ऑर्बिटल्स इस बात की परवाह किए बिना मौजूद हैं कि कोई इलेक्ट्रॉन उन पर है (कब्जे वाले ऑर्बिटल्स) या अनुपस्थित (रिक्त ऑर्बिटल्स)। प्रत्येक तत्व का परमाणु, हाइड्रोजन से शुरू होकर अब तक प्राप्त अंतिम तत्व पर समाप्त होता है, सभी इलेक्ट्रॉनिक स्तरों पर सभी ऑर्बिटल्स का एक पूरा सेट होता है। उनका इलेक्ट्रॉनों से भरना क्रम संख्या के रूप में होता है, अर्थात नाभिक का आवेश बढ़ता है।

एस- ऑर्बिटल्स, जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, का एक गोलाकार आकार होता है और इसलिए, त्रि-आयामी निर्देशांक के प्रत्येक अक्ष की दिशा में समान इलेक्ट्रॉन घनत्व होता है:

प्रत्येक परमाणु के पहले इलेक्ट्रॉनिक स्तर में केवल एक होता है एस-कक्षीय दूसरे इलेक्ट्रॉनिक स्तर से शुरू, इसके अलावा एस-कक्षक भी तीन दिखाई देते हैं आर-कक्षीय। उनके पास स्वैच्छिक आठों का आकार है, यह वही है जो सबसे संभावित स्थान का क्षेत्र दिखता है आर-परमाणु नाभिक के क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन। प्रत्येक आर-ऑर्बिटल तीन परस्पर लंबवत अक्षों में से एक के साथ स्थित है, इसके अनुसार नाम में आर-ऑर्बिटल्स इंगित करते हैं, संबंधित सूचकांक का उपयोग करते हुए, वह अक्ष जिसके साथ इसका अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व स्थित है:

आधुनिक रसायन विज्ञान में, एक कक्षीय एक परिभाषित अवधारणा है जो किसी को रासायनिक बंधों के निर्माण की प्रक्रियाओं पर विचार करने और उनके गुणों का विश्लेषण करने की अनुमति देता है, जबकि ध्यान उन इलेक्ट्रॉनों की कक्षाओं पर केंद्रित होता है जो रासायनिक बंधनों के निर्माण में भाग लेते हैं, अर्थात संयोजकता इलेक्ट्रॉन, आमतौर पर ये अंतिम स्तर के इलेक्ट्रॉन होते हैं।

दूसरे (अंतिम) इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर अपनी प्रारंभिक अवस्था में कार्बन परमाणु में प्रति दो इलेक्ट्रॉन होते हैं एस-ऑर्बिटल्स (नीले रंग में चिह्नित) और प्रति दो इलेक्ट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन आर-ऑर्बिटल्स (लाल और पीले रंग में चिह्नित), तीसरा ऑर्बिटल - pz-खाली:

संकरण।

मामले में जब कार्बन परमाणु संतृप्त यौगिकों के निर्माण में शामिल होता है (जिसमें कई बंधन नहीं होते हैं), एक एस-कक्षीय और तीन आर-ऑर्बिटल्स नए ऑर्बिटल्स बनाने के लिए गठबंधन करते हैं जो मूल ऑर्बिटल्स के हाइब्रिड होते हैं (एक प्रक्रिया जिसे हाइब्रिडाइजेशन कहा जाता है)। हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की संख्या हमेशा मूल ऑर्बिटल्स की संख्या के बराबर होती है, इस मामले में, चार। परिणामी हाइब्रिड ऑर्बिटल्स आकार में समान होते हैं और बाहरी रूप से असममित आयतन आठ के समान होते हैं:

पूरी संरचना ऐसा प्रतीत होता है मानो एक नियमित टेट्राहेड्रोन में खुदा हुआ हो - एक प्रिज्म जिसे नियमित त्रिकोण से इकट्ठा किया गया हो। इस मामले में, हाइब्रिड ऑर्बिटल्स ऐसे टेट्राहेड्रोन के अक्षों के साथ स्थित होते हैं, किन्हीं दो अक्षों के बीच का कोण 109° होता है। कार्बन के चार संयोजकता इलेक्ट्रॉन इन संकर कक्षकों में स्थित हैं:

सरल रासायनिक बंधों के निर्माण में कक्षकों की भागीदारी।

चार समान कक्षकों में स्थित इलेक्ट्रॉनों के गुण क्रमशः समतुल्य होते हैं, एक ही प्रकार के परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करने पर इन इलेक्ट्रॉनों की भागीदारी से बनने वाले रासायनिक बंध समतुल्य होंगे।

चार हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ कार्बन परमाणु की परस्पर क्रिया के साथ गोलाकार हाइड्रोजन ऑर्बिटल्स के साथ लम्बी हाइब्रिड कार्बन ऑर्बिटल्स का परस्पर अतिव्यापन होता है। प्रत्येक कक्षीय में एक इलेक्ट्रॉन होता है, अतिव्यापी होने के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों की प्रत्येक जोड़ी संयुक्त - आणविक कक्षीय के साथ चलना शुरू कर देती है।

संकरण केवल एक परमाणु के भीतर कक्षकों के आकार में परिवर्तन की ओर ले जाता है, और दो परमाणुओं (संकर या साधारण) के कक्षकों के अतिव्यापी होने से उनके बीच एक रासायनिक बंधन का निर्माण होता है। इस मामले में ( से। मी. नीचे दिया गया चित्र) अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व दो परमाणुओं को जोड़ने वाली रेखा के साथ स्थित है। ऐसे बंधन को s-बंध कहते हैं।

परिणामी मीथेन की संरचना की पारंपरिक वर्तनी में, ओवरलैपिंग ऑर्बिटल्स के बजाय वैलेंस बार प्रतीक का उपयोग किया जाता है। संरचना की त्रि-आयामी छवि के लिए, आरेखण के तल से दर्शक तक निर्देशित संयोजकता को एक ठोस पच्चर के आकार की रेखा के रूप में दिखाया जाता है, और आरेखण के तल से आगे जाने वाली संयोजकता को धराशायी पच्चर के रूप में दिखाया जाता है- आकार की रेखा:

इस प्रकार, मीथेन अणु की संरचना कार्बन हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की ज्यामिति से निर्धारित होती है:

एथेन अणु का निर्माण ऊपर दर्शाई गई प्रक्रिया के समान है, अंतर यह है कि जब दो कार्बन परमाणुओं के संकर कक्षक अतिव्यापन करते हैं, तो एक C-C आबंध बनता है:

एथेन अणु की ज्यामिति मीथेन से मिलती-जुलती है, बंध कोण 109° हैं, जो कार्बन हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की स्थानिक व्यवस्था से निर्धारित होता है:

अनेक रासायनिक बंधों के निर्माण में कक्षकों की भागीदारी।

एथिलीन अणु भी संकर कक्षकों की भागीदारी से बनता है, हालांकि, एक एस-कक्षीय और केवल दो आर-ऑर्बिटल्स ( पी एक्सऔर आरयू), तीसरा कक्षीय है pz, अक्ष के साथ निर्देशित जेड, संकरों के निर्माण में भाग नहीं लेता है। प्रारंभिक तीन ऑर्बिटल्स से, तीन हाइब्रिड ऑर्बिटल्स उत्पन्न होते हैं, जो एक ही प्लेन में स्थित होते हैं, जो थ्री-बीम स्टार बनाते हैं, कुल्हाड़ियों के बीच के कोण 120 ° होते हैं:

दो कार्बन परमाणु चार हाइड्रोजन परमाणुओं को जोड़ते हैं, और एक दूसरे के साथ जुड़कर C-C s-आबंध बनाते हैं:

दो कक्षक pz, जिन्होंने संकरण में भाग नहीं लिया, पारस्परिक रूप से ओवरलैप किया, उनकी ज्यामिति ऐसी है कि ओवरलैप सीसी बॉन्ड लाइन के साथ नहीं, बल्कि इसके ऊपर और नीचे होता है। नतीजतन, बढ़े हुए इलेक्ट्रॉन घनत्व वाले दो क्षेत्र बनते हैं, जहां दो इलेक्ट्रॉनों (नीले और लाल रंग में चिह्नित) को रखा जाता है, जो इस बंधन के निर्माण में भाग लेते हैं। इस प्रकार, एक आणविक कक्षीय बनता है, जिसमें अंतरिक्ष में अलग-अलग दो क्षेत्र होते हैं। वह बंध जिसमें अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व दो परमाणुओं को जोड़ने वाली रेखा के बाहर स्थित हो, p-आबंध कहलाता है:

एक डबल बॉन्ड के पदनाम में दूसरी वैलेंस लाइन, जिसका व्यापक रूप से एक शताब्दी से अधिक के लिए असंतृप्त यौगिकों को चित्रित करने के लिए उपयोग किया गया है, आधुनिक अर्थों में सीसी बॉन्ड लाइन के विपरीत किनारों पर स्थित इलेक्ट्रॉन घनत्व में वृद्धि वाले दो क्षेत्रों की उपस्थिति का तात्पर्य है। .

एथिलीन अणु की संरचना हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की ज्यामिति द्वारा दी गई है, एच-सी-एच बॉन्ड कोण 120 डिग्री है:

एसिटिलीन के निर्माण में, एक एस-कक्षीय और एक पी एक्स-कक्षीय (कक्षीय) पीयूऔर pzसंकरों के निर्माण में शामिल नहीं हैं)। दो परिणामी संकर कक्षक अक्ष के अनुदिश एक ही रेखा पर स्थित होते हैं एक्स:

एक दूसरे के साथ और हाइड्रोजन परमाणुओं के ऑर्बिटल्स के साथ हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के पारस्परिक अतिव्यापीकरण से एस-बॉन्ड सीसी और सीएच का निर्माण होता है, जिसे एक साधारण वैलेंस लाइन का उपयोग करके दर्शाया गया है:

शेष कक्षकों के दो जोड़े पीयूऔर pzओवरलैप। नीचे दिए गए आंकड़े में, रंगीन तीर दिखाते हैं कि, विशुद्ध रूप से स्थानिक विचारों से, समान सूचकांकों के साथ ऑर्बिटल्स की सबसे अधिक संभावना ओवरलैप होती है। एक्स-एक्सऔर बहुत खूब. नतीजतन, दो पी-बॉन्ड बनते हैं, जो एक साधारण एस-बॉन्ड सी-सी के आसपास होते हैं:

नतीजतन, एसिटिलीन अणु का एक रॉड के आकार का रूप होता है:

बेंजीन में, अणु की रीढ़ कार्बन परमाणुओं से इकट्ठी होती है, जिसमें एक से बना संकर कक्षाएँ होती हैं एस- और दो आर-ऑर्बिटल्स तीन-किरण तारे (जैसे एथिलीन) के रूप में व्यवस्थित होते हैं, आर-ऑर्बिटल्स जो संकरण में शामिल नहीं हैं, उन्हें पारभासी के रूप में दिखाया गया है:

रिक्तियां, अर्थात्, ऐसे कक्षक जिनमें इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं (), रासायनिक बंधों के निर्माण में भी भाग ले सकते हैं।

उच्च स्तरीय ऑर्बिटल्स।

चौथे इलेक्ट्रॉनिक स्तर से शुरू होकर, परमाणुओं में पाँच . होते हैं डी-ऑर्बिटल्स, इलेक्ट्रॉनों के साथ उनका भरना स्कैंडियम से शुरू होने वाले संक्रमण तत्वों में होता है। चार डी-ऑर्बिटल्स में विशाल क्वाट्रोफिल का रूप होता है, जिसे कभी-कभी "क्लोवरलीफ" कहा जाता है, वे केवल अंतरिक्ष में अभिविन्यास में भिन्न होते हैं, पांचवां डी-ऑर्बिटल एक त्रि-आयामी आकृति है जो आठ को एक अंगूठी में पिरोया जाता है:

डीऑर्बिटल्स के साथ संकर बना सकते हैं एस-और पी-कक्षक विकल्प डी-ऑर्बिटल्स का उपयोग आमतौर पर संक्रमण धातु परिसरों में संरचना और वर्णक्रमीय गुणों के विश्लेषण में किया जाता है।

छठे इलेक्ट्रॉनिक स्तर से शुरू होकर, परमाणुओं में सात . होते हैं एफ-ऑर्बिटल्स, इलेक्ट्रॉनों के साथ उनका भरना लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के परमाणुओं में होता है। एफ-ऑर्बिटल्स का एक जटिल विन्यास होता है, नीचे दिया गया आंकड़ा सात ऐसे ऑर्बिटल्स में से तीन का आकार दिखाता है, जिनका आकार समान होता है और वे अलग-अलग तरीकों से अंतरिक्ष में उन्मुख होते हैं:

एफ-विभिन्न यौगिकों के गुणों की चर्चा करते समय ऑर्बिटल्स का उपयोग बहुत कम होता है, क्योंकि उन पर स्थित इलेक्ट्रॉन व्यावहारिक रूप से रासायनिक परिवर्तनों में भाग नहीं लेते हैं।

परिप्रेक्ष्य।

आठवें इलेक्ट्रॉनिक स्तर में नौ शामिल हैं जी-कक्षीय। इन कक्षकों में इलेक्ट्रॉन युक्त तत्व आठवें आवर्त में प्रकट होने चाहिए, जबकि वे उपलब्ध नहीं हैं (तत्व क्रमांक 118, आवर्त प्रणाली के सातवें आवर्त का अंतिम तत्व, निकट भविष्य में प्राप्त होने की आशा है, इसका संश्लेषण किया जाता है) दुबना में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान में)।

फार्म जी-ऑर्बिटल्स, क्वांटम केमिस्ट्री के तरीकों से परिकलित, की तुलना में कहीं अधिक जटिल हैं एफ-ऑर्बिटल्स, इस मामले में इलेक्ट्रॉन के सबसे संभावित स्थान का क्षेत्र बहुत विचित्र लगता है। नीचे ऐसे नौ कक्षकों में से एक का स्वरूप दिया गया है:

आधुनिक रसायन विज्ञान में, परमाणु और आणविक ऑर्बिटल्स की अवधारणाओं का व्यापक रूप से यौगिकों की संरचना और प्रतिक्रिया गुणों का वर्णन करने के साथ-साथ विभिन्न अणुओं के स्पेक्ट्रा का विश्लेषण करने और कुछ मामलों में प्रतिक्रियाओं की संभावना की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोग किया जाता है।

मिखाइल लेवित्स्की

सिस्टम। इस मामले में, कक्षीय प्रभावी एक-इलेक्ट्रॉन हैमिल्टन के साथ एक-इलेक्ट्रॉन श्रोडिंगर समीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है; कक्षीय ऊर्जा आमतौर पर (देखें) के साथ सहसंबद्ध होती है। प्रणाली के आधार पर, एक कट के लिए कक्षीय को परिभाषित किया जाता है, परमाणु, आणविक और क्रिस्टल कक्षा में अंतर करता है।

परमाणु कक्षक (AO) तीन क्वांटम संख्याओं की विशेषता रखते हैं: प्रमुख n, कक्षीय / और चुंबकीय w। मान l = 0, 1, 2,... कक्षीय (कोणीय) संवेग (-प्लैंक स्थिरांक) के वर्ग को निर्दिष्ट करता है, मान m = l, l - 1,..., +1, 0, - 1 ,..., - l + 1, - किसी चुने हुए अक्ष z पर क्षण का l-प्रक्षेपण; n कक्षीय ऊर्जा की संख्या। दिए गए / वाले राज्यों की संख्या n = l + 1, l + 2,... एओ कोर पर केंद्रित समन्वय प्रणाली का रूप है , और कहां-ध्रुवीय कोण, नाभिक से r-दूरी। आर एनएल (आर) एओ (रेडियल फ़ंक्शन) का रेडियल भाग, वाई एलएम (क्यू, जे)-गोलाकार। हारमोनिका समन्वय प्रणाली को गोलाकार घुमाते समय। हार्मोनिक को एल के समान मान के साथ हार्मोनिक्स के रैखिक संयोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है; AO का रेडियल भाग घुमावों के दौरान नहीं बदलता है, और इस AO के अनुरूप ऊर्जा। स्तर (21 + 1)-गुना पतित है। आमतौर पर - कक्षीय घातांक का एक संकेतक, और pl - डिग्री का एक बहुपद (n - l - 1)। संक्षिप्त संकेतन में, AO को प्रतीक nl m द्वारा वर्णित किया गया है, और n को संख्या 1, 2, 3,... द्वारा दर्शाया गया है, l = 0, 1, 2, 3, 4 के मान, ... अक्षर s, p, d, f, g ,... के अनुरूप हैं; m नीचे दाईं ओर इंगित करें, उदा। 2पी +1, 3डी -2।

गैर-जटिल गोलाकार वाले AO अधिक सुविधाजनक हैं। हार्मोनिक्स, और उनके रैखिक संयोजन वाले . मूल्य। ऐसे एओ को कहा जाता है घन (टेसरल)। उनके पास रूप है, जहां (x, y, z) कार्तीय निर्देशांक x, y, z के सापेक्ष डिग्री l का एक सजातीय बहुपद (कोणीय कार्य) है जो कोर पर केंद्रित है (अक्षों की दिशा मनमानी है); AO को प्रतीकों द्वारा निरूपित किया जाता है, उदा।

यदि बहुपद P nl (r) को न्यूक्लियस के कूलम्ब क्षेत्र में श्रोडिंगर समीकरण के हल द्वारा निर्धारित किया जाता है, तो AO कहलाता है। हाइड्रोजन जैसा। नायब। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले हाइड्रोजन जैसे क्यूब्स। एओ तालिका में दिखाया गया है।

हाइड्रोजन जैसे कक्षक s. पी, डी, एफ-प्रकार

रसायन में। अनुप्रयोग अक्सर AO समोच्च, to-राई m. b की ओर ले जाते हैं। अलग बनाया। नायब। आम तथाकथित। चरण सतहों, जिस पर घन मूल्यों को दर्शाया गया है। (या गोलाकार) हार्मोनिक्स: दिए गए ध्रुवीय कोणों पर, AO के कोणीय भाग का मापांक मूल बिंदु से दूरी के बराबर होता है। अंजीर पर। 1 अन्य, अधिक निदर्शी pov-sti, to-ryh abs दिखाता है। कुछ AO के मानों का एक स्थिर मान होता है। एआर इमेजिंग के दोनों तरीके व्यावहारिक रूप से केवल निर्देशांक की उत्पत्ति के पास समान हैं। सभी मामलों में, + और - चिह्न (या छायांकन) इंगित करते हैं कि दिए गए क्षेत्र में AO का कौन सा चिन्ह है। सभी तरंग कार्यों की तरह, AO को -1 से गुणा किया जा सकता है, जो बदल जाएगाफ़ंक्शन साइन, हालाँकि, यह AO के संकेत नहीं हैं जिनका अपने आप में अर्थ है,और घाट का वर्णन करते समय AO प्रणाली के लिए संकेतों का प्रत्यावर्तन। कक्षक ग्राफिक एओ छवि हमेशा समझ में नहीं आती है। इस प्रकार, मॉड्यूल के वर्ग गोलाकार होते हैं। हार्मोनिक्स कोण पर निर्भर नहीं करते हैं, इसलिए, उदाहरण के लिए, AO 2p x और 2p y की छवि AO 2p + और 2p - की छवि से पूरी तरह से अलग होगी, हालांकि दोनों AO पूरी तरह से समकक्ष हैं।

आण्विक कक्षक(MO) सभी नाभिकों के क्षेत्र और शेष के औसत क्षेत्र का वर्णन करें। एक नियम के रूप में, एमओ के पास एक साधारण विश्लेषण नहीं होता है। प्रतिनिधित्व और उनके लिए उपयोग किया जाता है (देखें)। तरीकों में कहते हैं। ऑर्बिटल्स मल्टी-इलेक्ट्रॉन वेव फंक्शन एक उत्पाद या निर्धारक के रूप में बनाया गया है, जो स्पिन-ऑर्बिटल्स से बना है, अर्थात। स्पिन फ़ंक्शन द्वारा ऑर्बिटल्स को गुणा किया जाता है या (देखें)।

जहाँ 0 = 0.372, b = 0.602, - परमाणु कक्षीय 2p z i (i=1, 2, 3, 4)। 1-ऑर्बिटल में एक नोडल प्लेन (xy) होता है, 2-ऑर्बिटल का एक पूरक होता है। इस विमान के लंबवत और बीच से गुजरने वाला नोडल विमान

ऑर्बिटल - एक परमाणु (परमाणु कक्षीय) या एक अणु (आणविक कक्षीय) में एक इलेक्ट्रॉन के सबसे संभावित स्थान का क्षेत्र।

अब तक, पाँच प्रकार के कक्षकों का वर्णन किया गया है: s, p, d, f, और g।
पहले तीन के नाम ऐतिहासिक रूप से बनाए गए, फिर वर्णानुक्रमिक सिद्धांत को चुना गया। कक्षीय आकृतियों की गणना क्वांटम रसायन विधियों द्वारा की जाती है।

एस-ऑर्बिटल्स - त्रि-आयामी निर्देशांक के प्रत्येक अक्ष की दिशा में एक गोलाकार आकार और समान इलेक्ट्रॉन घनत्व होता है
एस-कक्षीय - कक्षीय क्षेत्र

प्रत्येक पी-ऑर्बिटल तीन परस्पर लंबवत अक्षों में से एक के साथ स्थित है, इसके अनुसार, पी-ऑर्बिटल के नाम पर, जिस अक्ष के साथ इसका अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व स्थित है, उसे संबंधित सूचकांक का उपयोग करके दर्शाया गया है:
पी-कक्षीय - डम्बल कक्षीय

डी-कक्षीय - जटिल आकार कक्षीय

इलेक्ट्रॉनिक स्तरों की ऊर्जा

इलेक्ट्रॉनों की क्वांटम संख्या

एक परमाणु में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की स्थिति को आमतौर पर चार क्वांटम संख्याओं का उपयोग करके वर्णित किया जाता है:

n - इलेक्ट्रॉन का ऊर्जा स्तर (नाभिक से स्तर की दूरी)
l - यह किस प्रकार के कक्षक में गति करता है (s,p,d...)
एम-चुंबकीय (पी में से किस पर (तीन संभव में से), डी (5 में से संभव), आदि।
एस - स्पिन (अपनी धुरी के चारों ओर इलेक्ट्रॉन गति)।

कक्षीय भरने के सिद्धांत

1. एक परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते, जिसके लिए सभी क्वांटम संख्याओं (n, l, m, s) के मान समान होंगे, अर्थात्। प्रत्येक कक्षक में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं (विपरीत स्पिन के साथ) (पॉली सिद्धांत)।

2. जमीनी अवस्था में, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन स्थित होता है ताकि उसकी ऊर्जा न्यूनतम हो।
श्रेणीक्रम में कक्षकों की ऊर्जा बढ़ती है:
1एस< 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 5d » 4f < 6p < 7s.
इस क्रम को याद रखने की जरूरत नहीं है। इसे डी.आई. मेंडेलीफ की आवर्त सारणी से निकाला जा सकता है

3. इलेक्ट्रॉन एक ही ऊर्जा (उदाहरण के लिए, तीन p-कक्षकों में) के कक्षकों में बसना पसंद करते हैं, पहले एक-एक करके, और केवल जब ऐसे प्रत्येक कक्षक में पहले से ही एक इलेक्ट्रॉन होता है, तो इन कक्षकों को दूसरे इलेक्ट्रॉनों से भरना शुरू हो जाता है। . जब एक कक्षक दो इलेक्ट्रॉनों से आबाद होता है, तो इन इलेक्ट्रॉनों को कहा जाता है बनती (हुंड का नियम)

तत्व का पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

एक रिकॉर्ड जो एक रासायनिक तत्व के परमाणु में ऊर्जा स्तरों और उपस्तरों पर इलेक्ट्रॉनों के वितरण को दर्शाता है, इस परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास कहलाता है। एक परमाणु की जमीन (अप्रत्याशित) अवस्था में, सभी इलेक्ट्रॉन न्यूनतम ऊर्जा के सिद्धांत को संतुष्ट करते हैं। इसका मतलब है कि सबलेवल पहले भरे जाते हैं, जिसके लिए:

1. संख्या n न्यूनतम है
2. स्तर के अंदर, s-sublevel पहले भरा जाता है, फिर p- और उसके बाद ही d- (l न्यूनतम होता है)
3. एक उपस्तर में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या सबसे अधिक होती है।
4. इलेक्ट्रॉनिक परमाणु कक्षकों को भरते समय पाउली सिद्धांत पूरा होता है। इसका परिणाम यह है कि संख्या n वाले ऊर्जा स्तर में n2 उपस्तरों पर स्थित 2n2 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं।

सीरियल नंबर 7 के साथ तत्व का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र (यह तत्व नाइट्रोजन है, जिसका प्रतीक "एन" है) इस तरह दिखता है।

इलेक्ट्रोनिक विन्यासएक परमाणु अपने इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स का एक संख्यात्मक प्रतिनिधित्व है। इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स परमाणु नाभिक के चारों ओर स्थित विभिन्न आकृतियों के क्षेत्र होते हैं, जिसमें गणितीय रूप से यह संभव है कि एक इलेक्ट्रॉन मिल जाएगा। इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन पाठक को जल्दी और आसानी से यह बताने में मदद करता है कि एक परमाणु में कितने इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स हैं, साथ ही प्रत्येक ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करते हैं। इस लेख को पढ़ने के बाद, आप इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को संकलित करने की विधि में महारत हासिल कर लेंगे।

कदम

डी. आई. मेंडेलीफ की आवर्त प्रणाली का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनों का वितरण

अपने परमाणु का परमाणु क्रमांक ज्ञात कीजिए।प्रत्येक परमाणु के साथ एक निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉन जुड़े होते हैं। आवर्त सारणी में अपने परमाणु के लिए प्रतीक खोजें। परमाणु संख्या 1 (हाइड्रोजन के लिए) से शुरू होने वाला एक सकारात्मक पूर्णांक है और प्रत्येक बाद के परमाणु के लिए एक से बढ़ रहा है। परमाणु क्रमांक एक परमाणु में प्रोटॉन की संख्या है, और इसलिए यह शून्य आवेश वाले परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या भी है।

एक परमाणु का आवेश ज्ञात कीजिए।तटस्थ परमाणुओं में आवर्त सारणी में दर्शाए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होगी। हालाँकि, आवेशित परमाणुओं में उनके आवेश के परिमाण के आधार पर अधिक या कम इलेक्ट्रॉन होंगे। यदि आप एक आवेशित परमाणु के साथ काम कर रहे हैं, तो इलेक्ट्रॉनों को इस प्रकार जोड़ें या घटाएँ: प्रत्येक ऋणात्मक आवेश के लिए एक इलेक्ट्रॉन जोड़ें और प्रत्येक धनात्मक आवेश के लिए एक घटाएँ।

• उदाहरण के लिए, -1 के आवेश वाले सोडियम परमाणु में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होगा के अतिरिक्तइसका आधार परमाणु क्रमांक 11 है। दूसरे शब्दों में, एक परमाणु में कुल 12 इलेक्ट्रॉन होंगे।
• यदि हम +1 के आवेश वाले सोडियम परमाणु के बारे में बात कर रहे हैं, तो आधार परमाणु संख्या 11 से एक इलेक्ट्रॉन घटाया जाना चाहिए। तो परमाणु में 10 इलेक्ट्रॉन होंगे।

1. ऑर्बिटल्स की मूल सूची याद रखें।एक परमाणु में जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ती है, वे एक निश्चित क्रम के अनुसार परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल के विभिन्न उपस्तरों को भरते हैं। इलेक्ट्रॉन शेल के प्रत्येक उप-स्तर को भरने पर, इलेक्ट्रॉनों की एक सम संख्या होती है। निम्नलिखित उपस्तर हैं:

   इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन रिकॉर्ड को समझें।प्रत्येक कक्षीय में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को स्पष्ट रूप से प्रतिबिंबित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास नीचे लिखे गए हैं। ऑर्बिटल्स क्रमिक रूप से लिखे जाते हैं, प्रत्येक ऑर्बिटल में परमाणुओं की संख्या को ऑर्बिटल नाम के दाईं ओर सुपरस्क्रिप्ट के रूप में लिखा जाता है। पूर्ण किए गए इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन में सबलेवल पदनामों और सुपरस्क्रिप्ट के अनुक्रम का रूप है।

   • यहाँ, उदाहरण के लिए, सबसे सरल इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: 1एस 2 2एस 2 2पी 6।इस विन्यास से पता चलता है कि 1s सबलेवल में दो इलेक्ट्रान, 2s सबलेवल में दो इलेक्ट्रान और 2p सबलेवल में छह इलेक्ट्रान होते हैं। कुल 2 + 2 + 6 = 10 इलेक्ट्रॉन। यह उदासीन नियॉन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है (नियॉन परमाणु क्रमांक 10 है)।

2. ऑर्बिटल्स का क्रम याद रखें।ध्यान रखें कि इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स को इलेक्ट्रॉन शेल नंबर के आरोही क्रम में क्रमांकित किया जाता है, लेकिन आरोही ऊर्जा क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक भरे हुए 4s 2 कक्षक में आंशिक रूप से भरे हुए या भरे हुए 3d 10 की तुलना में कम ऊर्जा (या कम गतिशीलता) होती है, इसलिए 4s कक्षक को पहले लिखा जाता है। एक बार जब आप कक्षकों के क्रम को जान लेते हैं, तो आप उन्हें परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के अनुसार आसानी से भर सकते हैं। कक्षकों को भरने का क्रम इस प्रकार है: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p।

   • एक परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास जिसमें सभी कक्षक भरे हुए हैं, के निम्नलिखित रूप होंगे: 10 7p 6
   • ध्यान दें कि उपरोक्त संकेतन, जब सभी कक्षाएँ भर जाती हैं, तत्व Uuo (ununoctium) 118 का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है, जो आवर्त सारणी में सबसे अधिक संख्या वाला परमाणु है। इसलिए, इस इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन में एक न्यूट्रल चार्ज परमाणु के सभी वर्तमान में ज्ञात इलेक्ट्रॉनिक सबलेवल शामिल हैं।

3. अपने परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के अनुसार कक्षकों को भरें।उदाहरण के लिए, यदि हम एक तटस्थ कैल्शियम परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को लिखना चाहते हैं, तो हमें आवर्त सारणी में इसकी परमाणु संख्या को देखकर शुरू करना चाहिए। इसका परमाणु क्रमांक 20 है, अतः हम 20 इलेक्ट्रॉनों वाले परमाणु का विन्यास उपरोक्त क्रम के अनुसार लिखेंगे।

   • उपरोक्त क्रम में कक्षकों को तब तक भरें जब तक आप बीसवें इलेक्ट्रॉन तक नहीं पहुँच जाते। पहले 1s ऑर्बिटल में दो इलेक्ट्रॉन होंगे, 2s ऑर्बिटल में भी दो होंगे, 2p ऑर्बिटल में छह, 3s ऑर्बिटल में दो, 3p ऑर्बिटल में 6 और 4s ऑर्बिटल में 2 (2 + 2 +) होंगे। 6 +2 +6 + 2 = 20।) दूसरे शब्दों में, कैल्शियम के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास का रूप है: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .
   • ध्यान दें कि ऑर्बिटल्स ऊर्जा के आरोही क्रम में हैं। उदाहरण के लिए, जब आप चौथे ऊर्जा स्तर पर जाने के लिए तैयार हों, तो पहले 4s कक्षीय लिखें, और तब 3डी चौथे ऊर्जा स्तर के बाद, आप पांचवें स्तर पर चले जाते हैं, जहां वही क्रम दोहराया जाता है। यह तीसरे ऊर्जा स्तर के बाद ही होता है।

4. आवर्त सारणी का उपयोग दृश्य संकेत के रूप में करें।आप शायद पहले ही देख चुके हैं कि आवर्त सारणी का आकार इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में इलेक्ट्रॉनिक उपस्तरों के क्रम से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, बाएं से दूसरे कॉलम में परमाणु हमेशा "s 2" में समाप्त होते हैं, जबकि पतले मध्य खंड के दाहिने किनारे पर परमाणु हमेशा "d 10" में समाप्त होते हैं, और इसी तरह। विन्यास लिखने के लिए एक दृश्य मार्गदर्शिका के रूप में आवर्त सारणी का उपयोग करें - जिस क्रम में आप ऑर्बिटल्स में जोड़ते हैं वह तालिका में आपकी स्थिति से मेल खाता है। नीचे देखें:

   • विशेष रूप से, दो सबसे बाएं स्तंभों में परमाणु होते हैं जिनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास s ऑर्बिटल्स में समाप्त होते हैं, तालिका के दाहिने ब्लॉक में परमाणु होते हैं जिनके कॉन्फ़िगरेशन p ऑर्बिटल्स में समाप्त होते हैं, और परमाणुओं के निचले भाग में f ऑर्बिटल्स में समाप्त होते हैं।
   • उदाहरण के लिए, जब आप क्लोरीन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखते हैं, तो इस तरह सोचें: "यह परमाणु आवर्त सारणी की तीसरी पंक्ति (या "अवधि") में स्थित है। यह कक्षीय ब्लॉक p के पांचवें समूह में भी स्थित है। आवर्त सारणी का। इसलिए, इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समाप्त हो जाएगा। ..3p 5
   • ध्यान दें कि तालिका के d और f कक्षीय क्षेत्रों के तत्वों में ऊर्जा स्तर होते हैं जो उस अवधि के अनुरूप नहीं होते हैं जिसमें वे स्थित होते हैं। उदाहरण के लिए, डी-ऑर्बिटल्स वाले तत्वों के ब्लॉक की पहली पंक्ति 3 डी ऑर्बिटल्स से मेल खाती है, हालांकि यह चौथी अवधि में स्थित है, और एफ-ऑर्बिटल्स वाले तत्वों की पहली पंक्ति 4 एफ ऑर्बिटल से मेल खाती है, इस तथ्य के बावजूद कि यह छठे काल में स्थित है।

5. लंबे इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन लिखने के लिए संक्षिप्ताक्षर सीखें।आवर्त सारणी के दायीं ओर के परमाणुओं को कहा जाता है उत्कृष्ट गैस।ये तत्व रासायनिक रूप से बहुत स्थिर होते हैं। लंबे इलेक्ट्रॉन विन्यास लिखने की प्रक्रिया को छोटा करने के लिए, बस वर्ग कोष्ठक में अपने परमाणु से कम इलेक्ट्रॉनों के साथ निकटतम महान गैस के लिए रासायनिक प्रतीक लिखें, और फिर बाद के कक्षीय स्तरों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को लिखना जारी रखें। नीचे देखें:

   • इस अवधारणा को समझने के लिए, एक उदाहरण विन्यास लिखना सहायक होगा। आइए नोबल गैस संक्षिप्त नाम का उपयोग करके जिंक (परमाणु संख्या 30) का विन्यास लिखें। जिंक का पूरा विन्यास इस तरह दिखता है: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10। हालांकि, हम देखते हैं कि 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 आर्गन, एक उत्कृष्ट गैस का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है। वर्गाकार कोष्ठकों (।)
   • तो, संक्षिप्त रूप में लिखा गया जस्ता का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: 4एस 2 3डी 10.
   • ध्यान दें कि यदि आप एक उत्कृष्ट गैस, जैसे आर्गन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिख रहे हैं, तो आप नहीं लिख सकते हैं! इस तत्व के आगे नोबल गैस के संक्षिप्त नाम का प्रयोग करना चाहिए; आर्गन के लिए यह नियॉन () होगा।

   ADOMAH आवर्त सारणी का उपयोग करना

   1. ADOMAH आवर्त सारणी में महारत हासिल करें।इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को रिकॉर्ड करने की इस पद्धति में याद रखने की आवश्यकता नहीं होती है, हालांकि, इसके लिए एक संशोधित आवर्त सारणी की आवश्यकता होती है, क्योंकि पारंपरिक आवर्त सारणी में, चौथी अवधि से शुरू होकर, आवर्त संख्या इलेक्ट्रॉन शेल के अनुरूप नहीं होती है। ADOMAH आवर्त सारणी खोजें, एक विशेष प्रकार की आवर्त सारणी जिसे वैज्ञानिक वालेरी ज़िम्मरमैन द्वारा डिज़ाइन किया गया है। एक छोटी इंटरनेट खोज के साथ इसे खोजना आसान है।

      • ADOMAH आवर्त सारणी में, क्षैतिज पंक्तियाँ तत्वों के समूहों जैसे हैलोजन, उत्कृष्ट गैसों, क्षार धातुओं, क्षारीय पृथ्वी धातुओं आदि का प्रतिनिधित्व करती हैं। लंबवत कॉलम इलेक्ट्रॉनिक स्तरों के अनुरूप होते हैं, और तथाकथित "कैस्केड" (ब्लॉक एस, पी, डी और एफ को जोड़ने वाली विकर्ण रेखाएं) अवधि के अनुरूप होती हैं।
      • हीलियम को हाइड्रोजन में ले जाया जाता है, क्योंकि इन दोनों तत्वों की विशेषता 1s कक्षीय है। अवधि ब्लॉक (एस, पी, डी और एफ) को दाईं ओर दिखाया गया है और स्तर संख्या नीचे दी गई है। तत्वों को 1 से 120 तक के बक्सों में दर्शाया गया है। ये संख्याएँ सामान्य परमाणु संख्याएँ हैं, जो एक तटस्थ परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या का प्रतिनिधित्व करती हैं।

   2. ADOMAH तालिका में अपना परमाणु ज्ञात कीजिए।किसी तत्व के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को लिखने के लिए, ADOMAH आवर्त सारणी में उसका प्रतीक खोजें और उच्च परमाणु संख्या वाले सभी तत्वों को काट दें। उदाहरण के लिए, यदि आपको एरबियम (68) के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को लिखने की आवश्यकता है, तो 69 से 120 तक के सभी तत्वों को काट दें।

      • तालिका के आधार पर 1 से 8 तक की संख्याओं पर ध्यान दें। ये इलेक्ट्रॉनिक स्तर की संख्याएँ, या स्तंभ संख्याएँ हैं। उन स्तंभों पर ध्यान न दें जिनमें केवल क्रॉस आउट किए गए आइटम हों। एर्बियम के लिए 1,2,3,4,5 और 6 नंबर वाले कॉलम बने रहते हैं।

   3. कक्षीय उपस्तरों को अपने तत्व तक गिनें।तालिका के दाईं ओर दिखाए गए ब्लॉक प्रतीकों (एस, पी, डी, और एफ) और नीचे दिखाए गए कॉलम नंबरों को देखते हुए, ब्लॉक के बीच विकर्ण रेखाओं को अनदेखा करें और कॉलम को ब्लॉक-कॉलम में तोड़ दें, उन्हें सूचीबद्ध करें नीचे से ऊपर तक का क्रम। और फिर, उन ब्लॉकों को अनदेखा करें जिनमें सभी तत्वों को पार किया गया है। कॉलम नंबर से शुरू होने वाले कॉलम ब्लॉक को ब्लॉक सिंबल के बाद लिखें, इस प्रकार: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (एरबियम के लिए)।

      • कृपया ध्यान दें: उपरोक्त इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन Er को इलेक्ट्रॉनिक सबलेवल नंबर के आरोही क्रम में लिखा गया है। इसे उस क्रम में भी लिखा जा सकता है जिसमें ऑर्बिटल्स भरे जाते हैं। ऐसा करने के लिए, नीचे से ऊपर तक कैस्केड का पालन करें, कॉलम नहीं, जब आप कॉलम ब्लॉक लिखते हैं: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12 ।

   4. प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक सबलेवल के लिए इलेक्ट्रॉनों की गणना करें।प्रत्येक कॉलम ब्लॉक में उन तत्वों की गणना करें जिन्हें प्रत्येक तत्व से एक इलेक्ट्रॉन जोड़कर क्रॉस आउट नहीं किया गया है, और प्रत्येक कॉलम ब्लॉक के लिए ब्लॉक प्रतीक के आगे उनकी संख्या निम्नानुसार लिखें: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2। हमारे उदाहरण में, यह एर्बियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है।

   5. गलत इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन से अवगत रहें।निम्नतम ऊर्जा अवस्था में परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से संबंधित अठारह विशिष्ट अपवाद हैं, जिन्हें जमीनी ऊर्जा अवस्था भी कहा जाता है। वे सामान्य नियम का पालन केवल इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा किए गए अंतिम दो या तीन पदों में नहीं करते हैं। इस मामले में, वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक विन्यास मानता है कि इलेक्ट्रॉन परमाणु के मानक विन्यास की तुलना में कम ऊर्जा की स्थिति में हैं। अपवाद परमाणुओं में शामिल हैं:

      • करोड़(..., 3डी5, 4एस1); घन(..., 3डी10, 4एस1); नायब(..., 4d4, 5s1); एमओ(..., 4d5, 5s1); आरयू(..., 4d7, 5s1); राहु(..., 4d8, 5s1); पी.डी.(..., 4डी10, 5एस0); एजी(..., 4d10, 5s1); ला(..., 5d1, 6s2); सीई(..., 4f1, 5d1, 6s2); गोलों का अंतर(..., 4f7, 5d1, 6s2); औ(..., 5d10, 6s1); एसी(..., 6d1, 7s2); वां(..., 6d2, 7s2); देहात(..., 5f2, 6d1, 7s2); यू(..., 5f3, 6d1, 7s2); एनपी(..., 5f4, 6d1, 7s2) और से। मी(..., 5f7, 6d1, 7s2)।
      • किसी परमाणु को इलेक्ट्रॉनिक रूप में लिखे जाने पर उसका परमाणु क्रमांक ज्ञात करने के लिए, बस उन सभी संख्याओं को जोड़ दें जो अक्षरों (s, p, d, और f) का अनुसरण करती हैं। यह केवल तटस्थ परमाणुओं के लिए काम करता है, यदि आप आयन के साथ काम कर रहे हैं, तो कुछ भी काम नहीं करेगा - आपको अतिरिक्त या खोए हुए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को जोड़ना या घटाना होगा।
      • अक्षर के बाद की संख्या एक सुपरस्क्रिप्ट है, नियंत्रण में गलती न करें।
      • "अर्ध-भरे हुए" सबलेवल की स्थिरता मौजूद नहीं है। यह एक सरलीकरण है। कोई भी स्थिरता जो "अर्ध-पूर्ण" सबलेवल से संबंधित है, इस तथ्य के कारण है कि प्रत्येक कक्षीय पर एक इलेक्ट्रॉन का कब्जा होता है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण कम से कम होता है।
      • प्रत्येक परमाणु एक स्थिर अवस्था की ओर प्रवृत्त होता है, और सबसे स्थिर विन्यासों में उपस्तर s और p (s2 और p6) भरे होते हैं। महान गैसों में यह विन्यास होता है, इसलिए वे शायद ही कभी प्रतिक्रिया करते हैं और आवर्त सारणी में दाईं ओर स्थित होते हैं। इसलिए, यदि कोई कॉन्फ़िगरेशन 3p 4 में समाप्त होता है, तो उसे स्थिर अवस्था तक पहुंचने के लिए दो इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है (छह को खोने में अधिक ऊर्जा लगती है, जिसमें s-स्तर के इलेक्ट्रॉन भी शामिल हैं, इसलिए चार को खोना आसान है)। और यदि विन्यास 4d 3 में समाप्त होता है, तो इसे स्थिर अवस्था तक पहुंचने के लिए तीन इलेक्ट्रॉनों को खोने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, आधे भरे हुए उपस्तर (s1, p3, d5..) उदाहरण के लिए, p4 या p2 की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं; हालाँकि, s2 और p6 और भी अधिक स्थिर होंगे।
      • जब आप आयन के साथ काम कर रहे होते हैं, तो इसका मतलब है कि प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के समान नहीं होती है। इस मामले में परमाणु का आवेश रासायनिक प्रतीक के शीर्ष दाईं ओर (आमतौर पर) दिखाया जाएगा। इसलिए, +2 आवेश वाले एक सुरमा परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1 है। ध्यान दें कि 5p 3 5p 1 में बदल गया है। सावधान रहें जब एक तटस्थ परमाणु का विन्यास s और p के अलावा अन्य उपस्तरों पर समाप्त होता है।जब आप इलेक्ट्रॉन लेते हैं, तो आप उन्हें केवल वैलेंस ऑर्बिटल्स (s और p ऑर्बिटल्स) से ही ले सकते हैं। इसलिए, यदि विन्यास 4s 2 3d 7 के साथ समाप्त होता है और परमाणु +2 आवेश प्राप्त करता है, तो विन्यास 4s 0 3d 7 के साथ समाप्त होगा। कृपया ध्यान दें कि 3डी 7 नहींइसके स्थान पर s-कक्षक के इलेक्ट्रॉन नष्ट हो जाते हैं।
      • ऐसी स्थितियां हैं जब एक इलेक्ट्रॉन को "उच्च ऊर्जा स्तर पर जाने" के लिए मजबूर किया जाता है। जब एक सबलेवल में आधा या पूर्ण होने के लिए एक इलेक्ट्रॉन की कमी होती है, तो निकटतम एस या पी सबलेवल से एक इलेक्ट्रॉन लें और इसे सबलेवल में ले जाएं जिसे इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है।
      • इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन लिखने के लिए दो विकल्प हैं। उन्हें ऊर्जा स्तरों की संख्या के आरोही क्रम में या उस क्रम में लिखा जा सकता है जिसमें इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स भरे जाते हैं, जैसा कि एरबियम के लिए ऊपर दिखाया गया था।
      • आप किसी तत्व के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को केवल संयोजकता विन्यास लिखकर भी लिख सकते हैं, जो कि अंतिम s और p उपस्तर है। अत: सुरमा का संयोजकता विन्यास 5s 2 5p 3 होगा।
      • आयन समान नहीं हैं। उनके साथ यह बहुत अधिक कठिन है। दो स्तरों को छोड़ें और उसी पैटर्न का पालन करें जहां आपने शुरू किया और इलेक्ट्रॉनों की संख्या कितनी अधिक है।

क्वांटम यांत्रिक गति के औपचारिक विवरण के पूरा होने के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि परमाणु अंतरिक्ष में प्रत्येक वस्तु में परमाणु कक्षीय जैसी विशेषता होती है।

परमाणु कक्षीय(एओ) - एक परमाणु के नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष का क्षेत्र, जिसमें क्वांटम यांत्रिकी के नियमों के अनुसार, किसी दिए गए ऊर्जा के साथ एक इलेक्ट्रॉन स्थित होने की सबसे अधिक संभावना है।

एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा अवस्था को तीन . के फलन द्वारा वर्णित किया जाता है पूर्णांकमापदंडों एन) मैं, एम 1Yजिसे कहा जाता है क्वांटम संख्याएं।क्वांटम संख्याओं के कुछ मूल्यों के लिए, उस क्षेत्र की विशेषताओं को प्राप्त करना संभव है जहां एक इलेक्ट्रॉन स्थित हो सकता है।

क्वांटम संख्याओं में निम्नलिखित हैं भौतिक अर्थ:

• n प्रमुख क्वांटम संख्या है, कक्षीय के ऊर्जा स्तर और आकार की विशेषता है;
• / - कक्षीय क्वांटम संख्या, ऊर्जा उपस्तर और कक्षीय के आकार की विशेषता है;
• मी (- चुंबकीय क्वांटम संख्या, इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा अवस्था पर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव को ध्यान में रखता है।

प्रिंसिपल क्वांटम नंबर nप्राकृतिक है और डी। आई। मेंडेलीव (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) की तालिका में अवधियों की संख्या से मेल खाती है। प्रमुख क्वांटम संख्या किसी दिए गए कक्षीय में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का मुख्य अंश निर्धारित करती है। इस क्वांटम संख्या को भी कहते हैं ऊर्जा स्तर संख्याअधिक पी, कक्षक का आकार जितना बड़ा होगा।

परमाणु जिनमें इलेक्ट्रॉन बड़े मान वाले कक्षकों में होते हैं एन (एन> 8) कहलाते हैं रिडबर्ग परमाणु।रेडियो खगोल विज्ञान में Rydberg परमाणुओं पर पहला प्रायोगिक डेटा 1964 में FIAP स्टाफ (RS Sorochenko et al।) द्वारा 22-मीटर मिरर रेडियो टेलीस्कोप पर प्राप्त किया गया था। जब दूरबीन अपने रेडियो उत्सर्जन के स्पेक्ट्रम में ओमेगा नेबुला की ओर उन्मुख थी, तो तरंग दैर्ध्य के साथ एक उत्सर्जन रेखा एक्स = 3.4 सेमी। यह तरंग दैर्ध्य Rydberg राज्यों के बीच संक्रमण से मेल खाती है एन = 90 और एन =हाइड्रोजन परमाणु के स्पेक्ट्रम में 91. आज, Rydberg परमाणुओं को प्रयोगशाला में प्राप्त किया गया है पी~ 600! ये लगभग 0.1 मिमी के आकार और ~ 1 एस के जीवनकाल के साथ लगभग मैक्रोस्कोपिक वस्तुएं हैं। क्वांटम कंप्यूटरों के निर्माण पर काम में परमाणुओं के रिडबर्ग राज्यों का अध्ययन उपयोगी साबित हुआ।

इस मामले में, आकार में वृद्धि कक्षीय के आकार को नहीं बदलती है। अधिक पी यूइलेक्ट्रॉन की ऊर्जा जितनी अधिक होगी। मूल क्वांटम संख्या के समान मान वाले इलेक्ट्रॉन समान ऊर्जा स्तर पर होते हैं। संख्या पीऊर्जा स्तर इस स्तर को बनाने वाले उप-स्तरों की संख्या को इंगित करता है।

कक्षीय क्वांटम संख्या Iमान ले सकते हैं / = 0, 1,2,... तक (पी - 1), यानी किसी दिए गए मूल क्वांटम संख्या के लिए पीकक्षीय क्वांटम संख्या / ले सकते हैं पीमूल्य। कक्षीय क्वांटम संख्या कक्षा के ज्यामितीय आकार को निर्धारित करती है और इलेक्ट्रॉन के कक्षीय कोणीय गति (गति) को निर्धारित करती है, अर्थात। कुल इलेक्ट्रॉन ऊर्जा में किसी दिए गए उप-स्तर का योगदान। संख्यात्मक मानों के अलावा, कक्षीय क्वांटम संख्या / में एक अक्षर पदनाम भी होता है:

फॉर्म 5-, पी-, (1-,/ -ऑर्बिटल्स को अंजीर में दिखाया गया है। 1.1. ऑर्बिटल्स के ज्यामितीय तत्वों पर संकेत चार्ज संकेत नहीं हैं, लेकिन इन तत्वों के लिए तरंग फ़ंक्शन y के मूल्यों को संदर्भित करते हैं। चूँकि प्रायिकता का परिकलन माना जाता है | एन/| 2 परिमाण मोडुलो का वर्ग है, फिर "+" और "-" संकेतों के साथ तरंग फ़ंक्शन y के ऑर्बिटल्स के क्षेत्र समतुल्य हो जाते हैं।

चावल। 1.1.

अधिकांश ऑर्बिटल्स का जटिल आकार इस तथ्य के कारण है कि ध्रुवीय निर्देशांक में एक इलेक्ट्रॉन के तरंग कार्य में दो घटक होते हैं - रेडियल और कोणीय। इस मामले में, किसी दिए गए बिंदु पर इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना नाभिक से इसकी दूरी और इस बिंदु से नाभिक को जोड़ने वाले वेक्टर के अंतरिक्ष में दिशा दोनों पर निर्भर करती है। ये फलन / (5- और p-कक्षकों के लिए) और on . दोनों पर निर्भर करते हैं टी 1 (के लिए सी 1- और / -ऑर्बिटल्स)।

उदाहरण के लिए, सभी 5-कक्षकों की रूपरेखा (बाहरी समोच्च) एक गोला है। लेकिन यह पता चला है कि इस क्षेत्र के अंदर एक इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना एक समान नहीं है, लेकिन सीधे नाभिक से दिए गए कक्षीय की दूरी पर निर्भर करती है। अंजीर पर। 1.2 15 और 25 कक्षकों की आंतरिक संरचना को दर्शाता है। चित्र के अनुसार, 25-कक्षक एक "दो-परत प्याज" के समान है, जिसमें आंतरिक गोले 1 और 4 बोहर कक्षीय त्रिज्या की दूरी पर स्थित होते हैं। एक नियम के रूप में, रसायन विज्ञान में, ऑर्बिटल्स की आंतरिक संरचना की जटिलता का तथ्य महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाता है और इस पाठ्यक्रम में इस पर विचार नहीं किया जाता है।

चावल। 1.2. राज्यों में हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन मिलने की प्रायिकता का वितरणहैऔर2एस. जी (\u003d 5.29 * 10 11 मीटर - पहली बोहर कक्षा की त्रिज्या

स्रोत: wvw.college.ru/enportal/physics/content/chapter9/section/paragraph3/theory.html

कक्षीय चुंबकीय क्वांटम संख्या m tशून्य सहित -/ से +/ तक मान ले सकते हैं। यह क्वांटम संख्या निर्धारित करती है बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में अंतरिक्ष में कक्षीय का उन्मुखीकरणऔर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में इस कक्षीय में स्थित एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा में परिवर्तन की विशेषता है।दिए गए मान वाले कक्षकों की संख्या टी 1है (2/ + 1)।

तीन क्वांटम संख्याओं पर विचार किया गया पी, /, टी (श्रोडिंगर तरंग समीकरण को हल करने का एक परिणाम है और इसके तरंग गुणों के विवरण के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का निर्धारण करना संभव बनाता है। इसी समय, प्राथमिक कणों की प्रकृति की दोहरी प्रकृति, इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा अवस्था के वर्णन में उनके कणिका-तरंग द्वैतवाद को ध्यान में नहीं रखा गया था।

इलेक्ट्रॉन m s (स्पिन) की स्वयं की चुंबकीय क्वांटम संख्या।कैसे इलेक्ट्रॉन के कणिका गुणों का परिणाम, एक अन्य संख्या इसकी ऊर्जा अवस्था के विवरण में एक भूमिका निभाती है - इलेक्ट्रॉन (स्पिन) की अपनी क्वांटम संख्या m s है। यह क्वांटम संख्या कक्षीय नहीं, बल्कि इस कक्षीय में स्थित इलेक्ट्रॉन की संपत्ति की विशेषता है।

स्पिन (अंग्रेजी से, घुमाना- घुमाएँ [-sya], घुमाव) - प्राथमिक कणों की गति का एक उचित क्षण, जिसमें एक क्वांटम प्रकृति होती है और यह पूरे कण की गति से जुड़ा नहीं होता है। स्पिन को अपनी धुरी के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन के घूमने से जुड़ी संपत्ति के रूप में वर्णित करने के लिए अक्सर इस्तेमाल की जाने वाली सादृश्यता अस्थिर हो गई। इस तरह के विवरण से सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के साथ विरोधाभास होता है - इस मॉडल में एक इलेक्ट्रॉन के घूमने की भूमध्यरेखीय गति प्रकाश की गति से अधिक होती है। स्पिन का परिचय एक नए भौतिक विचार का एक सफल अनुप्रयोग था: यह माना जाता है कि राज्यों का एक स्थान है जिसका साधारण अंतरिक्ष में एक कण की गति से कोई लेना-देना नहीं है। राज्यों के ऐसे स्थान को पेश करने की आवश्यकता भौतिक कई दुनियाओं की वास्तविकता के बारे में अधिक सामान्य प्रश्न पर विचार करने की आवश्यकता को इंगित करती है।

इलेक्ट्रॉन अपना दिखाता है खुद का चुंबकीयगुण यह है कि बाहरी विद्युत क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन का आंतरिक कोणीय संवेग या तो क्षेत्र के साथ या शून्य के विरुद्ध उन्मुख होता है। पहले मामले में, यह माना जाता है कि इलेक्ट्रॉन की अपनी क्वांटम संख्या एमएस= +1/2, और दूसरे में एमएस= -1/2। ध्यान दें कि स्पिन एकल भिन्नात्मक संख्याक्वांटम विशेषताओं के एक समूह के बीच जो एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति निर्धारित करता है।