इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और तत्वों के प्रकार

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।

उदाहरण;

हाइड्रोजन ₁H¹ = 1S¹ ↑

हीलियम ₂He⁴ = 1S² ↑↓

लिथियम ₃Li⁷ = 1S² 2s¹ ↑↓ ↑

हाइड्रोजन परमाणु में केवल एक ही इलेक्ट्रॉन होता है, जो सबसे कम ऊर्जा वाले कक्षक में जाता है जिसे 1s कक्षक कहते हैं अतः हाइड्रोजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s होता है इसका अर्थ है कि इसके कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन होता है हीलियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s² होता है जैसा ऊपर बताया गया है दो इलेक्ट्रॉन एक दुसरे के विपरीत चक्रण में होते हैं उसे कक्षक आरेख से देखा जा सकता है।

संक्रमण तत्व	परमाणु क्रमांक	इलेक्ट्रॉनिक विन्यास
Sc	21	[Ar] 3d1 4s2
Ti	22	[Ar] 3d2 4s2
V	23	[Ar] 3d3 4s2
Cr	24	[Ar] 3d5 4s1
Mn	25	[Ar] 3d5 4s2
Fe	26	[Ar] 3d6 4s2
Co	27	[Ar] 3d7 4s2
Ni	28	[Ar] 3d8 4s2
Cu	29	[Ar] 3d10 4s1
Zn	30	[Ar] 3d10 4s2
Y	39	[Kr] 4d1 5s2
Zr	40	[Kr] 4d2 5s2
Nb	41	[Kr] 4d4 5s1
Mo	42	[Kr] 4d5 5s1
Tc	43	[Kr] 4d5 5s2
Ru	44	[Kr] 4d7 5s1
Rh	45	[Kr] 4d8 5s1
Pd	46	[Kr] 4d10
Ag	47	[Kr] 4d10 5s1
Cd	48	[Kr] 4d10 5s2

अभ्यास प्रश्न

निम्नलिखित तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ज्ञात कीजिए:

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