तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास तथा आवर्त सारणी

रसायन विज्ञान में, एक परमाणु का "इलेक्ट्रॉन विन्यास" उस परमाणु में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था पर निर्भर करते हैं। इसे सामान्यतः क्वांटम संख्याओं की एक श्रृंखला के रूप में लिखा जाता है, जो एक विशेष कक्षा में इलेक्ट्रॉनों की संख्या बताता है। क्वांटम संख्याएँ मुख्यतः s, p, d, और f जैसे अक्षरों के रूप में लिखी जाती हैं, जो कक्षकों को दर्शाती हैं। स एक कक्षा को दर्शाता है जिसमे अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन रह सकते हैं ठीक वैसे ही p, d, और f कक्षाएँ भी होती हैं जिनमे अधिकतम क्रमशः 6, 10, 14 इलेक्ट्रॉन रह सकते हैं। किसी परमाणु के कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण किस प्रकार है यह उस परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास कहलाता है।

परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को दो प्रकार से दर्शाया जा सकता है। ये हैं -

1.) s2 p⁶ d¹⁰ f¹⁴

2.) कक्षक आरेख की संख्या

कक्षक	कक्षक आरेख की संख्या	अधिकतम इलेक्ट्रॉनों की संख्या	न्यूनतम इलेक्ट्रॉनों की संख्या
s	1	2	1
p	3	6	1
d	5	10	1
f	7	14	1

उपकोश के प्रत्येक कक्षक को एक बॉक्स द्वारा दर्शाया जाता है और इलेक्ट्रॉन के धनचक्रण को ↑ जैसे तीर और ऋण चक्रण को ↓ जैसे तीर से दर्शाया जा सकता है।

परमाणुओं का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास हुण्ड के नियम का पालन करता है।

इस नियम के अनुसार इलेक्ट्रॉनों को एक उपकोश के कक्षकों के बीच इस तरह से वितरित किया जाता है कि समानांतर स्पिन के साथ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिकतम होती है। हुण्ड के अधिकतम बहुलता के नियम के अनुसार "एक ही उपकोश के कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन तब तक नहीं होता है, जब तक उस उपकोश के सभी कक्षकों में एक- एक इलेक्ट्रॉन न आ जाये।" इस प्रकार, उपकोश में उपलब्ध कक्षकों को युग्मित करने से पहले पहले एकल इलेक्ट्रॉन भरा जाता है। इसका मतलब यह है कि इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी s कक्षीय में दूसरे इलेक्ट्रॉन, p कक्षकों में चौथा इलेक्ट्रॉन, d कक्षकों में छठे इलेक्ट्रॉनों और f कक्षकों में आठवें इलेक्ट्रॉनों की शुरूआत के साथ होती है। उप-ऊर्जा कोश में कक्षकों में कोई इलेक्ट्रॉन युग्मन तब तक नहीं होता है जब तक कि प्रत्येक कक्षक पर समांतर चक्रण वाले एक इलेक्ट्रॉन उपस्थित न हो जाए। आधे भरे हुए और पूर्ण भरे हुए कक्षक परमाणुओं को अधिक स्थायी बनाते हैं। अतः p³, p⁶, d³, d⁵, d¹⁰, f⁷, f¹⁴ अधिक स्थायी होते हैं।

आवर्त सारणी

मेंडलीफ की आवर्त सारणी में कुछ कमियाँ होने के कारण उनमे  सुधार की आवश्यकता महसूस हुई। मेंडलीफ की सारणी में कई सुधार किये गए जिसमे एक नए वर्ग शून्य का जोड़ा जाना जिसमे निष्क्रिय गैसों को रखा गया है आदि हैं। सारणी के विकास में राग,वर्नर, बोहर, बरी आदि वैज्ञानिकों ने अपना योगदान किया और आधुनिक आवर्त सारणी का निर्माण हुआ। आधुनिक आवर्त सारणी से अल्फ्रेड वर्नर ने आवर्त सारणी का वर्तमान स्वरूप का विकास किया। सन 1952 में कोस्टा रिका के वैज्ञानिक गिल चावेरी ने आवर्त सारणी का एक नया रूप प्रस्तुत किया जो तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक संरचना पर आधारित था। इस आवर्त सारणी में तत्वों को उनके परमाणु क्रमांक के आधार पर रखा गया है।

इनमे दो प्रकार की पंकितयाँ होती हैं:

क्षैतिज पंक्ति को आवर्त कहा गया है।

ऊर्ध्वाधर पंक्ति को वर्ग कहा गया है।

इस सारणी में 18 ऊर्ध्वाधर स्तम्भ हैं जिन्हें वर्ग कहा जाता है। इस आवर्त सारणी में सभी ज्ञात 118 तत्वों को स्थान मिला है। इसमें लेंथिनाइड और ऐक्टिनाइड तत्वों को अलग से स्थान दिया गया है।

जिसमे तत्वों को उनके परमाणु क्रमांकों के बढ़ते क्रम में रखा गया है।

आधुनिक आवर्त सारणी के गुण

• इस आवर्त सारणी में 18 वर्ग तथा 7 आवर्त हैं।
• सबसे छोटा आवर्त प्रथम आवर्त है जिसमे केवल दो तत्व है
• दूसरे और तीसरे आवर्त में आठ आठ सदस्य हैं। इन्हें लघु आवर्त कहा जाता है।
• चौथे और पांचवे आवर्त में 18 -18 तत्व हैं। इन्हें दीर्घ आवर्त कहा जाता है।
• छठे और सातवें आवर्तों को अति दीर्घ आवर्त कहा जाता है। इनमे 32 -32 तत्व हैं।
• सातवें आवर्त रिक्त होता है जिसमे भविष्य में खोजे जाने वाले तत्वों के लिए रिक्त स्थान  हैं।
• पहले और दूसरे वर्ग को s ब्लॉक तत्व कहा गया, वर्ग 13 से 18 को p ब्लॉक वर्ग 3 से 12 तक के तत्वों को d ब्लॉक तथा लैंथेनाइड और ऐक्टिनाइड तत्वों को f ब्लॉक कहा जाता है।

अभ्यास प्रश्न

निम्नलिखित तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ज्ञात कीजिए:

1. Ca
2. Na
3. Mg
4. Al
5. P

• आधुनिक आवर्त सारणी से आप क्या समझते हैं ?
• आधुनिक आवर्त सारणी के गुण बताइये।
• मेंडलीफ की सारणी में कई विसंगतियां पायी जाती हैं स्पष्ट ज्ञात कीजिये।