રસાયણશાસ્ત્ર અને ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ એ મૂળભૂત ખ્યાલ છે અને તેમાં નિપુણતા મેળવવા માટે અંતર્ગત સિદ્ધાંતોની નક્કર સમજ જરૂરી છે. તમારા જ્ઞાનને ચકાસવા અને તમારી કુશળતાને મજબૂત કરવા માટે, અમે 12 ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કસરતોની શ્રેણી તૈયાર કરી છે. આ લેખમાં, અમે તેમના વ્યવહારુ ઉપયોગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને અને તેમના નિરાકરણ માટે સ્પષ્ટ અને સંક્ષિપ્ત સમજૂતીઓ પ્રદાન કરીને, આ દરેક કસરતોનું વિગતવાર અન્વેષણ કરીશું. આ મુખ્ય વિષયની તમારી સમજને પડકારવા અને તમારી ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કૌશલ્યને સુધારવા માટે તૈયાર થાઓ!
1. ક્વોન્ટમ થિયરીમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણનો પરિચય
ક્વોન્ટમ થિયરીમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ એ અણુમાં ન્યુક્લિયસની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન કેવી રીતે ગોઠવાય છે તે સમજવા માટેનો મૂળભૂત ખ્યાલ છે. આ વિભાગમાં, અમે આ વિષયના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોનું અન્વેષણ કરીશું અને તેમને વિવિધ કેસોમાં કેવી રીતે લાગુ કરવું તે શીખીશું.
ઇલેક્ટ્રોન વિતરણને સમજવા માટેનું પ્રથમ પગલું એ પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંતને સમજવું છે, જે જણાવે છે કે એક જ અણુમાં કોઈપણ બે ઇલેક્ટ્રોન ક્વોન્ટમ સંખ્યાઓનો બરાબર સમાન સમૂહ ધરાવી શકે નહીં. આનો અર્થ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોન અણુમાં વિવિધ ઉર્જા સ્તરો અને સબલેવલ પર કબજો લેવો જોઈએ.
બીજું, ઓફબાઉના નિયમથી પરિચિત થવું મહત્વપૂર્ણ છે, જે અણુમાં ભ્રમણકક્ષા ભરવામાં આવે છે તે ક્રમ જણાવે છે. આ નિયમ આપણને વિવિધ ઉર્જા સ્તરો અને સબલેવલ્સમાં ઈલેક્ટ્રોનનું વિતરણ કયા ક્રમમાં થાય છે તે નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આપણે જાણીએ છીએ કે લેવલ 1 લેવલ 2 પહેલા ભરે છે, વગેરે.
2. રસાયણશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણની મૂળભૂત વિભાવનાઓ
રસાયણશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ એ અણુઓ અને પરમાણુઓની રચના અને વર્તનને સમજવા માટેનું મૂળભૂત સાધન છે. આ વિતરણ ચોક્કસ નિયમો અને સિદ્ધાંતોને અનુસરીને, અણુ ન્યુક્લિયસની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન કેવી રીતે ગોઠવાય છે તે સ્થાપિત કરે છે. આ વિભાગમાં, અમે રસાયણશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ વિશેના કેટલાક મૂળભૂત ખ્યાલોનું અન્વેષણ કરીશું.
ઈલેક્ટ્રોનિક વિતરણમાં મૂળભૂત વિભાવનાઓમાંની એક એ ઔફબાઉ સિદ્ધાંત છે, જે જણાવે છે કે ઉચ્ચ ઉર્જા ભ્રમણકક્ષાને ભરતા પહેલા ઈલેક્ટ્રોનને નીચલા ઉર્જા ભ્રમણકક્ષામાં ઉમેરવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જા વધારવાના ક્રમમાં ભરવામાં આવે છે, ભ્રમણકક્ષાના આકૃતિને અનુસરીને અને હન્ડના નિયમને માન આપીને, જે જણાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન જોડી બનાવતા પહેલા વ્યક્તિગત રીતે અને સમાંતર રીતે ભ્રમણકક્ષાને ભરે છે.
અણુના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે દર્શાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ઊર્જા સ્તરો અને સબલેવલ્સમાં કેવી રીતે વિતરિત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિજન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન 1s² 2s² 2p⁴ છે, જે દર્શાવે છે કે તેમાં 2s સ્તરમાં 1 ઇલેક્ટ્રોન, 2s સ્તરમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન અને 4p સ્તરમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન છે.
3. ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કસરતો શું છે અને તે શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે?
અણુમાં ઇલેક્ટ્રોન કેવી રીતે ગોઠવાય છે તે સમજવા માટે રસાયણશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કસરત એ મૂળભૂત સાધન છે. આ કસરતો અમને દરેક તત્વના ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકનને ઓળખવા અને ઓર્બિટલ્સ ઇલેક્ટ્રોનથી કેવી રીતે ભરવામાં આવે છે તે સમજવાની મંજૂરી આપે છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે અમને તત્વોના રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મોની આગાહી કરવાની મંજૂરી આપે છે. તત્વના ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકનને જાણીને, અમે તેની પ્રતિક્રિયાશીલતા, તેની રાસાયણિક બોન્ડ બનાવવાની ક્ષમતા અને વિવિધ વાતાવરણમાં તેનું વર્તન નક્કી કરી શકીએ છીએ.
આ કસરતોને ઉકેલવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓ છે, પરંતુ તે બધા સામાન્ય પગલાંઓની શ્રેણીને અનુસરે છે. પ્રથમ, તમારે ઓર્બિટલ્સ ભરવા માટેના નિયમો, જેમ કે ઓફબાઉનો નિયમ, પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંત અને હંડનો નિયમ જાણવો જોઈએ. ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન પછી ડાયાગ્રામ પર અથવા અક્ષર અને નંબર સંકેતનો ઉપયોગ કરીને ગોઠવવામાં આવે છે. છેલ્લે, તે તપાસવામાં આવે છે કે વિતરણ ભરવાના નિયમોનું પાલન કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા સાચી છે.
4. તમારા જ્ઞાનને પડકાર આપો: તમારી કુશળતાને ચકાસવા માટે 12 ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કસરતો
આ વિભાગમાં, અમે 12 પડકારરૂપ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કસરતો રજૂ કરીએ છીએ જે તમારી રસાયણશાસ્ત્રની કુશળતાને ચકાસશે. આમાંની દરેક કવાયત તમને અણુના વિવિધ સ્તરો અને સબલેવલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણ વિશેના તમારા જ્ઞાનને લાગુ કરવા માટે પડકારશે. તેઓ તમને મૂળભૂત બાબતોની સમીક્ષા કરવામાં મદદ કરશે એટલું જ નહીં, પરંતુ તેઓ તમને ઈલેક્ટ્રોનિક વિતરણ સમસ્યાઓ હલ કરવાની પ્રેક્ટિસ પણ આપશે. અસરકારક રીતે.
દરેક કસરત માટે, અમે તમને એ પગલું દ્વારા પગલું સમસ્યાને કેવી રીતે હલ કરવી તે વિગતવાર. આ ઉપરાંત, તમારી સમજણને સરળ બનાવવા માટે અમે તમને ટીપ્સ અને ઉદાહરણો આપીશું. જો તમને ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણની મૂળભૂત બાબતોની ઝડપી સમીક્ષાની જરૂર હોય, તો તમે અમારા ઇન્ટરેક્ટિવ ટ્યુટોરિયલ્સનો ઉપયોગ કરી શકો છો, જે તમને વિષયની સંપૂર્ણ ઝાંખી આપશે.
વધુમાં, અમે ઈલેક્ટ્રોનિક વિતરણને વધુ સ્પષ્ટ રીતે વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવા માટે સામયિક કોષ્ટકો અને લુઈસ ડાયાગ્રામ જેવા સાધનોનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરીએ છીએ. આ સાધનો તમને દરેક સ્તર અને સબલેવલમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને ચોક્કસ રીતે ઓળખવામાં મદદ કરશે. યાદ રાખો કે આ કસરતોને ઉકેલવાની ચાવી એ છે કે દરેક અણુના ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકનનું કાળજીપૂર્વક વિશ્લેષણ કરવું અને Aufbau સિદ્ધાંત, હન્ડના નિયમ અને મહત્તમ સ્પિન ગુણાકારના નિયમ દ્વારા સ્થાપિત સિદ્ધાંતોનું પાલન કરવું.
5. વ્યાયામ 1: હાઇડ્રોજન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ
આ કવાયતમાં, આપણે હાઇડ્રોજન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરવાનું શીખીશું. ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ અમને જણાવે છે કે અણુના વિવિધ ઊર્જા સ્તરો અને સબલેવલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોન કેવી રીતે વિતરિત થાય છે. હાઇડ્રોજનના ગુણધર્મો અને વર્તનને સમજવા માટે આ મહત્વપૂર્ણ છે.
હાઇડ્રોજન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરવા માટે, આપણે કેટલાક પગલાંઓનું પાલન કરવું જોઈએ. પ્રથમ, આપણે હાઇડ્રોજનનો અણુ નંબર જાણવો જોઈએ, જે 1 છે. પછી, આપણે Aufbau ના નિયમનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ, જે જણાવે છે કે ઈલેક્ટ્રોન સૌથી નીચા ઉર્જા સ્તરને પહેલા ભરે છે, Hundના મહત્તમ ગુણાકારના સિદ્ધાંતને અનુસરીને.
અમે સ્તર 1 ભરીને શરૂઆત કરીશું, જેમાં 2 જેટલા ઈલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે. આગલું સ્તર લેવલ 2 છે, જે 2 ઇલેક્ટ્રોન સુધી પણ પકડી શકે છે. છેલ્લે, સ્તર 3 8 જેટલા ઇલેક્ટ્રોન સમાવી શકે છે. આ માહિતીનો ઉપયોગ કરીને, અમે હાઇડ્રોજન અણુનું સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરી શકીએ છીએ.
6. વ્યાયામ 2: કાર્બન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ
કાર્બન અણુ એ કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વોમાંનું એક છે. તેનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કાર્બન અણુઓ અન્ય તત્વો સાથે કેવી રીતે જોડાય છે તે નક્કી કરે છે. કાર્બન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરવા માટે, કેટલાકને અનુસરવું આવશ્યક છે મુખ્ય પગલાં.
સૌ પ્રથમ, તે યાદ રાખવું અગત્યનું છે કે કાર્બન અણુમાં 6 ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ઊર્જા સ્તરોમાં વિતરિત થાય છે જેને શેલ્સ કહેવાય છે. પ્રથમ ઊર્જા સ્તર, અથવા શેલ 1, 2 જેટલા ઇલેક્ટ્રોન સમાવી શકે છે. બીજું ઊર્જા સ્તર, અથવા શેલ 2, 8 જેટલા ઇલેક્ટ્રોન સમાવી શકે છે. કાર્બન અણુના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને નિર્ધારિત કરવા માટે, આ શેલો ઉર્જા વધારવાના ક્રમમાં ભરવામાં આવશ્યક છે.
કાર્બન અણુમાં નીચેના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ છે: 1 સે2 2s2 2p2. આનો અર્થ એ છે કે પ્રથમ 2 ઇલેક્ટ્રોન શેલ 1 માં, 1s ભ્રમણકક્ષામાં જોવા મળે છે. આગામી 2 ઇલેક્ટ્રોન શેલ 2 માં, 2s ભ્રમણકક્ષામાં જોવા મળે છે. છેલ્લા 2 ઇલેક્ટ્રોન શેલ 2 માં, 2p ભ્રમણકક્ષામાં જોવા મળે છે. આ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ અમને જણાવે છે કે કાર્બન અણુના વિવિધ ભ્રમણકક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોન કેવી રીતે ગોઠવાય છે.
7. વ્યાયામ 3: ક્લોરિન આયનનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ
ક્લોરિન આયનનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરવા માટે, આપણે સૌ પ્રથમ યાદ રાખવું જોઈએ કે ક્લોરિન આયન, Cl-, એ ઇલેક્ટ્રોન મેળવ્યું છે, જેનો અર્થ એ થાય કે તેમાં હવે નેગેટિવ ચાર્જ કરતાં વધુ છે. આ અણુના ઊર્જા સ્તરોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ કરવાની રીતને અસર કરે છે. નીચે એક પગલું દ્વારા પગલું કેવી રીતે હલ કરવું તે છે આ સમસ્યા:
1. સામયિક કોષ્ટક પર ક્લોરિનનો અણુ નંબર ઓળખો. ક્લોરિનનો અણુ નંબર 17 છે, એટલે કે તેની મૂળ તટસ્થ સ્થિતિમાં 17 ઇલેક્ટ્રોન છે.
2. એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવ્યા પછી, ક્લોરિનમાં હવે કુલ 18 ઇલેક્ટ્રોન છે. ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ નક્કી કરવા માટે, ધ્યાનમાં રાખો કે ઇલેક્ટ્રોન ચોક્કસ ક્રમમાં ઊર્જા સ્તરો ભરે છે: 2, 8, 8, 1. આનો અર્થ એ છે કે પ્રથમ 2 ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા સ્તર 1 ભરે છે, પછીના 8 ઊર્જા સ્તર 2. ઊર્જા 8 ભરે છે. , પછીનું 3 એનર્જી લેવલ 4 ભરે છે અને છેલ્લું ઈલેક્ટ્રોન એનર્જી લેવલ XNUMX પર કબજો કરે છે. નોંધ કરો કે ઉચ્ચ એનર્જી લેવલ ન્યુક્લિયસથી આગળ છે અને ઈલેક્ટ્રોનને પકડી રાખવાની વધુ ક્ષમતા ધરાવે છે.
3. તેથી, ક્લોરિન આયનનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નીચે મુજબ હશે: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6. આ પરિણામ અમને જણાવે છે કે ક્લોરિનમાં કુલ 18 ઈલેક્ટ્રોન વિવિધ ઊર્જા સ્તરોમાં વિતરિત થાય છે. વધુમાં, -1 ના ચાર્જ સાથે આયન બનીને, તે તેના બાહ્યતમ ઉર્જા સ્તરના સંપૂર્ણ ભરણને કારણે વધુ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે.
8. વ્યાયામ 4: ઓક્સિજન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ
ઓક્સિજન પરમાણુનો અણુ નંબર 8 છે, જે સૂચવે છે કે તેની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણીમાં 8 ઇલેક્ટ્રોન છે. ઓક્સિજન અણુના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને નિર્ધારિત કરવા માટે, આપણે એક પગલું-દર-પગલાની પ્રક્રિયાને અનુસરવી જોઈએ. સૌ પ્રથમ, આપણે યાદ રાખવું જોઈએ કે ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ઊર્જા સ્તરોમાં વિતરિત થાય છે, જેને શેલ્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયસની સૌથી નજીકના પ્રથમ શેલમાં 2 ઈલેક્ટ્રોન, બીજામાં 8 ઈલેક્ટ્રોન અને ત્રીજામાં 8 જેટલા ઈલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે.
ઓક્સિજન અણુ માટે, આપણે ન્યુક્લિયસની સૌથી નજીકના શેલને ભરીને શરૂ કરીએ છીએ, જે પ્રથમ શેલ છે. આપણે આ શેલમાં 2 ઈલેક્ટ્રોન મુકીએ છીએ. પછી, આપણે આગલા શેલમાં જઈએ અને બાકીના 6 ઈલેક્ટ્રોન મુકીએ. આ આપણને પ્રથમ સ્તરમાં 2 અને બીજા સ્તરમાં 6 નું ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ આપે છે. આને રજૂ કરવાની એક રીત એ છે કે ઓક્સિજનનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન 1s તરીકે લખવું2 2s2 2p4.
ઓક્સિજન અણુના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને એક રૂપરેખા તરીકે વિઝ્યુઅલાઈઝ કરી શકાય છે જેમાં ઈલેક્ટ્રોન ઓફબાઉના નિયમ અનુસાર વિવિધ શેલો અને સબશેલ્સને ભરે છે. એ ઉલ્લેખ કરવો મહત્વપૂર્ણ છે કે આ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ અમને એ સમજવામાં મદદ કરે છે કે ઓક્સિજન અણુની અંદર ઇલેક્ટ્રોનનો નકારાત્મક ચાર્જ કેવી રીતે ગોઠવાય છે અને તેઓ રાસાયણિક બોન્ડમાં અન્ય અણુઓ સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. વિવિધ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ઓક્સિજનની રાસાયણિક પદ્ધતિઓ અને ગુણધર્મોને સમજવા માટે આ માહિતી હોવી જરૂરી છે.
9. વ્યાયામ 5: આયર્ન આયનનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ (Fe2+)
આ કવાયતમાં, આપણે આયર્ન આયન (Fe2+) નું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરવાનું શીખીશું. આયર્ન એક સંક્રમણ તત્વ છે અને તેનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન aufbau નિયમ અને પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે.
શરૂ કરવા માટે, આપણે યાદ રાખવું જોઈએ કે આયર્નનો અણુ નંબર 26 છે, જેનો અર્થ છે કે તેમાં 26 ઇલેક્ટ્રોન છે. Fe2+ આયન બનાવવા માટે બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાથી, તેનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ બદલાશે.
પ્રથમ પગલું એ તટસ્થ આયર્ન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન લખવાનું છે. આ એનર્જી લેવલ ડાયાગ્રામ અથવા ઓફબાઉના નિયમનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. તટસ્થ Fe નું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 છે. હવે, આપણે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે આયર્ન(II) આયન એ બે ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યા છે, તેથી આપણે પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંતને અનુસરીને સૌથી બહારના ઈલેક્ટ્રોનને નાબૂદ કરવા જોઈએ. પરિણામી ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 હશે. આ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ એ આયર્ન (II) આયનનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ છે..
10. વ્યાયામ 6: કેલ્શિયમ આયનનું ઈલેક્ટ્રોનિક વિતરણ (Ca2+)
આ કવાયતમાં, કેલ્શિયમ આયન (Ca2+)ના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવશે. આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે, કેલ્શિયમનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન અને તે કેવી રીતે હકારાત્મક આયનમાં રૂપાંતરિત થાય છે તે સમજવું જરૂરી છે.
કેલ્શિયમની અણુ સંખ્યા 20 છે, એટલે કે તેની તટસ્થ સ્થિતિમાં 20 ઇલેક્ટ્રોન છે. તેની ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં કેલ્શિયમનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 છે. જો કે, જ્યારે કેલ્શિયમ Ca2+ આયન બનાવવા માટે બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે, ત્યારે તેનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ બદલાય છે.
જ્યારે આપણે 4s શેલમાંથી બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીએ છીએ, ત્યારે કેલ્શિયમ આયનનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 બને છે. આનો અર્થ એ છે કે કેલ્શિયમ આયનમાં નોબલ ગેસ આર્ગોન જેવું જ ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું છે. આ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને સમજીને, આપણે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં અને અન્ય રાસાયણિક પ્રજાતિઓ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં કેલ્શિયમ આયનના વર્તન અને ગુણધર્મોને સમજી શકીએ છીએ.
11. વ્યાયામ 7: નાઇટ્રોજન અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ
નાઇટ્રોજન અણુ માટે ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ કવાયતને ઉકેલવા માટે, આપણે કેટલાક મુખ્ય પગલાઓનું પાલન કરવું જોઈએ. પ્રથમ, એ યાદ રાખવું અગત્યનું છે કે નાઇટ્રોજન અણુની અણુ સંખ્યા 7 છે, એટલે કે તેમાં 7 ઇલેક્ટ્રોન છે.
આગળનું પગલું એ ક્રમ નક્કી કરવાનું છે કે જેમાં ઓર્બિટલ્સ ભરવામાં આવે છે. આ કરવા માટે, અમે aufbau સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, જે જણાવે છે કે ભ્રમણકક્ષા ઊર્જાના ચડતા ક્રમમાં ભરવામાં આવે છે. પછી, ઈલેક્ટ્રોન ખલાસ ન થાય ત્યાં સુધી ઓફબાઉ સિદ્ધાંતને અનુસરીને ઈલેક્ટ્રોન ઓર્બિટલમાં વહેંચવામાં આવે છે.
નાઇટ્રોજનના કિસ્સામાં, અમે 1s ભ્રમણકક્ષાને ભરીને શરૂ કરીએ છીએ, જે મહત્તમ 2 ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. આગળ, આપણે 2 વધુ ઇલેક્ટ્રોન સાથે 2s ભ્રમણકક્ષા ભરીએ છીએ. આગળ, આપણે બાકીના 2 ઇલેક્ટ્રોન સાથે ત્રણ p ઓર્બિટલ્સ (2px, 2py અને 3pz) ભરીએ છીએ. છેલ્લે, અમે તપાસીએ છીએ કે અમે 7 ઉપલબ્ધ ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ કર્યો છે અને તમામ ભ્રમણકક્ષાઓ સૌથી નીચીથી ઉચ્ચ ઊર્જા સુધી ભરી દીધી છે.
12. વ્યાયામ 8: સલ્ફર અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ
સલ્ફર એ અણુ ક્રમાંક 16 અને પ્રતીક S ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે. સલ્ફર અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરવા માટે, અણુની રચના અને ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી જાણવી જરૂરી છે. સલ્ફરનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખા ઓફબાઉ ડાયાગ્રામના નિયમને અનુસરીને મેળવવામાં આવે છે, જે જણાવે છે કે અણુના ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જાના વધતા ક્રમમાં ભરવામાં આવે છે.
સલ્ફર અણુના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને નિર્ધારિત કરવા માટેનું પ્રથમ પગલું એ તેની પરમાણુ સંખ્યા જાણવાનું છે, જે આ કિસ્સામાં 16 છે. ત્યાંથી, ઇલેક્ટ્રોનને વિવિધ ઊર્જા સ્તરો માટે અસાઇન કરવું આવશ્યક છે: સ્તર 1 માં 2 જેટલા ઇલેક્ટ્રોન સમાવી શકે છે, સ્તર 2 સુધી 8 ઇલેક્ટ્રોન અને સ્તર 3 સુધી 6 ઇલેક્ટ્રોન. આ નિયમને અનુસરીને, પરમાણુ સંખ્યા સુધી પહોંચી ન જાય ત્યાં સુધી ઈલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચથી નીચી ઊર્જા સુધી સોંપવામાં આવે છે.
સલ્ફરના કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને નીચે પ્રમાણે રજૂ કરી શકાય છે: 1s22s22p63s23p4. આ સૂચવે છે કે સ્તર 1 માં 2 ઇલેક્ટ્રોન છે, સ્તર 2 માં 8 ઇલેક્ટ્રોન છે, સ્તર 3 માં s સબલેવલમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન અને p સબલેવલમાં 4 ઇલેક્ટ્રોન છે. એ નોંધવું અગત્યનું છે કે દરેક સ્તરમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા તત્વની અણુ સંખ્યા જેટલી હોવી જોઈએ.
13. વ્યાયામ 9: મેગ્નેશિયમ આયનનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ (Mg2+)
એકવાર મેગ્નેશિયમ આયન (Mg2+) ની રચના થઈ જાય, તે વધુ સારી રીતે સમજવા માટે તેના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને જાણવું મહત્વપૂર્ણ છે. તેના ગુણધર્મો રસાયણો ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ એ અણુ અથવા આયનના વિવિધ શેલો અને સબશેલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ કેવી રીતે થાય છે તેનું વર્ણન કરે છે. મેગ્નેશિયમ આયનના કિસ્સામાં, અમે ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન બનાવવા અથવા મેળવવાના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને તેના ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને નિર્ધારિત કરી શકીએ છીએ.
મેગ્નેશિયમ આયન (Mg2+) 2+ નો હકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે, એટલે કે તે તટસ્થ મેગ્નેશિયમ અણુની તુલનામાં બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે. આ સૂચવે છે કે તેમાં હવે મૂળ 10 ને બદલે 12 ઇલેક્ટ્રોન છે. Mg2+ નું ઈલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નક્કી કરવા માટે, આપણે આ 10 ઈલેક્ટ્રોનને બાંધકામના સિદ્ધાંત અનુસાર અલગ-અલગ શેલો અને સબશેલ્સને સોંપવા જોઈએ.
અમે સૌથી અંદરના શેલમાં ઇલેક્ટ્રોન સોંપીને શરૂઆત કરીએ છીએ, જે પ્રથમ છે (n = 1). ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જાના ચડતા ક્રમમાં ભરે છે, તેથી પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન 1s સબલેવલને સોંપવામાં આવે છે. પછી, આગામી આઠ ઇલેક્ટ્રોન બીજા શેલ (n = 2), 2s અને 2p સબલેવલને સોંપવામાં આવે છે. જો કે, મેગ્નેશિયમ આયન બે ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યું હોવાથી, અમારી પાસે ફાળવવા માટે માત્ર બે ઈલેક્ટ્રોન બાકી છે. આને 2s સબલેવલમાં મૂકવામાં આવે છે, 2p સબલેવલ ખાલી રહે છે. તેથી, મેગ્નેશિયમ આયન (Mg2+) નું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ 1s2 2s2 છે.
14. વ્યાયામ 10: લિથિયમ અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ
લિથિયમ અણુમાં ચોક્કસ ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન હોય છે જે નિર્ધારિત કરે છે કે તેના ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ઊર્જા સ્તરો અને સબલેવલ્સમાં કેવી રીતે વિતરિત થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને નિર્ધારિત કરવા માટે, અમે Aufbau ના નિયમ અને Hund ના નિયમો અને ઊર્જાની સમાનતાના મહત્તમ ગુણાકારના નિયમોનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ.
લિથિયમ અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન નીચેના પગલાંને અનુસરીને નક્કી કરી શકાય છે:
1. લિથિયમની અણુ સંખ્યા નક્કી કરો, જે 3 છે. આ અમને કહે છે કે લિથિયમ અણુમાં ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન છે.
2. વિવિધ ઉર્જા સ્તરો અને ઉપસ્તરોમાં ઇલેક્ટ્રોન શોધો. પ્રથમ ઉર્જા સ્તર, જે K સ્તર તરીકે ઓળખાય છે, તેમાં મહત્તમ 2 ઈલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે, જ્યારે બીજા ઉર્જા સ્તર, જેને L સ્તર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં મહત્તમ 8 ઈલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે.
3. પ્રથમ K સ્તરમાં ઇલેક્ટ્રોન મૂકો. લિથિયમ K સ્તરમાં એક જ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
4. બાકીના ઇલેક્ટ્રોનને L સ્તરમાં મૂકો. લિથિયમમાં L સ્તરમાં બે ઇલેક્ટ્રોન છે.
5. લિથિયમ અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ 1s² 2s¹ છે. આ સૂચવે છે કે લિથિયમમાં K સ્તરમાં એક ઇલેક્ટ્રોન અને L સ્તરમાં બે ઇલેક્ટ્રોન છે.
એ નોંધવું અગત્યનું છે કે લિથિયમ અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નિયમોને અનુસરે છે, જે અમને જણાવે છે કે વિવિધ ઊર્જા સ્તરો અને સબલેવલ કેવી રીતે ભરાય છે. લિથિયમનું ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન અમને તેના ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણ અને તેની જમીનની સ્થિતિમાં તેની સ્થિરતા વિશેની માહિતી પ્રદાન કરે છે.
સારાંશમાં, પ્રસ્તુત ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કસરતો રસાયણશાસ્ત્રના આ નિર્ણાયક ક્ષેત્રમાં તમારા જ્ઞાનને ચકાસવા અને મજબૂત કરવા માટેનું એક મૂળભૂત સાધન છે. તેમના દ્વારા, તમને અણુઓના વિવિધ સ્તરો અને પેટા સ્તરોમાં ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણને સંચાલિત કરતા નિયમોથી પરિચિત થવાની તક મળી છે.
આ કસરતોને હલ કરીને, તમે ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો, જેમ કે Aufbauનો નિયમ, Pauliનો બાકાત સિદ્ધાંત અને Hundનો નિયમ લાગુ કરવાની તમારી ક્ષમતાને ચકાસવામાં સક્ષમ છો. વધુમાં, તમે દરેક સ્તર અને સબલેવલમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે સામયિક કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરવાનું શીખ્યા છો.
તે પ્રકાશિત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે કે રાસાયણિક તત્વોના ગુણધર્મો અને વર્તનને સમજવા માટે ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ નિર્ણાયક છે. આ કસરતો સાથે સંકળાયેલા ખ્યાલો અને કૌશલ્યોમાં નિપુણતા મેળવીને, તમે સામાન્ય રીતે અણુ માળખું અને રસાયણશાસ્ત્રની તમારી સમજને આગળ વધારવા માટે તૈયાર થશો.
યાદ રાખો કે સતત પ્રેક્ટિસ અને હલ કરવાની કસરતો તમારા જ્ઞાનને મજબૂત કરવા માટેની ચાવી છે. અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે સમાન કસરતોનું અન્વેષણ કરવાનું ચાલુ રાખો અને ઈલેક્ટ્રોનિક વિતરણથી સંબંધિત અન્ય પાસાઓનો અભ્યાસ કરો. આ તમને તમારી કુશળતા સુધારવા અને ક્ષેત્રમાં મજબૂત પાયો વિકસાવવા દેશે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ રસાયણશાસ્ત્રની જેમ.
નિષ્કર્ષમાં, આ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણ કવાયતને ઉકેલવાથી તમને રસાયણશાસ્ત્રના આ મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્રમાં તમારા જ્ઞાન અને કૌશલ્યોને ચકાસવાની તક મળી છે. આ વિષયની પ્રેક્ટિસ અને અન્વેષણ કરવાનું ચાલુ રાખીને, તમે ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણમાં નિષ્ણાત બનવા અને સામાન્ય રીતે રસાયણશાસ્ત્રમાં તમારા પાયાને મજબૂત કરવાના માર્ગ પર હશો.
હું સેબેસ્ટિયન વિડાલ છું, એક કોમ્પ્યુટર એન્જિનિયર છું જે ટેક્નોલોજી અને DIY પ્રત્યે ઉત્સાહી છે. વધુમાં, હું સર્જક છું tecnobits.com, જ્યાં હું દરેક માટે ટેકનોલોજીને વધુ સુલભ અને સમજી શકાય તેવું બનાવવા માટે ટ્યુટોરિયલ્સ શેર કરું છું.