परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना। एक परमाणु का इलेक्ट्रॉन आवरण आठ इलेक्ट्रॉन

हमने पाया कि परमाणु का हृदय उसका नाभिक है। इसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन होते हैं। वे स्थिर नहीं रह सकते, क्योंकि वे तुरंत कोर पर गिरेंगे।

XX सदी की शुरुआत में। परमाणु की संरचना का ग्रहीय मॉडल अपनाया गया, जिसके अनुसार इलेक्ट्रॉन एक बहुत छोटे धनात्मक नाभिक के चारों ओर घूमते हैं, जैसे ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमते हैं। आगे के शोध से पता चला कि परमाणु की संरचना कहीं अधिक जटिल है। परमाणु की संरचना की समस्या आधुनिक विज्ञान के लिए प्रासंगिक बनी हुई है।

प्राथमिक कण, एक परमाणु, एक अणु - ये सभी सूक्ष्म जगत की वस्तुएं हैं, जिन्हें हम नहीं देखते हैं। इसमें स्थूल जगत की तुलना में अलग-अलग कानून हैं, जिनकी वस्तुओं को हम सीधे या उपकरणों (माइक्रोस्कोप, टेलीस्कोप, आदि) की मदद से देख सकते हैं। इसलिए, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना पर आगे चर्चा करते हुए, हम समझेंगे कि हम अपना स्वयं का प्रतिनिधित्व (मॉडल) बनाते हैं, जो काफी हद तक आधुनिक विचारों से मेल खाता है, हालांकि यह बिल्कुल रसायनज्ञ के समान नहीं है। हमारा मॉडल सरलीकृत है.

किसी परमाणु के नाभिक के चारों ओर घूमते हुए इलेक्ट्रॉन मिलकर उसका इलेक्ट्रॉन आवरण बनाते हैं। किसी परमाणु के कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या, जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है, यह डी. आई. मेंडेलीव की तालिका में तत्व की क्रमिक, या परमाणु संख्या से मेल खाती है। तो, हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में एक इलेक्ट्रॉन, क्लोरीन - सत्रह, सोना - उनहत्तर होता है।

इलेक्ट्रॉन कैसे गति करते हैं? अव्यवस्थित रूप से, जलते हुए प्रकाश बल्ब के चारों ओर मक्खियों की तरह? या किसी विशेष क्रम में? यह एक निश्चित क्रम में पता चलता है।

एक परमाणु में इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा में भिन्न होते हैं। जैसा कि प्रयोगों से पता चलता है, उनमें से कुछ नाभिक की ओर अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं, अन्य - कमज़ोर। इसका मुख्य कारण परमाणु के नाभिक से इलेक्ट्रॉनों का अलग-अलग निष्कासन है। इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितने करीब होते हैं, वे उससे उतने ही अधिक मजबूती से बंधे होते हैं और उन्हें इलेक्ट्रॉन आवरण से बाहर निकालना उतना ही कठिन होता है, लेकिन वे नाभिक से जितना दूर होते हैं, उन्हें अलग करना उतना ही आसान होता है। यह स्पष्ट है कि जैसे-जैसे परमाणु के नाभिक से दूरी बढ़ती है, इलेक्ट्रॉन (ई) का ऊर्जा भंडार बढ़ता है (चित्र 38)।

चावल। 38.
ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या

नाभिक के पास घूमने वाले इलेक्ट्रॉन, जैसे थे, नाभिक को अन्य इलेक्ट्रॉनों से रोकते (ढालते) हैं, जो कमजोर नाभिक की ओर आकर्षित होते हैं और उससे अधिक दूरी पर चलते हैं। इस प्रकार परमाणु के इलेक्ट्रॉन आवरण में इलेक्ट्रॉन परतें बनती हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन परत में समान ऊर्जा मान वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं,

इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक परतों को ऊर्जा स्तर भी कहा जाता है। आगे, हम ऐसा कहेंगे: "इलेक्ट्रॉन एक निश्चित ऊर्जा स्तर पर है।"

किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों से भरे ऊर्जा स्तरों की संख्या डी. आई. मेंडेलीव की तालिका में उस अवधि की संख्या के बराबर है, जिसमें रासायनिक तत्व स्थित है। इसका मतलब यह है कि पहली अवधि के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन खोल में एक ऊर्जा स्तर होता है, दूसरी अवधि में - दो, तीसरे में - तीन, आदि। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन परमाणु में इसमें दो ऊर्जा स्तर होते हैं, और मैग्नीशियम परमाणु में - तीन में से:

ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम (सबसे बड़ी) संख्या सूत्र द्वारा निर्धारित की जा सकती है: 2n 2, जहां n स्तर की संख्या है। इसलिए, पहला ऊर्जा स्तर तब भरा जाता है जब उस पर दो इलेक्ट्रॉन होते हैं (2 × 1 2 = 2); दूसरा - आठ इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति में (2 × 2 2 = 8); तीसरा - अठारह (2 × 3 2 = 18), आदि। ग्रेड 8-9 के रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम में, हम केवल पहले तीन अवधियों के तत्वों पर विचार करेंगे, इसलिए हम पूर्ण तीसरे ऊर्जा स्तर के साथ नहीं मिलेंगे परमाणु.

मुख्य उपसमूहों के रासायनिक तत्वों के लिए परमाणु के इलेक्ट्रॉन आवरण के बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या के बराबर होती है।

अब हम योजना द्वारा निर्देशित, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना के चित्र बना सकते हैं:

1. तत्व की क्रम संख्या द्वारा कोश पर इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या निर्धारित करें;
2. अवधि की संख्या द्वारा इलेक्ट्रॉन कोश में इलेक्ट्रॉनों से भरे ऊर्जा स्तरों की संख्या निर्धारित करें;
3. प्रत्येक ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें (पहले पर - दो से अधिक नहीं; दूसरे पर - आठ से अधिक नहीं; बाहरी स्तर पर, इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या के बराबर है - मुख्य उपसमूहों के तत्वों के लिए) ).

हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक का आवेश +1 होता है, अर्थात इसमें क्रमशः केवल एक प्रोटॉन होता है, एकल ऊर्जा स्तर पर केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है:

इसे इलेक्ट्रॉनिक सूत्र का उपयोग करके इस प्रकार लिखा गया है:

प्रथम आवर्त का अगला तत्व हीलियम है। हीलियम परमाणु के नाभिक का आवेश +2 होता है। इसमें पहले ऊर्जा स्तर पर पहले से ही दो इलेक्ट्रॉन हैं:

पहले ऊर्जा स्तर पर, केवल दो इलेक्ट्रॉन फिट हो सकते हैं और अधिक नहीं - यह पूरी तरह से पूरा हो गया है। इसीलिए डी. आई. मेंडेलीव की तालिका के प्रथम आवर्त में दो तत्व शामिल हैं।

लिथियम परमाणु, दूसरी अवधि का एक तत्व, का एक और ऊर्जा स्तर है, जिस पर तीसरा इलेक्ट्रॉन "जाएगा":

बेरिलियम परमाणु में, एक और इलेक्ट्रॉन दूसरे स्तर में "प्रवेश" करता है:

बोरॉन परमाणु में बाहरी स्तर पर तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं, और कार्बन परमाणु में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं... फ्लोरीन परमाणु में सात इलेक्ट्रॉन होते हैं, नियॉन परमाणु में आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं:

दूसरा स्तर केवल आठ इलेक्ट्रॉनों को धारण कर सकता है और इसलिए नियॉन के लिए पूर्ण है।

सोडियम परमाणु, तीसरी अवधि का एक तत्व, का एक तीसरा ऊर्जा स्तर होता है (ध्यान दें कि तीसरी अवधि के तत्व के परमाणु में तीन ऊर्जा स्तर होते हैं!), और इसमें एक इलेक्ट्रॉन होता है:

कृपया ध्यान दें: सोडियम एक समूह I तत्व है, इसमें बाहरी ऊर्जा स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन होता है!

जाहिर है, तीसरी अवधि के समूह 3 के वीआईए तत्व, सल्फर परमाणु के लिए ऊर्जा स्तर की संरचना को लिखना मुश्किल नहीं होगा:

तीसरा आवर्त आर्गन पूरा करता है:

चौथी अवधि के तत्वों के परमाणुओं में, निश्चित रूप से, एक चौथा स्तर होता है, जिसमें पोटेशियम परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन होता है, और कैल्शियम परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं।

अब जब हम डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त प्रणाली की पहली और दूसरी अवधि के तत्वों के परमाणुओं की संरचना के बारे में सरलीकृत विचारों से परिचित हो गए हैं, तो हम ऐसे शोधन कर सकते हैं जो हमें परमाणु की संरचना के बारे में अधिक सही दृष्टिकोण के करीब लाते हैं।

आइए एक सादृश्य से शुरू करें। जिस प्रकार एक सिलाई मशीन की तेज गति से चलने वाली सुई, कपड़े को छेदकर, उस पर एक पैटर्न बनाती है, उसी प्रकार एक इलेक्ट्रॉन एक परमाणु नाभिक "कढ़ाई" के चारों ओर अंतरिक्ष में बहुत तेजी से घूम रहा है, न केवल एक सपाट, बल्कि एक त्रि-आयामी पैटर्न इलेक्ट्रॉन बादल। चूंकि इलेक्ट्रॉन की गति सिलाई सुई की गति से सैकड़ों-हजारों गुना अधिक है, इसलिए वे अंतरिक्ष में किसी विशेष स्थान पर इलेक्ट्रॉन पाए जाने की संभावना के बारे में बात करते हैं। आइए मान लें कि हम, एक स्पोर्ट्स फोटो फिनिश की तरह, नाभिक के पास किसी स्थान पर एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति स्थापित करने और इस स्थिति को एक बिंदु के साथ चिह्नित करने में कामयाब रहे। यदि ऐसा "फ़ोटो-फ़िनिश" सैकड़ों, हज़ारों बार किया जाए, तो एक इलेक्ट्रॉन क्लाउड मॉडल प्राप्त होगा।

कभी-कभी इलेक्ट्रॉन बादलों को ऑर्बिटल्स कहा जाता है। हम वैसा ही करेंगे. ऊर्जा के आधार पर, इलेक्ट्रॉन बादल, या ऑर्बिटल्स, आकार में भिन्न होते हैं। यह स्पष्ट है कि किसी इलेक्ट्रॉन का ऊर्जा भंडार जितना छोटा होगा, वह नाभिक की ओर उतना ही अधिक आकर्षित होगा और उसकी कक्षा उतनी ही छोटी होगी।

इलेक्ट्रॉन बादलों (ऑर्बिटल्स) के अलग-अलग आकार हो सकते हैं। परमाणु में प्रत्येक ऊर्जा स्तर एक एस-ऑर्बिटल से शुरू होता है, जिसका आकार गोलाकार होता है। दूसरे और बाद के स्तरों पर, डंबल के आकार के पी-ऑर्बिटल्स एक एस-ऑर्बिटल के बाद दिखाई देते हैं (चित्र 39)। ऐसे तीन कक्षक हैं। प्रत्येक कक्षक पर दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। इसलिए, एस-ऑर्बिटल पर उनमें से केवल दो हो सकते हैं, और तीन पी-ऑर्बिटल पर छह हो सकते हैं।

चावल। 39.
एस- और पी-ऑर्बिटल्स के आकार (इलेक्ट्रॉन बादल)

स्तर के लिए अरबी अंकों का उपयोग करके, और ऑर्बिटल्स को अक्षर s और p के साथ निर्दिष्ट करके, और किसी दिए गए ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को अक्षर के ठीक ऊपर शीर्ष पर अरबी अंक के साथ निर्दिष्ट करके, हम परमाणुओं की संरचना को और अधिक पूर्णता के साथ प्रस्तुत कर सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक सूत्र.

आइए पहले और दूसरे आवर्त के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखें:

यदि तत्वों की बाहरी ऊर्जा का स्तर संरचना में समान है, तो इन तत्वों के गुण भी समान हैं। उदाहरण के लिए, आर्गन और नियॉन में बाहरी स्तर पर आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं, और इसलिए वे निष्क्रिय होते हैं, यानी वे लगभग रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश नहीं करते हैं। अपने मुक्त रूप में, आर्गन और नियॉन गैसें हैं जिनके अणु एकपरमाण्विक होते हैं। लिथियम, सोडियम और पोटेशियम के परमाणुओं में बाहरी स्तर पर एक-एक इलेक्ट्रॉन होता है और उनके गुण समान होते हैं, इसलिए उन्हें डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के एक ही समूह में रखा गया है।

आइए एक सामान्यीकरण करें: बाहरी ऊर्जा स्तरों की समान संरचना समय-समय पर दोहराई जाती है, इसलिए, रासायनिक तत्वों के गुण समय-समय पर दोहराए जाते हैं। यह पैटर्न डी. आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली के नाम में परिलक्षित होता है।

कीवर्ड और वाक्यांश

1. परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तर पर स्थित होते हैं।
2. पहले ऊर्जा स्तर में केवल दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, दूसरे में - आठ। ऐसे स्तरों को पूर्ण कहा जाता है।
3. भरे हुए ऊर्जा स्तरों की संख्या उस अवधि की संख्या के बराबर है जिसमें तत्व स्थित है।
4. किसी रासायनिक तत्व के परमाणु के बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या उसके समूह की संख्या (मुख्य उपसमूहों के तत्वों के लिए) के बराबर होती है।
5. रासायनिक तत्वों के गुण समय-समय पर दोहराए जाते हैं, क्योंकि उनके परमाणुओं के बाहरी ऊर्जा स्तरों की संरचना समय-समय पर दोहराई जाती है।

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प्रश्न और कार्य

परमाणु पदार्थ का सबसे छोटा कण है, जिसमें एक नाभिक और इलेक्ट्रॉन होते हैं। परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना डी. आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली में तत्व की स्थिति से निर्धारित होती है।

परमाणु का इलेक्ट्रॉन और इलेक्ट्रॉन आवरण

एक परमाणु, जो आम तौर पर तटस्थ होता है, में एक धनात्मक आवेशित नाभिक और एक ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन आवरण (इलेक्ट्रॉन बादल) होता है, जबकि कुल धनात्मक और ऋणात्मक आवेश निरपेक्ष मान में बराबर होते हैं। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की गणना करते समय, इलेक्ट्रॉनों के द्रव्यमान को ध्यान में नहीं रखा जाता है, क्योंकि यह नगण्य है और प्रोटॉन या न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से 1840 गुना कम है।

चावल। 1. परमाणु.

एक इलेक्ट्रॉन एक पूरी तरह से अनोखा कण है जिसकी दोहरी प्रकृति होती है: इसमें तरंग और कण दोनों के गुण होते हैं। वे लगातार नाभिक के चारों ओर घूम रहे हैं।

नाभिक के चारों ओर का स्थान, जहाँ इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना सबसे अधिक होती है, इलेक्ट्रॉन कक्षीय या इलेक्ट्रॉन बादल कहलाता है। इस स्थान का एक विशिष्ट आकार होता है, जिसे s-, p-, d-, और f- अक्षरों द्वारा दर्शाया जाता है। एस-इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल का आकार गोलाकार होता है, पी-ऑर्बिटल का आकार डम्बल या वॉल्यूम आठ का होता है, डी- और एफ-ऑर्बिटल का आकार बहुत अधिक जटिल होता है।

चावल। 2. इलेक्ट्रॉनिक ऑर्बिटल्स की आकृतियाँ।

नाभिक के चारों ओर, इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परतों पर स्थित होते हैं। प्रत्येक परत की विशेषता नाभिक से उसकी दूरी और उसकी ऊर्जा होती है, यही कारण है कि इलेक्ट्रॉन परतों को अक्सर इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तर के रूप में जाना जाता है। स्तर नाभिक के जितना करीब होगा, उसमें इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा उतनी ही कम होगी। एक तत्व परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या और तदनुसार, इलेक्ट्रॉनों की संख्या में दूसरे से भिन्न होता है। इसलिए, एक तटस्थ परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या इस परमाणु के नाभिक में निहित प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। प्रत्येक अगले तत्व के नाभिक में एक और प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन कोश में एक और इलेक्ट्रॉन होता है।

नया प्रवेश करने वाला इलेक्ट्रॉन सबसे कम ऊर्जा वाले कक्ष में रहता है। हालाँकि, प्रति स्तर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहाँ N इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या है और n ऊर्जा स्तर संख्या है।

पहले स्तर में केवल 2 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, दूसरे में - 8 इलेक्ट्रॉन, तीसरे में - 18 इलेक्ट्रॉन, और चौथे स्तर में - 32 इलेक्ट्रॉन। किसी परमाणु के बाहरी स्तर में 8 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते: जैसे ही इलेक्ट्रॉनों की संख्या 8 तक पहुँचती है, अगला स्तर, जो नाभिक से अधिक दूर होता है, भरना शुरू हो जाता है।

परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना

प्रत्येक तत्व एक निश्चित अवधि में है। आवर्त उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश के आरोही क्रम में व्यवस्थित तत्वों का एक क्षैतिज समूह है, जो एक क्षार धातु से शुरू होता है और एक अक्रिय गैस के साथ समाप्त होता है। तालिका में पहले तीन आवर्त छोटे हैं, और चौथे आवर्त से शुरू होने वाले अगले, बड़े हैं, जिनमें दो पंक्तियाँ शामिल हैं। जिस अवधि में तत्व स्थित है उसकी संख्या का भौतिक अर्थ होता है। इसका मतलब है कि किसी निश्चित अवधि के किसी भी तत्व के परमाणु में कितने इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तर हैं। तो, तत्व क्लोरीन सीएल आवर्त 3 ​​में है, अर्थात इसके इलेक्ट्रॉन आवरण में तीन इलेक्ट्रॉन परतें हैं। क्लोरीन तालिका के VII समूह और मुख्य उपसमूह में है। मुख्य उपसमूह प्रत्येक समूह के भीतर का वह स्तंभ है जो अवधि 1 या 2 से शुरू होता है।

इस प्रकार, क्लोरीन परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश की स्थिति इस प्रकार है: क्लोरीन तत्व की क्रम संख्या 17 है, जिसका अर्थ है कि परमाणु के नाभिक में 17 प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन कोश में 17 इलेक्ट्रॉन हैं। स्तर 1 पर, केवल 2 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, स्तर 3 पर - 7 इलेक्ट्रॉन, क्योंकि क्लोरीन समूह VII के मुख्य उपसमूह में है। फिर दूसरे स्तर पर है: 17-2-7=8 इलेक्ट्रॉन।

उत्तर के साथ कक्षा 8 के छात्रों के लिए रसायन विज्ञान में स्वतंत्र कार्य परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना। स्वतंत्र कार्य में 4 विकल्प होते हैं, प्रत्येक में 3 कार्य होते हैं।

1 विकल्प

1.

	तत्व	इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

2. ऑक्सीजन तथा सोडियम तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखिए। प्रत्येक तत्व के लिए निर्दिष्ट करें:

3.

a) किसी भी तत्व के परमाणुओं के बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या समूह संख्या के बराबर होती है,
बी) दूसरे ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या आठ है,
c) किसी भी तत्व के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या तत्व के परमाणु क्रमांक के बराबर होती है।

विकल्प 2

1. तालिका भरें. तत्व और उसका इलेक्ट्रॉनिक सूत्र निर्धारित करें।

ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण	तत्व	इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

किन तत्वों के परमाणुओं के गुण समान होते हैं? क्यों?

2. कार्बन एवं आर्गन तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखिए। प्रत्येक तत्व के लिए निर्दिष्ट करें:

ए) एक परमाणु में ऊर्जा स्तरों की कुल संख्या,
बी) एक परमाणु में भरे ऊर्जा स्तरों की संख्या,
ग) बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या।

3. सही कथन चुनें:

a) तत्वों के परमाणुओं में ऊर्जा स्तरों की संख्या आवर्त की संख्या के बराबर होती है,
बी) किसी रासायनिक तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या समूह संख्या के बराबर होती है,
ग) मुख्य उपसमूह के एक समूह के तत्वों के परमाणुओं के बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।

3 विकल्प

1. तालिका भरें. तत्व और उसका इलेक्ट्रॉनिक सूत्र निर्धारित करें।

ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण	तत्व	इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

किन तत्वों के परमाणुओं के गुण समान होते हैं? क्यों?

2. क्लोरीन एवं बोरॉन तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखिए। प्रत्येक तत्व के लिए निर्दिष्ट करें:

ए) एक परमाणु में ऊर्जा स्तरों की कुल संख्या,
बी) एक परमाणु में भरे ऊर्जा स्तरों की संख्या,
ग) बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या।

3. सही कथन चुनें:

a) समान अवधि के तत्वों के परमाणुओं में ऊर्जा स्तरों की संख्या समान होती है,
बी) प्रति इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या एस-ऑर्बिटल दो के बराबर है,
ग) समान संख्या में ऊर्जा स्तर वाले रासायनिक तत्वों के परमाणुओं में समान गुण होते हैं।

4 विकल्प

1. तालिका भरें. तत्व और उसका इलेक्ट्रॉनिक सूत्र निर्धारित करें।

ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण	तत्व	इलेक्ट्रॉनिक सूत्र

किन तत्वों के परमाणुओं के गुण समान होते हैं? क्यों?

2. एल्युमीनियम और नियॉन तत्वों के लिए इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखें। प्रत्येक तत्व के लिए निर्दिष्ट करें:

ए) एक परमाणु में ऊर्जा स्तरों की कुल संख्या,
बी) एक परमाणु में भरे ऊर्जा स्तरों की संख्या,
ग) बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या।

3. सही कथन चुनें:
ए) सभी ऊर्जा स्तरों में अधिकतम आठ इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं,
बी) एक रासायनिक तत्व के समस्थानिकों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र समान होते हैं,
ग) प्रति इलेक्ट्रॉन की अधिकतम संख्या आर-ऑर्बिटल छह है.

उत्तर रसायन विज्ञान में स्वतंत्र कार्य परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना
1 विकल्प
1.
1) बी - 1एस 2 2एस 2 2पी 1
2) एच-1एस 1
3) अल - 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 1
बी और अल के गुण समान हैं, क्योंकि इन तत्वों के परमाणुओं में बाहरी ऊर्जा स्तर पर तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं।
2.
ओ - 1एस 2 2एस 2 2पी 4
ए) 2,
बी) 1,
6 पर;
ना - 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 1,
ए) 3,
बी) 2,
पहले में।
3. बी, सी.
विकल्प 2
1.
1) एफ - 1एस 2 2एस 2 2पी 5
2) ना - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
3) ली - 1s 2 2s 1
Na और Li के गुण समान हैं, क्योंकि इन तत्वों में बाह्य ऊर्जा स्तर पर प्रत्येक में एक इलेक्ट्रॉन होता है।
2. सी - 1एस 2 2एस 2 2पी 2
ए) 2,
बी) 1,
4 पर;
एआर - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
ए) 3,
बी) 2,
8 पर।
3. ए, सी.
3 विकल्प
1.
1) पी - 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 3
2) एन - 1एस 2 2एस 2 2पी 3
3) नहीं - 1s 2
पी और एन के गुण समान हैं, क्योंकि इन तत्वों में बाहरी ऊर्जा स्तर पर पांच इलेक्ट्रॉन होते हैं।
2. सीएल - 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 5
ए) 3,
बी) 2,
7 बजे;
बी - 1एस 2 2एस 2 2पी 1
ए) 2,
बी) 1,
तीन बजे।
3. ए, बी.
4 विकल्प
1.
1) एमजी - 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2
2) सी - 1एस 2 2एस 2 2पी 2
3) होना - 1s 2 2s 2
Be और Mg के गुण समान हैं, क्योंकि इन तत्वों में बाहरी ऊर्जा स्तर पर दो इलेक्ट्रॉन होते हैं।
2.
अल - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
ए) 3,
बी) 2,
तीन बजे;
ने - 1s 2 2s 2 2p 6 ,
ए) 2,
बी) 2,
8 पर।
3. बी, सी.

किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या नाभिक के आवेश के बराबर होती है। नाभिक का आवेश आवर्त प्रणाली में तत्व की क्रमिक संख्या है। इसलिए, आवर्त सारणी में प्रत्येक अगले रासायनिक तत्व के परमाणुओं में पिछले वाले की तुलना में एक इलेक्ट्रॉन अधिक होता है।

किसी परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का वर्णन करते समय, वे इंगित करते हैं कि इसके इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तरों पर कैसे वितरित होते हैं। इलेक्ट्रॉन पहले कम ऊर्जा वाले स्तरों पर कब्जा करते हैं, फिर उच्च ऊर्जा वाले स्तरों पर। तो पहला ऊर्जा स्तर पहले भरा जाता है, यदि अभी भी इलेक्ट्रॉन हैं, तो दूसरा, तीसरा, आदि। परमाणुओं में ऊर्जा स्तरों की संख्या उस अवधि की संख्या से निर्धारित होती है जिसमें परमाणु से संबंधित रासायनिक तत्व स्थित होता है .

पहले ऊर्जा स्तर में केवल दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। इसलिए, पहले आवर्त में केवल दो रासायनिक तत्व हैं - हाइड्रोजन और हीलियम। जब किसी स्तर पर केवल इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संभव संख्या स्थित होती है, तो हम कहते हैं कि यह स्तर पूरा हो गया है। अतः हाइड्रोजन को छोड़कर सभी तत्वों के लिए पहला ऊर्जा स्तर पूरा हो गया है।

दूसरे आवर्त के तत्व धीरे-धीरे दूसरे ऊर्जा स्तर को भरते हैं। दूसरे ऊर्जा स्तर में अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। इसलिए, दूसरे आवर्त में आठ रासायनिक तत्व हैं।

तीसरे ऊर्जा स्तर में अधिकतम 18 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। हालाँकि, तीसरी अवधि में यह स्तर बाहरी होता है। किसी भी बाहरी स्तर पर 8 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते। इसलिए, तीसरी अवधि में, तीसरा ऊर्जा स्तर केवल 8 समावेशी इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है, और परिणामस्वरूप, तीसरी अवधि, साथ ही दूसरे में, केवल 8 रासायनिक तत्व होते हैं।

चौथी अवधि में, तीसरा ऊर्जा स्तर अब बाहरी नहीं है, इसलिए, 18 इलेक्ट्रॉन तक भरे हुए हैं। चौथे आवर्त (K, Ca) के पहले दो तत्वों के लिए, बाह्य ऊर्जा स्तर भरा जाता है। तो पोटेशियम के लिए, एक इलेक्ट्रॉन इसमें जाता है, और कैल्शियम के लिए, 2. फिर, स्कैंडियम (एससी) से जिंक (जेडएन) तक के तत्वों के लिए, तीसरा ऊर्जा स्तर भर जाता है, और 2 इलेक्ट्रॉन बाहरी पर रहते हैं। गैलियम (Ga) के साथ जिंक के बाद, चौथा ऊर्जा स्तर फिर से क्रिप्टन (Kr) में 8 इलेक्ट्रॉनों तक भर जाता है।

सामान्य तौर पर, प्रत्येक ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या सूत्र 2n2 द्वारा निर्धारित की जाती है, जहां n स्तर की संख्या है। तो, यदि स्तर दूसरा है, तो 2 * 2 2 = 8, और यदि तीसरा, तो 2 * 3 2 = 18।

उच्चतम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के रासायनिक गुणों को निर्धारित करते हैं, और उन्हें वैलेंस कहा जाता है। मुख्य उपसमूहों में, बाहरी स्तर के इलेक्ट्रॉन वैलेंस होते हैं, और उनकी संख्या समूह संख्या से निर्धारित होती है। इसीलिए एक उपसमूह के तत्वों के गुण समान होते हैं।

परमाणुओं के गुण संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करते हैं। धातुओं में इनकी संख्या कम होती है, जबकि अधातुओं में इनकी मात्रा बहुत अधिक होती है।

परमाणु, जिन्हें मूल रूप से अविभाज्य माना जाता था, जटिल प्रणालियाँ हैं।

एक परमाणु में एक नाभिक और एक इलेक्ट्रॉन आवरण होता है

इलेक्ट्रॉन कोश - नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों का एक समूह

परमाणुओं के नाभिक धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, इनमें प्रोटॉन (धनात्मक आवेशित कण) p+ और न्यूट्रॉन (कोई आवेश नहीं) होते हैं।

समग्र रूप से परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ है, इलेक्ट्रॉनों की संख्या e– प्रोटॉन p+ की संख्या के बराबर है, आवर्त सारणी में तत्व की क्रमिक संख्या के बराबर है।

यह चित्र एक परमाणु का एक ग्रहीय मॉडल दिखाता है, जिसके अनुसार इलेक्ट्रॉन स्थिर गोलाकार कक्षाओं में घूमते हैं। यह बहुत उदाहरणात्मक है, लेकिन सार को प्रतिबिंबित नहीं करता है, क्योंकि वास्तव में माइक्रोवर्ल्ड के नियम शास्त्रीय यांत्रिकी का नहीं, बल्कि क्वांटम यांत्रिकी का पालन करते हैं, जो इलेक्ट्रॉन के तरंग गुणों को ध्यान में रखता है।

क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन निश्चित प्रक्षेप पथ के साथ नहीं चलता है, लेकिन अंदर हो सकता है कोईहालाँकि, परमाणु अंतरिक्ष के कुछ हिस्से संभावनाइस स्थान के विभिन्न भागों में इसका स्थान समान नहीं है।

नाभिक के चारों ओर का स्थान, जिसमें इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना काफी बड़ी होती है, कक्षक कहलाता है। (एक कक्षा के साथ भ्रमित न हों!) या एक इलेक्ट्रॉन बादल।

अर्थात्, इलेक्ट्रॉन में "प्रक्षेपवक्र" की अवधारणा नहीं है, इलेक्ट्रॉन न तो गोलाकार कक्षाओं में चलते हैं और न ही किसी अन्य में। क्वांटम यांत्रिकी की सबसे बड़ी कठिनाई इस तथ्य में निहित है कि इसकी कल्पना करना असंभव है, हम सभी स्थूल जगत की घटनाओं के आदी हैं, जो शास्त्रीय यांत्रिकी का पालन करता है, जहां किसी भी गतिमान कण का अपना प्रक्षेप पथ होता है।

तो, इलेक्ट्रॉन की एक जटिल गति होती है, यह नाभिक के पास अंतरिक्ष में कहीं भी स्थित हो सकता है, लेकिन विभिन्न संभावनाओं के साथ। आइए अब अंतरिक्ष के उन हिस्सों पर विचार करें जहां इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना काफी अधिक है - ऑर्बिटल्स - उनके आकार और ऑर्बिटल्स को इलेक्ट्रॉनों से भरने का क्रम।

एक त्रि-आयामी समन्वय प्रणाली की कल्पना करें, जिसके केंद्र में एक परमाणु का नाभिक है।

सबसे पहले, 1s कक्षक भरा जाता है, यह नाभिक के सबसे निकट स्थित होता है और इसमें एक गोले का आकार होता है।

किसी भी कक्षक के पदनाम में एक संख्या और एक लैटिन अक्षर होता है। संख्या ऊर्जा स्तर को दर्शाती है, और अक्षर कक्षीय के आकार को दर्शाता है।

1s कक्षक में सबसे कम ऊर्जा होती है और इस कक्षक में इलेक्ट्रॉनों में सबसे कम ऊर्जा होती है।

यह कक्षक समाहित हो सकता है दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं. हाइड्रोजन और हीलियम परमाणुओं (पहले दो तत्व) के इलेक्ट्रॉन इस कक्षक में होते हैं।

हाइड्रोजन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 1

हीलियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2

सुपरस्क्रिप्ट उस कक्षक में इलेक्ट्रॉनों की संख्या दर्शाता है।

अगला तत्व लिथियम है, इसमें 3 इलेक्ट्रॉन हैं, जिनमें से दो 1s ऑर्बिटल्स में स्थित हैं, लेकिन तीसरा इलेक्ट्रॉन कहाँ स्थित है?

यह अगले सबसे ऊर्जावान कक्षक, 2s कक्षक पर कब्जा कर लेता है। इसका आकार भी एक गोले जैसा है, लेकिन बड़ी त्रिज्या के साथ (1s कक्षक 2s कक्षक के अंदर है)।

इस कक्षक के इलेक्ट्रॉनों में 1s कक्षक की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है, क्योंकि वे नाभिक से अधिक दूर स्थित होते हैं। इस कक्षक में अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन भी हो सकते हैं।
लिथियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 1
बेरिलियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2

अगले तत्व, बोरॉन में पहले से ही 5 इलेक्ट्रॉन हैं, और पांचवां इलेक्ट्रॉन कक्षक को भर देगा, जिसमें और भी अधिक ऊर्जा है - 2p कक्षक। पी-ऑर्बिटल्स का आकार डम्बल या आकृति आठ जैसा होता है और ये एक दूसरे के लंबवत समन्वय अक्षों के साथ स्थित होते हैं।

प्रत्येक पी-ऑर्बिटल दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं रख सकता है, इसलिए तीन पी-ऑर्बिटल छह से अधिक नहीं रख सकते हैं। अगले छह तत्वों के वैलेंस इलेक्ट्रॉन पी-ऑर्बिटल्स को भरते हैं, इसलिए उन्हें पी-तत्व कहा जाता है।

बोरॉन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2 2p 1
कार्बन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2 2p 2
नाइट्रोजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2 2p 3
ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2 2р 4
फ्लोरीन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2 2p 5
नियॉन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2 2p 6

ग्राफ़िक रूप से, इन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र नीचे दिखाए गए हैं:

एक वर्ग एक कक्षीय या क्वांटम सेल है, एक इलेक्ट्रॉन को एक तीर द्वारा दर्शाया जाता है, तीर की दिशा इलेक्ट्रॉन की गति की एक विशेष विशेषता है - स्पिन (इसे अपनी धुरी के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन के दक्षिणावर्त और वामावर्त घूर्णन के रूप में सरल बनाया जा सकता है) ). आपको यह जानना होगा कि एक ही कक्षक पर समान स्पिन वाले दो इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं (एक वर्ग में एक ही दिशा में दो तीर नहीं खींचे जा सकते हैं!)। यह वही है डब्ल्यू पाउली अपवर्जन सिद्धांत: "एक परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन भी नहीं हो सकते, जिसमें सभी चार क्वांटम संख्याएं समान होंगी"

एक और नियम है गुंड का शासन), जिसके साथ इलेक्ट्रॉनों को एक ही ऊर्जा के ऑर्बिटल्स में बसाया जाता है, पहले एक-एक करके, और केवल जब ऐसे प्रत्येक ऑर्बिटल में पहले से ही एक इलेक्ट्रॉन होता है, तो इन ऑर्बिटल्स को दूसरे इलेक्ट्रॉनों से भरना शुरू होता है। जब एक कक्षक दो इलेक्ट्रॉनों से आबाद होता है, तो इन इलेक्ट्रॉनों को कहा जाता है बनती.

नियॉन परमाणु में आठ इलेक्ट्रॉनों (2 एस-इलेक्ट्रॉन + 6 पी-इलेक्ट्रॉन = दूसरे ऊर्जा स्तर में 8 इलेक्ट्रॉन) का एक पूर्ण बाहरी स्तर होता है, ऐसा विन्यास ऊर्जावान रूप से अनुकूल है, और अन्य सभी परमाणु इसे प्राप्त करने का प्रयास करते हैं। यही कारण है कि समूह 8 ए के तत्व - उत्कृष्ट गैसें - रासायनिक रूप से इतने निष्क्रिय हैं।

अगला तत्व सोडियम है, क्रम संख्या 11, तीसरी अवधि का पहला तत्व, इसका एक और ऊर्जा स्तर है - तीसरा। ग्यारहवां इलेक्ट्रॉन अगले उच्चतम ऊर्जा कक्षक -3s कक्षक को आबाद करेगा।

सोडियम परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

इसके बाद, तीसरी अवधि के तत्वों की कक्षाएँ भरी जाती हैं, पहले 3s उपस्तर को दो इलेक्ट्रॉनों से भरा जाता है, और फिर 3p उपस्तर को छह इलेक्ट्रॉनों (दूसरी अवधि के समान) के साथ उत्कृष्ट गैस आर्गन से भरा जाता है, जो नियॉन की तरह, पूर्ण आठ-इलेक्ट्रॉन बाहरी स्तर है। आर्गन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (18 इलेक्ट्रॉन): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

चौथी अवधि पोटेशियम तत्व (परमाणु संख्या 19) से शुरू होती है, जिसका अंतिम बाहरी इलेक्ट्रॉन 4s कक्षक में स्थित होता है। कैल्शियम का 20वाँ इलेक्ट्रॉन 4s कक्षक को भी भरता है।

कैल्शियम के बाद 10 डी-तत्वों की एक श्रृंखला आती है, जो स्कैंडियम (परमाणु संख्या 21) से शुरू होती है और जस्ता (परमाणु संख्या 30) के साथ समाप्त होती है। इन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन 3डी ऑर्बिटल्स भरते हैं, जिसका स्वरूप नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

तो आइए इसे संक्षेप में कहें: