ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ

ವಿಕಿಪೀಡಿಯ ಇಂದ
ಇಲ್ಲಿಗೆ ಹೋಗು: ಸಂಚರಣೆ, ಹುಡುಕು

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ- (ಇಂಗ್ಲೀಶ್- ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್)[೧] ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ (ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌) ಗಳು ಹೇಗೆ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣುವಿನ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಇರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು (ಜಲಜನಕ ಅಥವಾ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್) ಇರುತ್ತವೆ. ಪ್ರೋಟಾನಿಗೆ ಧನವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಶವಿದ್ದರೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಗೆ ರುಣವಿದ್ಯುತ್‌ ಆವೇಶವಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ತಟಸ್ಥವಾದ ಪರಮಾಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಅದರಲ್ಲಿನ ಪ್ರೋಟಾನಿಗೆ ಸರಿಸಮನಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಇವು ಹಲವು ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನ್ನು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ. ಯಾವುದೇ ಪರಮಾಣುವಿನ ಪ್ರೋಟಾನು ಸಂಖ್ಯೆಯೇ ಅದರ ಅಣು ಸಂಖ್ಯೆಯೂ ಸಹ. ಅಣು ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು Z ನಿಂದ ಸಂಕೇತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿವಿಧ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಹಂಚಿಕೆಯು ಪಾಲಿ ಬಹಿಷ್ಕರಣ ನಿಯಮ, ಹುಂಡನ ಗರಿಷ್ಠ ಅಧಿಕತ್ವ ನಿಯಮಗಳ ಮೇಲೆ ಆಧಾರಿತವಾದ ಆಫ್‌ಬಾವ್ ನಿಯಮಗಳ ಮೇಲೆ ಆಧಾರ ಪಟ್ಟಿದೆ. ಕವಚಗಳು, ಉಪಕವಚಗಳು ಮತ್ತು ಕಕ್ಷಕಗಳನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸುವಾಗ ನಾಲ್ಕು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ತುಂಬುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಬಗೆಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆಯಾದರೂ ಇವಕ್ಕೆ ಕ್ರೋಮಿಯಮ್, ತಾಮ್ರದಂತಹ ಹಲವು ಅಪವಾದಗಳೂ ದೊರೆಯುತ್ತವೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಪರಮಾಣು ಮಾದರಿ ರಚಿಸುವಲ್ಲಿ ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ತೊಂದರೆಗಳಿದ್ದವು. ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ಧನಾವೇಶದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣಗಳನ್ನು (ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ರೇಡಿಯೇಶನ್) ಸೂಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೊಂದು ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಅಲ್ಲದ ಪರಿಹಾರವೊಂದನ್ನು ನೀಲ್ಸ್ ಬೋರ್ ಸೂಚಿಸಿದರು. ಅವರ ಪರಮಾಣು ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನಿಂದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದೂರದಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ಚೈತನ್ಯ ಮಟ್ಟ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಕಕ್ಷೆಯಿಂದ ಕಕ್ಷೆಗೆ ಹಾರಬೇಕಾದರೆ ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಬೋರ್ ಸೂಚಿಸಿದರು[೨] ಈ ಮಾದರಿಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿರುವ ಪರಮಾಣುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿವರಿಸಲು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಲಿಲ್ಲವಾದರೂ ಈ ನಿಟ್ಟಿನ ನಂತರದ ದಶಕಗಳಲ್ಲಿನ ಯಶಸ್ಸಿಗೆ ಹೊಸ ದಾರಿಯೊಂದಕ್ಕೆ ನಾಂದಿ ಹಾಡಿತು.

ಒಟ್ಟು ನಾಲ್ಕು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತವೆ. ಅವು ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಲ್, ಅಜಿಮತಲ್, ಕಾಂತೀಯ ಮತ್ತು ಸ್ಪಿನ್ ಕ್ಯಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು n, ℓ, m ಮತ್ತು s ಗಳ ಮೂಲಕ ಸಂಕೇತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

  • ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಲ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು n ನಿಂದ ಸಂಕೇತಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಕವಚಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯೂ ಸಹ. ಹೀಗಾಗಿ ಇದರ ಬೆಲೆ 1,2,3,4 ಇತ್ಯಾದಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಖ್ಯೆ ಪೂರ್ಣಾಂಕದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 0 ಆಗಲಾರದು.
  • ಅಜಿಮತಲ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ℓ ನಿಂದ ಸಂಕೇತಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕಕ್ಷಕದ ಕೋನೀಯ ಆವೇಗ (ಆರ್ಬಿಟಲ್ ಯಾಂಗುಲಾರ್ ಮುಮೆಂಟಮ್) ಎಂದೂ ಸಹ ಇದನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಬೆಲೆ ಪೂರ್ಣಾಂಕದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 0,1, 2,3 ಇತ್ಯಾದಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು n-1 ನಿಂದ ಸೂಚಿಸ ಬಹುದು. ಈ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಕಕ್ಷಕದ ಆಕಾರವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ℓ=0 ಇದ್ದಾಗ ಕಕ್ಷಕವು ಗೋಲಾಕಾರವಾಗಿದ್ದರೆ, ℓ=1 ಇದ್ದಾಗ ದ್ರುವೀಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೂರೆಲೆಯ ಆಕೃತಿಯಲ್ಲಿಯೂ ಇದ್ದರಿ ಬಹುದು. ಅಲ್ಲದೆ ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಕೀರ್ಣ ಆಕಾರ ಪಡೆಯ ಬಹುದು.
  • ಕಾಂತೀಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು m ನಿಂದ ಸಂಕೇತಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಬೆಲೆಯು ಕವಚದ ℓ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮೇಲೆ ಆಧಾರ ಪಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಬೆಲೆ +ℓ ಮತ್ತು -ℓ ನಡುವೆ ಇರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪೂರ್ಣಾಂಕದಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ℓ=2 ಇದ್ದಾಗ ಈ ಬೆಲೆಯು -2 ಮತ್ತು +2ರ ನಡುವೆ : -2, -1, 0, +1, +2 ಇರುತ್ತದೆ.
  • ಸ್ಪಿನ್ ಅಥವಾ ಗಿರಿಕಿ ಸಂಖ್ಯೆಯು sನಿಂದ ಸಂಕೇತಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ 12 ಮತ್ತು –12 ಇರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಸ್ಪಿನ್‌ನ್ನು ↑ ಮತ್ತು ↓ ಮೂಲಕ ತೋರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿಯೂ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಪಾಲಿ ಬಹಿಷ್ಕರಣ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಎರಡು ಒಂದೇ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿರ ಬೇಕಾದರೆ ಅವುಗಳ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿರ ಬೇಕು. ಇದನ್ನು ಸ್ಪಿನ್‌ನಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಈಗ ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಹೇಗೆ ಕಕ್ಷಕದಲ್ಲಿ ತುಂಬುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು.

ಕವಚದಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ತನ್ನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗುವ ರೀತಿ
ಉಪಕವಚದ
ಹೆಸರು
n ಬೆಲೆ ℓ ಬೆಲೆ m ಬೆಲೆ ಒಟ್ಟು ಕಕ್ಷಕಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಕವಚದಲ್ಲಿನ ಒಟ್ಟು
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು
1s 1 0 0 1 2 2
2s 2 0 0 1 2 -
2p 2 1 1,0,-1 3 6 8
3s 3 0 0 1 2 -
3p 3 1 1,0,-1 3 6 -
3d 3 2 2,1,0,-1,-2 5 10 18
4s 4 0 0 1 2 -
4p 4 1 1,0,-1 3 6 -
4d 4 2 2,1,0,-1,-2 5 10 -
4f 4 3 3,2,1,0,-1, -2, -3 7 14 32
ಟಿಪ್ಪಣಿ: n ಬೆಲೆ ಕವಚದ ಬೆಲೆಯೂ ಸಹ ಆಗಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿಯೂ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಇದ್ದು, ಅವು 12
ಮತ್ತು -12 ಸ್ಪಿನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಮೂಲಕ ಭಿನ್ನವಾಗುತ್ತವೆ.

ಅಫ್‌ಬಾವ್ ಮತ್ತು ಇತರ ನಿಯಮಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಮೇಲೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ನೋಡಿದ್ದೇವೆ. ಅವುಗಳ ಮಹತ್ವ ಇರುವುದು ಯಾವುದೇ ಒಂದು ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ (ಕವಚದಲ್ಲಿ) ಎರಡು ಒಂದೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಇರುವುದಿಲ್ಲ ಎನ್ನುವುದರಲ್ಲಿ. ಇದನ್ನು ಪಾಲಿ ಬಹಿಷ್ಕರಣ ನಿಯಮ (ಪಾಲಿ ಎಕ್ಸ್‌ಕ್ಲುಶನ್ ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಲ್). ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗಿದೆ. ಅಫ್‌ಬಾವ್ ನಿಯಮ (ಅಫ್‌ಬಾವ್ ಪದದ ಅರ್ಥ ಜರ್ಮನ್‌ನಲ್ಲಿ "ನಿರ್ಮಾಣಮಾಡು" ಎಂದು)ದ ಪ್ರಕಾರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯಿರುವ ಕಕ್ಷಕಗಳಿಗೂ ಮುನ್ನ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ಇರುವ ಕಕ್ಷಕಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೊದಲು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ ಈ ನಿಯಮವು ಮೊದಲ 18 ಧಾತುಗಳ ತಳ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ (ಗ್ರೌಂಡ್ ಸ್ಟೇಟ್) ಮಾತ್ರ ಸರಿಯಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರದ 100 ಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ ಧಾತುಗಳ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕಡಿಮೆ ಕಡಿಮೆ ಅನ್ವಯಿಸ ತೊಡಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಆಧುನಿಕ ರೂಪ ಮೇಡ್‌ಲಂಗ್ ನಿಯಮ (ಈ ಬಗೆಗಿನ ಚಿತ್ರಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕವಚಗಳಲ್ಲಿನ ಹಂಚಿಕೆ ವಿಭಾಗ ನೋಡಿ). ಇದರ ಪ್ರಕಾರ:

  1. ಉಪಕವಚಗಳು ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚುವ n+ℓ ಬೆಲೆಯ ಅನುಕ್ರಮದ ಮೇಲೆ ತುಂಬಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. (ಇಲ್ಲಿಯ n ಮತ್ತು ℓ ಎರಡೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು)
  2. ಎರಡು ಉಪಕವಚಗಳು ಒಂದೇ n+ℓ ಬೆಲೆ ಇದ್ದಲ್ಲಿ ಅವು nನ ಹೆಚ್ಚುವ ಅನುಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ತುಂಬಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.

ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ಮೊದಲು ಚಾರ್ಲ್ಸ್ ಜೆನೆಟ್ 1929ರಲ್ಲಿ ಹೇಳಿದ ಮತ್ತು 1936ರಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಎರ್ವಿನ್ ಮೇಡ್‌ಲಂಗ್ ಮತ್ತೆಕಂಡುಹಿಡಿದ. ಇದಕ್ಕೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ವಿ.ಎಮ್ ಕ್ಲೆಚ್ಕೊವಸ್ಕಿ ಒದಗಿಸಿದ (ಹೀಗಾಗಿ ಇದನ್ನು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಕ್ಲೆಚ್ಕೊವಸ್ಕಿ ನಿಯಮ ಎಂದು ಸಹ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ).[೩] ಈ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ಕೆಲವು ಅಪವಾದಗಳೂ ಇವೆ (#ಅಪವಾದ ನೋಡಿ).

ಹುಂಡ್‌ನ ಗರಿಷ್ಛ ಅಧಿಕತ್ವ ನಿಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಮೊದಲನೆಯ ನಿಯಮವು ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಕಕ್ಷಕದಲ್ಲಿಯೂ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗೆ ಅವಕಾಶವಿದೆ. ಆದರೆ ಹುಂಡ್‌ನ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿನ ಕಕ್ಷಕಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ಒಮ್ಮೆಲೆ ತುಂಬುವುದಿಲ್ಲ. ಮೊದಲು ಎಲ್ಲ ಕಕ್ಷಕಗಳಲ್ಲೂ ಒಂದೊಂದು ತುಂಬಿದ ನಂತರ ಎರಡನೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಥಾನ ಆಕ್ರಮಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ p ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ ಮೂರು ಕಕ್ಷಕಗಳಿವೆ. ಅವು 2px, 2py ಮತ್ತು 2pz. ಒಟ್ಟು ಆರು ಸಾಧ್ಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು ತುಂಬಲ್ಪಟ್ಟಾಗ ಆ ಮೂರು ಮೂರು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕಕ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೊಂದು ಆಕ್ರಮಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ನಂತರದಲ್ಲಿಯೇ ಇನ್ನೊಂದು ಅವುಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಯಾಗುತ್ತದೆ.[೪]

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಕವಚಗಳಲ್ಲಿನ ಹಂಚಿಕೆ[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪರಮಾಣು ಸುತ್ತುವ ಕಕ್ಷೆಗಳಿಗೆ ಕವಚಗಳು ಅಥವಾ ಶೆಲ್‌ಗಳು ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಕವಚಗಳನ್ನು (ಶೆಲ್‌ ಅಥವಾ ಕಕ್ಷೆಯ ಸಂಖ್ಯೆ) 1,2,3.. ಅಥವಾ K, L, M … ಮುಂತಾದವಾಗಿ ಹೆಸರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರತಿ ಕವಚದಲ್ಲಿಯೂ ಉಪಕವಚಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು s, p, d ಮತ್ತು f ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗಿದೆ (102ರವರೆಗಿನ ಪರಮಾಅಣು ಸಂಖ್ಯೆಗಳ ಧಾತುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಇದು ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಅಗತ್ಯ ಉಂಟಾದಲ್ಲಿ g, h, i… -j ಹೊರತು ಪಡಿಸಿ-ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ). ಈ ಉಪಕವಚಗಳಿಗೆ ಕಕ್ಷಕಗಳು ಅಥವಾ ಆರ್ಬಿಟಲ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾದ ಇನ್ನಷ್ಟು ವಿಭಜನೆಗಳಿವೆ. s ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕಕ್ಷಕವಿದ್ದರೆ, p ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ 3 ಕಕ್ಷಕಗಳು, d ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ 5 ಕಕ್ಷಕಗಳು ಮತ್ತು f ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ 7 ಕಕ್ಷಕಗಳಿವೆ. ಪ್ರತಿ ಕಕ್ಷಕವನ್ನು ಭಿನ್ನ ಸ್ಪಿನ್ ಅಥವಾ ಗಿರಕಿ ಇರುವ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಆಕ್ರಮಿಸ ಬಹುದು. ಹೀಗಾಗಿ s ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ ಎರಡು, p ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ ಆರು, d ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ ಹತ್ತು ಮತ್ತು f ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ ಹದಿನಾಲ್ಕು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತುಂಬಬಹುದು.

ಈ ಕೆಳಗಿನ ಕೋಷ್ಟಕವು ಪ್ರತಿ ಕವಚದಲ್ಲಿನ ಉಪಕವಚಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಬದಿಯ ಚಿತ್ರವು ಈ ಉಪಕವಚಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವ ಅನುಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಭರ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿರುವ ಈ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸ ಬಹುದು.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಉಪಕವಚಗಳನ್ನು ತುಂಬುವ ಅನುಕ್ರಮದ ಒಂದು ಅಂದಾಜು (7p ನಂತರದ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಈ ಚಿತ್ರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಹೊರಗೆ)

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, (8s, 5g, 6f, 7d, 8p, and 9s)

ಕವಚಗಳಲ್ಲಿನ ಉಪಕವಚಗಳು
ಕವಚ/ ℓ ಬೆಲೆ ℓ=0 ℓ=1 ℓ=2 ℓ=3 ℓ=4 ℓ=5
1ನೇ ಕವಚ
n=1
1s
2ನೇ ಕವಚ
n=2
2s 2p
3ನೇ ಕವಚ
n=3
3s 3p 3d
4ನೇ ಕವಚ
n=4
4s 4p 4d 4f
5ನೇ ಕವಚ
n=5
5s 5p 5d 5f 5g
6ನೇ ಕವಚ
n=6
6s 6p 6d 6f 6g 6h
ಟಿಪ್ಪಣಿ: ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿಯ n (ಎನ್) ಕವಚದ ಸಂಖ್ಯೆ
ಮತ್ತು ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಲ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ
ಮತ್ತು ℓ (ಎಲ್) ಅಜಿಮತಲ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು
ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ (ℓ ಬೆಲೆ-0,1,2,3 … ಇತ್ಯಾದಿ).

ಜಲಜನಕ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್) ಧಾತುವಿನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇದೆ. ಇದನ್ನು 1s1 ಎಂದು ಬರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಇದನ್ನು "ಒಂದು ಎಸ್ ಒಂದು" ಎಂದು ಓದಲಾಗುತ್ತದೆ). ಹೀಲಿಯಂ ಧಾತುವಿನಲ್ಲಿ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿವೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು 1s 2 ಎಂದು ಬರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಅರ್ಥ ಮೊದಲ ಕವಚದ s ಉಪಕವಚದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿವೆ ಎಂದು.

ವಿನ್ಯಾಸ ಬರೆಯುವ ಸಂಪ್ರದಾಯ
ಧಾತು ಸಂಕೇತ ಪರಮಾಣು
ಸಂಖ್ಯೆ
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ ಷರಾ
ವಿನ್ಯಾಸ ಸರಳ ರೂಪ,
ಜಲಜನಕ H 1 1s1
ಹೀಲಿಯಂ He 2 1s2 ನೋಬೆಲ್ ಅನಿಲ
ಲಿಥಿಯಂ Li 3 1s22s1 [He] 2s1
ಪ್ಲೋರಿನ್ F 9 1s22s22p5 [He]2s22p5
ನಿಯಾನ್ Ne 10 1s22s22p6 [He]2s22p6 ನೋಬೆಲ್ ಅನಿಲ
ಸೋಡಿಯಮ್ Na 11 1s22s22p63s1 [Ne]3s1

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ವಿನ್ಯಾಸವೂ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಬರೆಯವುದು ಸರಳಗೊಳಿಸಲು ಆ ಧಾತುವಿನ ಹಿಂದಿನ ನೋಬೆಲ್ ಅನಿಲ್ ಅಥವಾ ಶ್ರೇಷ್ಠ ಅನಿಲಗಳ ಸಂಕೇತ ಬರೆದು ನಂತರದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಸರಳ ರೂಪವಾಗಿ ಬರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಕ್ಷಕಗಳನ್ನು ಬಿಡಿಬಿಡಿಯಾಗಿ ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ s-ಬ್ಲಾಕ್, p-ಬ್ಲಾಕ್, d-ಬ್ಲಾಕ್ ಮತ್ತು f-ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಿರುವುದು

ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಧಾತುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೇಲೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅದರಲ್ಲೂ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಕವಚ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇದು ಕೊನೆಯ ಕವಚ) ಧಾತುವಿನ ರಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ದರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಮೂಲಕ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟದಲ್ಲಿನ ಸ್ಥಾನವನ್ನೂ ಸಹ. ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗಿದೆ(ಚಿತ್ರ ನೋಡಿ). ಇವು s- ಬ್ಲಾಕ್, p- ಬ್ಲಾಕ್, d- ಬ್ಲಾಕ್ ಮತ್ತು f- ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳು (ಇಲ್ಲಿಯ ಬ್ಲಾಕ್ ಅರ್ಥ ಗುಂಪು ಎಂದು). s- ಬ್ಲಾಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಆವರ್ತಕದ ಮೊದಲ ಎರಡು ವರ್ಗದ ಧಾತುಗಳು (1 ಮತ್ತು 2 ಲಂಬಸಾಲಿನ ಗುಂಪುಗಳು) ಮತ್ತು ಜಲಜನಕ ಹಾಗೂ ಹೀಲಿಯಂನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಕೊನೆಯ ಹದಿನೆಂಟನೆಯ ವರ್ಗದಲ್ಲಿ ಜಡ ಅನಿಲ ಅಥವಾ ಶ್ರೇಷ್ಛ ಅನಿಲಗಳು ಇವೆ. ಇವುಗಳ ಕೊನೆಯ ಕವಚದಲ್ಲಿ ಎಂಟು ಎಲೆಕ್ಟಾನ್‌ಗಳಿವೆ (ಹೀಲಿಯಂ ನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಎರಡು, ಅದೂ ಶ್ರೇಷ್ಠ ಅನಿಲಗಳಲ್ಲೊಂದು). ಇವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ರೀತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಷ್ಟಕ ರಚನೆ ಎನ್ನಲಾಗುತ್ತದೆ. ಧಾತುಗಳು ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗುವ ಮೂಲಕ (ಅಥವಾ ಅಣುಗಳಾಗುವ ಮೂಲಕ) ಈ “ಆದರ್ಶ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು” ಪಡೆಯಲು “ಹೆಣಗುತ್ತವೆ” ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ.

d- ಬ್ಲಾಕ್‌ನ ಎಲ್ಲ ಧಾತುಗಳನ್ನೂ, ಅಂದರೆ ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕದ 3ನೇ ವರ್ಗದಿಂದ 12ನೆ ವರ್ಗದ ವರೆಗೂ ಬರುವ ಎಲ್ಲ ಲಂಬ ಸಾಲುಗಳ 38 ಧಾತುಗಳನ್ನು ಸಂಕ್ರಮಣ ಧಾತುಗಳು ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಗಿದೆ.[೫][೬][೭] f-ಬ್ಲಾಕ್‌ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಂಥನೈಡ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಟಿನೈಡ್‌ಗಳು ಇವೆ. ಲಂಬ ಸಾಲಿನ ಹೋಲಿಕೆಗಿಂತ ಅಡ್ಡ ಸಾಲಿನ ಹೋಲಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ಕಾರಣಕ್ಕೆ ಇವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಒಳಗಿನ ಸಂಕ್ರಮಣ ಧಾತುಗಳು (ಇನ್ನರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಶನಲ್ ಎಲೆಮೆಟ್ಸ್) ಎಂದು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಕರೆಯಲಾಗಿದೆ.[೮] ಎಲ್ಲ ಧಾತುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ಕೊಡಲಾಗಿದೆ.

ಆಧುನಿಕ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಹಲವು ಹೊಸ ಚಿಂತನೆಗಳನ್ನು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ತಂದಿದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು- ಅಲೆ ಮತ್ತು ಕಣಗಳ ದ್ವಿಮುಖತೆ (ವೇವ್ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಡ್ಯೂಯಾಲಿಟಿ), ಅನಿಶ್ಚತೆಯ ನಿಯಮ (ಅನ್‌ಸರ್ಟೇನಿಟಿ ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಲ್) ಮತ್ತು ಸಂಭವನೀಯತೆಗಳು (ಪ್ರಾಬಬಿಲಿಟಿ). ಹಿಂದೆ ಬೆಳಕಿನ ಬಗೆಗೆ ಅದು ಕಣವೇ ಅಥವಾ ಅಲೆಯ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಭಿನ್ನ ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ನೀಡಲಾಗಿತ್ತು. 1924ರಲ್ಲಿ ಲೂಯಿಸ್ ಡಿ ಬ್ರೊಗ್ಲಿ ಎಲ್ಲಾ ದ್ರವ್ಯವೂ ಅಲೆ ಮತ್ತು ಕಣಗಳೆರಡರ ಗುಣಗಳನ್ನೂ ತೋರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಾಧಿಸಿದ. ನಂತರದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಲೆಗಳ ರೂಪತೋರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಿದ್ಧಮಾಡಲಾಯಿತು. 1927ರಲ್ಲಿ ಹೈಸನ್‌ಬರ್ಗ್ ಒಳತಂದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಅನಿಶ್ಚಿತತಾ ನಿಯಮ. ಇದರ ಪ್ರಕಾರ ಯಾವುದೇ ಒಂದು ಕಣದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಖಚಿತವಾಗಿ ಗುರುತಿಸದಷ್ಟೂ ಅದರ ಆವೇಗವನ್ನು (ಮೊಮೆಂಟಮ್) ಕಡಿಮೆ ಖಚಿತತೆಯಲ್ಲಿ ತಿಳಿಯುತ್ತೀರ ಹಾಗೆಯೇ ಹೆಚ್ಚು ಖಚಿತವಾಗಿ ಆವೇಗ ತಿಳಿದರೆ ಅದರ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಖಚಿತವಾಗಿ ಗುರುತಿಸುತ್ತೀರ. ಹಾಗೆಯೇ ಯಾವುದೇ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಲೆಯಾಗಿ ಇದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದರೆ ಅಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆ ಹರವುನಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಿಯಾದರೂ ಇರಬಹುದು ಎಂದಾಗುತ್ತದೆ.[೯]ಈ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಡಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಲೆಯು ಪರಮಾಣು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಸುತ್ತುಹಾಕುವುದನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೋಡ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗಿದೆ.

ಅಪವಾದಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

ಮೇಲೆ ಕವಚಗಳನ್ನು ತುಂಬುವ ನಿಯಮಗಳ ಬಗೆಗೆ ಹೇಳುವಾಗ ಈ ನಿಯಮಗಳಿಗೆ ಕೆಲವು ಅಪವಾದಗಳಿವೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗಿತ್ತು ಮತ್ತು ಕ್ರೋಮಿಯಮ್ ಮತ್ತು ತಾಮ್ರದ ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಕೊಡಲಾಗಿತ್ತು. ಇಲ್ಲಿ ಆ ಎರಡು ಧಾತುಗಳನ್ನೂ ಒಳಗೊಂಡು ನಿಯಮಗಳಿಗೆ ಹೊರತಾಗಿ ಕವಚದ ಉಪಕಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ತುಂಬಿದ ತಿಳಿದ ಧಾತುಗಳುನ್ನು ಹೀಗೆ ಪಟ್ಟಿಮಾಡಬಹುದು (ಬ್ರಾಕೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಂಕೇತ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ):

ಕ್ರೋಮಿಯಮ್ (Cr-24), ತಾಮ್ರ (Cu-29), ನಿಯೋಬಿಯಮ್ (Nb-41), ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ (Mo-42), ರುಥೇನಿಯಮ್ (Ru-44), ರೋಡಿಯಮ್ (Rh-45), ಪಲ್ಗಾಡಿಯಮ್ (Pd-46), ಬೆಳ್ಳಿ (Ag-47), ಲ್ಯಾಂಥಾನಮ್ (La-57), ಸೀರಿಯಮ್ (Ce-58), ಪ್ಲಾಟಿನಮ್ (Pt-78), ಚಿನ್ನ (Au-79), ಆಕ್ಟಿನಿಯಮ್ (Ac-89), ಥೋರಿಯಮ್ (Th-90), ಪ್ರೊಟಾಕ್ಟಿನಿಯಮ್ (Pa-91), ಯುರೇನಿಯಮ್ (U-92), ನೆಪ್ಚೂನಿಯಮ್ (Np-93), ಕ್ಯೂರಿಯಮ್ (Cm-96) ಮತ್ತು ಲಾರೆನ್ಸಿಯಮ್ (Lr-103).


ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಮತ್ತು ಟಿಪ್ಪಣಿಗಳು[ಬದಲಾಯಿಸಿ]

  1. ಉಲ್ಲೇಖ ಮತ್ತು ಟಿಪ್ಪಣಿ ಕೆಳಗೆ ಸೂಚಿಸದ ಪ್ರಮುಖ ಆಧಾರಗಳನ್ನು ಬಿಡಿಬಿಡಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳಲ್ಲಿ ನೀಡಿಲ್ಲ. ಇಲ್ಲಿಯ ಬಹುತೇಕ ಮಾಹಿತಿ ಈ ಮೂಲಗಳಿಂದ.
  2. "Bohr Atomic Model", access date 2016-09-30
  3. Wikipedia en:Aufbau principle, access date 2016-09-29
  4. Wikipedia en:Hund`s rule of maximum multiplicity access date 2016-09-29
  5. "Periodical Table: Transition Metals", at ChemicalElements.com, access date 2016-09-30
  6. ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಹೀಗೆ ವರ್ಗೀಕರಿಸುವ ಧಾತುಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗಿ ಗಣಿಸುತ್ತದೆ. ಭಾಗಶಹ ಇವೆಲ್ಲವು ಉಪಯುಕ್ತ ಲೋಹಗಳಾದ ಕಾರಣಕ್ಕೂ ಮತ್ತು ಇಲ್ಲಿಯ ಒಂದು ನಿಲುವು d-ಬ್ಲಾಕ್‌ ಗುಂಪಿಗೆ ಈ ಧಾತುಗಳ ಕೊನೆಯ d ಕಕ್ಷಕವು ಭಾಗಶಹ ತುಂಬಿರುವುದು ಎಂಬ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ. Satake. M and Y. Mido, Chemistry Of Transition Elements, Publisher: Discovery Publishing House, 2010. ISBN: 8171412432, 9788171412433, page 1.
  7. Transition element ಬಗೆಗೆ ಭಿನ್ನ ಮಾಹಿತಿ ನೀಡುವ ಮೂಲಗಳು. -IUPAC Gold Book, "transition element", Encylopedia Britannica, "Transition element", Wikipedia en:Transition metal, -All access date 2016-09-30
  8. "Transition elements", access date 2016-09-30
  9. "The Uncertainity Principle", access date 2016-09-30
  10. Wikpedia en: Periodic table (electron configurations) access date 2016-09-30
  11. Wikpedia ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕ ಪ್ರಾಪ್ತಿ ದಿನಾಂಕ 2016-09-30

ಪ್ರಮುಖ ಆಧಾರಗಳು