क्वांटम संख्याएं

नील्स बोहर के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन नाभिक में होते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन इसके चारों ओर होते हैं। यद्यपि हम यह नहीं जान सकते हैं कि एक इलेक्ट्रॉन वास्तव में कहाँ है, ऐसे क्षेत्र हैं जहाँ इसके पाए जाने की सबसे अधिक संभावना है, परमाणु कक्षाएँ। और हम उन कक्षकों का निर्धारण कैसे कर सकते हैं? क्वांटम संख्याओं का उपयोग करते हुए बहुत सरल।

क्वांटम संख्याएं

क्वांटम संख्याएं क्या हैं?

4 क्वांटम संख्याएँ हैं। उनमें से तीन हमें इस बारे में जानकारी देते हैं कि एक निश्चित परमाणु का इलेक्ट्रॉन कहाँ स्थित है, अर्थात वे हमें कक्षीय के बारे में जानकारी देते हैं। दूसरी ओर, चौथी क्वांटम संख्या हमें यह नहीं बताती है कि इलेक्ट्रॉन कहाँ है, लेकिन कैसे। क्या आप अभी भी इस बारे में बहुत स्पष्ट नहीं हैं? इसका लाभ उठाएं!

  • मुख्य क्वांटम संख्या (एन)। यह भरने के लिए अंतिम ऊर्जा स्तर है और कक्षीय के आकार और इसलिए नाभिक और इलेक्ट्रॉन के बीच की दूरी को इंगित करता है। क्यों? बहुत आसान। कक्षक जितना बड़ा होगा, परमाणु के नाभिक से उतना ही आगे इलेक्ट्रॉन हो सकता है।
  • अज़ीमुथल या द्वितीयक क्वांटम संख्या (एल). कक्षक के आकार को इंगित करें।
  • चुंबकीय क्वांटम संख्या (एम)। कक्षीय के उन्मुखीकरण को इंगित करता है।
  • स्पिन क्वांटम संख्या (एस)। बताएं कि इलेक्ट्रॉन किस तरह घूमता है।

आसान है ना? चलो महत्वपूर्ण बात के साथ चलते हैं!

क्वांटम संख्याएँ कैसे व्युत्पन्न होती हैं

क्वांटम संख्या प्राप्त करने के लिए आपको बस 2 सरल चरणों का पालन करना होगा:

  1. इलेक्ट्रॉन विन्यास लिखिए।
  2. अंतर इलेक्ट्रॉन से क्वांटम संख्या प्राप्त करें (आखिरी वाला जो कक्षीय भरता है)।

इलेक्ट्रोनिक विन्यास

हम चरण 1 से शुरू करते हैं, इलेक्ट्रॉन विन्यास लिखते हैं। कैसे? इसे करने की दो विधियाँ हैं, आइए इस पर चलते हैं!

मुलर आरेख

यह तकनीक निम्नलिखित आरेखण के माध्यम से कक्षकों के भरने के क्रम को इंगित करती है:

मोलर आरेख

यह आरेख औफबाऊ सिद्धांत द्वारा नियंत्रित होता है, जो इस बात का बचाव करता है कि ऑर्बिटल्स ऊर्जा के बढ़ते क्रम में भरते हैं, यानी कम से कम ऊर्जा वाला ऑर्बिटल पहले भर जाएगा।

यह पता लगाने के लिए कि किस कक्षक में अधिक ऊर्जा है, ऑपरेशन n + l करें। यदि दो अलग-अलग परमाणुओं के लिए यह संक्रिया एक ही संख्या में परिणत होती है, तो जिसकी संख्या n अधिक है, उसके पास अधिक ऊर्जा होगी। दूसरे शब्दों में, टाई होने की स्थिति में, सबसे कम संख्या वाला n पहले भरा जाता है। आइए इसे एक उदाहरण के साथ देखें:

4पी: एन + एल -> 4 + 1 = 5

5s: n + l -> 5 + 0 = 5

चूंकि n + l नियम में एक टाई है, यह 4p पहले भरता है क्योंकि इसकी संख्या n कम है।

कर्नेल मॉडल

इस मॉडल के बाद इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त करने के लिए आपको आवर्त सारणी को अच्छी तरह से जानना चाहिए। यदि हमारे पास तालिका में तत्व की परमाणु संख्या और स्थिति है, तो यह केक का एक टुकड़ा है!

कर्नेल मॉडल

इस विधि को एक सरलीकृत विधि माना जाता है क्योंकि यह पूर्ण इलेक्ट्रॉन विन्यास लिखने की अनुमति नहीं देती है। इस प्रकार, हम ऊपर दिए गए उत्कृष्ट गैस तत्व का नाम कोष्ठक में लिख सकते हैं, और फिर उस उत्कृष्ट गैस से विचाराधीन तत्व तक का मार्ग लिख सकते हैं। आइए एक उदाहरण देखें:इस प्रकार, हम अवधि (आवर्त सारणी की पंक्ति) और "ज़ोन" की संख्या को ध्यान में रखते हुए प्रक्षेपवक्र लिखेंगे और, इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन लिखे जाने के बाद, हम क्वांटम संख्या निकालेंगे।

फॉस्फोर (पी) पिछली महान गैस, यानी नियॉन से लिखा जाएगा:

पी -> [ने] ३एस23p3

बेशक, आपको इस पद्धति से सावधान रहना होगा, क्योंकि ज़ोन d और f विशेष क्षेत्र हैं। जैसा कि हम यात्रा करते हैं, ज़ोन डी में हम अवधि (पंक्ति) की संख्या नहीं डालेंगे, लेकिन अवधि की संख्या घटाकर एक। जोन एफ के साथ भी ऐसा ही होता है, हम अवधि की संख्या नहीं डालेंगे, लेकिन अवधि की संख्या घटाकर दो। आप इसे कुछ उदाहरणों से बेहतर ढंग से समझेंगे:

नायब -> [क्र] 5s14d4

हालाँकि यह अवधि 5 में है, जब हम ज़ोन d में होते हैं, हम 1 घटाते हैं।

एन डी -> [एक्सई] 6s24f14

हालांकि यह अवधि 6 में है, जब हम क्षेत्र f में होते हैं, हम 2 घटाते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में अपवाद

इलेक्ट्रॉन सेटअप में कुछ विशेष चीजें हैं, यदि आप उनके बारे में नहीं जानते हैं, तो आपको बड़े हेड फीडर दे सकते हैं। लेकिन दहशत मत फैलाओ! हम आपको बताएंगे!

जोन एफ

ज़ोन एफ आवर्त सारणी के निचले भाग में दिखाई देता है, लेकिन वास्तव में उस अंतराल में "एम्बेडेड" होता है जिसे हम सफेद रंग में देखते हैं, अर्थात ज़ोन डी की अंतिम दो पंक्तियों के पहले और दूसरे तत्वों के बीच।

जोन एफ

तुमने देखा उसे? इस कारण से, कभी-कभी, जब हमें ज़ोन F में किसी तत्व का इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन लिखना होता है, उदाहरण के लिए, Nd, तो हमें ज़ोन D में उस तत्व के संदर्भ में संबंधित स्तर के ज़ोन D में एक इलेक्ट्रॉन रखना होगा जो कि है जोन एफ में प्रवेश करने से पहले

सीई -> [एक्सई] 6s25d14f1

समूह 6 और समूह 11

समूह ६ और समूह ११ संक्रमण धातुओं के अंतिम कोश में क्रमशः ४ और ९ इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, एक अधिक स्थिर तत्व होने के लिए, s कक्षक उत्तेजित हो जाता है और एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, जो अगले कक्षीय, d तक जाता है। इस तरह, s कक्षक एक इलेक्ट्रॉन के साथ रह जाएगा; और d 6 के साथ, यदि यह समूह 11 का एक तत्व है, या 4 के साथ, यदि यह समूह 9 का एक तत्व है।

यहाँ एक उदाहरण है:

एजी -> [क्र] 5s24d9

जाहिर है, यह चांदी (एजी) का इलेक्ट्रॉन विन्यास होगा। हालाँकि, जब s कक्षीय से एक इलेक्ट्रॉन खोता है, तो ऐसा दिखता है:

एजी -> [क्र] 5s14d10

हालांकि, इस नियम के अपवाद हैं, जैसे टंगस्टन (समूह 6), जो s कक्षीय में 2 इलेक्ट्रॉनों और d कक्षीय में 4 के साथ बचा है।

लेकिन चिंता न करें! सबसे विशिष्ट (Cr, Cu, Ag और Au) इस नियम का पालन करते हैं।

क्या आपको यह समझ आया? कुंआ। इलेक्ट्रॉन विन्यास के बारे में आपको बस इतना ही पता होना चाहिए। चलो क्वांटम संख्या के लिए चलते हैं!

क्वांटम नंबर कैसे प्राप्त करें

क्वांटम संख्या प्राप्त करने के लिए, हमें पता होना चाहिए कि प्रत्येक कक्षीय कक्ष में कितने इलेक्ट्रॉन फिट होते हैं, इस बात को ध्यान में रखते हुए कि एक कक्षीय में 2 इलेक्ट्रॉन फिट होते हैं।

  • परत एस. इसमें केवल एक कक्षीय है, इसलिए यह 2 इलेक्ट्रॉनों को फिट कर सकता है।

केप सो

  • परत पी. इसमें 3 ऑर्बिटल्स हैं, इसलिए इसमें 6 इलेक्ट्रॉनों के लिए जगह है।

परत पी

  • परत डी. इसमें 5 ऑर्बिटल्स हैं, इसलिए यह 10 इलेक्ट्रॉनों को फिट कर सकता है।

परत डी

  • परत च. इसमें 7 ऑर्बिटल्स हैं, यानी इसमें 14 इलेक्ट्रॉन हैं।

परत च

अब जब आप समझ गए हैं कि प्रत्येक कक्षक में 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं, तो आपको हंड का नियम पता होना चाहिए। यह नियम कहता है कि एक ही सबलेवल या शेल के ऑर्बिटल्स को भरते समय, उदाहरण के लिए, p शेल, इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल को एक दिशा (पॉजिटिव) और फिर दूसरी (नेगेटिव) में भरते हैं। क्या आप इसे एक उदाहरण के साथ देखना चाहते हैं?

अगर हमारे पास 2p . है4, यानी, 2 इलेक्ट्रॉनों वाला 4p कक्षीय, इस तरह नहीं भरेगा:

उदाहरण क्वांटम संख्या 1

यह इस तरह भरेगा:

उदाहरण क्वांटम संख्या 2

क्या आप इसे प्राप्त कर रहे हैं? बढ़िया! आइए देखें कि संख्याओं की गणना कैसे करें:

  • क्वांटम संख्या n. यह संख्या इलेक्ट्रॉन विन्यास के अंतिम स्तर की संख्या के साथ मेल खाती है। उदाहरण के लिए, यदि इलेक्ट्रॉन विन्यास 4s . में समाप्त होता है2, मूल क्वांटम संख्या 4 होगी।
  • क्वांटम संख्या एल। यह संख्या उस अंतिम परत पर निर्भर करती है जिसे भर दिया गया है।
  • परत एस -> एल = 0
  • परत पी -> एल = 1
  • परत डी -> एल = 2
  • परत च -> एल = 3
  • क्वांटम संख्या एम. संख्या m -l से + l के बीच कोई भी मान हो सकता है, इसलिए यह उस उप-स्तर पर निर्भर करेगा जिसमें अवकलन इलेक्ट्रॉन है, अर्थात यह s, p, d या f है या नहीं। इस संख्या की गणना कैसे करें यह थोड़ा अधिक जटिल है, आइए इसे कुछ रेखाचित्रों के साथ देखें:
  • परत s -> जैसा कि हमने देखा है, l का मान 0 है, इसलिए m का मान केवल 0 हो सकता है।
  • परत p -> l का मान 1 है, इसलिए m -1, 0 या 1 हो सकता है।

उदाहरण क्वांटम संख्या 3

  • परत d -> l 2 है, इसलिए m -2, -1, 0, 1 और 2 हो सकता है।

उदाहरण क्वांटम संख्या 4

  • परत f -> l का मान 3 है, इसलिए m -3, -2, -1, 0, 1, 2 और 3 हो सकता है।

उदाहरण क्वांटम संख्या 5

आप पहले से ही जानते हैं कि ऑर्बिटल्स कैसे भरे जाते हैं, इसलिए क्वांटम संख्या m में उस छेद का मान होगा जहां अंतिम खींचा गया इलेक्ट्रॉन है। क्या आपको यह उदाहरण पहले से याद है ?:

उदाहरण क्वांटम संख्या 6

इस मामले में, एम -1 होगा, क्योंकि पी शेल (3 ऑर्बिटल्स) में, यदि 4 इलेक्ट्रॉन हैं, तो भरने वाला अंतिम पहले ऑर्बिटल का नकारात्मक होगा।

  • क्वांटम संख्याएं. क्वांटम संख्या s केवल ½ और -½ के बराबर हो सकती है। यदि खींचा गया अंतिम इलेक्ट्रॉन धनात्मक है, अर्थात तीर ऊपर है, तो s ½ होगा। दूसरी ओर, यदि कक्षक को भरने वाला अंतिम इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक है, अर्थात नीचे की ओर इंगित करने वाले तीर के साथ, s -½ होगा।

व्यायाम और उदाहरण

हां, हम पहले से ही जानते हैं कि यह सब बहुत सारी जानकारी है, लेकिन आप इसे कुछ उदाहरणों से बेहतर ढंग से समझेंगे। ये रहा!

उदाहरण 1

सेलेनियम (Se) -> परमाणु संख्या: 34

  1. हम इलेक्ट्रॉन विन्यास लिखते हैं। हम मोलर आरेख के अनुसार इलेक्ट्रॉन विन्यास लिख रहे हैं, इस बात को ध्यान में रखते हुए कि s, p, d और f ऑर्बिटल्स में क्रमशः 2, 6, 10 और 14 इलेक्ट्रॉन होते हैं। हम इलेक्ट्रॉनों की संख्या को जोड़कर विन्यास लिख रहे हैं, जिसे एक घातांक के रूप में लिखा जाता है।

1s22s22p63s23p64s23d104p4

चूँकि 4p कक्षक नहीं भरता है, चूँकि इलेक्ट्रॉन 36 तक जुड़ते हैं, इसलिए हम 4p . नहीं डालते हैं6लेकिन 4p4.

  1. हम क्वांटम संख्या निकालते हैं। ऐसा करने के लिए, हम वैलेंस या डिफरेंशियल इलेक्ट्रॉन को देखते हैं, जो कि अंतिम इलेक्ट्रॉन है जिसने कक्षीय को भर दिया है। इस मामले में, हम 4p . देखेंगे4.
    • मुख्य क्वांटम संख्या। भरने के लिए अंतिम ऊर्जा स्तर 4 था।

एन = 4

  • माध्यमिक क्वांटम संख्या। भरने के लिए अंतिम ऊर्जा उप-स्तर p कक्षीय था।

एल = 1

  • चुंबकीय क्वांटम संख्या यदि हम इलेक्ट्रॉनों को खींच रहे हैं, तो भरने वाला अंतिम पी शेल का पहला कक्षीय होगा।

उदाहरण क्वांटम संख्या 7

एम = -1

  • स्पिन क्वांटम संख्या। पी ऑर्बिटल पर कब्जा करने वाले अंतिम इलेक्ट्रॉन में डाउन एरो होता है।

एस = -½

उदाहरण 2

सोना (Au) -> [Xe] ६s14f145d10

  • प्रिंसिपल क्वांटम संख्या -> एन = 5
  • माध्यमिक क्वांटम संख्या -> एल = 2
  • चुंबकीय क्वांटम संख्या -> एम = 2
  • स्पिन क्वांटम संख्या -> एस = -½

और बस यही! अब आपकी बारी है, क्या आप इलेक्ट्रॉन विन्यास कर सकते हैं और निम्नलिखित तत्वों की क्वांटम संख्याएँ प्राप्त कर सकते हैं?

Cr (24), Rb (37), Br (35), लू (71), Au (79)

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