परमाणु का क्वांटम यांत्रिकीय मॉडल

यह मॉडल क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग करके परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार का वर्णन करता है। परमाणु का क्वांटम मैकेनिकल मॉडल क्लासिकल मॉडल की तुलना में इलेक्ट्रॉन व्यवहार का अधिक सटीक विवरण प्रदान करता है। यह परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था की व्याख्या करता है और हमें विभिन्न गुणों, जैसे परमाणु संरचना और रासायनिक बंध को समझने में मदद करता है। यहां परमाणु के क्वांटम यांत्रिक मॉडल के मुख्य बिंदु दिए गए हैं:

तरंग-कण द्वैत द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वर्णन किया गया है

• इलेक्ट्रॉनों में तरंग एवं कण दोनों प्रकार के गुण विधमान रहते हैं, इसे ही इलेक्ट्रॉन कि द्वैत प्रकृति कहते हैं।  

• इनमे अलग अलग ऊर्जा स्तर होते हैं।

ऑर्बिटल्स की अवधारणा कक्षाओं की क्लासिकल अवधारणा को प्रतिस्थापित करती है

• ऑर्बिटल्स का वर्णन गणितीय फलन द्वारा किया जाता है जिन्हें तरंग फलन कहा जाता है।
• इलेक्ट्रॉन आर्बिटल्स में उपस्थित होते हैं।

मुख्य क्वांटम संख्या (n)

• मुख्य क्वांटम संख्या, जिसे "n" द्वारा दर्शाया जाता है, इलेक्ट्रॉन के ऊर्जा स्तर या शेल को निर्धारित करता है।
• "n" का मान कोई भी धनात्मक पूर्णांक (1, 2, 3, आदि) हो सकता है।
• जैसे-जैसे "n" बढ़ता है, नाभिक से इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा और औसत दूरी बढ़ती है।

द्विगांशी क्वांटम संख्या (l)

• द्विगांशी क्वांटम संख्या, जिसे "l " द्वारा दर्शाया जाता है, कक्षक के आकार को निर्धारित करता है।
• "l" का मान मुख्य क्वांटम संख्या "n" पर निर्भर करता है और 0 से (n -1) तक हो सकता है।
• उदाहरण के लिए, यदि n = 2, तो "l" ले मान क्रमशः 0 या 1 हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रमशः n =0 के लिए s और n = 1 के लिए p ऑर्बिटल्स होंगे।

चुंबकीय क्वांटम संख्या (m)

• चुंबकीय क्वांटम संख्या, जिसे "m" द्वारा दर्शाया जाता है, अंतरिक्ष में कक्षीय के अभिविन्यास को निर्धारित करता है।
• "m" का मान 0 सहित -l से +l तक होता है।
• उदाहरण के लिए, यदि l = 1 के लिए m के मान -1, 0, या +1 हो सकता है, जो x, y और z अक्षों के साथ तीन p ऑर्बिटल्स का प्रतिनिधित्व करता है।

चक्रण क्वांटम संख्या (s)

• स्पिन क्वांटम संख्या, जिसे "s" द्वारा दर्शाया गया है, इलेक्ट्रॉन के स्पिन अभिविन्यास का वर्णन करता है।
• इसके दो संभावित मान हो सकते हैं: +1/2 (स्पिन-अप) या -1/2 (स्पिन-डाउन)।
• यह इंगित करता है कि प्रत्येक कक्षक विपरीत स्पिन के साथ अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन रख सकता है।

पाउली अपवर्जन सिद्धांत

• किसी परमाणु में किसी भी दो इलेक्ट्रॉनों में चार क्वांटम संख्याओं (n, l, m, और s) का मान समान नहीं हो सकता है।
• यह सिद्धांत सुनिश्चित करता है कि इलेक्ट्रॉन एक परमाणु के भीतर विभिन्न कक्षाओं में रहते हैं।

ऑफबाऊ नियम

• इस नियम के अनुसार परमाणुओं की तलस्थ अवस्था में, कक्षकों को उनकी ऊर्जा के बढ़ते क्रम में भरा जाता है।
• न्यूनतम ऊर्जा वाला उपकोश पहले भरा जाता है और जब यह इलेक्ट्रॉनों का अधिकतम कोटा प्राप्त कर लेता है, तो उच्च ऊर्जा का अगला उपकोश भरना शुरू कर देता है।

हुण्ड का अधिकतम बहुलता का नियम

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 इलेक्ट्रान न आ जाये।"

अभ्यास प्रश्न

• परमाणु का क्वांटम यांत्रिकीय मॉडल क्या है?
• इलेक्ट्रॉनों के पाए जाने की सम्भावना सबसे अधिक कहां होती है?

• हुण्ड के अधिकतम बहुलता के नियम से d⁵ और d⁹ इलेक्ट्रॉनों की स्थित ज्ञात कीजिये।
• इलेक्ट्रॉन कि द्वैत प्रकृति से आप क्या समझते हैं?