प्रत्येक ऊर्जा स्तर में ऑर्बिटल्स की संख्या कैसे ज्ञात करें

ऊर्जा स्तर और कक्षक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का वर्णन करने में मदद करते हैं। वे निर्दिष्ट करते हैं कि परमाणुओं के भीतर इलेक्ट्रॉनों को कैसे व्यवस्थित किया जाता है, और ऐसी ऊर्जाओं का विवरण क्वांटम सिद्धांत से लिया गया है।

क्वांटम सिद्धांत मानता है कि परमाणु केवल कुछ निश्चित ऊर्जा अवस्थाओं में ही मौजूद हो सकते हैं। यदि एक परमाणु, या एक इलेक्ट्रॉन सहसंबंध द्वारा, राज्य बदलता है, तो यह राज्यों के बीच ऊर्जा अंतर के बराबर ऊर्जा को अवशोषित या उत्सर्जित करता है।

उत्सर्जित या अवशोषित ऊर्जा की मात्रा निर्धारित की जाती है; यह ऊर्जा की विशेषता है निश्चित मात्रा. इन अनुमत ऊर्जा राज्यों को क्वांटम संख्या नामक संख्याओं के सेट द्वारा वर्णित किया जा सकता है।

एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की व्यवस्था को. द्वारा वर्णित किया जा सकता है चार क्वांटम संख्या: एन, मैं, म__मैं_ और एम_रों. ये क्रमशः ऊर्जा स्तर, इलेक्ट्रॉन उपकोश, कक्षीय दिशा और प्रचक्रण से संबंधित हैं।

पहली क्वांटम संख्या द्वारा निर्दिष्ट की जाती है नहीं और प्रमुख ऊर्जा स्तर है।

मुख्य ऊर्जा स्तर की परिभाषा पर्यवेक्षक को कक्षीय का आकार बताती है और ऊर्जा निर्धारित करती है। में वृद्धि

पहली क्वांटम संख्या केवल 1 से शुरू होने वाले अभिन्न मान ले सकती है; नहीं = 1, 2, 3, 4... प्रत्येक ऊर्जा स्तर एक अक्षर से भी मेल खाता है: नहीं = 1 (के), 2 (एल), 3 (एम), 4 (एन) ...

मूल क्वांटम संख्या से ऑर्बिटल्स की मात्रा की गणना करने के लिए, उपयोग करें नहीं². वहां नहीं² प्रत्येक ऊर्जा स्तर के लिए कक्षक। नहीं के लिए = 1, 1. है² या एक कक्षीय। n = 2 के लिए, 2. हैं² या चार ऑर्बिटल्स। के लिये नहीं = 3 नौ कक्षक हैं, क्योंकि नहीं = 4 16 कक्षक हैं, क्योंकि नहीं = 5 5 there हैं² = 25 ऑर्बिटल्स, इत्यादि।

प्रत्येक ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या की गणना करने के लिए, सूत्र 2नहीं² इस्तेमाल किया जा सकता है, जहां नहीं प्रमुख ऊर्जा स्तर (प्रथम क्वांटम संख्या) है। उदाहरण के लिए, ऊर्जा स्तर 1, 2(1)² दो संभावित इलेक्ट्रॉनों की गणना करता है जो पहले ऊर्जा स्तर में फिट होंगे।

दूसरा क्वांटम नंबर सबलेवल को दर्शाता है और इसे अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है मैं. यह क्वांटम संख्या इलेक्ट्रॉन उपकोश और इलेक्ट्रॉन बादल के सामान्य आकार को दर्शाती है।

पहले दो क्वांटम संख्याएँ संबंधित हैं। किसी दिए गए के लिए नहीं, मैं 0 से शुरू होकर अधिकतम (नहीं – 1); मैं = 0, 1, 2, 3 ...

क्वांटम स्तर, मैं = 0, 1, 2, 3 क्रमशः इलेक्ट्रॉन उपकोश s, p, d, f के संगत हैं। s का आकार गोलाकार होता है, p आकृति-आठ के आकार का होता है, और d और f ऑर्बिटल्स का डिज़ाइन अधिक जटिल होता है, जिसमें ज्यादातर तिपतिया घास के आकार के ऑर्बिटल्स शामिल होते हैं।

प्रत्येक इलेक्ट्रॉन उपकोश में एक निश्चित मात्रा में इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, s = 2, p = 6, d = 10 और f = 14।

तीसरी क्वांटम संख्या m__मैं_, दर्शाता है कि अंतरिक्ष में इलेक्ट्रॉन बादल कैसे निर्देशित होता है।

इस क्वांटम संख्या का कोई भी अभिन्न मान हो सकता है, जिसमें 0, के बीच मैं तथा -मैं (दूसरा क्वांटम संख्या), या, एम__मैं = _l... 2, 1, 0, -1, -2... -मैं

के लिये मैं = 0, केवल 1 m_ है_मैं मान भी 0. इसमें केवल एक कक्षीय होता है। एपी कक्षीय के लिए, एम_मैं_ = 1, 0, -1. यह तीन अलग-अलग दिशाओं में तीन पी ऑर्बिटल्स से मेल खाता है, पी_एक्स, पी_आप, पी_जेड, त्रि-आयामी x, y और z अक्ष के संगत।

चौथी क्वांटम संख्या दक्षिणावर्त या वामावर्त स्पिन को निर्दिष्ट करती है।

एक इलेक्ट्रॉन एक आवेशित कण है जो एक अक्ष पर घूमता है और इसलिए इसमें चुंबकीय गुण होते हैं। यह क्वांटम संख्या n से संबंधित नहीं है, मैं, म_मैं, और केवल दो संभावित मान हो सकते हैं: +1/2 या -1/2।

चौथी क्वांटम संख्या के जुड़ने से पाउली अपवर्जन सिद्धांत को तोड़े बिना इलेक्ट्रॉनों को कक्षा में भरने की अनुमति मिलती है। यह बताता है कि किसी भी दो इलेक्ट्रॉनों में चार क्वांटम संख्याओं का समान सेट नहीं हो सकता है।

याद रखें कि ऊर्जा स्तर में ऑर्बिटल्स की मात्रा ज्ञात करना सूत्र द्वारा प्राप्त किया जा सकता है नहीं². ऊर्जा स्तर 3 के लिए, n = (3)² या नौ ऑर्बिटल्स।

उपरोक्त क्वांटम संख्याओं की जानकारी का उपयोग करके अधिक पूर्ण गणना की जा सकती है। के लिये नहीं = 3, values ​​का मान मैं जोड़ा जा सकता है। के लिये मैं = 0, केवल एक कक्षीय है, म_मैं = 0. के लिये मैं = 1, तीन मान हैं (म_मैं = -1, 0 या +1)। के लिये मैं = 2, पाँच संभावित मान हैं (म_मैं = −2, −1, 0, +1 या +2)। तो संभावनाओं को जोड़ने से कुल मिलाकर 1 + 3 + 5 = 9 ऑर्बिटल्स मिलते हैं।