परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तर - परिचय

विभिन्न परमाणुओं द्वारा निर्मित बंधों के प्रकार और उनके विशिष्ट गुण आयनीकरण ऊर्जा पर निर्भर करते हैं। आयनीकरण शब्द आयनों के निर्माण पर प्रकाश डालता है। तो आइये सबसे पहले संक्षेप में समझें कि आयन क्या हैं। जब एक उदासीन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खोता या प्राप्त करता है, तो एक धनात्मक या ऋणात्मक आवेशित प्रजाति बनती है जिसे आयन कहा जाता है। जब एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो एक धनात्मक आवेशित आयन बनता है जिसे धनायन (Cation) के नाम से जाना जाता है। जब यह एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है, तो एक ऋणात्मक आवेशित प्रजाति बनती है जिसे ऋणायन कहते हैं।

धनायन के निर्माण का एक उदाहरण नीचे दिया गया है। सोडियम एक इलेक्ट्रॉन खोकर धनायन बनाता है। फ्लोरीन अपना संयोजकता शैल पूरा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप एक F-।

इलेक्ट्रॉन और नाभिक के बीच आकर्षण बल होता है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन को नाभिक के प्रभाव से हटाने के लिए ऊर्जा प्रदान की जानी चाहिए। आयनीकरण ऊर्जा क्या है?। यह ऊर्जा की वह मात्रा है जो गैसीय अवस्था में एक पृथक परमाणु के नाभिक के प्रभाव से एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक होती है। आयनीकरण ऊर्जा को प्रति परमाणु इलेक्ट्रॉन वोल्ट या परमाणुओं के kj/mol में व्यक्त किया जाता है।

कार्बन की आयनीकरण ऊर्जा यहाँ दर्शाई गई है। आइये, एक इलेक्ट्रॉन को निकालने का प्रयास करें Cऔर देखें कि इसकी आयनीकरण ऊर्जा किस प्रकार बदलती है। एक उदासीन कण से एक इलेक्ट्रॉन का हटना Cपरमाणु को 10862 kj/mol की आवश्यकता होती है।

एक अन्य इलेक्ट्रॉन का हटाया जाना C⁺2352 kj/mol लेता है। यह एक उदासीन कार्बन परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा से लगभग दोगुनी है।

तो इन आयनीकरण ऊर्जाओं में वृद्धि के पीछे क्या कारण हो सकता है, हालांकि हम हर बार केवल 1 इलेक्ट्रॉन ही हटा रहे हैं?। इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए आइए सबसे पहले प्रथम इलेक्ट्रॉन के निष्कासन को प्रथम आयनन ऊर्जा के रूप में जाना जाता है। आइए, दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने को द्वितीय आयनन ऊर्जा कहें, तथा तीसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने को तृतीय आयनन ऊर्जा कहें।

हम कह सकते हैं कि तीसरी आयनन ऊर्जा दूसरी से अधिक है। दूसरा आयनीकरण पहले से अधिक है। जैसा कि चित्र में दर्शाया गया है, एक उदासीन कार्बन परमाणु में 6 इलेक्ट्रॉन और 6 प्रोटॉन होते हैं। आइये देखें कि जब हम इसमें से इलेक्ट्रॉन हटाते हैं तो क्या होता है।

जब हम इस उदासीन परमाणु से 1 इलेक्ट्रॉन हटाते हैं तो 6 प्रोटॉन और 5 इलेक्ट्रॉन शेष रहते हैं। से 1 और इलेक्ट्रॉन हटाने के बाद C⁺अब हमारे पास 6 प्रोटॉन और 4 इलेक्ट्रॉन शेष हैं।

क्या होता है जब हम एक और इलेक्ट्रॉन को हटाते हैं? C⁺²आयन?। यह हमें एक C⁺³6 प्रोटॉन और 3 इलेक्ट्रॉन के साथ। हम देख सकते हैं कि प्रोटॉन की संख्या 6 के मान पर स्थिर है। हालाँकि, इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम हो रही है।

ऑक्सीजन और फॉस्फोरस की प्रथम, द्वितीय और तृतीय आयनन ऊर्जाएँ यहाँ दर्शाई गई हैं। हम इस व्यवहार को कैसे समझा सकते हैं?। हम जानते हैं कि अधिक संख्या में धनात्मक आवेश वाले प्रोटॉन, कम संख्या में ऋणात्मक आवेश वाले इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से आकर्षित करेंगे। इसलिए नाभिक की ओर अत्यधिक आकर्षित इलेक्ट्रॉन को हटाना अधिक कठिन होगा। इसका मतलब यह है कि ऐसा करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी।

क्रमिक आयनीकरण ऊर्जा में वृद्धि का एक अन्य कारण इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण बल का अस्तित्व है। इलेक्ट्रॉन को हटाने के बाद यह प्रतिकर्षण बल कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों के बीच कम प्रतिकर्षण के कारण, वे नाभिक की ओर अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं। के संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के बीच दूरी C⁺कम हो गया है। इसलिए इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण भी कम हो जाता है। इसका अर्थ यह है कि प्रतिकर्षण की कमी के कारण, किसी इलेक्ट्रॉन को किसी वस्तु से निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी C⁺तटस्थ कार्बन परमाणु की तुलना में।