वैलेंस इलेक्ट्रॉन किसी तत्व की परमाणु त्रिज्या को क्यों प्रभावित करते हैं?

किसी तत्व की परमाणु त्रिज्या एक परमाणु के नाभिक के केंद्र और उसके सबसे बाहरी, या वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के बीच की दूरी है। जैसे-जैसे आप आवर्त सारणी में जाते हैं, परमाणु त्रिज्या का मान अनुमानित तरीकों से बदलता है। ये परिवर्तन नाभिक में प्रोटॉन के धनात्मक आवेश और परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेश के बीच परस्पर क्रिया के कारण होते हैं।

इलेक्ट्रॉन विभिन्न ऊर्जा स्तरों पर परमाणु के नाभिक की परिक्रमा करते हैं। इन ऊर्जा स्तरों के भीतर उनके कक्षक कई अलग-अलग आकार ले सकते हैं, जिन्हें उपकोश कहा जाता है। इसके बाद, प्रत्येक उपकोश एक विशिष्ट संख्या में ऑर्बिटल्स को समायोजित कर सकता है। जैसे ही आप किसी मौजूदा ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ते हैं, एक उपकोश में कक्षक तब तक भरेंगे जब तक कि उपकोश में अधिकतम संभव इलेक्ट्रॉन न हों। एक बार जब एक विशिष्ट ऊर्जा स्तर पर सभी उपकोश भर जाते हैं, तो उच्च ऊर्जा स्तर में एक उपकोश में और इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा जाना चाहिए। जैसे-जैसे ऊर्जा का स्तर बढ़ता है, वैसे-वैसे परमाणु के नाभिक से उनकी दूरी बढ़ती जाती है।

तत्वों की परमाणु त्रिज्या पूर्वानुमेय, आवधिक तरीके से बदलती है। जैसे-जैसे आप आवर्त सारणी के मुख्य समूह आवर्त में बाएँ से दाएँ जाते हैं, परमाणु त्रिज्या घटती जाती है। इसी समय, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है। परमाणु त्रिज्या में बाएँ से दाएँ घटने का कारण यह है कि शुद्ध परमाणु आवेश बढ़ता है लेकिन संभावित इलेक्ट्रॉन कक्षकों का ऊर्जा स्तर नहीं होता है। दूसरे शब्दों में, जब पहले से व्याप्त ऊर्जा स्तर में एक नया इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है, तो त्रिज्या विशेष रूप से विस्तारित नहीं होती है। इसके बजाय, नाभिक से आने वाले एक मजबूत सकारात्मक चार्ज के साथ, इलेक्ट्रॉन बादल अंदर की ओर खींचा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा परमाणु त्रिज्या होता है। संक्रमण धातुएं इस प्रवृत्ति से थोड़ा विचलित होती हैं।

परमाणु त्रिज्या में आवधिक प्रवृत्ति परिरक्षण के रूप में जानी जाने वाली घटना के कारण होती है। परिरक्षण से तात्पर्य उस तरीके से है जिसमें परमाणु के आंतरिक इलेक्ट्रॉन नाभिक के कुछ धनात्मक आवेश को ढाल देते हैं। इसलिए, संयोजकता इलेक्ट्रॉन केवल एक शुद्ध धनात्मक आवेश महसूस करते हैं। इसे प्रभावी नाभिकीय आवेश कहते हैं। जैसे-जैसे आप किसी आवर्त में आगे बढ़ते हैं, संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन होता है, लेकिन आंतरिक इलेक्ट्रॉनों की संख्या नहीं बदलती। इसलिए, प्रभावी परमाणु चार्ज बढ़ता है, जिससे वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को अंदर की ओर खींचा जाता है।

जैसे-जैसे आप आवर्त सारणी के किसी समूह में नीचे जाते हैं, संयोजकता इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर बढ़ता जाता है। इस मामले में, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या नहीं बदलती है। उदाहरण के लिए, सोडियम और लिथियम दोनों में एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है, लेकिन सोडियम उच्च ऊर्जा स्तर पर मौजूद होता है। ऐसी स्थिति में, नाभिक के केंद्र और संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के बीच की कुल दूरी अधिक होती है। जबकि इस बिंदु पर प्रोटॉन की संख्या में भी वृद्धि हुई है, इन प्रोटॉन का बढ़ा हुआ धनात्मक आवेश है नाभिक और संयोजकता के बीच एक अन्य ऊर्जा स्तर के आंतरिक परिरक्षण इलेक्ट्रॉनों के मूल्य से ऑफसेट इलेक्ट्रॉन। इसलिए, परमाणु त्रिज्या एक समूह में नीचे की ओर बढ़ती है।