परमाणु का रासायनिक व्यवहार क्या निर्धारित करता है?

तत्व परमाणुओं से बने होते हैं, और परमाणु की संरचना यह निर्धारित करती है कि अन्य रसायनों के साथ बातचीत करते समय यह कैसे व्यवहार करेगा। विभिन्न वातावरणों में एक परमाणु कैसे व्यवहार करेगा, यह निर्धारित करने की कुंजी परमाणु के भीतर इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था में निहित है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

जब कोई परमाणु प्रतिक्रिया करता है, तो वह इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त या खो सकता है, या यह एक रासायनिक बंधन बनाने के लिए एक पड़ोसी परमाणु के साथ इलेक्ट्रॉनों को साझा कर सकता है। जिस आसानी से एक परमाणु इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त कर सकता है, खो सकता है या साझा कर सकता है, उसकी प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करता है।

परमाणुओं में तीन प्रकार के उप-परमाणु कण होते हैं: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन। किसी परमाणु की पहचान उसके प्रोटॉन संख्या या परमाणु क्रमांक से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, 6 प्रोटॉन वाले किसी भी परमाणु को कार्बन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। परमाणु तटस्थ संस्थाएं हैं, इसलिए उनके पास हमेशा सकारात्मक चार्ज किए गए प्रोटॉन और नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या होती है। इलेक्ट्रॉनों को केंद्रीय नाभिक की परिक्रमा करने के लिए कहा जाता है, जो सकारात्मक रूप से आवेशित नाभिक और स्वयं इलेक्ट्रॉनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण द्वारा स्थिति में होता है। इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा स्तरों या गोले में व्यवस्थित किया जाता है: नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष के परिभाषित क्षेत्र। इलेक्ट्रॉन सबसे कम उपलब्ध ऊर्जा स्तरों पर कब्जा कर लेते हैं, यानी नाभिक के सबसे करीब, लेकिन प्रत्येक ऊर्जा स्तर में केवल सीमित संख्या में इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। परमाणु के व्यवहार को निर्धारित करने में सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों की स्थिति महत्वपूर्ण है।

एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉन की संख्या से निर्धारित होती है। इसका मतलब है कि अधिकांश परमाणुओं में आंशिक रूप से भरा हुआ बाहरी ऊर्जा स्तर होता है। जब परमाणु प्रतिक्रिया करते हैं, तो वे बाहरी इलेक्ट्रॉनों को खोकर, अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करके या किसी अन्य परमाणु के साथ इलेक्ट्रॉनों को साझा करके, एक पूर्ण बाहरी ऊर्जा स्तर प्राप्त करने का प्रयास करते हैं। इसका मतलब है कि किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉन विन्यास की जांच करके उसके व्यवहार की भविष्यवाणी करना संभव है। नियॉन और आर्गन जैसी उत्कृष्ट गैसें अपने अक्रिय गुणों के लिए उल्लेखनीय हैं: वे इसमें भाग नहीं लेती हैं अत्यधिक चरम परिस्थितियों को छोड़कर रासायनिक प्रतिक्रियाएं क्योंकि उनके पास पहले से ही एक स्थिर पूर्ण बाहरी ऊर्जा है स्तर।

तत्वों की आवर्त सारणी को व्यवस्थित किया जाता है ताकि समान गुणों वाले तत्वों या परमाणुओं को स्तंभों में समूहीकृत किया जा सके। प्रत्येक स्तंभ या समूह में समान इलेक्ट्रॉन व्यवस्था वाले परमाणु होते हैं। उदाहरण के लिए, आवर्त सारणी के बाएं हाथ के स्तंभ में सोडियम और पोटेशियम जैसे तत्वों में से प्रत्येक में अपने सबसे बाहरी ऊर्जा स्तर में 1 इलेक्ट्रॉन होता है। उन्हें समूह 1 में कहा जाता है, और क्योंकि बाहरी इलेक्ट्रॉन केवल कमजोर रूप से नाभिक की ओर आकर्षित होते हैं, इसलिए इसे आसानी से खो दिया जा सकता है। यह समूह 1 परमाणुओं को अत्यधिक प्रतिक्रियाशील बनाता है: वे अन्य परमाणुओं के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में अपने बाहरी इलेक्ट्रॉन को आसानी से खो देते हैं। इसी प्रकार, समूह 7 के तत्वों के बाह्य ऊर्जा स्तर में एक ही रिक्ति है। चूंकि पूर्ण बाहरी ऊर्जा स्तर सबसे अधिक स्थिर होते हैं, ये परमाणु अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने पर अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को आसानी से आकर्षित कर सकते हैं।

आयनीकरण ऊर्जा (I.E.) उस आसानी का एक उपाय है जिसके साथ एक परमाणु से इलेक्ट्रॉनों को हटाया जा सकता है। कम आयनन ऊर्जा वाला एक तत्व अपने बाहरी इलेक्ट्रॉन को खोकर आसानी से प्रतिक्रिया करेगा। एक परमाणु के प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के क्रमिक निष्कासन के लिए आयनीकरण ऊर्जा को मापा जाता है। पहली आयनीकरण ऊर्जा पहले इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा को संदर्भित करती है; दूसरी आयनीकरण ऊर्जा दूसरे इलेक्ट्रॉन आदि को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा को संदर्भित करती है। किसी परमाणु की क्रमिक आयनीकरण ऊर्जाओं के मूल्यों की जांच करके, इसके संभावित व्यवहार का अनुमान लगाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, समूह 2 तत्व कैल्शियम में कम 1 आई.ई. 590 किलोजूल प्रति मोल और अपेक्षाकृत कम दूसरा आई.ई. 1145 किलोजूल प्रति मोल। हालांकि, तीसरी आई.ई. 4912 किलोजूल प्रति मोल पर बहुत अधिक है। इससे पता चलता है कि जब कैल्शियम प्रतिक्रिया करता है तो यह पहले दो आसानी से हटाने योग्य इलेक्ट्रॉनों को खोने की सबसे अधिक संभावना है।

इलेक्ट्रॉन आत्मीयता (ईए) एक माप है कि एक परमाणु कितनी आसानी से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त कर सकता है। कम इलेक्ट्रॉन समानता वाले परमाणु बहुत प्रतिक्रियाशील होते हैं, उदाहरण के लिए फ्लोरीन सबसे अधिक होता है आवर्त सारणी में प्रतिक्रियाशील तत्व और -328 किलोजूल पर इसकी इलेक्ट्रॉन बंधुता बहुत कम है प्रति तिल। आयनीकरण ऊर्जा के साथ, प्रत्येक तत्व में पहले, दूसरे और तीसरे इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने की इलेक्ट्रॉन आत्मीयता का प्रतिनिधित्व करने वाले मूल्यों की एक श्रृंखला होती है और इसी तरह। एक बार फिर, किसी तत्व की लगातार इलेक्ट्रॉन समानताएं संकेत देती हैं कि यह कैसे प्रतिक्रिया करेगा।