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Effective Nuclear Charge के 5 शक्तिशाली उदाहरण: Slater’s Rules के साथ

Effective Nuclear Charge के 5 शक्तिशाली उदाहरण: Slater’s Rules के साथ|प्रभावी नाभिकीय आवेश (Effective Nuclear Charge) एक महत्वपूर्ण अवधारणा है जो यह बताती है कि किसी परमाणु में उपस्थित इलेक्ट्रॉन को नाभिक द्वारा अनुभव किया गया वास्तविक आवेश कितना है। स्लेटर के नियम (Slater’s Rules) का उपयोग करके इसे गणना किया जाता है।

Effective Nuclear Charge के 5 शक्तिशाली उदाहरण: Slater’s Rules के साथ

स्लेटर के नियम प्रभावी नाभिकीय आवेश की गणना करने में मदद करते हैं, जो इलेक्ट्रॉनों के आपसी प्रतिकर्षण और शील्डिंग प्रभावों को ध्यान में रखते हैं।

स्लेटर के नियम

स्लेटर के नियम निम्नलिखित चरणों में लागू किए जाते हैं:

  1. इलेक्ट्रॉनों का समूह बनाना:
    • इलेक्ट्रॉनों को विभिन्न समूहों (शेल्स और सबशेल्स) में बांटें: 1𝑠, 2𝑠, 2𝑝, 3𝑠, 3𝑝, 3𝑑, 4𝑠, 4𝑝, 4𝑑, 4𝑓, आदि।
  2. शील्डिंग कॉन्स्टेंट (𝜎) की गणना:
    • किसी भी इलेक्ट्रॉन के लिए, शील्डिंग कॉन्स्टेंट को उसके ही समूह के और उससे निम्न ऊर्जा स्तरों के इलेक्ट्रॉनों की संख्या के आधार पर गणना करें।

    नियम:

    • n-समान शेल में (n और l समान):
      • 0.35× अन्य इलेक्ट्रॉनों की संख्या (स्वयं को छोड़कर)।
    • n-1 स्तर के लिए:
      • 0.85× इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
    • n-2 और नीचे के लिए:
      • 1.00× इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
  3. प्रभावी नाभिकीय आवेश (𝑍𝑒𝑓𝑓) की गणना:
    • 𝑍𝑒𝑓𝑓=𝑍−𝜎
    • जहाँ 𝑍 परमाणु का वास्तविक नाभिकीय आवेश (परमाणु क्रमांक) है और 𝜎 शील्डिंग कॉन्स्टेंट है।

उदाहरण

आइए नेओन (Ne) परमाणु के 2p इलेक्ट्रॉन के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश की गणना करें। नेओन का परमाणु क्रमांक 10 है, और इसकी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1𝑠22𝑠22𝑝6 है।

  1. समूह बनाना:
    • 1𝑠2
    • 2𝑠22𝑝6
  2. शील्डिंग कॉन्स्टेंट (𝜎) की गणना:
    • 2p इलेक्ट्रॉन के लिए:
      • 2p के अन्य 5 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 0.35×5=1.75
      • 2s के 2 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 0.85×2=1.70
      • 1s के 2 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 1.00×2=2.00

      कुल शील्डिंग कॉन्स्टेंट, 𝜎=1.75+1.70+2.00=5.45

  3. प्रभावी नाभिकीय आवेश (𝑍𝑒𝑓𝑓) की गणना:
    • 𝑍𝑒𝑓𝑓=𝑍−𝜎=10−5.45=4.55

इस प्रकार, नेओन के 2p इलेक्ट्रॉन के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश 4.55 है।

 

स्लेटर के नियमों का एक और उदाहरण देकर प्रभावी नाभिकीय आवेश (Effective Nuclear Charge) की गणना को और स्पष्ट करते हैं। इस बार हम फ्लोरीन (Fluorine, 𝐹) के 2p इलेक्ट्रॉन के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश की गणना करेंगे।

फ्लोरीन (F) के 2p इलेक्ट्रॉन के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश की गणना

फ्लोरीन का परमाणु क्रमांक 9 है, और इसकी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1𝑠22𝑠22𝑝5 है।

  1. समूह बनाना:
    • 1𝑠2
    • 2𝑠22𝑝5
  2. शील्डिंग कॉन्स्टेंट (𝜎) की गणना:
    • 2p इलेक्ट्रॉन के लिए:
      • 2p के अन्य 4 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 0.35×4=1.40
      • 2s के 2 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 0.85×2=1.70
      • 1s के 2 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 1.00×2=2.00

      कुल शील्डिंग कॉन्स्टेंट, 𝜎=1.40+1.70+2.00=5.10

  3. प्रभावी नाभिकीय आवेश (𝑍𝑒𝑓𝑓) की गणना:
    • 𝑍𝑒𝑓𝑓=𝑍−𝜎=9−5.10=3.90

इस प्रकार, फ्लोरीन के 2p इलेक्ट्रॉन के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश 3.90 है।

एक और उदाहरण: सोडियम (Na) के 3s इलेक्ट्रॉन के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश की गणना

सोडियम का परमाणु क्रमांक 11 है, और इसकी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠1 है।

  1. समूह बनाना:
    • 1𝑠2
    • 2𝑠22𝑝6
    • 3𝑠1
  2. शील्डिंग कॉन्स्टेंट (𝜎) की गणना:
    • 3s इलेक्ट्रॉन के लिए:
      • 3s के अन्य इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 0 (कोई अन्य 3s इलेक्ट्रॉन नहीं है)
      • 2s और 2p के 8 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 0.85×8=6.80
      • 1s के 2 इलेक्ट्रॉनों द्वारा शील्डिंग: 1.00×2=2.00

      कुल शील्डिंग कॉन्स्टेंट, 𝜎=6.80+2.00=8.80

  3. प्रभावी नाभिकीय आवेश (𝑍𝑒𝑓𝑓) की गणना:
    • 𝑍𝑒𝑓𝑓=𝑍−𝜎=11−8.80=2.20

इस प्रकार, सोडियम के 3s इलेक्ट्रॉन के लिए प्रभावी नाभिकीय आवेश 2.20 है।

निष्कर्ष

स्लेटर के नियमों के माध्यम से प्रभावी नाभिकीय आवेश की गणना करने के ये उदाहरण यह स्पष्ट करते हैं कि कैसे विभिन्न ऊर्जा स्तरों और उप-स्तरों के इलेक्ट्रॉनों का शील्डिंग प्रभाव परस्पर होता है। यह प्रक्रिया हमें समझने में मदद करती है कि किसी इलेक्ट्रॉन द्वारा नाभिक के वास्तविक आवेश का अनुभव कैसे किया जाता है, जो रसायन विज्ञान में परमाणु संरचना और रासायनिक गुणों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

 

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