विन्यास से तत्व का स्थान कैसे तय होता है
इलेक्ट्रॉन ऊर्जा के क्रम (आउफ़बाउ क्रम) में भरते हैं: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p।
गुण ज़्यादातर बाहरी इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करते हैं, इसलिए एक जैसे बाहरी विन्यास वाले तत्व एक ही वर्ग में आते हैं।
विन्यास से आवर्त
आवर्त संख्या = विन्यास में सबसे बड़ी मुख्य क्वांटम संख्या (n)। Na = [Ne] 3s¹ → n = 3 → आवर्त 3।
- आवर्त 1: 1s → 2 तत्व
- आवर्त 2, 3: ns, np → 8
- आवर्त 4, 5: ns, (n−1)d, np → 18
- आवर्त 6, 7: ns, (n−2)f, (n−1)d, np → 32
विन्यास से वर्ग
- s-ब्लॉक: वर्ग = ns इलेक्ट्रॉन (1 या 2)।
- p-ब्लॉक: वर्ग = 10 + (ns + np इलेक्ट्रॉन)।
- d-ब्लॉक: वर्ग = ns + (n−1)d इलेक्ट्रॉन।
- f-ब्लॉक: सभी वर्ग 3 में (नीचे अलग दिखाए जाते हैं)।
विशेष उदाहरण
क्रोमियम [Ar] 3d⁵ 4s¹ और ताँबा [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ होता है, क्योंकि आधा भरा या पूरा भरा d उपकोश अधिक स्थायी है। वर्ग का नियम फिर भी चलता है: Cr → 1 + 5 = 6, Cu → 1 + 10 = 11।
हीलियम 1s² है (s-ब्लॉक), पर पूरा कोश होने से उसे वर्ग 18 में रखते हैं।
s-ब्लॉक तत्व
वर्ग 1 (क्षार धातुएँ) और वर्ग 2 (क्षारीय मृदा धातुएँ)। बाहरी विन्यास ns¹ और ns²।
- कम आयनन एन्थैल्पी वाली क्रियाशील धातुएँ; M⁺ और M²⁺ आयन बनाती हैं।
- वर्ग में नीचे जाने पर क्रियाशीलता बढ़ती है।
- ज़्यादातर आयनिक यौगिक (Li और Be कुछ सहसंयोजी)।
p-ब्लॉक तत्व
वर्ग 13 से 18। बाहरी विन्यास ns² np¹ से ns² np⁶। s और p ब्लॉक मिलकर प्रतिनिधि (मुख्य वर्ग) तत्व कहलाते हैं।
- इसमें धातु, अधातु और उपधातु तीनों हैं।
- वर्ग 17 (हैलोजन, ns² np⁵) की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी बहुत ऋणात्मक।
- वर्ग 18 (उत्कृष्ट गैसें, ns² np⁶) का बाहरी कोश पूरा, इसलिए बहुत कम क्रियाशील।
d-ब्लॉक तत्व (संक्रमण तत्व)
वर्ग 3 से 12, सारणी के बीच में। सामान्य विन्यास (n−1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻²।
- सभी धातुएँ, प्रायः कठोर और ऊँचे गलनांक वाली।
- कई रंगीन आयन बनाते हैं, कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दिखाते हैं, अनुचुंबकीय होते हैं और उत्प्रेरक का काम करते हैं।
- Zn, Cd, Hg ((n−1)d¹⁰ ns²) में ये गुण प्रायः नहीं दिखते।
f-ब्लॉक तत्व (अंतःसंक्रमण तत्व)
नीचे की दो पंक्तियाँ: लैन्थेनॉयड (Ce, Z = 58 से Lu, 71) और ऐक्टिनॉयड (Th, Z = 90 से Lr, 103)। सामान्य विन्यास (n−2)f¹⁻¹⁴ (n−1)d⁰⁻¹ ns²।
- सभी धातुएँ; एक पंक्ति में गुण बहुत मिलते-जुलते।
- ऐक्टिनॉयड रेडियोधर्मी हैं। यूरेनियम के बाद वाले (Z > 92) परायूरेनियम तत्व कहलाते हैं।
धातु, अधातु और उपधातु
78% से ज़्यादा तत्व धातु हैं (बाईं ओर और बीच में)। अधातु ऊपर दाईं ओर हैं। B से Si, As, Te होते हुए At तक एक टेढ़ी रेखा इन्हें अलग करती है; इसके पास वाले तत्व (Si, Ge, As, Sb, Te) उपधातु हैं, जिनमें दोनों के गुण हैं।
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- आवर्त = विन्यास में सबसे बड़ा n
- s-ब्लॉक: ns¹⁻² ; वर्ग = ns इलेक्ट्रॉन
- p-ब्लॉक: ns² np¹⁻⁶ ; वर्ग = 10 + ns + np
- d-ब्लॉक: (n−1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻² ; वर्ग = ns + (n−1)d
- f-ब्लॉक: (n−2)f¹⁻¹⁴ (n−1)d⁰⁻¹ ns²
- हर आवर्त में तत्व = 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32
हल किए गए उदाहरण
1. Mg (Z = 12) का आवर्त, वर्ग और ब्लॉक बताएँ।
[Ne] 3s²। सबसे बड़ा n = 3 → आवर्त 3। आख़िरी इलेक्ट्रॉन s में → s-ब्लॉक। वर्ग = 2।
2. फ़ॉस्फ़ोरस (Z = 15) का स्थान बताएँ।
[Ne] 3s² 3p³। आवर्त 3, p-ब्लॉक, वर्ग = 10 + 2 + 3 = 15।
3. लोहा (Z = 26) का स्थान बताएँ।
[Ar] 3d⁶ 4s²। सबसे बड़ा n = 4 → आवर्त 4। आख़िरी इलेक्ट्रॉन 3d में → d-ब्लॉक। वर्ग = 2 + 6 = 8।
4. ब्रोमीन (Z = 35) का स्थान बताएँ।
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵। आवर्त 4, p-ब्लॉक, वर्ग = 10 + 2 + 5 = 17 (हैलोजन)।
5. Cr (Z = 24) का विन्यास लिखें और वर्ग बताएँ।
अपेक्षित [Ar] 3d⁴ 4s², पर असली [Ar] 3d⁵ 4s¹ (आधा भरा d अधिक स्थायी)। आवर्त 4, d-ब्लॉक, वर्ग = 1 + 5 = 6।
6. किसी तत्व का बाहरी विन्यास 5s² 5p⁴ है। Z, आवर्त, वर्ग और ब्लॉक बताएँ।
n = 5 → आवर्त 5, p-ब्लॉक, वर्ग = 10 + 2 + 4 = 16। पूरा विन्यास [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴ → Z = 36 + 10 + 2 + 4 = 52 (टेल्यूरियम)।
7. एक तत्व आवर्त 4, वर्ग 11 में है। उसका विन्यास और Z लिखें।
वर्ग 11 = d-ब्लॉक: ns + (n−1)d = 11। स्थायी रूप 3d¹⁰ 4s¹। तो [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, Z = 18 + 11 = 29 (ताँबा)।
आम गलतियाँ
- आख़िरी लिखे उपकोश से आवर्त लेना। Fe में आख़िरी 3d भरता है, पर आवर्त 4 है (4s से)।
- p-ब्लॉक में "वर्ग = बाहरी इलेक्ट्रॉन" लेना। 10 जोड़ें: क्लोरीन के 7 बाहरी इलेक्ट्रॉन हैं पर वर्ग 17।
- Cr को 3d⁴ 4s² और Cu को 3d⁹ 4s² लिखना। सही: 3d⁵ 4s¹ और 3d¹⁰ 4s¹।
- हीलियम को वर्ग 2 में रखना। वह 1s² है पर वर्ग 18 में आता है।