पदार्थों की संरचना तब से लोगों के लिए दिलचस्प रही है जब से हमें भोजन के बारे में चिंता न करने और अपने आसपास की दुनिया का अध्ययन करने का अवसर मिला। सूखा, बाढ़, बिजली गिरने, भयभीत मानव जाति जैसी घटनाएं। उनकी व्याख्याओं की अज्ञानता ने विभिन्न दुष्ट देवताओं में विश्वास को जन्म दिया, जिन्हें बलिदान की आवश्यकता थी। यही कारण है कि लोगों ने प्राकृतिक घटनाओं का अध्ययन करना शुरू किया, उनकी भविष्यवाणी करने और पदार्थों की संरचना में तल्लीन करने का प्रयास किया। उन्होंने परमाणु की संरचना का अध्ययन किया और रसायन विज्ञान में निम्नलिखित दो महत्वपूर्ण अवधारणाओं का परिचय दिया: ऊर्जा स्तर और उपस्तर।
सबसे छोटे रसायनों की खोज के लिए आवश्यक शर्तें
प्राचीन यूनानियों ने पदार्थ बनाने वाले छोटे कणों के बारे में अनुमान लगाया। उन्होंने एक अजीब खोज की: संगमरमर की सीढ़ियाँ, जिन्हें कई लोग कई दशकों से पार कर चुके हैं, ने अपना आकार बदल लिया है! इससे यह निष्कर्ष निकला कि अतीत का पैर पत्थर के किसी टुकड़े को अपने साथ ले जाता है। यह घटना रसायन विज्ञान में ऊर्जा स्तर के अस्तित्व को समझने से बहुत दूर है, लेकिन ठीक इसके साथयह सब प्रारंभ हुआ। विज्ञान ने रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों की संरचना में उत्तरोत्तर विकास और तल्लीन करना शुरू किया।
परमाणु की संरचना के अध्ययन की शुरुआत
परमाणु की खोज 20वीं शताब्दी की शुरुआत में बिजली के प्रयोगों से की गई थी। इसे विद्युत रूप से तटस्थ माना जाता था, लेकिन इसमें सकारात्मक और नकारात्मक घटक कण थे। वैज्ञानिक परमाणु के भीतर उनके वितरण का पता लगाना चाहते थे। कई मॉडल प्रस्तावित किए गए थे, जिनमें से एक का नाम "किशमिश बन" भी था। ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने एक प्रयोग किया जिसमें दिखाया गया कि एक धनात्मक नाभिक परमाणु के केंद्र में स्थित होता है, और ऋणात्मक आवेश उसके चारों ओर घूमने वाले छोटे इलेक्ट्रॉनों में होता है।
रसायन विज्ञान में ऊर्जा स्तर की खोज पदार्थों और परिघटनाओं की संरचना के अध्ययन में एक बड़ी सफलता थी।
ऊर्जा स्तर
रसायनों के गुणों के अध्ययन के दौरान यह पता चला कि प्रत्येक तत्व का अपना स्तर होता है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन की एक संरचना योजना है, जबकि नाइट्रोजन की एक पूरी तरह से अलग है, हालांकि उनके परमाणुओं की संख्या केवल एक से भिन्न होती है। तो ऊर्जा स्तर क्या है? ये इलेक्ट्रॉनिक परतें हैं, जिनमें इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो एक परमाणु के नाभिक के प्रति उनके आकर्षण की विभिन्न शक्तियों के कारण बनते हैं। कुछ करीब हैं, जबकि अन्य दूर हैं। यही है, ऊपरी इलेक्ट्रॉन निचले वाले पर "दबाते" हैं।
रसायन शास्त्र में ऊर्जा स्तरों की संख्या डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में अवधि की संख्या के बराबर है। किसी दिए गए ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की सबसे बड़ी संख्या निम्न सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है: 2n2, जहां n स्तर संख्या है।इस प्रकार, पहले ऊर्जा स्तर पर दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, दूसरे पर आठ से अधिक नहीं, तीसरे पर अठारह, और इसी तरह।
प्रत्येक परमाणु का एक स्तर अपने नाभिक से सबसे दूर होता है। यह चरम, या अंतिम है, और इसे बाहरी ऊर्जा स्तर कहा जाता है। मुख्य उपसमूहों के तत्वों के लिए उस पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या के बराबर होती है।
रसायन विज्ञान में एक परमाणु और उसके ऊर्जा स्तरों का आरेख बनाने के लिए, आपको इस योजना का पालन करने की आवश्यकता है:
- किसी दिए गए तत्व के परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें, जो इसकी क्रम संख्या के बराबर है;
- आवधिक संख्या द्वारा ऊर्जा स्तरों की संख्या निर्धारित करें;
- प्रत्येक ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें।
कुछ तत्वों के ऊर्जा स्तरों के उदाहरणों के लिए नीचे देखें।
ऊर्जा उपस्तर
परमाणुओं में ऊर्जा स्तरों के अतिरिक्त उपस्तर भी होते हैं। प्रत्येक स्तर पर, उस पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या के आधार पर, कुछ उपस्तर भरे जाते हैं। उपस्तर कैसे भरा जाता है, इससे चार प्रकार के तत्व प्रतिष्ठित होते हैं:
- एस-तत्व। s-sublevel भरे हुए हैं, जिनमें दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं। इनमें प्रत्येक अवधि के पहले दो आइटम शामिल हैं;
- पी-तत्व। इन तत्वों में p-उप-स्तर पर छह से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं;
- डी-तत्व। इनमें s- और. के बीच स्थित बड़े आवर्त (दशकों) के तत्व शामिल हैंपी-तत्व;
- एफ-तत्व। f-sublevel का भरण छठे और सातवें आवर्त में स्थित एक्टिनाइड्स और लैंथेनाइड्स में होता है।
