धनायन कैसे बनते हैं?

अधिकांश परमाणु और अणु जिनका हम सामना करते हैं, वे विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं, लेकिन आयन प्रकृति में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये आवेशित परमाणु धनात्मक आवेशित धनायन या ऋणात्मक आवेशित आयन हो सकते हैं। धनायन और ऋणायन अलग-अलग तरीकों से बनते हैं। धनायनों के लिए, एक इलेक्ट्रॉन का नुकसान उन्हें शुद्ध सकारात्मक चार्ज के साथ छोड़ देता है, जबकि आयनों के लिए, एक इलेक्ट्रॉन के अतिरिक्त उन्हें शुद्ध नकारात्मक चार्ज के साथ छोड़ देता है। इसके पीछे की प्रक्रियाओं को समझना, जिसमें की आयनीकरण ऊर्जा और इलेक्ट्रॉन आत्मीयता शामिल है अलग-अलग परमाणु, आपको यह देखने में मदद करते हैं कि क्यों कुछ परमाणु दूसरों की तुलना में अधिक आसानी से आयन बन जाते हैं और इसके कारण क्या होते हैं घटित।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

धनायन धनावेशित आयन होते हैं जो तब बनते हैं जब एक परमाणु आयनीकरण के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन खो देता है। ऐसा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है

जब कोई परमाणु इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है तो ऋणावेशित आयन बनते हैं। इस प्रक्रिया में ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन बंधुता कहा जाता है।

परमाणुओं के तीन मुख्य घटक होते हैं: प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन। न्यूट्रॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं, और यद्यपि वे परमाणु भौतिकी में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, वे आयनों के निर्माण के लिए प्रासंगिक नहीं हैं क्योंकि वे उस परमाणु के आवेश को प्रभावित नहीं करते हैं जिसमें वे हैं। प्रोटॉन सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, और वे न्यूट्रॉन के साथ परमाणु के केंद्रीय नाभिक पर कब्जा कर लेते हैं। इलेक्ट्रॉन परमाणु का ऋणात्मक रूप से आवेशित भाग होते हैं, और वे नाभिक के बाहर चारों ओर एक "बादल" पर कब्जा कर लेते हैं। इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के समान लेकिन विपरीत चार्ज होते हैं, और तत्वों के प्राकृतिक रूपों में, परमाणु में प्रत्येक की समान संख्या होती है। इसका मतलब है कि तत्व विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं क्योंकि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के आवेश एक दूसरे को रद्द कर देते हैं।

आयन एक आवेशित परमाणु है। यदि कोई परमाणु एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है, तो ऋणात्मक आवेश धनात्मक आवेश से अधिक हो जाता है, और संपूर्ण परमाणु ऋणात्मक आवेश प्राप्त कर लेता है। इन आयनों को आयन कहा जाता है। यदि परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो ऋणात्मक आवेश की तुलना में अधिक धनात्मक आवेश होता है, और परमाणु समग्र रूप से एक धनात्मक आवेशित आयन बन जाता है। इसे एक कटियन कहा जाता है।

जब एक तटस्थ परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है तो धनायन बनते हैं। नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था के परिणामस्वरूप धातुएं इलेक्ट्रॉनों को खोने के लिए प्रवण होती हैं। इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर विभिन्न कक्षकों में रहते हैं, और इन्हें विभिन्न ऊर्जा स्तरों में वर्गीकृत किया जा सकता है। उच्च ऊर्जा स्तर वाले कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक दूर होता है। एक पूर्ण बाहरी ऊर्जा स्तर वाले परमाणु स्थिर होते हैं, लेकिन यदि बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की एक छोटी संख्या होती है, तो वे इलेक्ट्रॉनों को खोने के लिए प्रवण होते हैं। पूर्ण ऊर्जा स्तरों में इलेक्ट्रॉन नाभिक से बहुत अधिक धनात्मक आवेश को "ढाल" देते हैं। नतीजतन, बाहरी इलेक्ट्रॉन केवल कमजोर रूप से नाभिक से बंधे होते हैं।

आयनीकरण की प्रक्रिया से धनायन बनते हैं जब इलेक्ट्रॉन को पर्याप्त ऊर्जा दी जाती है (उदाहरण के लिए, पर्याप्त उच्च ऊर्जा के प्रकाश से) इसे नाभिक के आकर्षण से दूर करने के लिए। ऐसा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है। पहली आयनीकरण ऊर्जा आपको बताती है कि एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आपको कितनी ऊर्जा की आवश्यकता है; दूसरी आयनीकरण ऊर्जा आपको बताती है कि दूसरे को हटाने के लिए कितना आवश्यक है, और इसी तरह।

आप आवर्त सारणी के समूह के आधार पर परिणामी आयन पर आवेश की गणना कर सकते हैं जिसमें तत्व है। उदाहरण के लिए, सोडियम समूह 1 में है और यह +1 आवेश के साथ एक धनायन बनाता है। मैग्नीशियम समूह 2 में है, और यह आयनीकरण के लिए दो इलेक्ट्रॉनों को खोने के बाद +2 चार्ज के साथ एक धनायन बनाता है। एल्युमिनियम समूह 3 में है और +3 धनायन बनाता है। समूह 4 के तत्व आयन नहीं बनाते हैं, और उच्च-समूह तत्व इसके बजाय आयनों का निर्माण करते हैं।

धनायनों के विपरीत प्रक्रिया द्वारा आयनों का निर्माण होता है। एक इलेक्ट्रॉन खोने के बजाय, अधातु परमाणु एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनका बाहरी ऊर्जा स्तर लगभग भरा हुआ है। इलेक्ट्रॉन आत्मीयता शब्द तटस्थ परमाणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करने की प्रवृत्ति का वर्णन करता है। आयनीकरण ऊर्जा की तरह, इसमें ऊर्जा की इकाइयाँ होती हैं, लेकिन आयनीकरण ऊर्जा के विपरीत, इसका ऋणात्मक मान होता है क्योंकि इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने पर ऊर्जा निकलती है, जबकि इलेक्ट्रॉनों के होने पर इसे अवशोषित किया जाता है हटाया हुआ।

सामान्य तौर पर, उच्च समूहों में तत्वों (आवर्त सारणी पर आगे दाईं ओर) में उच्च इलेक्ट्रॉन समानताएं होती हैं, और उनके समूहों की उच्च पंक्ति में तत्वों (आवर्त सारणी के शीर्ष की ओर) में उच्च इलेक्ट्रॉन होता है समानताएं किसी दिए गए कॉलम में नीचे जाने पर इलेक्ट्रॉन बंधुता में कमी, बढ़ी हुई दूरी से संबंधित होती है बाहरी कोश और नाभिक के बीच, साथ ही कम ऊर्जा में अन्य इलेक्ट्रॉनों से परिरक्षण स्तर। जैसे-जैसे आप बाएं से दाएं जाते हैं, आत्मीयता में वृद्धि होती है क्योंकि ऊर्जा का स्तर पूरी तरह से व्यस्त होने के करीब पहुंच जाता है।

जहां तक ​​धनायनों का प्रश्न है, तत्व का समूह आपको बताता है कि संगत ऋणायन किस आवेश पर होगा। परिणामी शुल्क समूह संख्या माइनस आठ है। क्लोरीन, समूह 7 में, -1 आवेश के साथ एक आयन बनाता है, और समूह 6 में ऑक्सीजन, -2 आवेश के साथ एक धनायन बनाता है।