குவாண்டம் எண்கள்

நீல்ஸ் போரின் அணு மாதிரியின் படி, ஒரு அணுவின் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் கருவில் உள்ளன, அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரான்கள் அதைச் சுற்றி உள்ளன. எலக்ட்ரான் எங்கு இருக்கிறது என்பதை நம்மால் சரியாக அறிய இயலாது என்றாலும், அது பெரும்பாலும் அணுக்கரு சுற்றுப்பாதைகளைக் காணக்கூடிய பகுதிகள் உள்ளன. அந்த சுற்றுப்பாதைகளை நாம் எவ்வாறு தீர்மானிக்க முடியும்? குவாண்டம் எண்களைப் பயன்படுத்தி மிகவும் எளிது.

குவாண்டம் எண்கள் என்ன?

4 குவாண்டம் எண்கள் உள்ளன. அவற்றில் மூன்று ஒரு குறிப்பிட்ட அணுவின் எலக்ட்ரான் எங்குள்ளது என்பது பற்றிய தகவல்களை நமக்கு அளிக்கிறது, அதாவது அவை சுற்றுப்பாதை பற்றிய தகவல்களை நமக்குத் தருகின்றன. மறுபுறம், நான்காவது குவாண்டம் எண் எலக்ட்ரான் எங்கே என்று சொல்லவில்லை, ஆனால் எப்படி. உங்களுக்கு இது பற்றி இன்னும் தெளிவாக தெரியவில்லையா? அதையே தேர்வு செய்!

• முதன்மை குவாண்டம் எண் (என்) இது நிரப்புவதற்கான கடைசி ஆற்றல் நிலை மற்றும் சுற்றுப்பாதையின் அளவைக் குறிக்கிறது, எனவே கரு மற்றும் எலக்ட்ரானுக்கு இடையிலான தூரத்தைக் குறிக்கிறது. ஏன்? மிக எளிதாக. பெரிய சுற்றுப்பாதை, மேலும் எலக்ட்ரான் அணுவின் கருவில் இருந்து இருக்க முடியும்.
• அஜிமுதல் அல்லது இரண்டாம் நிலை குவாண்டம் எண் (எல்) சுற்றுப்பாதையின் வடிவத்தைக் குறிக்கவும்.
• காந்த குவாண்டம் எண் (மீ) சுற்றுப்பாதையின் நோக்குநிலையைக் குறிக்கிறது.
• சுழல் குவாண்டம் எண் (கள்) எலக்ட்ரான் எந்த வழியில் சுழல்கிறது என்று சொல்லுங்கள்.

எளிதானது அல்லவா? முக்கியமான விஷயத்துடன் செல்வோம்!

குவாண்டம் எண்கள் எவ்வாறு பெறப்படுகின்றன

குவாண்டம் எண்களைப் பெற நீங்கள் 2 எளிய வழிமுறைகளைப் பின்பற்ற வேண்டும்:

1. எலக்ட்ரான் உள்ளமைவை எழுதுங்கள்.
2. வேறுபட்ட எலக்ட்ரானிலிருந்து குவாண்டம் எண்களைப் பெறுங்கள் (சுற்றுப்பாதையை நிரப்பும் கடைசி ஒன்று).

மின்னணு உள்ளமைவு

நாங்கள் படி 1 உடன் தொடங்குகிறோம், எலக்ட்ரான் உள்ளமைவை எழுதுங்கள். எப்படி? அதை செய்ய இரண்டு முறைகள் உள்ளன, நாம் அதை பெறுவோம்!

மொல்லர் வரைபடம்

இந்த நுட்பம் பின்வரும் வரைபடத்தின் மூலம் சுற்றுப்பாதைகளை நிரப்பும் வரிசையைக் குறிக்கிறது:

இந்த வரைபடம் ஆஃபாவ் கொள்கையால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது, இது சுற்றுப்பாதைகள் அதிகரிக்கும் ஆற்றல் வரிசையை நிரப்புகிறது, அதாவது குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட சுற்றுப்பாதை முன்பு நிரப்பப்படும்.

எந்த சுற்றுப்பாதையில் அதிக ஆற்றல் உள்ளது என்பதை அறிய, n + l செயல்பாட்டைச் செய்யவும். இரண்டு வெவ்வேறு அணுக்களுக்கான இந்த செயல்பாடு ஒரே எண்ணில் விளைந்தால், அதன் எண் n அதிகமாக இருந்தால் அதிக ஆற்றல் இருக்கும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், சமநிலை ஏற்பட்டால், மிகக் குறைந்த எண் n உடன் முதலில் நிரப்பப்படும். ஒரு உதாரணத்துடன் பார்ப்போம்:

4p: n + l -> 4 + 1 = 5

5s: n + l -> 5 + 0 = 5

N + l விதியில் ஒரு டை இருப்பதால், அதன் எண் n குறைவாக இருப்பதால் அது 4p ஐ முன்னதாக நிரப்புகிறது.

கர்னல் மாடல்

இந்த மாதிரியைப் பின்பற்றி மின்னணு கட்டமைப்பைப் பெற நீங்கள் கால அட்டவணையை நன்கு அறிந்திருக்க வேண்டும். அட்டவணையில் அணு எண் மற்றும் உறுப்பின் நிலை நம்மிடம் இருந்தால், அது ஒரு துண்டு கேக்!

இந்த முறை ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட முறையாகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் இது முழுமையான எலக்ட்ரான் உள்ளமைவை எழுத வேண்டியதில்லை. இந்த வழியில், மேலே உள்ள உன்னத வாயு உறுப்பின் பெயரை அடைப்புக்குறிக்குள் எழுதலாம், பின்னர் அந்த உன்னத வாயுவிலிருந்து கேள்விக்குரிய உறுப்புக்கான பாதையை எழுதலாம். ஒரு உதாரணத்தைப் பார்ப்போம்:இவ்வாறு, காலத்தின் எண்ணிக்கை (கால அட்டவணையின் வரிசை) மற்றும் "மண்டலம்" ஆகியவற்றை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, எலக்ட்ரானிக் கட்டமைப்பு எழுதப்பட்டவுடன், குவாண்டம் எண்களை பிரித்தெடுப்போம்.

பாஸ்பர் (பி) முந்தைய உன்னத வாயுவிலிருந்து எழுதப்படும், அதாவது நியான்:

P -> [Ne] 3s²3p³

நிச்சயமாக, இந்த முறையுடன் நீங்கள் கவனமாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் மண்டலங்கள் d மற்றும் f ஆகியவை சிறப்பு மண்டலங்கள். நாம் பயணம் செய்யும் போது, ​​மண்டலம் d இல் நாம் காலத்தின் (வரிசை) எண்ணை வைக்க மாட்டோம், ஆனால் காலத்தின் எண்ணிக்கை கழித்து ஒன்று. எஃப் பகுதிக்கும் இதேதான் நடக்கும், நாங்கள் காலத்தின் எண்ணிக்கையை வைக்க மாட்டோம், ஆனால் காலத்தின் எண்ணிக்கை கழித்து இரண்டு. ஓரிரு உதாரணங்களுடன் இதை நீங்கள் நன்றாக புரிந்துகொள்வீர்கள்:

Nb -> [Kr] 5s¹4d⁴

இது காலம் 5 இல் இருந்தாலும், நாம் மண்டலம் d இல் இருக்கும்போது, ​​நாம் 1 ஐக் கழிக்கிறோம்.

Nd -> [Xe] 6s²4f¹⁴

இது காலம் 6 இல் இருந்தாலும், நாம் f மண்டலத்தில் இருக்கும்போது, ​​நாம் 2 ஐக் கழிக்கிறோம்.

மின்னணு கட்டமைப்பில் விதிவிலக்குகள்

எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு சில சிறப்பு அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை உங்களுக்குத் தெரியாவிட்டால், பெரிய ஹெட் ஃபீடர்களுக்கு வழிவகுக்கும். ஆனால் பீதியை பரப்ப வேண்டாம்! நாங்கள் சொல்வோம்!

மண்டலம் எஃப்

மண்டலம் எஃப் கால அட்டவணையின் கீழே தோன்றுகிறது, ஆனால் உண்மையில் நாம் வெள்ளை நிறத்தில் பார்க்கும் இடைவெளியில் "உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளது", அதாவது மண்டலத்தின் கடைசி இரண்டு வரிசைகளின் முதல் மற்றும் இரண்டாவது கூறுகளுக்கு இடையில்.

நீங்கள் பார்க்கிறீர்களா? இந்த காரணத்திற்காக, சில நேரங்களில், எஃப் மண்டலத்தில் ஒரு தனிமத்தின் மின்னணு உள்ளமைவை நாம் எழுத வேண்டியிருக்கும் போது, ​​எடுத்துக்காட்டாக, Nd, மண்டலத்தின் D இல் உள்ள தனிமத்தைக் குறிப்பிடுவதற்கு தொடர்புடைய மட்டத்தின் மண்டலத்தில் D இல் ஒரு எலக்ட்ரானை வைக்க வேண்டும். மண்டலம் எஃப் நுழைவதற்கு முன்.

Ce -> [Xe] 6s²5d¹4f¹

குழு 6 மற்றும் குழு 11

குழு 6 மற்றும் குழு 11 மாற்றம் உலோகங்கள் முறையே கடைசி குண்டுகளில் 4 மற்றும் 9 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, மிகவும் உறுதியான உறுப்பாக இருக்க, கள் சுற்றுப்பாதை உற்சாகமடைகிறது மற்றும் எலக்ட்ரானை இழக்கிறது, இது அடுத்த சுற்றுப்பாதைக்கு செல்கிறது, டி. இந்த வழியில், கள் சுற்றுப்பாதையில் எலக்ட்ரானுடன் விடப்படும்; மற்றும் d உடன் 5, அது குழு 6 இன் உறுப்பு அல்லது 10 உடன் இருந்தால், அது குழு 11 இன் உறுப்பு என்றால்.

இங்கே ஒரு உதாரணம்:

Ag -> [Kr] 5s²4d⁹

வெளிப்படையாக, இது வெள்ளியின் (Ag) எலக்ட்ரான் உள்ளமைவாக இருக்கும். இருப்பினும், சுற்றுப்பாதையில் இருந்து எலக்ட்ரானை இழக்கும்போது, ​​இது போல் தெரிகிறது:

Ag -> [Kr] 5s¹4d¹⁰

இருப்பினும், இந்த விதிக்கு விதிவிலக்குகள் உள்ளன, அதாவது டங்ஸ்டன் (குழு 6), இது s சுற்றுப்பாதையில் 2 எலக்ட்ரான்களும் மற்றும் d சுற்றுப்பாதையில் 4 எலக்ட்ரான்களும் உள்ளன.

ஆனால் கவலைப்பட வேண்டாம்! மிகவும் பொதுவானவை (Cr, Cu, Ag மற்றும் Au) இந்த விதியைப் பின்பற்றுகின்றன.

உங்களுக்கு புரிகிறதா? சரி. எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பைப் பற்றி நீங்கள் தெரிந்து கொள்ள வேண்டியது அவ்வளவுதான். குவாண்டம் எண்களுக்கு செல்லலாம்!

குவாண்டம் எண்களை எவ்வாறு பெறுவது

குவாண்டம் எண்களைப் பெறுவதற்கு, ஒரு சுற்றுப்பாதையில் 2 எலக்ட்ரான்கள் பொருந்துகின்றன என்பதை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, ஒவ்வொரு சுற்றுப்பாதை ஷெல்லிலும் எத்தனை எலக்ட்ரான்கள் பொருந்துகின்றன என்பதை நாம் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும்.

• அடுக்கு எஸ். இது ஒரு சுற்றுப்பாதையை மட்டுமே கொண்டுள்ளது, எனவே இது 2 எலக்ட்ரான்களை வைத்திருக்க முடியும்.

• அடுக்கு ப. இதில் 3 சுற்றுப்பாதைகள் உள்ளன, எனவே 6 எலக்ட்ரான்களுக்கு இடம் உள்ளது.

• அடுக்கு டி. இது 5 சுற்றுப்பாதைகளைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இது 10 எலக்ட்ரான்களை வைத்திருக்க முடியும்.

• அடுக்கு எஃப். இது 7 சுற்றுப்பாதைகளைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது, 14 எலக்ட்ரான்களை வைத்திருக்க முடியும்.

ஒவ்வொரு சுற்றுப்பாதையிலும் 2 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன என்பதை இப்போது நீங்கள் புரிந்து கொண்டால், நீங்கள் ஹண்டின் விதியை அறிந்து கொள்ள வேண்டும். இந்த விதி கூறுகிறது, அதே சப்லெவல் அல்லது ஷெல்லின் சுற்றுப்பாதைகளை நிரப்பும்போது, ​​எடுத்துக்காட்டாக, p ஷெல், எலக்ட்ரான்கள் சுற்றுப்பாதையை ஒரு திசையில் (நேர்மறை) நிரப்புகின்றன, பின்னர் மற்றொன்று (எதிர்மறை). நீங்கள் அதை ஒரு உதாரணத்துடன் பார்க்க வேண்டுமா?

நம்மிடம் 2 பி இருந்தால்⁴அதாவது, 2 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்ட 4 பி சுற்றுப்பாதை, இப்படி நிரப்பாது:

இது இப்படி நிரப்பப்படும்:

நீங்கள் அதைப் பெறுகிறீர்களா? சிறந்தது, எண்களை எவ்வாறு கணக்கிடுவது என்று பார்ப்போம்:

• குவாண்டம் எண் n. இந்த எண் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவின் கடைசி நிலை எண்ணிக்கையுடன் ஒத்துப்போகிறது. உதாரணமாக, எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு 4 வினாடிகளில் முடிந்தால்²முக்கிய குவாண்டம் எண் 4 ஆக இருக்கும்.
• குவாண்டம் எண் எல். இந்த எண் நிரப்பப்பட்ட கடைசி அடுக்கைப் பொறுத்தது.
• அடுக்கு s -> l = 0
• அடுக்கு p -> l = 1
• அடுக்கு d -> l = 2
• அடுக்கு f -> l = 3
• குவாண்டம் எண் எம். எண் என்பது -l முதல் + l க்கு இடையில் எந்த மதிப்பாகவும் இருக்கலாம், எனவே இது வேறுபட்ட எலக்ட்ரான் உள்ள துணை அளவைப் பொறுத்தது, அதாவது அது s, p, d அல்லது f ஆகும். இந்த எண்ணை எவ்வாறு கணக்கிடுவது என்பது சற்று சிக்கலானது, அதை இரண்டு வரைபடங்களுடன் பார்ப்போம்:
• அடுக்கு s -> நாம் பார்த்தபடி, l மதிப்பு 0, அதனால் m என்பது 0 மதிப்பு மட்டுமே.
• அடுக்கு ப -> எல் 1 மதிப்புடையது, எனவே மீ -1, 0 அல்லது 1 ஆக இருக்கலாம்.

• அடுக்கு d -> l 2 ஆகும், எனவே m -2, -1, 0, 1 மற்றும் 2 ஆக இருக்கலாம்.

• அடுக்கு f -> l மதிப்பு 3, எனவே m -3, -2, -1, 0, 1, 2 மற்றும் 3 ஆக இருக்கலாம்.

சுற்றுப்பாதைகள் எவ்வாறு நிரப்பப்படுகின்றன என்பது உங்களுக்கு ஏற்கனவே தெரியும், எனவே குவாண்டம் எண் m கடைசியாக வரையப்பட்ட எலக்ட்ரான் இருக்கும் துளையின் மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும். முன்பிருந்த இந்த உதாரணம் உங்களுக்கு நினைவிருக்கிறதா?

இந்த வழக்கில், m -1 ஆக இருக்கும், ஏனெனில் p ஷெல்லில் (3 சுற்றுப்பாதைகள்), 4 எலக்ட்ரான்கள் இருந்தால், கடைசியாக நிரப்புவது முதல் சுற்றுப்பாதையின் எதிர்மறையாக இருக்கும்.

• குவாண்டம் எண் எஸ். குவாண்டம் எண் கள் மதிப்பு ½ மற்றும் -½ மட்டுமே. கடைசியாக வரையப்பட்ட எலக்ட்ரான் நேர்மறையாக இருந்தால், அதாவது அம்பு மேலே இருந்தால், கள் will ஆக இருக்கும். மறுபுறம், சுற்றுப்பாதையை நிரப்பும் கடைசி எலக்ட்ரான் எதிர்மறையாக இருந்தால், அதாவது அம்பு கீழே சுட்டிக்காட்டினால், கள் -½ ஆக இருக்கும்.

பயிற்சிகள் மற்றும் உதாரணங்கள்

ஆமாம், இவை அனைத்தும் நிறைய தகவல்கள் என்பதை நாங்கள் ஏற்கனவே அறிவோம், ஆனால் சில உதாரணங்கள் மூலம் நீங்கள் அதை நன்கு புரிந்துகொள்வீர்கள். இதோ போகிறோம்!

எடுத்துக்காட்டு 1

செலினியம் (சே) -> அணு எண்: 34

1. நாங்கள் எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பை எழுதுகிறோம். எஸ், பி, டி மற்றும் எஃப் சுற்றுப்பாதைகள் முறையே 2, 6, 10 மற்றும் 14 எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருப்பதை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, மோலர் வரைபடத்தின்படி எலக்ட்ரான் உள்ளமைவை எழுதுகிறோம். எக்ஸ்ட்ரானாக எழுதப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைச் சேர்த்து உள்ளமைவை எழுதுகிறோம்.

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁴

4p சுற்றுப்பாதை நிரப்பாததால், எலக்ட்ரான்கள் 36 வரை சேர்க்கும் என்பதால், நாங்கள் 4p வைப்பதில்லை⁶ஆனால் 4p⁴.

2. நாங்கள் குவாண்டம் எண்களை வெளியே எடுக்கிறோம். இதைச் செய்ய, வேலன்ஸ் அல்லது வேறுபட்ட எலக்ட்ரானைப் பார்க்கிறோம், அதாவது சுற்றுப்பாதையில் நிரப்பப்பட்ட கடைசி எலக்ட்ரான். இந்த வழக்கில், நாம் 4p ஐப் பார்ப்போம்⁴.
   • முதன்மை குவாண்டம் எண். நிரப்ப கடைசி ஆற்றல் நிலை 4 ஆகும்.

n = 4

• இரண்டாம் நிலை குவாண்டம் எண். நிரப்ப கடைசி ஆற்றல் துணை நிலை p சுற்றுப்பாதை ஆகும்.

l = 1

• காந்த குவாண்டம் எண். நாம் எலக்ட்ரான்களை வரைந்தால், கடைசியாக நிரப்புவது p ஷெல்லின் முதல் சுற்றுப்பாதையாக இருக்கும்.

m = -1

• சுழல் குவாண்டம் எண். பி சுற்றுப்பாதையை ஆக்கிரமித்த கடைசி எலக்ட்ரான் கீழ் அம்புக்குறியைக் கொண்டுள்ளது.

s = -½

எடுத்துக்காட்டு 2

தங்கம் (Au) -> [Xe] 6s¹4f¹⁴5d¹⁰

• முதன்மை குவாண்டம் எண் -> n = 5
• இரண்டாம் நிலை குவாண்டம் எண் -> l = 2
• காந்த குவாண்டம் எண் -> மீ = 2
• சுழல் குவாண்டம் எண் -> s = -½

அவ்வளவு தான்! இப்போது உங்கள் முறை, நீங்கள் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவைச் செய்து பின்வரும் உறுப்புகளின் குவாண்டம் எண்களைப் பெற முடியுமா?

Cr(24), Rb(37), Br(35), Lu(71), Au(79)