, सबलेवल के तहत सबलेवल। प्रत्येक सेल में किसी दिए गए सबलेवल के इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या लिखिए। और अंतिम चरण एक तीर के साथ उप-स्तरों को तिरछे (शीर्ष कोने से नीचे तक) स्ट्रिंग करना है। ऊपर से नीचे तक तीर की नोक की ओर, वांछित परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की संख्या तक सबलेवल पढ़ें।

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विषय पर मास्टर क्लास:"वह क्रम जिसमें इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के ऊर्जा स्तर को भरते हैं"।

पाठ का उद्देश्य: एक परमाणु के लघु इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को लिखने के तेज रूप के विकल्पों पर विचार करें।

इस पर निर्भर करते हुए कि परमाणु में कौन सा सबलेवल सबसे अंत में भरा जाता है, सभी रासायनिक तत्वों को 4 इलेक्ट्रॉनिक परिवारों में विभाजित किया जाता है: s-, p-, d-, f-तत्व। वे तत्व जिनके परमाणुओं में बाहरी स्तर का s-उप-स्तर सबसे अंत में भरा होता है, s-तत्व कहलाते हैं। एस-तत्वों में, वैलेंस इलेक्ट्रॉन बाहरी ऊर्जा स्तर के एस-इलेक्ट्रॉन होते हैं। पी-तत्वों के लिए, बाहरी स्तर के पी-उप-स्तर को अंतिम रूप से भरा जाता है। उनके पास बाहरी स्तर के p- और s-sublevels में स्थित वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं। डी-तत्वों के लिए, प्री-एक्सटर्नल लेवल का डी-सबलेवल सबसे आखिरी में भरा जाता है, और प्री-एक्सटर्नल एनर्जी लेवल के एक्सटर्नल और डी-इलेक्ट्रॉन के एस-इलेक्ट्रॉन वैलेंस होते हैं। एफ-तत्वों के लिए, बाहर से तीसरे ऊर्जा स्तर का एफ-उप-स्तर अंतिम भरा जाता है।

परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को क्वांटम कोशिकाओं में इलेक्ट्रॉन प्लेसमेंट योजनाओं के रूप में भी चित्रित किया जा सकता है, जो परमाणु कक्षीय का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व है। प्रत्येक क्वांटम सेल में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं जिनमें विपरीत रूप से निर्देशित स्पिन हों। एक सबलेवल के भीतर इलेक्ट्रॉनों की नियुक्ति का क्रम नियम द्वारा निर्धारित किया जाता हैहुंडा: एक सबलेवल के भीतर, इलेक्ट्रॉनों को व्यवस्थित किया जाता है ताकि उनका कुल स्पिन अधिकतम हो। दूसरे शब्दों में, किसी दिए गए सबलेवल के ऑर्बिटल्स पहले एक ही स्पिन के साथ एक इलेक्ट्रॉन से भरे जाते हैं, और फिर दूसरे इलेक्ट्रॉन द्वारा विपरीत स्पिन के साथ।

परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को लिखने के कई तरीके हैं।

पहला तरीका:

चयनित तत्व के लिए, डी.आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में इसके स्थान के अनुसार, आप इस अवधि के अनुरूप परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना के मैट्रिक्स को लिख सकते हैं।

उदाहरण के लिए, आयोडीन तत्व: 127 53 मैं 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f

तालिका के अनुसार, क्रमिक रूप से तत्व से तत्व की ओर बढ़ते हुए, आप तत्व की क्रम संख्या के अनुसार मैट्रिक्स को भर सकते हैं और जिस क्रम में सबलेवल भरे जाते हैं:

127 53 मैं 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 0 5s 2 5p 5 5d 0 5f 0

लेकिन, उपस्तर अनुक्रम s-f-d-p में भरे जाते हैं, और इस पद्धति का उपयोग करते समय, हम इलेक्ट्रॉन कोशों को भरने में अनुक्रम का निरीक्षण नहीं करते हैं।

दूसरा तरीका:

बुनियादी सिद्धांत की अवधारणाओं का उपयोग करते हुए, इलेक्ट्रॉनों के साथ स्तरों और उप-स्तरों को भरने के क्रम पर विचार करना संभव है - कम से कम ऊर्जा आरक्षित का सिद्धांत: एक परमाणु की सबसे स्थिर स्थिति वह होती है जिसमें उसके इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा सबसे कम होती है।

वे। पर आधारितपाउली प्रतिबंध, हुंड नियम और क्लेज़कोव्स्की

पाउली बन : एक परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं जिनकी चार क्वांटम संख्याएं समान हैं (अर्थात, प्रत्येक परमाणु कक्षीय दो से अधिक इलेक्ट्रॉनों से नहीं भरा जा सकता है, और एंटीपैरेलल स्पिन के साथ।)

हुंड का नियम : इलेक्ट्रॉन समान कक्षकों में इस प्रकार स्थित होते हैं कि उनकी कुल घूर्णन संख्या अधिकतम होती है, अर्थात्। परमाणु की सबसे स्थिर अवस्था समान स्पिन वाले अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संभव संख्या से मेल खाती है।

क्लेचकोवस्की के नियम: ए) इलेक्ट्रॉनों के साथ इलेक्ट्रॉन परतों को भरना n और l के निम्नतम मूल्यों के साथ स्तरों और उप-स्तरों से शुरू होता है, और आरोही क्रम n+l में आगे बढ़ता है;

बी) यदि दो कक्षकों के लिए योग n + l समान हो जाता है, तो n के छोटे मान वाले कक्षक को पहले इलेक्ट्रॉनों से भरा जाता है।

पहला मामला उप-स्तरों को भरने का क्रम नहीं दिखाता है, और दूसरा एक तालिका बनाने में समय लेता है।

तालिका संख्या 2

जिस क्रम में इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के ऊर्जा स्तर को भरते हैं।

क्वांटम संख्याएं		क्वांटम संख्याओं का योग एन+एल	भरे जाने के लिए कक्षीय

एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के वितरण मेंसेवा क्लेचकोवस्की नियम के अनुसार, 4s ऑर्बिटल्स को प्राथमिकता दी जाती है

इसलिए, एक परमाणु के लिएपोटैशियम ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों का वितरण (इलेक्ट्रॉन-ग्राफिक फॉर्मूला) का रूप है

स्कैंडियम डी-तत्वों को संदर्भित करता है, और इसके परमाणु को कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों के निम्नलिखित वितरण की विशेषता है:

क्लेचकोवस्की नियम के आधार पर, हम सबलेवल के क्रमिक भरने का क्रम देखते हैं। पहला मामला उप-स्तरों को भरने का क्रम नहीं दिखाता है, और दूसरा एक तालिका बनाने में समय लेता है। इसलिए, मैं आपको ऑर्बिटल्स के क्रमिक फिलिंग के लिए अधिक स्वीकार्य विकल्प प्रदान करता हूं।

पहला तरीका : कुछ नियमों के आधार पर इलेक्ट्रॉनों को आसानी से उपस्तरों में वितरित किया जा सकता है। सबसे पहले, आपको एक रंग तालिका की आवश्यकता है। आइए प्रत्येक तत्व को एक नए इलेक्ट्रॉन के रूप में कल्पना करें, प्रत्येक अवधि संबंधित स्तर है, एसपी-इलेक्ट्रॉन हमेशा अपनी अवधि में होते हैं, डी-इलेक्ट्रॉन एक स्तर कम होते हैं (चौथे अवधि में 3 डी-इलेक्ट्रॉन दूर होते हैं), एफ-इलेक्ट्रॉन 2 स्तर होते हैं निचला। हम सिर्फ एक टेबल लेते हैं और तत्व के रंग के आधार पर पढ़ते हैं, एस, पी-तत्वों के लिए, स्तर संख्या अवधि संख्या से मेल खाती है, यदि हम डी-तत्व तक पहुंचते हैं, तो हम स्तर की संख्या से कम स्तर लिखते हैं वह अवधि जिसमें यह तत्व स्थित है (यदि तत्व चौथे आवर्त में है, इसलिए 3 घ)। हम एफ-तत्व के साथ भी कार्य करते हैं, केवल स्तर को अवधि संख्या से 2 मानों से कम इंगित किया जाता है (यदि तत्व 6 वीं अवधि में है, इसलिए, 4 एफ)।

दूसरा रास्ता : सभी सबलेवल को एक सेल के रूप में प्रदर्शित करना आवश्यक है, और स्तरों को एक दूसरे के नीचे सममित रूप से व्यवस्थित किया जाना चाहिए, सबलेवल के तहत सबलेवल। प्रत्येक सेल में किसी दिए गए सबलेवल के इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या लिखिए। और अंतिम चरण एक तीर के साथ उप-स्तरों को तिरछे (शीर्ष कोने से नीचे तक) स्ट्रिंग करना है। ऊपर से नीचे तक तीर की नोक की ओर, वांछित परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की संख्या तक सबलेवल पढ़ें।

परमाणुओं के कोशों या परतों में इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा अवस्था और व्यवस्था चार संख्याओं द्वारा निर्धारित की जाती है, जिन्हें क्वांटम संख्याएँ कहा जाता है और आमतौर पर प्रतीकों n, l, s और j द्वारा निरूपित की जाती हैं; क्वांटम संख्याओं में एक असंतत या असतत वर्ण होता है, अर्थात, वे केवल व्यक्तिगत, असतत, मान, पूर्णांक या अर्ध-पूर्णांक प्राप्त कर सकते हैं।

क्वांटम संख्या n, l, s और j के संबंध में, निम्नलिखित को भी ध्यान में रखना आवश्यक है:

1. क्वांटम संख्या n को मूलधन कहा जाता है; यह सभी इलेक्ट्रॉनों के लिए सामान्य है जो समान इलेक्ट्रॉन खोल बनाते हैं; दूसरे शब्दों में, परमाणु के प्रत्येक इलेक्ट्रॉन कोश मुख्य क्वांटम संख्या के एक निश्चित मूल्य से मेल खाते हैं, अर्थात्: इलेक्ट्रॉन के गोले K, L, M, N, O, P और Q के लिए, मुख्य क्वांटम संख्याएँ क्रमशः 1 हैं। , 2, 3, 4, 5, 6 और 7। एकल-इलेक्ट्रॉन परमाणु (हाइड्रोजन परमाणु) के मामले में, प्रमुख क्वांटम संख्या इलेक्ट्रॉन की कक्षा को निर्धारित करने के लिए कार्य करती है और साथ ही, ऊर्जा की ऊर्जा स्थिर अवस्था में परमाणु।

2. क्वांटम संख्या I को पार्श्व या कक्षीय कहा जाता है, और यह परमाणु के नाभिक के चारों ओर घूमने के कारण इलेक्ट्रॉन के संवेग के क्षण को निर्धारित करता है। पार्श्व क्वांटम संख्या का मान 0, 1, 2, 3, हो सकता है। . . , और सामान्य तौर पर इसे प्रतीकों s, p, d, f, द्वारा दर्शाया जाता है। . . एक ही तरफ क्वांटम संख्या वाले इलेक्ट्रॉन एक उपसमूह बनाते हैं, या, जैसा कि अक्सर कहा जाता है, एक ही ऊर्जा उप-स्तर पर होते हैं।

3. क्वांटम संख्या s को अक्सर स्पिन संख्या कहा जाता है, क्योंकि यह अपने स्वयं के घूर्णन (स्पिन गति) के कारण इलेक्ट्रॉन के कोणीय गति को निर्धारित करता है।

4. क्वांटम संख्या j को आंतरिक कहा जाता है और यह वैक्टर l और s के योग से निर्धारित होता है।

परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों का वितरण(परमाणु गोले) कुछ सामान्य प्रावधानों का भी पालन करते हैं, जिनमें से यह इंगित करना आवश्यक है:

1. पाउली सिद्धांत, जिसके अनुसार एक परमाणु में सभी चार क्वांटम संख्याओं के समान मान वाले एक से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, अर्थात एक ही परमाणु में दो इलेक्ट्रॉनों को कम से कम एक क्वांटम संख्या के मान में भिन्न होना चाहिए।

2. ऊर्जा सिद्धांत, जिसके अनुसार किसी परमाणु की जमीनी अवस्था में उसके सभी इलेक्ट्रॉन न्यूनतम ऊर्जा स्तरों पर होने चाहिए।

3. कोशों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या (संख्या) का सिद्धांत, जिसके अनुसार कोशों में इलेक्ट्रॉनों की सीमित संख्या 2n 2 से अधिक नहीं हो सकती, जहाँ n किसी दिए गए कोश की मुख्य क्वांटम संख्या है। यदि किसी कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या सीमा मान तक पहुँच जाती है, तो कोश भर जाता है और अगले तत्वों में एक नया इलेक्ट्रॉन कोश बनने लगता है।

जो कहा गया था, उसके अनुसार, नीचे दी गई तालिका देती है: 1) इलेक्ट्रॉन कोशों के अक्षर पदनाम; 2) मुख्य और पार्श्व क्वांटम संख्याओं के संगत मान; 3) उपसमूहों के प्रतीक; 4) सैद्धांतिक रूप से व्यक्तिगत उपसमूहों और समग्र रूप से गोले में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या की गणना की जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि K, L, और M गोले में, इलेक्ट्रॉनों की संख्या और उपसमूहों पर उनका वितरण, अनुभव से निर्धारित, पूरी तरह से सैद्धांतिक गणना के अनुरूप है, लेकिन निम्नलिखित कोशों में महत्वपूर्ण विसंगतियां देखी जाती हैं: इलेक्ट्रॉनों की संख्या f उपसमूह में केवल N शेल में सीमा मान तक पहुँचता है, अगले शेल में, यह घटता है, और फिर संपूर्ण उपसमूह f गायब हो जाता है।

सीप

उपसमूह

एक उपसमूह में इलेक्ट्रॉनों की संख्या

कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या (2n 2)

तालिका ट्रांसयूरानिक सहित सभी रासायनिक तत्वों के लिए उपसमूहों द्वारा गोले में इलेक्ट्रॉनों की संख्या और उनके वितरण को देती है। इस तालिका के संख्यात्मक डेटा बहुत सावधानीपूर्वक स्पेक्ट्रोस्कोपिक अध्ययन के परिणामस्वरूप स्थापित किए गए थे।

पहली अवधि
दूसरी अवधि
तीसरी अवधि
चौथी अवधि
5वीं अवधि
छठी अवधि
सातवीं अवधि

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सूचना का एक स्रोत:संक्षिप्त भौतिक और तकनीकी पुस्तिका / खंड 1, - एम।: 1960।