විකිරණ විච්ඡේදනය තුළ උද්යෝගිමත් අංශු සෑදීමේ ක්රියාවලීන්. රසායන විද්‍යාව යුගල නොකළ ඉලෙක්ට්රෝන අයනීකරණ ක්රියාවලිය
විකිරණශීලීතාව සොයා ගැනීමෙන් පරමාණුවල පමණක් නොව, ඒවායේ න්යෂ්ටීන්ගේ ව්යුහයේ සංකීර්ණත්වය තහවුරු විය. 1903 දී E. Rutherford සහ F. Soddy විසින් විකිරණශීලී ක්ෂය වීමේ න්‍යායක් ඉදිරිපත් කළ අතර එය පරමාණුවල ව්යුහය පිළිබඳ පැරණි අදහස් රැඩිකල් ලෙස වෙනස් කළේය. මෙම න්‍යායට අනුව, විකිරණශීලී මූලද්රව්ය ස්වයංසිද්ධව ක්ෂය වී, α- හෝ β-අංශු මුදාහරින අතර මුල් ඒවාට වඩා රසායනිකව වෙනස් වූ නව මූලද්‍රව්‍යවල පරමාණු සාදයි. ඒ අතරම, මුල් පරමාණු දෙකේම ස්කන්ධයේ ස්ථායීතාවය සහ ක්ෂය වීමේ ක්රියාවලියේ ප්රතිඵලයක් ලෙස පිහිටුවා ඇත. E. Rutherford 1919 දී න්‍යෂ්ටිය කෘතිමව පරිවර්තනය කිරීම අධ්‍යයනය කළ ප්‍රථමයා විය. α අංශු සහිත නයිට්‍රජන් පරමාණුවලට බෝම්බ හෙලීමේදී ඔහු හයිඩ්‍රජන් පරමාණු (ප්‍රෝටෝන) සහ ඔක්සිජන් නියුක්ලයිඩයේ පරමාණුවල න්‍යෂ්ටීන් හුදකලා කළේය. එක් මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවල න්‍යෂ්ටිවලින් අනෙකුත් මූලද්‍රව්‍යවල පරමාණුවල න්‍යෂ්ටීන් ලබා ගන්නා බැවින් එවැනි පරිවර්තනයන් න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා ලෙස හැඳින්වේ. න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා ලියන්නේ සමීකරණ භාවිතා කරමිනි. මේ අනුව, ඉහත සාකච්ඡා කළ න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාව පහත පරිදි ලිවිය හැකිය:
විකිරණශීලීතාවයේ සංසිද්ධිය සමස්ථානික සංකල්පය භාවිතයෙන් නිර්වචනය කළ හැකිය: විකිරණශීලීත්වය යනු එක් රසායනික මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවල අස්ථායී න්‍යෂ්ටීන් වෙනත් මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවල න්‍යෂ්ටීන් බවට පරිවර්තනය කිරීම වන අතර එය මූලික අංශු මුදා හැරීමත් සමඟ සිදු වේ. ස්වභාවධර්මයේ පවතින මූලද්‍රව්‍යවල සමස්ථානික මගින් ප්‍රදර්ශනය වන විකිරණශීලීතාව ස්වභාවික විකිරණශීලීතාව ලෙස හැඳින්වේ. විකිරණශීලී පරිවර්තන අනුපාතය විවිධ සමස්ථානික සඳහා වෙනස් වේ. එය විකිරණශීලී ක්ෂය නියතයක් මගින් සංලක්ෂිත වේ, එය තත්පර 1 කදී විකිරණශීලී නියුක්ලයිඩයේ පරමාණු කීයක් ක්ෂය වේ දැයි පෙන්වයි. ඒකක කාලයකට ක්ෂය වන විකිරණශීලී නියුක්ලයිඩයක පරමාණු ගණන මෙම නියුක්ලයිඩයේ මුළු පරමාණු ගණනට සමානුපාතික වන අතර එය විකිරණශීලී ක්ෂය නියතයේ අගය මත රඳා පවතී. නිදසුනක් වශයෙන්, යම් කාල පරිච්ඡේදයක් තුළ විකිරණශීලී නියුක්ලයිඩයක මුළු පරමාණු සංඛ්යාවෙන් අඩක් ක්ෂය වී ඇත්නම්, ඊළඟ කාල පරිච්ඡේදයේදී ඉතිරි කොටසෙන් අඩක් දිරාපත් වනු ඇත, එනම් පෙර කාල පරිච්ඡේදයට වඩා අඩක්, ආදිය.
විකිරණශීලී නියුක්ලයිඩයක ආයු කාලය එහි අර්ධ ආයු කාලය මගින් සංලක්ෂිත වේ, එනම් මෙම නියුක්ලයිඩයේ ආරම්භක ප්‍රමාණයෙන් අඩක් ක්ෂය වන කාල සීමාවයි. උදාහරණයක් ලෙස, Radon හි අර්ධ ආයු කාලය දින 3.85, රේඩියම් - අවුරුදු 1620, යුරේනියම් - අවුරුදු බිලියන 4.5 කි. මෙම වර්ගයේ විකිරණශීලී පරිවර්තනයන් ලෙස හැඳින්වේ: α-දිරාපත්වීම, β-දිරාපත්වීම, ස්වයංසිද්ධ (නොදැනුවත්ව) න්යෂ්ටික විඛණ්ඩනය. මෙම වර්ගයේ විකිරණශීලී පරිවර්තනයන් සමඟ α-අංශු, ඉලෙක්ට්රෝන, පොසිට්‍රෝන සහ γ-කිරණ මුදා හැරීම සිදුවේ. α-ක්ෂය වීමේ ක්‍රියාවලියේදී, විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවක න්‍යෂ්ටිය හීලියම් පරමාණුවක න්‍යෂ්ටිය මුදා හරින අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස මුල් විකිරණශීලී මූලද්රව්යයේ පරමාණුවක න්යෂ්ටියේ ආරෝපණය ඒකක දෙකකින් අඩු වේ. ස්කන්ධ අංකය හතරෙන්. උදාහරණයක් ලෙස, රේඩියම් පරමාණුවක් රේඩෝන් පරමාණුවක් බවට පරිවර්තනය කිරීම සමීකරණයෙන් ලිවිය හැකිය.
ඉලෙක්ට්රෝන, පොසිට්‍රෝන මුදාහැරීම හෝ කක්ෂීය ඉලෙක්ට්රෝන ඇතුල්වීම සමඟ ඇති වන β-ක්ෂය න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාව ද සමීකරණයෙන් ලිවිය හැකිය.
e යනු ඉලෙක්ට්‍රෝනයකි; hν - γ-විකිරණ ක්වොන්ටම්; ν o - antineutrino (නිශ්චල ස්කන්ධය සහ ආරෝපණ ශුන්‍යයට සමාන වන මූලික අංශුවකි).
β-ක්ෂය වීමේ හැකියාව ඇති වන්නේ, නවීන සංකල්පවලට අනුකූලව, නියුට්‍රෝනයකට, යම් යම් තත්වයන් යටතේ, ප්‍රෝටෝනයක් බවට පරිවර්තනය විය හැකි අතර, ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් සහ ප්‍රතිනියුට්‍රිනෝවක් මුදා හැරිය හැක. ප්‍රෝටෝනයක් සහ නියුට්‍රෝනයක් යනු එකම න්යෂ්ටික අංශුවක අවස්ථා දෙකකි - නියුක්ලියෝනය. මෙම ක්රියාවලිය රූප සටහනක් මගින් නිරූපණය කළ හැක
නියුට්‍රෝන -> ප්‍රෝටෝන + ඉලෙක්ට්රෝන + ඇන්ටිනියුට්‍රිනෝ
විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවල බීටා ක්ෂය වීමේදී, පරමාණුවේ න්යෂ්ටියේ කොටසක් වන නියුට්‍රෝන වලින් එකක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් සහ ප්‍රතිනියුට්‍රිනෝවක් මුදාහරිමින් ප්‍රෝටෝනයක් බවට හැරේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, න්යෂ්ටියේ ධන ආරෝපණය එකකින් වැඩි වේ. මෙම වර්ගයේ විකිරණශීලී ක්ෂය වීම ඉලෙක්ට්රෝන ක්ෂය (β - ක්ෂය) ලෙස හැඳින්වේ. ඉතින්, විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවක න්‍යෂ්ටිය එක් α-අංශුවක් මුදා හරින්නේ නම්, ප්‍රතිඵලය වන්නේ ප්‍රෝටෝන අංක ඒකක දෙකකින් අඩු නව මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවක න්‍යෂ්ටිය වන අතර β-අංශුවක් මුදා හරින විට න්‍යෂ්ටිය නව පරමාණුවක් මුල් එකට වඩා වැඩි ප්‍රෝටෝන අංක එකකින් ලබා ගනී. Soddy-Fajans විස්ථාපන නීතියේ සාරය මෙයයි. සමහර අස්ථායී සමස්ථානිකවල පරමාණුක න්‍යෂ්ටීන්ට +1 ධන ආරෝපණයක් සහ ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ස්කන්ධයට ආසන්න ස්කන්ධයක් ඇති අංශු මුදා හැරිය හැක. මෙම අංශුව පොසිට්‍රෝනයක් ලෙස හැඳින්වේ. එබැවින්, ප්‍රෝටෝනයක් නියුට්‍රෝනයක් බවට පරිවර්තනය කළ හැකි ආකාරය රූප සටහනට අනුව වේ:
Proton → Neutron + Positron + Neutrino
ප්‍රෝටෝනයක් නියුට්‍රෝනයක් බවට පරිවර්තනය වීම නිරීක්ෂණය වන්නේ එහි ඇති ප්‍රෝටෝනවල අතිරික්ත අන්තර්ගතය නිසා න්යෂ්ටියේ අස්ථාවරත්වය ඇති වූ විට පමණි. එවිට එක් ප්‍රෝටෝනයක් නියුට්‍රෝනයක් බවට පත් වන අතර, මෙම අවස්ථාවේ දී පැන නගින පොසිට්‍රෝනය සහ නියුට්‍රිනෝ න්යෂ්ටියේ සීමාවෙන් ඔබ්බට පියාසර කරයි; න්යෂ්ටික ආරෝපණය එකකින් අඩු වේ. මේ ආකාරයේ විකිරණශීලී ක්ෂය වීම පොසිට්‍රෝන ක්ෂය (β+-decay) ලෙස හැඳින්වේ. ඉතින්, විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවක න්යෂ්ටියේ β-ක්ෂය වීම හේතුවෙන්, මූලද්රව්යයේ පරමාණුවක් ලබා ගන්නා අතර එය එක් ස්ථානයකට දකුණට (β-ක්ෂය) හෝ වමට (β+-ක්ෂය) මාරු කරනු ලැබේ. මුල් විකිරණශීලී මූලද්රව්යය. විකිරණශීලී පරමාණුවක න්යෂ්ටික ආරෝපණය අඩුවීම β+ ක්ෂය වීමෙන් පමණක් නොව ඉලෙක්ට්රෝන ඇතුල් වීම නිසාද සිදුවිය හැක, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස න්‍යෂ්ටියට ආසන්නතම ඉලෙක්ට්රෝන බෝලයේ ඉලෙක්ට්රෝන එකක් න්‍යෂ්ටිය විසින් ග්‍රහණය කර ගනී. . න්යෂ්ටියේ ප්‍රෝටෝන වලින් එකක් සහිත මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝනය නියුට්‍රෝනයක් සාදයි: e - + p → n
පරමාණුක න්යෂ්ටියේ ව්යුහය පිළිබඳ න්යාය XX සියවසේ 30 ගණන්වල වර්ධනය විය. යුක්රේන විද්යාඥයන් ඩී.ඩී. ඉවානෙන්කෝ සහ ඊ.එම්. Gapon, මෙන්ම ජර්මානු විද්යාඥ ඩබ්ලිව් හයිසන්බර්ග්. මෙම න්‍යායට අනුව, පරමාණු වල න්‍යෂ්ටිය ධන ආරෝපිත ප්‍රෝටෝන සහ විද්යුත් උදාසීන නියුට්‍රෝන වලින් සමන්විත වේ. මෙම මූලික අංශුවල සාපේක්ෂ ස්කන්ධ බොහෝ දුරට සමාන වේ (ප්‍රෝටෝන ස්කන්ධය 1.00728, නියුට්‍රෝන ස්කන්ධය 1.00866). ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන (නියුක්ලියෝන) ඉතා ප්‍රබල න්යෂ්ටික බල මගින් න්‍යෂ්ටිය තුළ අන්තර්ගත වේ. න්යෂ්ටික බලවේග ඉතා කුඩා දුරින් පමණක් ක්රියා කරයි - මීටර් 10 -15 අනුපිළිවෙල අනුව.
ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන වලින් න්‍යෂ්ටියක් සෑදීමේදී නිකුත් වන ශක්තිය න්යෂ්ටියේ බන්ධන ශක්තිය ලෙස හඳුන්වන අතර එහි ස්ථායීතාවය සංලක්ෂිත කරයි.
යුගල ඉලෙක්ට්රෝන
කක්ෂයක එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් තිබේ නම් එය හඳුන්වනු ලැබේ යුගල නොකළ,සහ දෙකක් තිබේ නම්, මෙය යුගල ඉලෙක්ට්රෝන.
n, l, m, m s යන ක්වොන්ටම් සංඛ්යා හතරක් පරමාණුවක ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ශක්ති තත්ත්වය සම්පූර්ණයෙන්ම සංලක්ෂිත කරයි.
විවිධ මූලද්‍රව්‍යවල බහු ඉලෙක්ට්රෝන පරමාණුවල ඉලෙක්ට්රෝන කවචයේ ව්යුහය සලකා බැලීමේදී, ප්‍රධාන විධිවිධාන තුනක් සැලකිල්ලට ගැනීම අවශ්‍ය වේ:
· පෝලි මූලධර්මය,
· අවම ශක්තියේ මූලධර්මය,
හන්ඩ්ගේ රීතිය.
අනුව පෝලි මූලධර්මය පරමාණුවකට ක්වොන්ටම් සංඛ්යා හතරේම එකම අගයන් සහිත ඉලෙක්ට්රෝන දෙකක් තිබිය නොහැක.
Pauli මූලධර්මය එක් කක්ෂයක, මට්ටම් සහ උප මට්ටමේ උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන ගණන තීරණය කරයි. AO ක්වොන්ටම් සංඛ්යා තුනකින් සංලක්ෂිත බැවින් n, එල්, එම්, එවිට දී ඇති කාක්ෂිකයක ඉලෙක්ට්රෝන වෙනස් විය හැක්කේ කැරකෙන ක්වොන්ටම් අංකයෙන් පමණි මෙනෙවිය. නමුත් ස්පින් ක්වොන්ටම් අංකය මෙනෙවියතිබිය හැක්කේ + 1/2 සහ - 1/2 අගයන් දෙකක් පමණි. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, එක් කක්ෂයක භ්‍රමණ ක්වොන්ටම් සංඛ්‍යාවල විවිධ අගයන් සහිත ඉලෙක්ට්රෝන දෙකකට වඩා අඩංගු විය නොහැක.
සහල්. 4.6 එක් කක්ෂයක උපරිම ධාරිතාව ඉලෙක්ට්රෝන 2 කි.
ශක්ති මට්ටමේ උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව 2 ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත n 2 , සහ උප මට්ටමේ - 2(2 වැනි එල්+ 1). විවිධ මට්ටම් සහ උප මට්ටම්වල පිහිටා ඇති උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව වගුවේ දක්වා ඇත. 4.1
වගුව 4.1.
ක්වොන්ටම් මට්ටම් සහ උප මට්ටමේ උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව
| බලශක්ති මට්ටම | බලශක්ති උප මට්ටම | චුම්බක ක්වොන්ටම් අංකයේ විය හැකි අගයන් එම් | කක්ෂ ගණන අනුව | උපරිම ඉලෙක්ට්රෝන ගණන | ||
| උප මට්ටමේ | මට්ටමින් | උප මට්ටමේ | මට්ටමින් | |||
| කේ (n=1) | s (එල්=0) | |||||
| එල් (n=2) | s (එල්=0) පි (එල්=1) | –1, 0, 1 | ||||
| එම් (n=3) | s (එල්=0) පි (එල්=1) ඈ (එල්=2) | –1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 | ||||
| එන් (n=4) | s (එල්=0) පි (එල්=1) ඈ (එල්=2) f (එල්=3) | –1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3 |
ඉලෙක්ට්රෝන සමඟ කාක්ෂික පිරවීමේ අනුපිළිවෙල අනුව සිදු කරනු ලැබේ අවම ශක්තියේ මූලධර්මය .
අවම ශක්තියේ මූලධර්මය අනුව, ඉලෙක්ට්රෝන ශක්තිය වැඩි කිරීමේ අනුපිළිවෙලින් කාක්ෂික පුරවයි.
කක්ෂය පිරවීමේ අනුපිළිවෙල තීරණය වේ ක්ලෙච්කොව්ස්කිගේ රීතිය: ශක්තිය වැඩි වීම සහ ඒ අනුව, කක්ෂ පිරවීම සිදු වන්නේ ප්‍රධාන සහ කක්ෂීය ක්වොන්ටම් සංඛ්යා (n + l) එකතුවෙහි අනුපිළිවෙල වැඩි කිරීමේදී සහ එකතුව සමාන නම් (n + l) - ප්‍රධාන අනුපිළිවෙලින් වැඩි කිරීමෙනි ක්වොන්ටම් අංකය n.
උදාහරණයක් ලෙස, 4s උප මට්ටමේ ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ශක්තිය 3 උප මට්ටමේ ට වඩා අඩුය ඈ, පළමු නඩුවේ සිට මුදල n+ l = 4 + 0 = 4 (ඒ සඳහා මතක තබා ගන්න s- කක්ෂීය ක්වොන්ටම් අංකයේ උප මට්ටමේ අගය එල්= = 0), සහ දෙවනුව n+ l = 3 + 2= 5 ( ඈ- උප මට්ටමේ, එල්= 2). එබැවින්, උපමට්ටම 4 පළමුව පුරවනු ලැබේ s, සහ පසුව 3 ඈ(රූපය 4.8 බලන්න).
උප මට්ටම් 3 කින් ඈ (n = 3, එල් = 2) , 4ආර් (n = 4, එල්= 1) සහ 5 s (n = 5, එල්= 0) අගයන් එකතුව පීසහ එල්සමාන වන අතර 5 ට සමාන වේ. එකතුවෙහි සමාන අගයන්හිදී nසහ එල්අවම අගය සහිත උප මට්ටම පළමුව පුරවනු ලැබේ n, i.e. උප මට්ටම 3 ඈ.
ක්ලෙච්කොව්ස්කි රීතියට අනුකූලව, පරමාණුක කක්ෂවල ශක්තිය ශ්‍රේණියේ වැඩි වේ:
1s < 2s < 2ආර් < 3s < 3ආර් < 4s < 3ඈ < 4ආර් < 5s < 4ඈ < 5පි < 6s < 5ඈ »
"4 f < 6පි < 7s….
පරමාණුවේ කුමන උපමට්ටම අවසන් වරට පුරවා ඇත්ද යන්න මත පදනම්ව, සියලුම රසායනික මූලද්රව්ය බෙදා ඇත 4 ඉලෙක්ට්රොනික පවුල : s-, p-, d-, f-මූලද්රව්ය.
4f
4 4d
3 4s
3පි
3s
1 2s
මට්ටම් උප මට්ටම්
සහල්. 4.8 පරමාණුක කක්ෂවල ශක්තිය.
බාහිර මට්ටමේ s-උප මට්ටම පුරවන පරමාණු අවසන් වන මූලද්රව්ය ලෙස හැඳින්වේ s-මූලද්රව්ය . යූ sසංයුජතා මූලද්රව්ය යනු බාහිර ශක්ති මට්ටමේ s-ඉලෙක්ට්රෝන වේ.
යූ p-මූලද්රව්ය පිටත ස්ථරයේ p-sublayer අවසන් වරට පුරවා ඇත. ඒවායේ සංයුජතා ඉලෙක්ට්රෝන පිහිටා ඇත පි- සහ s- බාහිර මට්ටමේ උප මට්ටම්. යූ ඈ- මූලද්රව්ය අවසන් වරට පුරවා ඇත ඈපූර්ව බාහිර මට්ටමේ උප මට්ටම සහ සංයුජතා වේ s- බාහිර ඉලෙක්ට්රෝන සහ ඈ- පූර්ව බාහිර ශක්ති මට්ටම්වල ඉලෙක්ට්රෝන.
යූ f-මූලද්රව්ය අවසන් වරට පිරවිය යුතුය f- තුන්වන බාහිර ශක්ති මට්ටමේ උප මට්ටම.
එක් උප මට්ටමක් තුළ ඉලෙක්ට්රෝන ස්ථානගත කිරීමේ අනුපිළිවෙල තීරණය කරනු ලැබේ හන්ඩ්ගේ රීතිය:
උපමට්ටමක් තුළ ඉලෙක්ට්රෝන තැන්පත් කරනු ලබන්නේ ඒවායේ භ්‍රමණ ක්වොන්ටම් සංඛ්‍යාවල එකතුවට උපරිම නිරපේක්ෂ අගයක් ලැබෙන ආකාරයට ය.
වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, දී ඇති උප මට්ටමේ කාක්ෂික මුලින්ම භ්‍රමණය වන ක්වොන්ටම් අංකයේ එකම අගය සහිත එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයකින් පුරවනු ලබන අතර පසුව ප්‍රතිවිරුද්ධ අගය සහිත දෙවන ඉලෙක්ට්‍රෝනයකින් පුරවනු ලැබේ.
උදාහරණයක් ලෙස, ක්වොන්ටම් සෛල තුනක ඉලෙක්ට්රෝන 3 ක් බෙදා හැරීමට අවශ්‍ය නම්, ඒ සෑම එකක්ම වෙනම සෛලයක පිහිටා ඇත, i.e. වෙනම කක්ෂයක් අල්ලා ගන්න:
∑මෙනෙවිය= ½ – ½ + ½ = ½.
පරමාණුවක කවචයේ ඇති ශක්ති මට්ටම් සහ උප මට්ටම් අතර ඉලෙක්ට්රෝන ව්‍යාප්තිය අනුපිළිවෙල එහි ඉලෙක්ට්රොනික වින්‍යාසය හෝ ඉලෙක්ට්රොනික සූත්රය ලෙස හැඳින්වේ. රචනා කිරීම ඉලෙක්ට්රොනික වින්යාසයඅංකය ශක්ති මට්ටම (ප්‍රධාන ක්වොන්ටම් අංකය) අංක 1, 2, 3, 4..., උප මට්ටමේ (කක්ෂීය ක්වොන්ටම් අංකය) - අකුරු මගින් නම් කර ඇත. s, පි, ඈ, f. උප මට්ටමේ ඇති ඉලෙක්ට්රෝන සංඛ්යාව උප මට්ටමේ සංකේතයේ ඉහළින්ම ලියා ඇති අංකයකින් දැක්වේ.
පරමාණුවක ඉලෙක්ට්රොනික වින්‍යාසය ඊනියා ලෙස නිරූපණය කළ හැකිය ඉලෙක්ට්රෝන ග්රැෆික් සූත්රය. මෙය පරමාණුක කක්ෂයක චිත්‍රක නිරූපණයක් වන ක්වොන්ටම් සෛලවල ඉලෙක්ට්රෝන සැකැස්ම පිළිබඳ රූප සටහනකි. සෑම ක්වොන්ටම් සෛලයකම විවිධ භ්‍රමණ ක්වොන්ටම් සංඛ්යා සහිත ඉලෙක්ට්රෝන දෙකකට වඩා අඩංගු විය නොහැක.
ඕනෑම මූලද්රව්යයක් සඳහා ඉලෙක්ට්රොනික හෝ ඉලෙක්ට්රොනික-ග්රැෆික් සූත්රයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා, ඔබ දැනගත යුතුය:
1. මූලද්රව්යයේ අනුක්රමික අංකය, i.e. එහි න්යෂ්ටියේ ආරෝපණය සහ පරමාණුවේ ඇති ඉලෙක්ට්රෝන අනුරූප සංඛ්යාව.
2. පරමාණුවේ ශක්ති මට්ටම් ගණන තීරණය කරන කාල සීමාව.
3. ක්වොන්ටම් සංඛ්යා සහ ඒවා අතර සම්බන්ධය.
උදාහරණයක් ලෙස, පරමාණුක අංක 1 සහිත හයිඩ්‍රජන් පරමාණුවක ඉලෙක්ට්රෝන 1ක් ඇත. හයිඩ්‍රජන් යනු පළමු කාලපරිච්ඡේදයේ මූලද්‍රව්‍යයකි, එබැවින් එකම ඉලෙක්ට්‍රෝනය පළමු ශක්ති මට්ටමේ පිහිටන එක අල්ලා ගනී. s- අඩුම ශක්තියක් ඇති කක්ෂය. හයිඩ්‍රජන් පරමාණුවේ ඉලෙක්ට්රොනික සූත්රය වනුයේ:
1 N 1 s 1 .
හයිඩ්‍රජන් ඉලෙක්ට්රොනික ග්රැෆික් සූත්රය මේ ආකාරයෙන් පෙනෙනු ඇත:
හීලියම් පරමාණුවේ ඉලෙක්ට්රොනික සහ ඉලෙක්ට්රෝන ග්රැෆික් සූත්‍ර:
2 1 නොවේ s 2
2 1 නොවේ s
ඉලෙක්ට්රොනික කවචයේ සම්පූර්ණත්වය පිළිබිඹු කරයි, එහි ස්ථාවරත්වය තීරණය කරයි. හීලියම් යනු ඉහළ රසායනික ස්ථායීතාවයකින් (නිෂ්ක්රියතාවය) සංලක්ෂිත උච්ච වායුවකි.
ලිතියම් පරමාණු 3 Li සතුව ඉලෙක්ට්රෝන 3ක් ඇත, එය II කාලපරිච්ඡේදයේ මූලද්‍රව්‍යයකි, එනම් ඉලෙක්ට්රෝන ශක්ති මට්ටම් 2ක පිහිටා ඇති බවයි. ඉලෙක්ට්රෝන දෙකක් පිරෙනවා s- පළමු ශක්ති මට්ටමේ උප මට්ටම සහ 3 වන ඉලෙක්ට්‍රෝනය පිහිටා ඇත s- දෙවන ශක්ති මට්ටමේ උප මට්ටම:
3 ලී 1 s 2 2s 1
වැලන්ස් අයි
ලිතියම් පරමාණුවේ ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් 2ක පිහිටයි s-sublevel, පළමු ශක්ති මට්ටමේ ඉලෙක්ට්රෝන වලට වඩා න්‍යෂ්ටියට තදින් බැඳී ඇත, එබැවින් රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වලදී ලිතියම් පරමාණුවකට මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝනය පහසුවෙන් අත්හැරිය හැකි අතර Li + අයනය බවට හැරේ ( සහ ඔහු -විද්යුත් ආරෝපිත අංශුව ) මෙම අවස්ථාවේ දී, ලිතියම් අයන උච්ච වායු හීලියම් වල ස්ථාවර සම්පූර්ණ කවචයක් ලබා ගනී:
3 ලී + 1 s 2 .
එය සටහන් කළ යුතු වන්නේ, යුගල නොකළ (තනි) ඉලෙක්ට්රෝන ගණන තීරණය කරයිමූලද්රව්ය සංයුජතාව , i.e. අනෙකුත් මූලද්රව්ය සමඟ රසායනික බන්ධන සෑදීමේ හැකියාව.
මේ අනුව, ලිතියම් පරමාණුවකට යුගල නොකළ එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඇති අතර එමඟින් එහි සංයුජතාව එකකට සමාන වේ.
බෙරිලියම් පරමාණුවේ ඉලෙක්ට්රොනික සූත්රය:
4 1s 2 2s 2 වන්න.
බෙරිලියම් පරමාණුවේ ඉලෙක්ට්රෝන ග්රැෆික් සූත්රය:
2 සංයුජතාව ප්‍රධාන වශයෙන්
තත්වය 0 වේ
බෙරිලියම් හි උප මට්ටමේ 2 ඉලෙක්ට්රෝන අනෙක් ඒවාට වඩා පහසුවෙන් ඉවත් කළ හැකිය. s 2, Be +2 අයනය සෑදීම:
හීලියම් පරමාණුව සහ ලිතියම් 3 Li + සහ බෙරිලියම් 4 Be +2 යන අයන එකම ඉලෙක්ට්රොනික ව්‍යුහයක් ඇති බව සටහන් කළ හැකිය, i.e. සංලක්ෂිත වේ isoelectronic ව්යුහය.
පරමාණුවක ව්යුහය එහි අරය, අයනීකරණ ශක්තිය, ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය, විද්යුත් සෘණතාව සහ පරමාණුවේ අනෙකුත් පරාමිතීන් තීරණය කරයි. පරමාණුවල ඉලෙක්ට්රොනික කවච මගින් දෘශ්‍ය, විද්යුත්, චුම්භක සහ වඩාත්ම වැදගත් ලෙස පරමාණු සහ අණුවල රසායනික ගුණාංග මෙන්ම ඝන ද්‍රව්‍යවල බොහෝ ගුණාංග තීරණය කරයි.
පරමාණුවේ චුම්බක ලක්ෂණ
ඉලෙක්ට්රෝනයට තමන්ගේම ඇත චුම්බක මොහොත, ව්‍යවහාරික චුම්බක ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තරව හෝ ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවකින් ප්‍රමාණනය කර ඇත. එකම කාක්ෂිකයේ සිටින ඉලෙක්ට්රෝන දෙකක් ප්‍රතිවිරුද්ධ භ්‍රමණයන් තිබේ නම් (Pauli මූලධර්මය අනුව), එවිට ඒවා එකිනෙක අවලංගු වේ. මෙහිදී අපි කියන්නේ ඉලෙක්ට්රෝන කියලා යුගල කර ඇත. යුගල වූ ඉලෙක්ට්රෝන පමණක් ඇති පරමාණු චුම්බක ක්ෂේත්‍රයෙන් පිටතට තල්ලු කරනු ලැබේ. එවැනි පරමාණු ලෙස හැඳින්වේ diamagnetic. යුගල නොකළ ඉලෙක්ට්රෝන එකක් හෝ කිහිපයක් ඇති පරමාණු චුම්භක ක්ෂේත්‍රයකට ඇද දමනු ලැබේ. ඒවා diamagnetic ලෙස හැඳින්වේ.
පරමාණුවක චුම්බක මොහොත, චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් සමඟ පරමාණුවක අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වයේ තීව්‍රතාවය සංලක්ෂිත වේ, යුගල නොකළ ඉලෙක්ට්රෝන ගණනට ප්‍රායෝගිකව සමානුපාතික වේ.
විවිධ මූලද්‍රව්‍යවල පරමාණුවල ඉලෙක්ට්රොනික ව්යුහයේ ලක්ෂණ අයනීකරණ ශක්තිය සහ ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය වැනි ශක්ති ලක්ෂණ වලින් පිළිබිඹු වේ.
අයනීකරණ ශක්තිය
පරමාණුවක අයනීකරණයේ ශක්තිය (විභවය). ඊ මමසමීකරණයට අනුව පරමාණුවක සිට අනන්තය දක්වා ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉවත් කිරීමට අවශ්‍ය අවම ශක්තිය වේ
X = X + + ඊ −
එහි අගයන් ආවර්තිතා වගුවේ සියලුම මූලද්‍රව්‍යවල පරමාණු සඳහා ප්‍රසිද්ධය. උදාහරණයක් ලෙස, හයිඩ්‍රජන් පරමාණුවක අයනීකරණ ශක්තිය ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් 1 සිට සංක්‍රමණය වීමට අනුරූප වේ s-ශක්ති උපමට්ටම (−1312.1 kJ/mol) ශුන්‍ය ශක්තිය සහිත උප මට්ටමට සහ +1312.1 kJ/mol ට සමාන වේ.
පරමාණුවල එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉවත් කිරීමට අනුරූප වන පළමු අයනීකරණ විභවයන් වෙනස් කිරීමේදී, පරමාණුක ක්‍රමාංකය වැඩි වීමත් සමඟ ආවර්තිතා පැහැදිලිව ප්‍රකාශ වේ:
කාල පරිච්ඡේදයක් හරහා වමේ සිට දකුණට ගමන් කරන විට, අයනීකරණ ශක්තිය, සාමාන්‍යයෙන්, කණ්ඩායම තුළ පරමාණුක ක්‍රමාංකය වැඩි වීමත් සමඟ ක්‍රමයෙන් වැඩි වේ. ක්ෂාර ලෝහවල අවම පළමු අයනීකරණ විභවයන් ඇති අතර උච්ච වායුවලට උපරිමය ඇත.
එකම පරමාණුව සඳහා, ධන ආරෝපිත අයනයකින් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉවත් කළ යුතු බැවින්, දෙවන, තුන්වන සහ පසුව අයනීකරණ ශක්තීන් සෑම විටම වැඩි වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ලිතියම් පරමාණුවක් සඳහා, පළමු, දෙවන සහ තෙවන අයනීකරණ ශක්තීන් පිළිවෙලින් 520.3, 7298.1 සහ 11814.9 kJ/mol වේ.
ඉලෙක්ට්රෝන වියුක්ත කිරීමේ අනුපිළිවෙල සාමාන්‍යයෙන් අවම ශක්තියේ මූලධර්මයට අනුකූලව ඉලෙක්ට්රෝන සමඟ කක්ෂ පිරවීමේ ප්‍රතිලෝම අනුපිළිවෙලයි. කෙසේ වෙතත්, ජනාකීර්ණ වන මූලද්රව්ය ඈ- කක්ෂය යනු ව්‍යතිරේකයකි - පළමුවෙන්ම, ඒවා අහිමි නොවේ ඈ-, ඒ s- ඉලෙක්ට්රෝන.
ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය
පරමාණු ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධය ඒ e යනු අතිරේක ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් සම්බන්ධ කර සෘණ අයනයක් බවට පත් කිරීමට පරමාණුවලට ඇති හැකියාවයි. ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවයේ මිනුමක් යනු මුදා හරින හෝ අවශෝෂණය කරන ශක්තියයි. ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාව සෘණ අයන X හි අයනීකරණ ශක්තියට සමාන වේ -:
X - = X + ඊ −
හැලජන් පරමාණු වලට විශාලතම ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, ෆ්ලෝරීන් පරමාණුවක් සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් එකතු කිරීමත් සමඟ 327.9 kJ/mol ශක්තියක් මුදා හැරේ. මූලද්රව්ය ගණනාවක් සඳහා ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධය ශුන්‍ය හෝ සෘණ අගයට ආසන්න වේ, එනම් මෙම මූලද්රව්ය සඳහා ස්ථායී ඇනායනයක් නොමැති වීමයි.
සාමාන්‍යයෙන්, විවිධ මූලද්‍රව්‍යවල පරමාණුවල ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධය ඒවායේ අයනීකරණ ශක්තියේ වැඩි වීමක් සමඟ සමාන්තරව අඩු වේ. කෙසේ වෙතත්, සමහර මූලද්රව්ය යුගල සඳහා ව්යතිරේක පවතී:
| මූලද්රව්යය | ඊමම, kJ/mol | ඒ ඊ, kJ/mol |
| එෆ් | 1681 | −238 |
| Cl | 1251 | −349 |
| එන් | 1402 | 7 |
| පී | 1012 | −71 |
| ඕ | 1314 | −141 |
| එස් | 1000 | −200 |
පළමු පරමාණුවල කුඩා ප්‍රමාණයන් සහ ඒවායේ ඇති විශාල ඉලෙක්ට්රෝන-ඉලෙක්ට්රෝන විකර්ෂණය මත පදනම්ව මේ සඳහා පැහැදිලි කිරීමක් කළ හැකිය.
විද්යුත් සෘණතාව
විද්යුත් සෘණතාව යනු රසායනික බන්ධනයක් (ඉහළ විද්යුත් සෘණතාවයක් ඇති මූලද්රව්යයක් දෙසට) සෑදීමේදී ඉලෙක්ට්රෝන වලාකුළක් එහි දිශාවට මාරු කිරීමට රසායනික මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවකට ඇති හැකියාව සංලක්ෂිත වේ. ඇමරිකානු භෞතික විද්යාඥ මල්ලිකන් අයනීකරණ විභවය සහ ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය අතර අංක ගණිත මධ්‍යන්‍යය ලෙස විද්යුත් සෘණතාව නිර්වචනය කිරීමට යෝජනා කළේය.
χ = 1/2 ( ඊමම + ඒ ඊ)
මෙම ක්රමය භාවිතා කිරීමේ දුෂ්කරතාවය නම් සියලුම මූලද්රව්ය සඳහා ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධකම් නොදැන සිටීමයි.
පරමාණුවේ චුම්බක ලක්ෂණ
ඉලෙක්ට්රෝනයට තමන්ගේම ඇත චුම්බක මොහොත, ව්‍යවහාරික චුම්භක ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තරව හෝ ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවකින් ප්‍රමාණනය කර ඇත. එකම කාක්ෂිකයේ සිටින ඉලෙක්ට්රෝන දෙකක් ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට භ්‍රමණය වී තිබේ නම් (Pauli මූලධර්මය අනුව), එවිට ඒවා එකිනෙක අවලංගු වේ. මෙහිදී අපි කියන්නේ ඉලෙක්ට්රෝන කියලා යුගල කර ඇත. යුගල වූ ඉලෙක්ට්රෝන පමණක් ඇති පරමාණු චුම්බක ක්ෂේත්‍රයෙන් පිටතට තල්ලු කරනු ලැබේ. එවැනි පරමාණු ලෙස හැඳින්වේ diamagnetic. යුගල නොකළ ඉලෙක්ට්රෝන එකක් හෝ කිහිපයක් ඇති පරමාණු චුම්භක ක්ෂේත්‍රයකට ඇද දමනු ලැබේ. Οʜᴎ diamagnetic ලෙස හැඳින්වේ.
පරමාණුවක චුම්බක මොහොත, චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් සමඟ පරමාණුවක අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වයේ තීව්‍රතාවය සංලක්ෂිත වේ, යුගල නොකළ ඉලෙක්ට්රෝන ගණනට ප්‍රායෝගිකව සමානුපාතික වේ.
විවිධ මූලද්‍රව්‍යවල පරමාණුවල ඉලෙක්ට්රොනික ව්යුහයේ ලක්ෂණ අයනීකරණ ශක්තිය සහ ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය වැනි ශක්ති ලක්ෂණ වලින් පිළිබිඹු වේ.
පරමාණුවක අයනීකරණයේ ශක්තිය (විභවය). ඊ අයිසමීකරණයට අනුව පරමාණුවක සිට අනන්තය දක්වා ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉවත් කිරීමට අවශ්‍ය අවම ශක්තිය වේ
X = X + + ඊ −
එහි අගයන් ආවර්තිතා වගුවේ සියලුම මූලද්‍රව්‍යවල පරමාණු සඳහා ප්‍රසිද්ධය. උදාහරණයක් ලෙස, හයිඩ්‍රජන් පරමාණුවක අයනීකරණ ශක්තිය ඉලෙක්ට්‍රෝනය 1 සිට සංක්‍රමණය වීමට අනුරූප වේ s-ශක්ති උපමට්ටම (−1312.1 kJ/mol) ශුන්‍ය ශක්තිය සහිත උප මට්ටමට සහ +1312.1 kJ/mol ට සමාන වේ.
පරමාණුවල එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉවත් කිරීමට අනුරූප වන පළමු අයනීකරණ විභවයන් වෙනස් කිරීමේදී, පරමාණුක ක්‍රමාංකය වැඩි වීමත් සමඟ ආවර්තිතා පැහැදිලිව ප්‍රකාශ වේ:
රූපය 13
කාල පරිච්ෙඡ්දය හරහා වමේ සිට දකුණට ගමන් කරන විට, අයනීකරණ ශක්තිය, සාමාන්‍යයෙන්, කණ්ඩායම තුළ පරමාණුක ක්‍රමාංකය වැඩි වීමත් සමඟ ක්‍රමයෙන් වැඩි වේ. ක්ෂාර ලෝහවල අවම පළමු අයනීකරණ විභවයන් ඇති අතර උච්ච වායුවලට උපරිමය ඇත.
එකම පරමාණුව සඳහා, ධන ආරෝපිත අයනයකින් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉරා දැමිය යුතු බැවින්, දෙවන, තුන්වන සහ පසුව අයනීකරණ ශක්තීන් සෑම විටම වැඩි වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ලිතියම් පරමාණුවක් සඳහා, පළමු, දෙවන සහ තෙවන අයනීකරණ ශක්තීන් පිළිවෙලින් 520.3, 7298.1 සහ 11814.9 kJ/mol වේ.
ඉලෙක්ට්රෝන වියුක්ත කිරීමේ අනුපිළිවෙල සාමාන්‍යයෙන් අවම ශක්තියේ මූලධර්මයට අනුකූලව ඉලෙක්ට්රෝන සහිත කාක්ෂික පිරවීමේ ප්‍රතිලෝම අනුපිළිවෙලයි. එපමණක් නොව, ජනාකීර්ණ වන මූලද්රව්ය ඈ- කක්ෂය යනු ව්‍යතිරේකයකි - පළමුවෙන්ම, ඒවා අහිමි නොවේ ඈ-, ඒ s- ඉලෙක්ට්රෝන.
පරමාණුවක චුම්බක ලක්ෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝනයකට තමන්ගේම චුම්භක මොහොතක් ඇත, එය ව්‍යවහාරික චුම්බක ක්ෂේත්‍රයට සමාන්තරව හෝ ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවකින් ක්‍වොන්ටීකරණය වේ. එකම කාක්ෂිකයේ සිටින ඉලෙක්ට්රෝන දෙකක් ප්‍රතිවිරුද්ධ භ්‍රමණයන් තිබේ නම්... [වැඩිදුර කියවන්න]
අයනීකරණ ක්රියාවලිය යෝජනා ක්රමය මගින් ප්රකාශිත වේ: E - n En+. එපමණක්ද නොව, අයනීකරණය බොහෝ වාරයක් සිදු විය හැක. පරමාණුවක අයනීකරණය පරමාණුවකට ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් අත්හැරීමට සහ ඔක්සිකරණය වීමට ඇති හැකියාව තීරණය කරයි. මෙම ගුණය (Eionization) රසායනික බන්ධනයේ ස්වභාවය සහ ශක්තිය තීරණය කරයි. ක්රියාවලිය ... [වැඩිදුර කියවන්න]
පරමාණුවේ ලක්ෂණ. ස්වයං-තහවුරු කිරීම සඳහා බල සැපයුම අයන බවට විඝටනය නොවන සහ විදුලි ධාරාවක් සන්නයනය නොකරන කථන විද්යුත් විච්ඡේදක නොවන ලෙස හැඳින්වේ. විද්යුත් විච්ඡේදක සහ විද්යුත් විච්ඡේදක නොවන බව පෙනෙන පරිදි, තලා දැමූ හෝ උණු කළ ඒවා තුළ ඇත්තේ වචන පමණි... [වැඩිදුර කියවන්න]
පරමාණුවක ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ශක්ති ලක්ෂණ විස්තර කිරීම සඳහා ක්වොන්ටම් සංඛ්යා හතරක අගයන් දැක්වීම අවශ්‍ය වේ: ප්‍රධාන, ද්විතියික, චුම්භක සහ භ්‍රමණ ක්වොන්ටම් සංඛ්යා. අපි ඒවා වෙන වෙනම බලමු. 1) ප්‍රධාන ක්වොන්ටම් අංකය "n" පරමාණුවක ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ශක්තිය සංලක්ෂිත කරයි,...