इलेक्ट्रॉनों का वितरण. क्वांटम संख्याएं। पाउली का सिद्धांत हंड का नियम पाउली का सिद्धांत बनाइये, इसका अर्थ क्या है?

प्रमुख प्रारंभिक अनुप्रयोगों के साथ गैर-रासायनिक विशिष्टताओं के छात्रों के लिए असाइनमेंट के लिए एक प्रारंभिक मार्गदर्शिका। यह उन लोगों के लिए एक संसाधन हो सकता है जो स्वतंत्र रूप से रसायन विज्ञान की मूल बातें सीखते हैं, और रासायनिक तकनीकी स्कूलों और उच्च विद्यालयों की वरिष्ठ कक्षाओं के छात्रों के लिए भी।

पौराणिक पुस्तिका, यूरोप, एशिया, अफ्रीका की बड़ी संख्या में भाषाओं से अनुवादित और 5 मिलियन से अधिक प्रतियों के विशेष प्रसार में प्रकाशित हुई।

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एक इलेक्ट्रॉन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन के वितरण के लिए, वी. पाउली द्वारा तैयार की गई स्थिति महत्वपूर्ण है ( पाउली का सिद्धांत), किसी के लिए भी अच्छा है एक परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते, लेकिन दोनों क्वांटम संख्याएँ समान होंगी।. यह स्पष्ट है कि प्रत्येक परमाणु कक्षक, जो एन, एल और एम के निम्नलिखित मूल्यों की विशेषता है, दो से अधिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा किया जा सकता है, जिनके पीछे सबसे महत्वपूर्ण संकेत होते हैं। दो ऐसे इलेक्ट्रॉन जो एक ही कक्षा में स्थित होते हैं और जिनकी पीठ लंबी सीधी होती है, कहलाते हैं बनती, एकल के व्यवस्थापक के लिए (कुल)। अयुगल) इलेक्ट्रॉन जो प्रत्येक कक्षक पर कब्जा करता है।

पाउली सिद्धांत के आधार पर, यह संभव है कि एक परमाणु में विभिन्न ऊर्जा स्तरों और स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या मौजूद हो सकती है।

तब l = 0 पर। एस-न्यू पर, चुंबकीय क्वांटम संख्या अभी भी शून्य के बराबर है। इसके अलावा, एस-प्राइमरी में केवल एक कक्षीय होता है, जिसे आमतौर पर एक कोशिका ("क्वांटम सेल") कहा जाता है: ?।

जैसा कि इसका मतलब था, त्वचा की परमाणु कक्षाओं में दो से अधिक तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिनकी पीठ बेहद सीधी होती है। इसे निम्नलिखित चित्र से प्रतीकात्मक रूप से चित्रित किया जा सकता है:

साथ ही, त्वचा इलेक्ट्रॉन बॉल के एस-ट्री पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 2 से अधिक है। एल=1 (पी-ट्री) पर, चुंबकीय क्वांटम संख्या के तीन अलग-अलग मान संभव हैं (-1, 0, +1). ओत्जे. पी-बेस पर तीन ऑर्बिटल्स हैं, जिनमें से प्रत्येक पर दो से अधिक इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। कुल मिलाकर, पी-बोर्ड 6 इलेक्ट्रॉनों को समायोजित कर सकते हैं:

उपवृक्ष d (l=2) में पाँच कक्षाएँ होती हैं, जो m के पाँच अलग-अलग मानों का प्रतिनिधित्व करती हैं; यहाँ इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 10 है:

पता लगाएं कि एफ-स्तंभ (एल=3) 14 इलेक्ट्रॉनों को समायोजित कर सकते हैं; तो, कक्षीय क्वांटम संख्या l के बराबर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 2(2l+1) से अधिक है।

पहली ऊर्जा रूबर्ब (के-बॉल, एन = 1) को केवल एस-स्तंभों के साथ जोड़ा जाता है, दूसरी ऊर्जा रूबर्ब (एल-बॉल, एन = 2) को एस- और पी-स्तंभों आदि के साथ जोड़ा जाता है। इसे देखते हुए, हमने विभिन्न इलेक्ट्रॉन गेंदों (तालिका 2) में समायोजित किए जा सकने वाले इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या की एक तालिका तैयार की है।

टेबल पर माउस पॉइंट कैसे दिखाएं। 2 डेटा, त्वचा ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 2n 2 de n के बराबर है - हेड क्वांटम संख्या के मूल्य के समान। तो, K-बॉल में अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं (2 1 2 =2), L बॉल में 8 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं (2 2 2 =8), M बॉल में 18 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं (2 3 2 =18) वगैरह। यह महत्वपूर्ण है कि संख्याएँ आवर्त सारणी के आवर्तों में तत्वों की संख्या से प्राप्त होती हैं।

किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉन की सबसे स्थिर स्थिति उसकी ऊर्जा के न्यूनतम संभव मूल्य से मेल खाती है. अपने जीवन में दूसरे व्यक्ति बनें चलो जागें, अस्थिर: इससे इलेक्ट्रॉन तुरंत कम ऊर्जा वाली अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसके अलावा, एक जागृत परमाणु (परमाणु आवेश Z = 1) में, एक भी इलेक्ट्रॉन न्यूनतम संभव ऊर्जा स्तर पर होता है। 1 दिन पर. जल परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना को एक आरेख का उपयोग करके दिखाया जा सकता है

या इसे इस तरह लिखें: 1s 1 (one es one पढ़ें)।

तालिका 2. परमाणु ऊर्जा स्तरों और उप-स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या

हीलियम परमाणु (Z = 2) में, एक अन्य इलेक्ट्रॉन भी 1s स्टेशन पर स्थित होता है। इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना (1s 2 - एक es दो पढ़ें) चित्र द्वारा दर्शाई गई है:

यह तत्व अंत में कोर के निकटतम के-बॉल से भर जाएगा और फिर इलेक्ट्रॉन प्रणाली की पहली अवधि के साथ समाप्त हो जाएगा।

हीलियम के बाद वाले तत्व - लिथियम (Z = 3) में, तीसरे इलेक्ट्रॉन को K-बॉल की कक्षा में समायोजित नहीं किया जा सकता है: यह पाउली सिद्धांत के अनुसार होगा। इसलिए, यह दूसरे ऊर्जा स्तर (एल-बॉल, एन=2) के एस-स्टेशन पर कब्जा कर लेता है। इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना सूत्र 1s 2 2s 1 द्वारा लिखी गई है, जो सर्किट को दर्शाता है:

शेष सर्किट में क्वांटम नाभिक की संख्या और पारस्परिक विस्तार से पता चलता है कि 1) परमाणु में इलेक्ट्रॉनों को दो ऊर्जा स्तरों पर वितरित किया जाता है, और उनमें से पहला एक पेड़ (1 एस) और जमा राय की सतह से बना है; 2) अन्य - बाहरी - ऊर्जा स्तर एक उच्च ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है और दो उप-स्तरों (2s और 2p) से बना है; 3) 2एस-उपवृक्ष में एक कक्षक शामिल है, जहां परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन होता है; 4) 2पी-ऑर्बिटल में तीन ऊर्जावान रूप से समान ऑर्बिटल्स शामिल हैं, जो उच्च ऊर्जा, निम्न ऊर्जा द्वारा इंगित किए जाते हैं, जो 2एस-ऑर्बिटल्स द्वारा इंगित किए जाते हैं; एक अजाग्रत परमाणु में, 2p कक्षक रिक्त हो जाते हैं।

सरलता के लिए, हमने इलेक्ट्रॉनिक सर्किट पर दिखाया है कि ऊर्जा का स्तर पूरी तरह से व्याप्त नहीं है। यह स्पष्ट है कि किसी अन्य आवर्त के प्रमुख तत्व - बेरिलियम (Z = 4) के परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक आवरण को आरेख द्वारा दर्शाया गया है

या सूत्र 1s 2 2s 2 द्वारा। इस प्रकार, पहली अवधि की तरह, अगली अवधि उन तत्वों से शुरू होती है जिनमें नए इलेक्ट्रॉन बॉल का एस-इलेक्ट्रॉन पहली बार दिखाई देता है। बाह्य इलेक्ट्रॉन क्षेत्र की संरचना में समानता के कारण ऐसे तत्व अपनी रासायनिक शक्तियों में प्रचुरता प्रदर्शित करते हैं। इसलिए, उन्हें आमतौर पर परिवार में लाया जाता है एस-तत्व.

बेरिलियम-बोरॉन (Z = 5) की ओर ले जाने वाले तत्व के परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना को एक आरेख द्वारा दर्शाया गया है

और सूत्र 1s 2 2s 2 2p 1 द्वारा व्यक्त किया जा सकता है।

जब परमाणु आवेश एक बढ़ जाता है, तब. कार्बन (Z=6) में जाने पर, 2p-परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या 2 तक बढ़ जाती है: कार्बन परमाणु का इलेक्ट्रॉन घनत्व सूत्र 1s 2 2s 2 2p 2 द्वारा व्यक्त किया जाता है। हालाँकि, यह फॉर्मूला तीन योजनाओं में से किसी एक के समान हो सकता है:

योजना (1) के समान, कार्बन परमाणु में एक 2पी इलेक्ट्रॉन समान कक्षक में रहता है। उनकी चुंबकीय क्वांटम संख्याएँ समान हैं, और स्पिन दिशाएँ समान हैं; योजना (2) का अर्थ है कि 2पी इलेक्ट्रॉन अलग-अलग कक्षाओं पर कब्जा कर लेते हैं (इसलिए उनके पास एम के अलग-अलग मूल्य हैं) और उनकी लंबी सीधी पीठ होती है; आरेख (3) से पता लगाएं कि दो 2पी इलेक्ट्रॉनों की अलग-अलग कक्षाएँ हैं, और इन इलेक्ट्रॉनों के स्पिन सीधे हैं।

कार्बन के परमाणु स्पेक्ट्रम के विश्लेषण से पता चलता है कि एक अजाग्रत कार्बन परमाणु के लिए, सबसे सुसंगत योजना सही है, जो परमाणु के कुल स्पिन के उच्चतम संभव मूल्य को इंगित करती है (सभी इलेक्ट्रॉनों के स्पिन का तथाकथित योग जो इसमें प्रवेश करती है) परमाणु की संरचना; परमाणु चमकदार (1) और (2) योजनाओं के लिए त्सिया योग अधिक महंगा है, और योजना (3) के लिए यह एक से अधिक है)।

कार्बन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था के इस क्रम की पुष्टि एक रहस्यमय पैटर्न के उभरने से होती है। हंड का नियम: किसी परमाणु की स्थिर स्थिति को ऊर्जा उपखंडों के बीच इलेक्ट्रॉनों के ऐसे वितरण से दर्शाया जाता है, जिस पर परमाणु के कुल स्पिन का पूर्ण मूल्य अधिकतम होता है.

यह महत्वपूर्ण है कि हंड का नियम उपविभाजनों के बीच इलेक्ट्रॉनों के अन्य विभाजनों को बाहर नहीं करता है। यह इतना कठोर हो जाता है कि यह स्थिर रहता है। अजाग्रतवह शिविर जिसमें परमाणु में न्यूनतम संभव ऊर्जा होती है; यदि इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का कोई अन्य वितरण है, परमाणु की ऊर्जा अधिक महत्वपूर्ण है, तो हम इसके अधीन होंगे ज़बुद्झेनी, अस्थिर शिविर।

हंड के नियम का उपयोग करते हुए, कार्बन-नाइट्रोजन (Z = 7) के बाद आने वाले तत्व के परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉनिक संरचना का एक आरेख एक साथ रखना मुश्किल है:

यह योजना सूत्र 1s 2 2s 2 2p 3 द्वारा समर्थित है।

अब, यदि 2पी-ऑर्बिटल्स की त्वचा पर एक इलेक्ट्रॉन का कब्जा है, तो 2पी-ऑर्बिटल्स पर जोड़े में इलेक्ट्रॉनों की नियुक्ति शुरू हो जाती है। इस अम्ल (Z=8) को इलेक्ट्रॉनिक बॉक्स 1s 2 2s 2 2p 4 के सूत्र द्वारा दर्शाया गया है और निम्नलिखित चित्र इस प्रकार है:

फ्लोरीन परमाणु (Z=9) एक और 2p इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है। इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना भी सूत्र 1s 2 2s 2 2p 5 और आरेख द्वारा व्यक्त की जाती है:

पता लगाएं कि नियॉन परमाणु (जेड=10) 2पी-स्तर को भर देगा, और यह एक और ऊर्जावान स्तर (एल-बॉल) को भरने को पूरा करेगा और तत्वों की प्रणाली की एक और अवधि को ट्रिगर करेगा।

इस तरह, बोरॉन (Z=5) से शुरू होकर नियॉन (Z=10) तक, मौजूदा इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र की पुनःपूर्ति सुनिश्चित की जाती है; इस भाग के किसी अन्य काल के तत्वों को भी पी-तत्वों के परिवार से संदर्भित किया जाता है।

परमाणु सोडियम (Z=11) और मैग्नीशियम (Z=12) अन्य अवधि के पहले तत्व - लिथियम और बेरिलियम - के समान हैं जिनमें एक या दो एस-इलेक्ट्रॉन होते हैं। उन्हें इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 (सोडियम) और 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 (मैग्नीशियम) और निम्नलिखित योजनाओं द्वारा दर्शाया गया है:

और सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6.

इस प्रकार, तीसरी अवधि, अन्य के समान, दो एस-तत्वों से शुरू होती है, उसके बाद छह पी-तत्वों से शुरू होती है। इसलिए, दूसरे और तीसरे आवर्त के सहायक तत्वों के बाहरी इलेक्ट्रॉन क्षेत्र की संरचना समान प्रतीत होती है। इस प्रकार, लिथियम और सोडियम परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन क्षेत्र में एक एस-इलेक्ट्रॉन होता है, नाइट्रोजन और फास्फोरस परमाणुओं में दो एस-इलेक्ट्रॉन और तीन पी-इलेक्ट्रॉन होते हैं, आदि। अन्यथा, नाभिक के बढ़े हुए आवेश के कारण परमाणुओं की बाहरी इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना समय-समय पर दोहराई जाती है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह आक्रामक तत्वों के लिए भी सच है। निम्नलिखित इस प्रकार है: किसी आवर्त प्रणाली में तत्वों का वितरण उनके परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक स्थिति का सुझाव देता है. परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक प्रकृति उनके नाभिक के आवेश से इंगित होती है और, बदले में, तत्वों की शक्ति और उनके गुणों को इंगित करती है। इसका तात्पर्य उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश पर तत्वों की शक्तियों की आवधिक निर्भरता का सार है, जो आवधिक कानून द्वारा व्यक्त किया गया है।

आइए इलेक्ट्रॉनिक परमाणुओं पर अपना नजरिया जारी रखें। हमने आर्गन परमाणु पर निर्णय लिया, जिसने 3s- और 3p-उपखंडों को पूरी तरह से भर दिया है, अन्यथा 3d-उपखंड के सभी कक्ष खाली रह जाएंगे। हालाँकि, आर्गन का पालन करने वाले तत्वों में - पोटेशियम (Z = 19) और कैल्शियम (Z = 20) - तीसरे इलेक्ट्रॉन क्षेत्र का भरना जल्दी से जोड़ा जाता है और चौथे क्षेत्र की एस-इकाई बनना शुरू हो जाती है: इलेक्ट्रॉन घनत्व पोटेशियम परमाणु को सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 3p 6 4s 1 कैल्शियम परमाणु - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 द्वारा और निम्नलिखित योजनाओं के साथ व्यक्त किया जाता है:

इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा भंडार की पुनःपूर्ति के इस क्रम का कारण वर्तमान में निहित है। जैसा कि § 31 में कहा गया है, एक इलेक्ट्रॉन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा न केवल सिर के मूल्यों से, बल्कि कक्षीय क्वांटम संख्या से भी निर्धारित होती है। वहां ऊर्जा स्तंभों की वृद्धि का क्रम दर्शाया गया, जो इलेक्ट्रॉन की बढ़ती ऊर्जा को दर्शाता है। यह क्रम चित्र में दिखाया गया है। 22.

चावल को कैसे चपटा करें. 22, 4s को निम्न ऊर्जा, निम्न 3D की विशेषता है, जो s-इलेक्ट्रॉनों में d-इलेक्ट्रॉनों के मजबूत परिरक्षण से जुड़ा है। जाहिरा तौर पर, पोटेशियम और कैल्शियम परमाणुओं में 4s स्तर पर बाहरी इलेक्ट्रॉनों की नियुक्ति इन परमाणुओं की सबसे स्थिर स्थिति से मेल खाती है।

हेड और ऑर्बिटल क्वांटम संख्याओं के मूल्य के आधार पर परमाणु इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स को भरने के क्रम का अध्ययन रेडियनस्की वैज्ञानिक वी.एम. क्लेचकोव्स्की द्वारा किया गया था, जिन्होंने स्थापित किया था कि इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा इन दो क्वांटा की संख्याओं के योग में वृद्धि के साथ बढ़ती है, वह है। मात्राएँ (n+l). जाहिर है, उन्होंने निम्नलिखित स्थिति तैयार की (सबसे पहले, क्लेचकोवस्की का नियम): परमाणु नाभिक के बढ़े हुए चार्ज के साथ, इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स का क्रमिक भरना हेड और ऑर्बिटल क्वांटम संख्या (एन + एल) के योग के कम मूल्यों वाले ऑर्बिटल्स से योग के बड़े मूल्यों वाले ऑर्बिटल्स में चला जाता है।.

पोटेशियम और कैल्शियम परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना इस नियम से मेल खाती है। हाँ, 3d-ऑर्बिटल्स (n=3, l=2) के लिए योग (n+l) 5 से अधिक है, और 4s-ऑर्बिटल्स (n=4, l=0) के लिए - 4 से अधिक है। साथ ही, 4s-ऑर्बिटल्स के लिए योग पहले याद किया जाना चाहिए, निचला 3डी पेड़, जो वास्तव में अपेक्षित है।

खैर, कैल्शियम परमाणु 4s-विभाजन के साथ समाप्त होता है। हालाँकि, जब आगे बढ़ने वाले तत्व - स्कैंडियम (Z=21) की ओर बढ़ते हैं - पोषण खेल में आता है: जो समान योग (n+l) के साथ अन्य तत्वों से होता है - 3d (n=3, l=2), 4p ( n=4, l=1) या 5s (n=5, l=0) - क्या भूलना संभव है? यह पता चलता है कि समान योग (n+l) के लिए इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा हेड क्वांटम संख्या n के मान से अधिक है। इसलिए, ऐसी स्थितियों में, ऊर्जा स्तरों को इलेक्ट्रॉनों से भरने का क्रम निर्धारित किया जाता है एक और क्लेचकोवस्की नियम, यह किसी के लिए भी अच्छा है योग (n+l) के समान मानों पर, जैसे-जैसे हेड क्वांटम संख्या n का मान बढ़ता है, ऑर्बिटल्स का भरना क्रमिक रूप से प्राप्त होता है.

छोटा 22. परमाणु में इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तर की पुनःपूर्ति का क्रम।

इस नियम से यह स्पष्ट है कि (n+l) = 5 के मामले में, पहला कदम सबट्री 3डी (एन=3) का पालन करना है, फिर सबट्री 4पी (एन=4) और अंत में, सबट्री 5एस का पालन करना है। (एन=5). स्कैंडियम परमाणु तब अपने 3डी ऑर्बिटल्स को भरना शुरू कर सकता है, ताकि इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 * और आरेख से मेल खाए:

3डी संरचना की पुनःपूर्ति स्कैंडियम तत्वों - टाइटेनियम, वैनेडियम, आदि के साथ जारी रहेगी। - और लगभग निश्चित रूप से जिंक (Z=30) पर समाप्त होगा, जिसका परमाणु चित्र द्वारा दिखाया गया है

जो सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 के अनुरूप है।

* इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों में, पहले n के दिए गए मान वाले सभी खंडों को लिखने और फिर n के उच्च मान वाले खंडों पर आगे बढ़ने की प्रथा है। इसलिए, रिकॉर्डिंग का क्रम हमेशा ऊर्जा लॉग भरने के क्रम के अनुरूप होगा। इस प्रकार, स्कैंडियम परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र की रिकॉर्डिंग में 4s से पहले 3d परिसर होता है, इसलिए हम उसी क्रम पर वापस लौटना चाहते हैं।

दस डी-तत्व, स्कैंडियम से शुरू होकर जस्ता तक, संक्रमण तत्वों से पहले स्थित हैं। इन तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक कोशों की विशिष्टता सामने (एस- और पी-तत्व) के साथ संरेखित होती है, इस तथ्य में निहित है कि त्वचा के सामने डी-तत्व में जाने पर, एक नया इलेक्ट्रॉन बाहरी में नहीं दिखाई देता है (एन = 4) ), लेकिन दूसरे तत्व में (n = 3) इलेक्ट्रॉन बॉल। इसके संबंध में, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि तत्वों की रासायनिक शक्तियां सबसे पहले उनके परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन क्षेत्र की संरचना से निर्धारित होती हैं और कुछ हद तक, सामने (आंतरिक) इलेक्ट्रॉनिक गेंदों के पीछे स्थित होती हैं। सभी संक्रमण तत्वों के परमाणुओं में दो इलेक्ट्रॉनों द्वारा निर्मित एक बाहरी इलेक्ट्रॉन बॉल होती है*; इसलिए, परमाणु संख्या में वृद्धि के कारण डी-तत्वों की रासायनिक शक्ति एस- और पी-तत्वों की शक्ति जितनी तेजी से नहीं बदलती है। सभी डी-तत्वों को धातुओं से पहले रखा जाना चाहिए, फिर, जैसे ही बाहरी पी-कंटेनर भर जाता है, धातु एक विशिष्ट गैर-धातु और सामान्य तौर पर, एक उत्कृष्ट गैस में परिवर्तित हो जाएगी।

3डी-ट्री (एन=3, एल=2) को पूरा करने के बाद, इलेक्ट्रॉन, एक अन्य क्लेचकोवस्की नियम के साथ समझौते में, एन-बॉल को फिर से शुरू करते हुए, 4पी-ट्री (एन=4, एल= 1) पर कब्जा कर लेते हैं। यह प्रक्रिया गैलियम परमाणु (Z=31) से शुरू होती है और क्रिप्टन परमाणु (Z=36) पर समाप्त होती है, जिसका इलेक्ट्रॉन मान सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3d 10 4s 2 4p 6 द्वारा व्यक्त किया जाता है। प्रमुख उत्कृष्ट गैसों - नियॉन और आर्गन के परमाणुओं की तरह, क्रिप्टन परमाणु को गेंद एनएस 2 एनपी 6 के बाहरी इलेक्ट्रॉन की संरचना की विशेषता है, जहां एन मुख्य क्वांटम संख्या है (नियॉन - 2 एस 2 2 पी 6., आर्गन - 3 एस) 2 3पी 6, 6 2).

रूबिडा से शुरू करके, 5s-वृक्ष को पुनर्स्थापित किया जाएगा; यह क्लेचकोवस्की के एक अन्य नियम की भी पुष्टि करता है। ऐसा प्रतीत होता है कि रुबिडियम परमाणु (Z=37) की संरचना बाहरी इलेक्ट्रॉन क्षेत्र में एक एस-इलेक्ट्रॉन के साथ निचली धातुओं की विशेषता वाली है। टिम स्वयं तत्वों की प्रणाली के नए - पांचवें - काल की शुरुआत करते हैं। इस मामले में, साथ ही चौथी अवधि के दौरान, सामने की इलेक्ट्रॉनिक गेंद का अनावश्यक डी-सपोर्ट खो जाता है। यह स्पष्ट है कि चौथे इलेक्ट्रॉन बॉल में एक एफ-ट्री भी है, जिसका पांचवें आवर्त में प्रतिस्थापन भी नहीं देखा गया है।

स्ट्रोंटियम परमाणु (Z=38) में 5s दो इलेक्ट्रॉनों का कब्जा है, जिसके बाद 4d-वृक्ष भर जाता है, फिर दस तत्व होते हैं - इट्रियम (Z=39) से कैडमियम (Z=48) तक - संक्रमण तक झूठ बोलने के लिए कुछ डी-तत्व। फिर, भारत से उत्कृष्ट गैस क्सीनन तक, छह पी-तत्व निकाले जाते हैं, जिसके साथ पांचवीं अवधि समाप्त होती है। इस प्रकार, चौथी और पाँचवीं अवधि अपनी संरचना में पूरी तरह समान प्रतीत होती है।

* ऐसे डी-तत्व हैं (उदाहरण के लिए, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, कॉपर उपसमूह के तत्व), जिनके परमाणुओं में एक से कम एस-इलेक्ट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्रोतों को भरने के "सामान्य" क्रम से इस विचलन के कारणों पर पैराग्राफ के अंत में चर्चा की गई है।

छठी अवधि, पहले की तरह, दो एस-तत्वों (सीज़ियम और बेरियम) से शुरू होती है, जो योग (एन+एल) से कक्षाओं को भरने को पूरा करती है, जो 6 से अधिक है। अब, क्लेचकोवस्की के नियमों के अनुसार, हमें योग (n+l) से sya उपचालित 4f (n=4, l =3) भरना होगा, जो कि 7b से अधिक महंगा है और हेड क्वांटम संख्या के इस मूल्य पर सबसे छोटे से संभव है। वास्तव में, बेरियम के बाद सीधे मिश्रित लैंथेनम (Z=57) में 4f नहीं, बल्कि 5d इलेक्ट्रॉन होता है, इसलिए इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 का अनुसरण करती है। 5एस 2 5पी 6 5डी 1 6एस 2। प्रोटीस, लैंथेनम, सेरियम (Z = 58) के बाद अगला तत्व, प्रभावी रूप से 4f उपखंड को भूलना शुरू कर देता है जो कि लैंथेनम परमाणु में मौजूद एकल 5d इलेक्ट्रॉन को पारित करना है; इसलिए, सेरियम परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 2 5s 2 5p 6 6s 2 द्वारा व्यक्त की जाती है। इस प्रकार, एक और क्लेचकोवस्की नियम का दृष्टिकोण, जो लैंथेनम के बजाय, समय-घंटे की प्रकृति का हो सकता है: श्रृंखला से शुरू होकर, 4 एफ-डिवीजन के सभी ऑर्बिटल्स क्रमिक रूप से भरे जाते हैं। छठी अवधि के इस भाग में घुमाए गए, चौदह लैंथेनाइड्स को एफ-तत्वों में लाया जाता है और लैंथेनम की शक्ति के करीब लाया जाता है। उनके परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि जब अगले एफ-तत्व में जाते हैं, तो नया इलेक्ट्रॉन पिछले वाले (एन=6) में नहीं और पिछले वाले (एन=5) में नहीं, बल्कि स्थान लेता है। और भी अधिक गहराई से पुनर्व्यवस्थित, तीसरा। इलेक्ट्रॉनिक गेंद (n=4)।

आधुनिक और उन्नत इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों की संरचना में समान तत्वों के लैंथेनाइड्स के परमाणुओं में मौजूद होने के कारण, सभी लैंथेनाइड्स रासायनिक अधिकारियों में काफी समानता दिखाते हैं।

5d-वृक्ष का भरना लैंथेनम से शुरू होता है, हेफ़नियम (Z=72) के साथ जारी रहता है और पारा (Z=80) के साथ समाप्त होता है। इसके बाद पिछले कालों में छह पी-तत्वों का विस्तार होता है। यहां 6पी-दिन है: यह कमर से शुरू होता है (जेड=81) और उत्कृष्ट गैस रेडॉन (जेड=86) पर समाप्त होता है, जो छठी अवधि को समाप्त करता है।

सोमी, आवेगों के तत्वों की प्रणाली की अभी भी अपूर्ण अवधि शोस्टोम के समान है। दो एस-तत्व (फ्रांस और रेडियम) और एक डी-तत्व (एक्टिनिया) के बाद, 14 एफ-तत्व हैं, जिनकी शक्तियां एक्टिनियम की शक्तियों के करीब प्रतीत होती हैं। ये तत्व, थोरियम (Z=90) से शुरू होकर तत्व 103 पर समाप्त होते हैं, सामूहिक रूप से एक्टिनाइड्स कहलाते हैं। उनमें से मेंडेलीव (जेड = 101) है, जिसे 1955 में अमेरिकी भौतिकविदों द्वारा व्यक्तिगत रूप से खोजा गया था। यह डी. आई. के सम्मान में नाम हैं। मेंडेलीव। बढ़ते घुंघराले (जेड = 104) और तत्व 105 के एक्टिनाइड्स के ठीक बगल में। इन तत्वों को शिक्षाविद् जी.एन. फ्लेरोव के सहयोग से वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा व्यक्तिगत रूप से हटा दिया गया था; वे डी-तत्वों से पहले स्थित हैं और तत्वों की आवर्त सारणी के पहले भाग को पूरा करते हैं।

सभी ज्ञात रासायनिक तत्वों के परमाणुओं में ऊर्जा स्तर (गेंदों) के पीछे इलेक्ट्रॉनों का वितरण पुस्तक की शुरुआत में रखे गए तत्वों की एक आवधिक प्रणाली में व्यवस्थित किया गया है।

परमाणुओं में ऊर्जा स्तर और उप-स्तर को इलेक्ट्रॉनों से भरने का क्रम योजनाबद्ध रूप से चित्र में दिखाया गया है। 23, जो क्लेचकोवस्की के नियमों को ग्राफिक रूप से व्यक्त करता है। तीरों द्वारा दर्शाए गए क्रम में मान सबसे छोटे मान (n+l) से सबसे बड़े मान तक जाते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण नहीं है कि यह क्रम चित्र में दिखाए गए परमाणु कक्षाओं को भरने के अनुक्रम से भिन्न है। 22.

छोटा 23. परमाणु में इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तरों की पुनःपूर्ति के अनुक्रम की योजना।

छोटा 24. नाभिक Z के आवेश में 4f- और 5d-इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा का जमा होना।

यह याद रखना चाहिए कि शेष योजना (क्लेचकोवस्की के नियमों की तरह) कुछ तत्वों के परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना की विशेष विशेषताओं को प्रतिबिंबित नहीं करती है। उदाहरण के लिए, जब निकल परमाणु (Z = 28) से तांबे के परमाणु (Z = 29) की ओर बढ़ते हैं, तो 4s इलेक्ट्रॉनों में से एक के 3d में छलांग लगाने पर 3d इलेक्ट्रॉनों की संख्या एक नहीं, बल्कि लगभग दो बढ़ जाती है। परमाणु. इस प्रकार, तांबे के परमाणु का इलेक्ट्रॉन घनत्व सूत्र 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 द्वारा व्यक्त किया जाता है। सामने की गेंद के बाहरी एस-टू-डी-पिलर से एक इलेक्ट्रॉन का एक समान "छोड़ना" तांबे - कटिंग और सोने के एनालॉग्स के परमाणुओं में भी देखा जाता है। यह इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं के बढ़े हुए ऊर्जा प्रतिरोध के कारण है, जो बाहरी रूप से व्याप्त ऊर्जा स्रोतों (डिव. § 34) का संकेत है। एक मध्य-परमाणु में 4s से 3d वृक्ष (और चांदी और सोने के परमाणुओं में समान संक्रमण) में एक इलेक्ट्रॉन का संक्रमण तब तक होता है जब तक कि एक पूरी तरह से भरे हुए d-वृक्ष का निर्माण नहीं हो जाता और इसलिए ऊर्जावान रूप से दिखाई देता है।

जैसा कि § 34 में दिखाया जाएगा, बढ़ी हुई ऊर्जा प्रतिरोध संभव है और समान रूप से आधे भरे कोर के साथ इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन (उदाहरण के लिए, संरचनाएं जो बाहरी क्षेत्र में तीन पी-इलेक्ट्रॉन रखती हैं, सामने की गेंद पर पांच डी-इलेक्ट्रॉन रखती हैं या अधिक गहराई से कुचली गई गेंद पर एफ-इलेक्ट्रॉनों के किनारे पर)। यह क्रोमियम परमाणु (Z=24) में एक 4s इलेक्ट्रॉन की 3d उपस्तर तक "छलांग" की व्याख्या करता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रोमियम परमाणु एक स्थिर इलेक्ट्रॉनिक संरचना प्राप्त करता है (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4एस 1) 3डी-ओल्ड के साथ बिल्कुल आधा भरें; 4d ब्लॉक पर 5s इलेक्ट्रॉन की समान अवधि मोलिब्डेनम परमाणु (Z=42) में देखी जाती है।

यह ज्ञात है कि लैंथेनम (4एफ-इलेक्ट्रॉन के बजाय 5डी की उपस्थिति) और सेरियम (दो 4एफ-इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति) और रोजमर्रा के इलेक्ट्रॉनिक में समान विशेषताओं के परमाणुओं में ऊर्जा स्तर भरने का "सामान्य" क्रम तत्वों के परमाणुओं की संरचना इस अवधि को अगले द्वारा समझाया जाएगा। नाभिक के बढ़े हुए आवेश के साथ, इलेक्ट्रॉन के नाभिक के प्रति इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण, जो एक दिए गए ऊर्जा स्तर पर स्थित होता है, मजबूत हो जाता है और इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा बदल जाती है।

जब अलग-अलग कोर में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा अलग-अलग बदलती है, तो नाभिक के चार्ज को 100 इलेक्ट्रॉनों के टुकड़ों द्वारा अलग-अलग तरीके से स्क्रीन किया जाता है। इसलिए, 4f-इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा नाभिक के आवेश में वृद्धि के कारण बदलती है, 5d-इलेक्ट्रॉनों की निम्न ऊर्जा (div. चित्र 24)। इसलिए, ऐसा प्रतीत होता है कि लैंथेनम (Z=57) में 5d-इलेक्ट्रॉनों की कम ऊर्जा है, और सेरियम (Z=58) में 4f-इलेक्ट्रॉनों की उच्च, कम ऊर्जा है। जाहिरा तौर पर, पेड़ 5d पर लैंथेनम में स्थित इलेक्ट्रॉन, सेरियम से पेड़ 4f की ओर बढ़ता है।

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मात्रा: पाठ विषय: क्वांटम संख्याएँ। पाउली का सिद्धांत, हंड का नियम, क्लेचकोवस्की का नियम। रोज़राहुन्कोव के कार्य (रासायनिक तत्वों के परमाणुओं का महत्व। ऊर्जा स्तर और कक्षाओं के पीछे इलेक्ट्रॉनों की नियुक्ति, परमाणुओं और आयनों के इलेक्ट्रॉनिक परिवर्तन)। पाठ के लिए मेटा: आवर्त सारणी के 1-3 आवर्तों के रासायनिक तत्वों का उपयोग करके किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक आवरण के बारे में वैज्ञानिक कथन तैयार करें। "आवधिक कानून" और "आवधिक प्रणाली" की अवधारणाओं को ठीक करें।

1. पाउली का सिद्धांत. एक परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि सभी क्वांटम संख्याओं (n, l, m, s) का मान समान है। त्वचा की कक्षा में (समीपस्थ स्पिन के साथ) दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते।

2. क्लेचकोवस्की का नियम (न्यूनतम ऊर्जा का सिद्धांत)। अधिकांश इलेक्ट्रॉन वितरित होते हैं ताकि उनकी ऊर्जा न्यूनतम हो। योग (n + l) जितना कम होगा, कक्षक की ऊर्जा उतनी ही कम होगी। किसी दिए गए मान (n + l) के लिए, सबसे कम n वाले कक्षक में सबसे कम ऊर्जा होती है। कक्षकों की ऊर्जा श्रृंखला में बढ़ती है:

3. हंड का नियम. परमाणु मुख्य रूप से प्राचीन संरचना की सीमाओं पर अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संभव संख्या के लिए जिम्मेदार है।

वह रिकॉर्ड जो किसी रासायनिक तत्व के परमाणु में ऊर्जा स्तरों और उप-स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों के वितरण को दर्शाता है, उस परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास कहलाता है। परमाणु की मूल (अजाग्रत) अवस्था में सभी इलेक्ट्रॉन न्यूनतम ऊर्जा के सिद्धांत को पूरा करते हैं। इसका मतलब है कि शुरुआती बिंदु को निम्नलिखित द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा:

1) हेड क्वांटम संख्या n न्यूनतम है;

2) स्तर के मध्य में, एस-ट्री को एस-ट्री से भरा जाता है, फिर पी-ट्री को, फिर डी-ट्री को;

3) भराव इस प्रकार किया जाता है कि (n + l) न्यूनतम हो (क्लेचकोवस्की का नियम);

4) एक पेड़ के बीच, इलेक्ट्रॉनों को इस तरह से घुमाया जाता है कि उनका कुल स्पिन अधिकतम हो। अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या को हटाकर (हंड का नियम)।

5) जब परमाणु कक्षाएँ भर जाती हैं, तो पाउली सिद्धांत समाप्त हो जाता है। इसका तात्पर्य यह है कि संख्या n वाले ऊर्जा स्तर में 2n 2 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, जो n 2 उपस्तरों पर वितरित होते हैं।

सीज़ियम (Cs) 6वीं अवधि में पाया जाता है, जिसमें 55 इलेक्ट्रॉन (क्रम संख्या 55) 6 ऊर्जा स्तरों और उनके उप-स्तरों पर वितरित होते हैं। सीखना ख़त्म कर रहा हूँ अनुक्रम ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों का भराव हटा दिया जाता है:

55 सीएस 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 4एस 2 4पी 6 4डी 10 5एस 2 5पी 6 5डी 10 6एस 1

गुंडू के पाउली शासन का सिद्धांत

बुडोवी भाषण की मूल बातें

धारा 3. समृद्ध इलेक्ट्रॉनिक परमाणु

अधिक सटीक रूप से, श्रोडिंगर का समाधान केवल अन्य मामलों में ही जाना जा सकता है, उदाहरण के लिए, पानी के परमाणु और काल्पनिक एकल-इलेक्ट्रॉन आयनों के लिए, जैसे कि He +, Li 2+, Be 3+। अगले तत्व - हीलियम - का एक परमाणु एक नाभिक और दो इलेक्ट्रॉनों से बना होता है, जो दोनों नाभिकों की ओर आकर्षित होते हैं और एक अन्य इलेक्ट्रॉन बनाते हैं। अतीत में भी, प्रतिद्वंद्विता का कोई सटीक समाधान नहीं है।

इसलिए, विभिन्न तरीकों का बहुत महत्व है। ऐसी विधियों की सहायता से सभी सामान्य तत्वों के परमाणुओं की इलेक्ट्रॉन संरचना स्थापित करना संभव हो सका। इन विकासों से पता चलता है कि बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक परमाणुओं में ऑर्बिटल्स पानी के परमाणु के ऑर्बिटल्स से अलग नहीं हैं (इन ऑर्बिटल्स को वॉटर ऑर्बिटल्स कहा जाता है)। हेड पावर एक बड़े परमाणु चार्ज के माध्यम से ऑर्बिटल्स के घनत्व की क्रिया है। इसके अलावा, यह त्वचा के लिए प्रचुर मात्रा में इलेक्ट्रॉनिक परमाणुओं के लिए पाया गया है ऊर्जावान स्तर(हेड क्वांटम संख्या के इस मान पर एन) में विभाजित करना प्राचीन समय. इलेक्ट्रॉन ऊर्जा को अब तक संग्रहीत नहीं किया जा सकता है एन, और कक्षीय क्वांटम संख्या का प्रकार एल. वॉन की संख्या बढ़ रही है एस-, पी-, डी-, एफ-ऑर्बिटल्स (चित्र 7)।

पूर्वजों की ऊर्जाओं में महत्व के उच्च ऊर्जा स्तरों के लिए, बड़ी मात्रा में जोड़ा जाना है, ताकि एक स्तर दूसरे में प्रवेश कर सके, उदाहरण के लिए

6एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6. किसी दिए गए पेड़ की कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों की संख्या दाहिने हाथ के अक्षर के ऊपरी सूचकांक में इंगित की जाती है, उदाहरण के लिए 3 डी 5 - यानी 3 के बदले 5 इलेक्ट्रॉन डी- प्राचीन समय।

किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को आसानी से रिकॉर्ड करने के लिए, उन ऑर्बिटल्स को बदलें जिनकी सतहों पर इलेक्ट्रॉनों का कब्जा है, और फिर एक उत्कृष्ट गैस के लिए प्रतीक लिखें, जिसका इलेक्ट्रॉनिक सूत्र समान है:

उदाहरण के लिए, क्लोरीन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1 है एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 5 या 3 एस 2 3पी 5 . भुजाओं के पीछे वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को ले जाया जाता है, जो रासायनिक बंधों के निर्माण में भाग लेते हैं।

उच्च अवधियों (विशेषकर छठे और सातवें) के लिए, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक परिवर्तनों का आवेग जटिल होता है। उदाहरण के लिए, 4 एफ- लैंथेनम परमाणु और अगले सेरियम परमाणु पर एक इलेक्ट्रॉन बनता है। लगातार भरना 4 एफ- प्राचीन सामग्री गैडोलीनियम परमाणु में बाधित है, जहां 5 डी-इलेक्ट्रॉन.

गुंडू के पाउली शासन का सिद्धांत

सतहों को भरने के लिए विशेष रूप से प्रतिरोधी डी- तांबे, चांदी और सोने (ІB-समूह) के परमाणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के समान ( एन−1)डी 10 एन एस 1 कम ऊर्जा दिखाएगा, कम ( एन−1)डी 9 एन एस 2 .

सभी तत्वों को चार प्रकारों में विभाजित किया गया है:

1. परमाणुओं में एस-तत्वबाहरी गेंद एनएस के एस-शेल्स को फिर से भरें। ये त्वचा काल के प्रथम दो तत्व हैं।

2. परमाणुओं में पी तत्वोंबाहरी क्षेत्र एनपी के पी-कोश इलेक्ट्रॉनों से भरे होंगे। त्वचा काल के शेष 6 तत्वों (प्रथम एवं अंतिम को छोड़कर) का परिचय इनसे कराया जाता है।

3. यू डी-तत्वकिसी अन्य बाह्य स्तर (n-1)d के इलेक्ट्रॉनों d-उपवृक्ष से भरा हुआ। एस- और पी-तत्वों के बीच व्यवस्थित, महान अवधियों के अंतरालीय दशकों के अनुक्रम।

4. यू एफ-तत्वस्तर (n-2)f के तीसरे स्तर के f-वृक्ष से इलेक्ट्रॉनों से भरा हुआ। ये लैंथेनाइड्स और एक्टिनोइड्स हैं।

आवर्त सारणी के समूहों और आवर्तों द्वारा तत्वों की अम्ल-क्षार शक्ति को बदलना (कोसेल आरेख)

अर्ध-तत्वों की अम्ल-क्षार शक्ति में परिवर्तन की प्रकृति को समझाने के लिए, कोसेल (निमेचिना, 1923) ने एक सरल आरेख प्रस्तुत किया, जो इस धारणा पर आधारित था कि अणुओं में एक आयनिक बंधन होता है और आयनों के बीच एक मिश्रण होता है। कूलम्ब इंटरेक्शन. कोसेल योजना प्रणाली की एसिड-बेस शक्ति का वर्णन करती है, जो नाभिक के चार्ज और उनके तत्व की त्रिज्या के आधार पर ई-एच और ई-ओ-एच बांड को प्रतिस्थापित करती है।

दो धातु हाइड्रॉक्साइड (LiOH और KOH अणुओं के लिए) के लिए कोसल आरेख चित्र में दिखाया गया है। 6.2. जैसा कि प्रस्तुत चित्र से देखा जा सकता है, ली + आयन की त्रिज्या K + आयन और OH की त्रिज्या से कम है - समूह लिथियम आयन के साथ अधिक जुड़ा हुआ है, पोटेशियम आयन के साथ कम। परिणामस्वरूप, CON रिश्ते से अधिक आसानी से अलग हो जाएगा और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड की अंतर्निहित शक्ति अधिक स्पष्ट होगी। तत्वों की आवधिक प्रणाली आवधिक कानून की ग्राफिक छवियों को दर्शाती है और तत्वों के परमाणुओं की संरचना को प्रदर्शित करती है

"क्वांटम संख्याएं। पाउली का सिद्धांत, हंड का नियम, क्लेचकोवस्की का नियम। रोज़राहुन्कोव का ज्ञान (रासायनिक तत्वों के परमाणुओं का महत्व। ऊर्जा स्तरों और कक्षाओं के पीछे इलेक्ट्रॉनों की स्थिति, परमाणुओं और आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास)।

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संख्या:
पाठ विषय: क्वांटम संख्याएं। पाउली का सिद्धांत, हंड का नियम, क्लेचकोवस्की का नियम। रोज़राहुंकोवस्की ज़ावेद्न्या ( रासायनिक तत्वों के परमाणुओं का महत्व, ऊर्जा स्तरों और कक्षाओं के पीछे इलेक्ट्रॉनों का स्थान, परमाणुओं और आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास)।
पाठ के लिए मेटा: आवर्त सारणी के 1-3 आवर्तों के रासायनिक तत्वों का उपयोग करके किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक आवरण के बारे में वैज्ञानिक कथन तैयार करें। "आवधिक कानून" और "आवधिक प्रणाली" की अवधारणाओं को ठीक करें।

पाठ निर्देश:परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों को जोड़ना सीखें, इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों के पीछे के तत्वों की पहचान करें और परमाणु के गोदाम की पहचान करें।

ओब्लादन्नन्या:रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली डी.आई. मेंडेलीव, कक्षा, मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर, पर्सनल कंप्यूटर, लेआउट और प्रस्तुति "भविष्य के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों को मोड़ना।"

पाठ का प्रकार:युग्म

तरीका:मौखिक, वैज्ञानिक.

I. संगठनात्मक क्षण।

विटन्या। दैनिक पर ध्यान दें. कक्षा में नए विषयों के अधिग्रहण की सक्रियता।

शिक्षक प्रीस्कूल में पाठ के लिए विषय की घोषणा करता है और लिखता है "परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक गोले का बुडोवा।"

द्वितीय. नई सामग्री की व्याख्या

अध्यापक:परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले रसायन विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं, क्योंकि इलेक्ट्रॉन स्वयं भाषण की रासायनिक शक्ति का प्रतिनिधित्व करते हैं। किसी कक्षक में इलेक्ट्रॉन की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उसके नाभिक से जुड़ने की ऊर्जा है। परमाणु में इलेक्ट्रॉन गायन ऊर्जा से उत्तेजित होते हैं, और, जैसा कि आप देख सकते हैं, कुछ नाभिक की ओर अधिक आकर्षित होते हैं, अन्य कमज़ोर। इसे नाभिक से इलेक्ट्रॉनों की दूरी द्वारा समझाया गया है। इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितने करीब होंगे, उनके और नाभिक के बीच बंधन उतना ही अधिक होगा और ऊर्जा भंडार उतना ही छोटा होगा। जैसे-जैसे परमाणु नाभिक आगे बढ़ता है, नाभिक के प्रति इलेक्ट्रॉन का गुरुत्वाकर्षण बल बदलता है, और ऊर्जा भंडार बढ़ता है। इस तरह वे दिखावा करते हैं इलेक्ट्रॉनिक गेंदेंपरमाणु के इलेक्ट्रॉन आवरण में. समान ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन एक एकल इलेक्ट्रॉन बॉल बनाते हैं, या शक्तिशाली एक प्रकार का फल. किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा और ऊर्जा स्तर को प्रमुख क्वांटम संख्या द्वारा व्यक्त किया जाता है एनऔर पूर्णांक मान 1, 2, 3, 4, 5, 6 और 7 एकत्र करता है। n का मान जितना बड़ा होगा, परमाणु में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। किसी अन्य ऊर्जा स्तर पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या निम्नलिखित सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

डे एन- बाज़ार में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या;

एन- ऊर्जावान स्तर की संख्या.

यह स्थापित किया गया है कि पहले कोश में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हैं, दूसरे में - आठ से अधिक नहीं, तीसरे में - 18 से अधिक नहीं, चौथे में - 32 से अधिक नहीं। अधिक दूर के कोश का भरना हमें दिखाई नहीं देता है . ऐसा प्रतीत होता है कि वर्तमान ऊर्जा स्तर पर आठ से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, जिन्हें कहा जाता है चलो ख़त्म करें. वे इलेक्ट्रॉनिक गेंदें जिनमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या नहीं होती, कहलाती हैं अधूरा .

किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉन कोश के वर्तमान ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या मुख्य उपसमूहों के रासायनिक तत्वों के समूह संख्या के बराबर होती है।

जैसा कि पहले कहा गया था, इलेक्ट्रॉन कक्षा के पीछे ढह जाता है, और, कक्षा के साथ, कोई प्रक्षेप पथ नहीं होता है।

कोर के आसपास का स्थान वह जगह है जहां यह सबसे महत्वपूर्ण है। इलेक्ट्रॉन को कक्षीय इलेक्ट्रॉन या इलेक्ट्रॉन बादल कहा जाता है।

गुंडू के पाउली शासन का सिद्धांत

टिकट नंबर 2. परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक्स, क्वांटम संख्या, कक्षाओं के प्रकार। ऊर्जा स्तरों और उप-स्तरों को भरने का क्रम (न्यूनतम ऊर्जा, पाउली सिद्धांत, हंड का नियम, क्लेचकोवस्की का नियम, अपक्षयी कक्षाएँ)। तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र. ऊर्जा स्रोतों की उपस्थिति के लिए सूत्र। परमाणु की मुख्य एवं जाग्रत अवस्थाओं के लिए तत्व की संयोजकता।

परमाणु किसी रासायनिक तत्व का सबसे छोटा भाग, उसकी शक्तियों का वाहक होता है। और सबसे सरल विद्युत-तटस्थ रासायनिक माइक्रोसिस्टम, जो क्वांटम यांत्रिकी के नियमों के अधीन है।

एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन के लिए, द्वैत का सिद्धांत उचित है: इलेक्ट्रॉन छोटे द्रव्यमान और एक विद्युत चुम्बकीय शरीर दोनों का एक भौतिक हिस्सा है।

हाइजेनबर्ग का गैर-महत्व का सिद्धांत: हालांकि, किसी भी समय इलेक्ट्रॉनों (निर्देशांक x, y, z) और वेग (संवेग) के स्थान को सटीक रूप से निर्धारित करना संभव नहीं है।

परमाणु में रुख इलेक्ट्रोना में इलेक्ट्रॉनिक उदासी के रूप में विचार हो सकते हैं।

इलेक्ट्रॉन अंधकार का वह क्षेत्र जिसमें इलेक्ट्रॉन 95% से अधिक समय व्यतीत करता है, इलेक्ट्रॉन कक्षीय (ईओ) को दिया जाता है। कक्षक का सबसे बड़ा आकार इलेक्ट्रॉन की अधिक ऊर्जा को दर्शाता है। करीबी आकार की कक्षाएँ ऊर्जा स्तर बनाती हैं जो उपस्तरों से बनी होती हैं।

किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉन का वर्णन करने के लिए, 4 क्वांटम संख्याओं (n, l, m, s) का उपयोग किया जाता है। पहले तीन त्रिआयामी अंतरिक्ष में इलेक्ट्रॉन की स्वतंत्रता के तीन स्तरों को इंगित करते हैं, और चौथा स्पष्ट अक्ष के चारों ओर इलेक्ट्रॉन आवरण की डिग्री को इंगित करता है। क्वांटम संख्याएं:

"एन" एक बंट क्वांटम संख्या है। इलेक्ट्रॉन के ऊर्जा स्तर और परमाणु के क्षेत्र (नाभिक से दूरी) की विशेषताएँ। नाभिक के संबंध में ऊर्जा का गणितीय जमाव: E a = -13.6/n 2 Ev, n = 1.2,... सक्रिय तत्वों के लिए n = 1,..., 7. n = अवधि संख्या.
"एल" कक्षीय क्वांटम संख्या है। अपशिष्ट के प्रकार (इलेक्ट्रॉनिक जहर का एक रूप) की विशेषता बताता है। एल=0,1,2,…,(एन-1). अक्षरों द्वारा दर्शाया गया है। इस मामले में l=0 s, 1-p, 2-d, 3-f, 4-q, 5-h का सुझाव देता है।
"एम" एक चुंबकीय क्वांटम संख्या है। कक्षक के विस्तार की विशालता को दर्शाता है। m=±0, ±1, ±2,…,±l। उप-वृक्ष पर कक्षकों का योग: e =2l+1.
"एस" स्पिन क्वांटम संख्या है। दो समानांतर दिशाओं में अपनी धुरी के चारों ओर लपेटने वाले इलेक्ट्रॉन की एकरूपता की विशेषता है। एस = ±1/2. "+" - वर्ष तीर के पीछे, "-" - वर्ष तीर के विपरीत। स्पिन इलेक्ट्रॉन को एक मजबूत चुंबकीय क्षण प्रदान करता है, जिसे इलेक्ट्रॉन का स्पिन कहा जाता है।

पाउली का सिद्धांत (बाड़): जिन परमाणुओं में एक से अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं उनमें सभी चार क्वांटम संख्याओं के समान मान वाले दो इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते। या यह: एक कक्षक में अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, और विपरीत स्पिन के साथ।

न्यूनतम ऊर्जा का सिद्धांत: एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का क्रमिक दहन स्वयं इलेक्ट्रॉन की न्यूनतम ऊर्जा और समग्र रूप से परमाणु की न्यूनतम ऊर्जा दोनों द्वारा परिलक्षित हो सकता है। या यह: न्यूनतम ऊर्जा अधिकतम स्थायित्व के बराबर होती है। प्रजातियों का भरना कक्षक की समान ऊर्जा से मेल खाता है: एनएस क्लेचकोवस्की का नियम: शुरू में समान उप-वृक्षों को प्रतिस्थापित किया जाएगा, जिनमें से n+l का योग सबसे छोटा है। यदि दो प्राचीन योग n+l एक दूसरे के बराबर हैं, तो प्रारंभ में छोटे n वाला योग भरा जाएगा।

हंड का नियम: एनपी, एनडी और एनएफ वृक्ष स्तरों पर एक परमाणु की मुख्य (अजाग्रत) अवस्था में हमेशा अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या (अधिकतम स्पिन अयुग्मित) होती है।

पी संरेखित करें = "जस्टिफ़ाई"> प्राचीन पी, डी और एफ कई कक्षाओं से बने हैं, जिनकी ऊर्जा समान है, इसलिए इन प्राचीनों को "विरोजेन" कहा जाता है: पी तीन बार, डी पांच बार और एफ सात बार उत्पन्न होता है . इन प्राचीन देशों में इलेक्ट्रॉनों के लिए हंड का नियम लागू होता है।

संयोजकता - रासायनिक बंधन बनाने की क्षमता।

मुख्य चरण न्यूनतम ऊर्जा वाला होता है, ताकि इलेक्ट्रॉन कोर के करीब हों।

जागृत अवस्था वह अवस्था है जिसमें वाष्पीकरण के परमाणु में सभी इलेक्ट्रॉन अधिक ऊर्जा वाले अन्य इलेक्ट्रॉनों के साथ रहते हैं, फिर वे नाभिक छोड़ देते हैं।

अधिकतम संयोजकता जागृत चरण में देखी जाती है और इसलिए यह उस समूह की संख्या को संदर्भित करता है जिसमें तत्व स्थित है।

परमाणु भौतिकी के इतिहास में कई उतार-चढ़ाव हैं। हालाँकि, यदि तकनीकी प्रगति को नज़रअंदाज़ किया जाता, तो सिद्धांतकारों के दिमाग में जो था उसे प्रयोगशाला दिमाग में सत्यापित किया जा सकता था। दुनिया के प्राथमिक हिस्सों के व्यवहार के कई पहलू हैं जो तर्क के नियमों के अधीन नहीं हैं, इसलिए माइक्रोवर्ल्ड ने हाल ही में बिना कारण बताए उन्हें "जैसे हैं" स्वीकार करने का फैसला किया है। पाउली सिद्धांत इन प्रयोगों के परिणामों तक फैला हुआ है, जिसके लिए अभी तक कोई एक स्पष्टीकरण नहीं मिला है।

परमाणु सिद्धांत की अतिशाश्वतता

परमाणु भौतिकी में सबसे व्यापक सफल विकासों में से एक ग्रहीय परमाणु मॉडल था, जिसे अंग्रेजी वैज्ञानिक अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा प्रस्तावित किया गया था। यह पूरी तरह से विश्वसनीय नहीं निकला, लेकिन इसने इतने सारे सही विचारों को बनाने का अवसर दिया कि इसका मूल्य अकाट्य था।

रदरफोर्ड परमाणु के साथ मुख्य समस्याओं में से एक उनके जारी होने से पहले इलेक्ट्रॉनों की संख्या थी। ऊर्जा की हानि के परिणामस्वरूप, कोई भी इलेक्ट्रॉन नाभिक में गिर जाएगा। हालाँकि, कोई भी परमाणु (रेडियोधर्मी को छोड़कर) स्वाभाविक रूप से स्थिर होता है, यथासंभव लंबे समय तक उपयोग किया जा सकता है और आत्म-विनाश के समान लक्षण नहीं दिखाता है। इस समस्या को हल करने के लिए, हमें प्रतिभाशाली डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोहर की प्रतिभा की आवश्यकता थी।

बोह्र का सिद्धांत

1913 में, डेनमार्क के एक युवा अज्ञात भौतिक विज्ञानी ने शास्त्रीय भौतिकी में दो बदलावों को शामिल करने का प्रस्ताव रखा, जिसके अलावा सावधानी के तथ्यों और हानिरहित ब्राउन हिस्टेरिक्स के विकास की व्याख्या करना संभव था। बोह्र कक्षा में इलेक्ट्रॉन के व्यवहार का कारण नहीं बता सके, इसलिए उन्होंने अपने नियमों को "जैसा है" सिद्धांत पर आधारित किया। इन नियमों ने अच्छा काम किया और नए विकास का मार्ग प्रशस्त किया।

बोरू नियम

पहले नियम से पता चला कि रदरफोर्ड द्वारा प्रस्तावित परमाणु का ग्रहीय मॉडल सही है। हालाँकि, इसमें मौजूद इलेक्ट्रॉन बिना किसी बदलाव के अपनी कक्षाओं में ढह जाते हैं। बोह्र का एक अन्य नियम पुष्टि करता है कि इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह सामान्य "अनुमेय" कक्षाओं से परे ही संभव है। इलेक्ट्रॉन, जो अनुमेय कक्षा के अनुसार अपने वर्तमान घूर्णन में है, स्थिर प्लैंक के गुणकों में अपनी कक्षा की त्रिज्या को एक आवेग प्रदान करता है। इस प्रकार, इन ऊर्जा स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों की कक्षाएँ भिन्न हो सकती हैं, जिसके लिए निम्नलिखित नियम लागू होता है:

(इलेक्ट्रॉन आवेग * कक्षा का डोवझिनु हिस्सा) = एन * एच,

जहाँ h एक स्थिरांक है, और n एक प्राकृतिक संख्या है। इस प्रकार, न्यूनतम संभव कक्षा में, n = 1. तीसरा नियम यह है कि परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों को एक अलग बाहरी कक्षा में ले जाया जा सकता है (उदाहरण के लिए, उन पर महत्वपूर्ण कणों की बमबारी करके)। जिसके बाद इलेक्ट्रॉन एक मुक्त आंतरिक कक्षा में बदल सकता है। जिसका परमाणु प्रकाश की मात्रा के रूप में अतिरिक्त ऊर्जा उत्सर्जित करता है।

क्वांटम विनिमय

बोह्र का क्वांटम नियम मानता है कि नाभिक के निकटतम स्थित इलेक्ट्रॉनों की कक्षा सबसे छोटी होती है। इस स्तर पर, इलेक्ट्रॉन में न्यूनतम ऊर्जा होती है। यह महसूस करना संभव होगा कि एक परमाणु में सभी इलेक्ट्रॉन इस कक्षा पर कब्जा कर लेंगे और इस ग्रह पर खो जाएंगे। हालाँकि, कौन नहीं मिल रहा है। पाउली सिद्धांत इस अलौकिक वास्तविकता को समझाने में मदद करता है।

वोल्फगैंग पाउली

इस प्रसिद्ध ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी का जन्म 1869 में हुआ था। म्यूनिख विश्वविद्यालय में, उन्होंने चमत्कारी सार्वभौमिक रोशनी प्राप्त की, और अपना सारा वैज्ञानिक कार्य क्वांटम भौतिकी को समर्पित कर दिया। बीस वर्षीय पाउला फिजिकल इनसाइक्लोपीडिया के लिए एक समीक्षा लेख लिख रही हैं, जिनमें से कई हमारे समय में प्रासंगिक हैं। उनके वैज्ञानिक कार्य शायद ही कभी प्रकाशित हुए थे, और पाउला ने वैज्ञानिक गतिविधि में अपने सहयोगियों के बीच अपने सबसे महत्वपूर्ण विचारों और परिकल्पनाओं को आवाज़ दी थी। सबसे अधिक मात्रा में साहित्य एन. बोह्र और डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग के साथ किया गया। तीन वैज्ञानिकों के काम ने ही आधुनिक क्वांटम भौतिकी की नींव रखी। इन तीन सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिकों के प्रयोगों के आंकड़ों के आधार पर, पाउली ने अपना सिद्धांत तैयार किया। नए 1945 के लिए, ऑस्ट्रियाई शिक्षाओं ने नोबेल पुरस्कार जीता।

रुख इलेक्ट्रॉनिक

इलेक्ट्रॉन के प्रवाह के बाद, वी. पॉली ने इस प्रारंभिक भाग के व्यवहार में असाधारण क्षणों की अनुपस्थिति को छुआ। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक्स इस तरह से घूमते हैं कि वे अपनी धुरी पर घूमते हैं। इलेक्ट्रॉन लपेटन के शक्ति क्षण को स्पिन कहा जाता है। कक्षा में एक स्थान दो इलेक्ट्रॉनों को समायोजित कर सकता है, उनकी पीठ एक दूसरे के समानांतर होती है, जैसा कि पाउली सिद्धांत पुष्टि करता है। इस विनिमय की भौतिकी इलेक्ट्रॉनों और विपरीत स्पिन मूल्यों वाले अन्य कणों के लिए समान है।

आवधिक प्रणाली और पाउली सिद्धांत

रसायन विज्ञान शीघ्र ही आंतरिक रोजमर्रा की वाणी की व्याख्या के लिए गैर-महत्व का सिद्धांत बन गया। अब यह पूरी तरह से स्पष्ट हो गया है कि आवर्त सारणी की पहली पंक्ति में केवल दो ही तत्व क्यों हैं। पानी और हीलियम दोनों अपनी अव्यवस्थित एकल निचली कक्षा में छिपे रहते हैं, जहां इलेक्ट्रॉनों के लिए केवल एक दोहरा स्थान होता है जो पीठ को परेशान करते हैं। वर्तमान कक्षा में ये सभी स्थान पहले से ही समाहित हैं। इसलिए, आवर्त सारणी की एक और श्रृंखला सभी तत्वों को ले सकती है। यह पैटर्न आवर्त सारणी की सभी पंक्तियों में फैला हुआ है।

तारों की भौतिकी

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि प्राथमिक कणों के व्यवहार के नियम सूक्ष्म जगत की सीमाओं से कहीं आगे तक फैले हुए हैं। उदाहरण के लिए, दर्पण भौतिकी पुराने हो रहे तारों की आंतरिक रोशनी से संबंधित है। पॉल का सिद्धांत यहां लागू होता है, केवल इसे थोड़ा अलग तरीके से समझा जा सकता है। अब यह समझने का नियम बन गया है कि एक सरल, विस्तृत संबंध प्रोस्ट्रेट पीठ के केवल दो प्राथमिक भागों तक फैलने की क्षमता रखता है। यह कानून विशेष रूप से पुराने दर्पणों की देखभाल करते समय लागू होता है। जाहिर है, उभार के बाद नया तारा तेजी से ढह जाता है, लेकिन सभी तारे ब्लैक होल में नहीं बदलते। जब सीमित मोटाई की सीमा बढ़ा दी जाती है (और पुराने तारे का मान 10 7 किग्रा/मीटर 3 के करीब हो जाता है), तो ब्रह्मांडीय शरीर का आंतरिक दबाव तेजी से बढ़ने लगता है। इस प्रक्रिया का एक विशेष वैज्ञानिक शब्द है - उत्पन्न इलेक्ट्रॉन गैस का दबाव। इस प्रकार, दर्पण अपने कर्तव्यों को पूरा करना शुरू कर देता है और हमारी पृथ्वी के आकार के एक छोटे खगोलीय पिंड में बदल जाता है। खगोल भौतिकी में ऐसे तारों को श्वेत बौना कहा जाता है।

पाउच

महत्वहीनता का सिद्धांत एक नए प्रकार के पहले कानूनों में से एक है, जो उन सभी संदेशों से उत्पन्न होता है जो हमने अनावश्यक दुनिया के बारे में सुने हैं। नए नियम मौलिक रूप से शास्त्रीय भौतिकी के नियमों से भिन्न हैं जो हमने बचपन से सीखे हैं। जिस तरह पुराने नियम उन लोगों के बारे में बात करते थे जो इन और अन्य गतिविधियों में हो सकते हैं, नए प्रकार के कानून उन लोगों के बारे में बात करते हैं जो दोषी नहीं हैं।

जिन एल्गोरिदम के पॉल के सिद्धांत पर आधारित होने की सबसे अधिक संभावना है, उन्हें कुछ ही मिनटों में संशोधित किया जाएगा। कार्य की शुरुआत में सभी असंभव विकल्पों के साथ, एकमात्र सही उत्तर खोजने का मौका है। व्यावहारिक रूप से, गैर-महत्व का सिद्धांत सूचना के कंप्यूटर प्रसंस्करण के लिए आवश्यक समय को महत्वपूर्ण रूप से बदल देता है। सैद्धांतिक भौतिकविदों के बीच पहले से ज्ञात, पाउली सिद्धांत लंबे समय से क्वांटम भौतिकी में सबसे आगे रहा है, जिसने प्रकृति के नियमों की व्याख्या करने के नए तरीकों का खुलासा किया है।

एक परमाणु में दो इलेक्ट्रॉन एक ही अवस्था में नहीं हो सकते।

ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी वोल्फगैंग पाउली कई यूरोपीय सैद्धांतिक भौतिकविदों में से एक हैं जिन्होंने 1920 के दशक की शुरुआत में क्वांटम यांत्रिकी के बुनियादी सिद्धांतों और सिद्धांतों को तैयार किया था। इस नाम को धारण करने का सिद्धांत भौतिक विज्ञान की इस शाखा में मूलभूत सिद्धांतों में से एक है। यह समझने का सबसे आसान तरीका कि पाउली सिद्धांत किस पर आधारित है, मल्टी-टियर क्रिटिकल स्टेशन में इलेक्ट्रॉनिक्स को कारों के साथ बराबर करना है। प्रत्येक बॉक्स में केवल एक कार को रखा जा सकता है, और पार्किंग स्थल की निचली सतह पर सभी बक्से भर जाने के बाद, कारों को सुरक्षित स्थान की तलाश में ऊपरी सतह पर पार्क करना पड़ता है। तो परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन होते हैं - उनके नाभिक के चारों ओर की त्वचा की कक्षा में अधिक जगह नहीं होती है, नीचे एक "पार्किंग स्थान" होता है, और उसके बाद, जैसे ही कक्षा में सभी जगह घेर ली जाती है, आने वाला इलेक्ट्रॉन खुद को दृश्य में पाता है अगली कक्षा.

इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक्स चारों ओर घूमते हैं, मानसिक रूप से प्रतीत होते हैं, इसलिए बदबू की बदबू अपनी धुरी के चारों ओर लपेटती है (अर्थात, लपेटने का शक्तिशाली क्षण, जिसे आमतौर पर कहा जाता है) घुमानाऔर आप दो से अधिक मान प्राप्त कर सकते हैं: +1/2 या -1/2)। सबसे लंबे स्पिन वाले दो इलेक्ट्रॉन कर सकनाकक्षा में एक स्थान ले लो. वहीं, एक बॉक्स में दाएं केर्म वाली एक मशीन और बाएं केर्म वाली एक मशीन रखी गई, लेकिन एक ही केर्म वाली दो मशीनें नहीं रखी गईं। इसीलिए मेंडेलीव आवधिक प्रणाली की पहली पंक्ति में केवल दो परमाणु (पानी और हीलियम) हैं: निचली कक्षा में सबसे कम स्पिन से इलेक्ट्रॉनों के लिए केवल एक दोहरा स्थान है। वर्तमान कक्षा में पहले से ही सभी इलेक्ट्रॉन हैं (दोनों स्पिन -1/2 के साथ और स्पिन +1/2 के साथ), और आवर्त सारणी की दूसरी पंक्ति में हमारे पास सभी समान तत्व हैं। और इसी तरह।

पुराने तारों के बीच में, सतह का तापमान इतना अधिक होता है कि परमाणु लगातार आयनित अवस्था में रहते हैं, और इलेक्ट्रॉन नाभिक के बीच स्वतंत्र रूप से घूमते रहते हैं। और यहां फिर से पाउला की रक्षा का सिद्धांत लागू होता है, और संशोधित रूप में भी। अब हम कह सकते हैं कि एक छोटे, विशाल आयतन में आपके पास एक समय में अधिकतम अनुमेय तरलता की बहुत लंबी अवधि के साथ दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं। हालाँकि, कांच के बीच में पानी की मोटाई 10 7 किग्रा/मीटर 3 के क्रम के सीमित मूल्य से अधिक होने के बाद तस्वीर नाटकीय रूप से बदल जाती है (बराबरी के लिए, यह पानी की मोटाई से 10,000 गुना अधिक है; एक खट्टी बेरी) बॉक्स इस तरह है मोटे तौर पर कहें तो यह 100 टन के करीब है)। इतनी ताकत के साथ, पाउली सिद्धांत दर्पण के बढ़ते आंतरिक दबाव में खुद को व्यक्त करना शुरू कर देता है। त्से डोडाटकोव वायरोजेन इलेक्ट्रॉनिक गैस की पकड़, और यह स्पष्ट हो जाता है कि पृथ्वी के आकार के बराबर आकार में सिकुड़ने के बाद पुराने दर्पण का गुरुत्वाकर्षण पतन धीमा हो जाता है। ये हैं सितारों के नाम सफ़ेद बौने, और यह सोंट्स के करीब द्रव्यमान वाले तारों के विकास का शेष चरण है ( div.मेझा चन्द्रशेखर)।

सबसे ऊपर, मैंने पॉल के एक सौ इलेक्ट्रॉनों के संग्रह की प्रक्रिया का वर्णन किया, लेकिन एक अलग स्पिन संख्या (1/2, 3/2, 5/2, आदि) के साथ किसी भी प्राथमिक कण का भी। ज़ोक्रेमा, न्यूट्रॉन की स्पिन संख्या इलेक्ट्रॉन के समान है, 1/2। इसका मतलब यह है कि इलेक्ट्रॉनों की तरह न्यूट्रॉन को भी अपने लिए एक निश्चित "रहने की जगह" की आवश्यकता होती है। सफ़ेद बौने का द्रव्यमान सोंत्सिया के 1.4 द्रव्यमान से अधिक है ( div.चन्द्रशेखर के बीच), गुरुत्वीय गुरुत्व बल न्यूट्रॉन बनाने के लिए दर्पण के बीच में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों को जोड़े में उत्तेजित करते हैं। इन न्यूट्रॉनों पर, सफेद बौनों में इलेक्ट्रॉनों की तरह, एक आंतरिक दबाव कंपन होने लगता है, जिसे कहा जाता है विषैली न्यूट्रॉन गैस की पकड़, और जिस स्थिति में दर्पण का गुरुत्वाकर्षण पतन रोशनी के चरण में रुक जाता है न्यूट्रॉन दर्पण, जिसका व्यास महान स्थान के आयामों के बराबर किया जा सकता है। हालाँकि, तारों के और भी अधिक द्रव्यमान (सूर्य के द्रव्यमान से लगभग तीस गुना से शुरू) के साथ गुरुत्वाकर्षण बल उत्पन्न न्यूट्रॉन गैस के समर्थन को तोड़ देता है, और तारे और अधिक ढह जाते हैं, ब्लैक होल में बदल जाते हैं।

पॉल के बचाव का सिद्धांत एक नए प्रकार के प्राकृतिक कानून का एक स्पष्ट उदाहरण है, और कंप्यूटर प्रौद्योगिकियों के विकास की दुनिया में, ऐसे "अंतर्निहित" कानून अनिवार्य रूप से एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे। इस सिद्धांत के नियम शास्त्रीय भौतिकी के नियमों से भिन्न हैं, जैसे न्यूटन के यांत्रिकी के नियम, और वे बताते हैं कि सिस्टम का क्या होगा। बदबू की तीव्रता बताती है कि सिस्टम में क्या है मैं नहीं कर सकतास्थिति। वही जीवविज्ञानी और संरचनात्मक सिद्धांतकार हेरोल्ड मोरोविट्ज़ (बी. 1927) ने "विज्ञान के नियम" कहा: ऐसे नियम, संक्षेप में, रक्षा के पॉलीन सिद्धांत, इस हद तक कम हो जाते हैं कि सबसे जटिल और जटिल समस्याओं के मामले में ( और विकास) मुड़े हुए परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की कक्षाएँ, निस्संदेह, होनी चाहिए) फिर कंप्यूटर को इस तरह से प्रोग्राम करें कि बता सके देखे बिनास्पष्ट रूप से असंभव समाधान विकल्प। एक ही नियम एक गतिरोध की समस्या के संभावित समाधानों की संख्या के परिणाम के रूप में उभरता है, जो इसकी सफलता के लिए अनुमेय संभावना से अधिक है, यही कारण है कि कंप्यूटर के विकास का समय उचित अंतराल तक तेज हो रहा है। इस प्रकार, पॉल के बचाव के सिद्धांत के समान नियम, तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं, क्योंकि वे सबसे जटिल और जटिल समस्याओं में कंप्यूटर के सामने तेजी से आ रहे हैं।

प्रभाग. भी:

पाउली प्रभाव

पहले, आइजैक न्यूटन और माइकल फैराडे के पैमाने पर, नौसिखिए प्रयोगवादियों और सिद्धांतकारों ने भौतिक दुनिया के विभिन्न पहलुओं पर सफलतापूर्वक प्रयोग किए और अपने निष्कर्षों को समझाने के लिए सिद्धांत विकसित किए। परिणामों की पुष्टि की गई है। वे घंटे बीत गए. बीसवीं सदी की शुरुआत के आसपास, विश्वविद्यालय विशेषज्ञता, जो एक महामारी की तरह सभी मानवीय गतिविधियों में फैल गई, भौतिकी सहित प्राकृतिक विज्ञान तक विस्तारित हो गई। आज हम मानते हैं कि यह महत्वपूर्ण है कि अधिकांश वैज्ञानिक दो श्रेणियों में से एक में आते हैं - प्रयोगकर्ता और सिद्धांतकार। हमारे समय में इन दोनों हाइपोस्टेस को संयोजित करना व्यावहारिक रूप से असंभव है।

वोल्फगैंग पाउली एक प्रसिद्ध सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी थे और, इस श्रेणी के एक समृद्ध वैज्ञानिक के रूप में, उन्होंने अनादरपूर्वक खुद को "प्लंबर" (अपने स्वयं के लिए) के रूप में स्थान दिया, जो प्रयोगात्मक सेटअप की देखभाल करता था। एक प्रयोगकर्ता के रूप में पाउला का अहंकार, साथ ही सबसे सरल प्रयोगात्मक सेटअप प्राप्त करने की कोशिश में ज्ञान की स्पष्ट कमी, पौराणिक बन गई है। वे कहते हैं कि वे जल्द ही भौतिकी प्रयोगशाला में दिखाई देंगे, जैसे कि कब्ज़ा सही हो गया हो। ऐसा लगता है कि ज्यूरिख से ट्रेन द्वारा पाउला के यहां पहुंचने के बाद लीडेन विश्वविद्यालय (नीदरलैंड) की बीमार सूजन मुरझा गई। 1922 से एक डिप्लोमा चुरा लिया।

पाउली क्वांटम यांत्रिकी के अग्रदूतों में से एक के रूप में उभरे, उन्होंने नए वैज्ञानिक अनुशासन में कई मौलिक योगदान दिए, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण, जाहिर है, उनका रक्षा सिद्धांत था, जिसे 1924 में और फिर 1945 में तैयार किया गया था। पॉल को सम्मानित किया गया था भौतिकी में नोबेल पुरस्कार. प्राथमिक कणों में क्वांटम स्पिन संख्याओं की उपस्थिति के इस विचार की बाद की दो घटनाओं द्वारा प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई। इसके अलावा, पॉल बीटा क्षय के दौरान ऊर्जा संरक्षण के नियम के उल्लंघन की व्याख्या करने में कामयाब रहे। div.रेडियोधर्मी विघटन) इलेक्ट्रॉन के कंपन के बारे में अतिरिक्त जानकारी के लिए, एक अज्ञात भाग, जिसे बाद में नाम दिया गया न्युट्रीनो.

एक और विश्व युद्ध की चट्टानों पर, पाउली ने संयुक्त राज्य अमेरिका और प्रिंसटन इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड रिसर्च के साथ काम किया। युद्ध की समाप्ति के बाद, उन्होंने यूरोप का रुख किया, स्विस आबादी को स्वीकार किया और ज्यूरिख में संघीय प्रौद्योगिकी संस्थान में प्रयोगात्मक भौतिकी के प्रोफेसर बन गए।

चूँकि समान भागों में समान क्वांटम संख्याएँ होती हैं, इसलिए उनका कार्य कणों को पुनर्व्यवस्थित करने की सीमा तक सममित होता है। यह पता चला है कि दो नए फर्मियन जो एक ही प्रणाली का हिस्सा हैं, एक ही शिविर में नहीं हो सकते हैं, क्योंकि फर्मियन के लिए, हविलियन फ़ंक्शन एंटीसिमेट्रिक हो सकता है। सामान्य डेटा, वी. पाउली ने तैयार किया सिद्धांत दोष , यह किसी के लिए भी अच्छा है फ़र्मिअन प्रणालियाँ प्रकृति में अधिक सामान्य हो जाती हैं केवल शिविरों में,एंटीसिमेट्रिकल फ़ंक्शंस द्वारा वर्णित(पॉली सिद्धांत का क्वांटम-यांत्रिक सूत्रीकरण)।

इस स्थिति से पाउली सिद्धांत का सरल सूत्रीकरण आता है, जिसे उनके द्वारा क्वांटम यांत्रिकी के आगमन से पहले ही क्वांटम सिद्धांत (1925) में पेश किया गया था: नए फर्मियन की एक प्रणाली में उनमें से कोई भी दो इसे एक ही समय में नहीं कर सकते एक ही शिविर में रहना . यह महत्वपूर्ण है कि एक ही शिविर में मौजूद नए बोसॉन की संख्या सीमित नहीं है।

यह स्पष्ट है कि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या सेट द्वारा स्पष्ट रूप से इंगित की जाती है चार क्वांटम संख्याएँ :

· सिर एन ;

· कक्षीय एल कॉल सीआई संकेत 1 बन जाता है एस, 2डी, 3एफ;

· चुंबकीय ();

· चुंबकीय स्पिन ().

एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का वितरण पाउली सिद्धांत का पालन करता है, जिसे एक परमाणु के लिए उसके सरलतम रूप में तैयार किया जा सकता है: उसी परमाणु में चार क्वांटम संख्याओं के समान सेट के साथ एक से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते: एन, एल, , :

जेड (एन, एल, , ) = 0 या 1,

डे जेड (एन, एल, , ) - क्वांटम अवस्था में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की संख्या, जिसे चार क्वांटम संख्याओं के सेट द्वारा वर्णित किया गया है: एन, एल... इस प्रकार पॉल के सिद्धांत की पुष्टि होती है, दो इलेक्ट्रॉनिक्स क्या हैं? ,विभिन्न अर्थों के साथ एक ही परमाणु में जुड़े हुए ,काम पर रखा ,एक क्वांटम संख्या .

पौधों में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या जिसे तीन क्वांटम संख्याओं के सेट द्वारा वर्णित किया गया है एन, एलі एम, और केवल इलेक्ट्रॉनों के स्पिन का अभिविन्यास एक बात है:

(8.2.1)

क्योंकि स्पिन क्वांटम संख्या के दो मान हो सकते हैं: 1/2 और -1/2।

दो क्वांटम संख्या वाले देशों में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या एनі एल:

(8.2.2)

जिस पर अंतरिक्ष में इलेक्ट्रॉन आवेग के कक्षीय क्षण का वेक्टर प्राप्त किया जा सकता है (2 एल+ 1) विभिन्न अभिविन्यास (चित्र 8.1)।

देशों में उपलब्ध इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या हेड क्वांटम संख्या के मान के बराबर है एन, बिल्कुल:

(8.2.3)

एक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या,वही क्वांटम संख्या n दिखाई देती है,बुलाया इलेक्ट्रॉनिक खोलवरना गेंद .

त्वचा की झिल्लियों में इलेक्ट्रॉन वितरित होते हैं गेंदों के नीचे , इसी के समान एल.

विशाल क्षेत्र,जिसमें एक इलेक्ट्रॉन प्रकट होने की उच्च संभावना है, पुकारना गेंद के नीचे वरना कक्षा का . मुख्य प्रकार के ऑर्बिटल्स चित्र में दिखाए गए हैं। 8.1.

परिणामस्वरूप, कक्षीय क्वांटम संख्या 0 से मान प्राप्त करती है, उपकोशों की संख्या क्रम संख्या के बराबर होती है एनसीपियाँ पेट की गेंद में इलेक्ट्रॉनों की संख्या चुंबकीय और चुंबकीय स्पिन क्वांटम संख्याओं द्वारा इंगित की जाती है: डेटा के साथ गेंद की गेंद में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या एलएक 2(2 एल+1). कोशों का असाइनमेंट, साथ ही कोशों और उपकोशों के पीछे इलेक्ट्रॉनों का वितरण, तालिका में दिखाया गया है। 1.

तालिका नंबर एक

गोलोव्ने क्वांटम संख्या एन

शैल चिन्ह

कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या

कक्षीय क्वांटम संख्या एल

पैड प्रतीक

अधिकतम शक्ति

इलेक्ट्रॉनों

पैड