मूलद्रव्यांचे वर्गीकरण का? त्रिकांपासून आधुनिक आवर्त नियमापर्यंत
९-१०वी शी जोड : मेंडेलीव्हचा तक्ता आणि आधुनिक तक्ता तुम्ही थोडक्यात पाहिला; आता "आवर्ती" गुणधर्मांची कल्पना कशी वाढली आणि वस्तुमानाऐवजी अणुअंक का आला ते पाहू.
मोठ्या ग्रंथालयात पुस्तके विषय आणि क्रमांकानुसार लावलेली असतात, म्हणून कोणतेही पुस्तक पटकन सापडते. 118 मूलद्रव्ये ज्ञात आहेत; मांडणीशिवाय त्यांचा अभ्यास खूप कठीण झाला असता.
आधुनिक आवर्त नियम (Modern Periodic Law) : मूलद्रव्यांचे भौतिक व रासायनिक गुणधर्म त्यांच्या अणुअंकाचे आवर्ती फलन असतात. ठराविक अंतराने तेच गुणधर्म पुन्हा पुन्हा येतात.
आकृतीत : वर्गीकरणाच्या प्रयत्नांचा कालरेषा : डोबरायनर (त्रिके, 1829), न्यूलँड्स (अष्टके, 1866), मेंडेलीव्ह (1869), मोझले (अणुअंक, 1913).
नियम 1 : डोबरायनरची त्रिके — सारखे गुणधर्म असलेली मूलद्रव्ये तिघांच्या गटात येतात आणि मधल्याचे अणुवस्तुमान इतर दोघांच्या सरासरीइतके असते.
- सोपे : Ca (40), Sr (88), Ba (137) : Ca आणि Ba ची सरासरी 88.5, Sr च्या जवळ.
- मध्यम : Cl (35.5), Br (80), I (127) : Cl आणि I ची सरासरी 81.25, Br च्या जवळ.
- परीक्षेसाठी : फार थोडी त्रिके सापडली, म्हणून ही कल्पना सर्व मूलद्रव्यांचे वर्गीकरण करू शकली नाही.
नियम 2 : न्यूलँड्स आणि मेंडेलीव्ह — न्यूलँड्सने अणुवस्तुमानानुसार मांडणी केली आणि प्रत्येक आठवे मूलद्रव्य सारखे आढळले (अष्टक नियम), पण कॅल्शियमनंतर तो चालला नाही. मेंडेलीव्हने मूलद्रव्ये अणुवस्तुमानाच्या क्रमाने मांडली, न सापडलेल्या मूलद्रव्यांसाठी जागा रिकाम्या ठेवल्या आणि त्यांचे गुणधर्म भाकीत केले (एका-अॅल्युमिनियम हे गॅलियम ठरले, एका-सिलिकॉन हे जर्मेनियम).
- सोपे : मेंडेलीव्हचा आवर्त नियम अणुवस्तुमानावर आधारित.
- मध्यम : जर्मेनियमबद्दलची त्याची भाकिते खऱ्या मूलद्रव्याशी जुळली, म्हणून त्याचा तक्ता सर्वमान्य झाला.
- परीक्षेसाठी : रासायनिक साम्य राखण्यासाठी मेंडेलीव्हने काही मूलद्रव्ये वस्तुमान क्रमाबाहेर ठेवली (उदा. I च्या आधी Te); यावरून वस्तुमान हा खरा आधार नाही असे दिसले.
नियम 3 : मोझले आणि आधुनिक नियम — मोझलेच्या क्ष-किरण कार्याने (1913) दाखवले की मूलभूत गुणधर्म अणुवस्तुमान नव्हे, अणुअंक आहे. आधुनिक तक्त्यात 7 आवर्त आणि 18 गण आहेत.
- सोपे : आधुनिक आवर्त नियम अणुअंकावर आधारित.
- मध्यम : अणुअंक आधार मानल्यावर Te (Z = 52) बरोबर I (Z = 53) च्या आधी येते.
- परीक्षेसाठी : मूलद्रव्याच्या समस्थानिकांचे वस्तुमान वेगळे पण Z एकच, म्हणून त्यांना तक्त्यात एकच जागा.
नियम 4 : Z 100 पेक्षा जास्त असलेल्यांची IUPAC नावे — अंकांची मुळे वापरा : 0 nil, 1 un, 2 bi, 3 tri, 4 quad, 5 pent, 6 hex, 7 sept, 8 oct, 9 enn; शेवटी "ium" जोडा. चिन्हासाठी प्रत्येक मुळाचे पहिले अक्षर.
- सोपे : Z = 101 : un-nil-un-ium = unnilunium (Unu).
- मध्यम : Z = 120 : un-bi-nil-ium = unbinilium (Ubn).
- परीक्षेसाठी : Z = 119 : un-un-enn-ium = ununennium (Uue).
आधुनिक नियम अणुअंक वापरतो; मेंडेलीव्हचा नियम अणुवस्तुमान वापरत होता.
"सबंध तक्त्यात आठ नंतर पुनरावृत्ती" असे म्हणणे. पुनरावृत्तीचे अंतर वाढत जाते (2, 8, 8, 18, 18, 32).
आठवणीची युक्ती : "डोबरायनर 3, न्यूलँड्स 8, मेंडेलीव्ह वस्तुमान, मोझले अंक".
फरक ओळखा
| मुद्दा | मेंडेलीव्हचा नियम | आधुनिक नियम |
|---|---|---|
| आधार | अणुवस्तुमान | अणुअंक |
| समस्थानिके | अडचण | अडचण नाही |
| रिकाम्या जागा | मुद्दाम ठेवलेल्या | नवीन मूलद्रव्यांनी भरल्या |
सरावासाठी प्रश्न
- 1आधुनिक आवर्त नियम सांगा.
- 2आवर्त सारणीचा आधार अणुअंक आहे हे कोणी दाखवले?
- 3आधुनिक तक्त्यात किती आवर्त आणि किती गण आहेत?
- 4Li (7), Na (23), K (39) डोबरायनरचे त्रिक आहे का ते तपासा.
- 5Z = 121 असलेल्या मूलद्रव्याचे IUPAC नाव लिहा.
- 6न्यूलँड्सच्या अष्टक नियमाची एक मर्यादा सांगा.
- 7Z = 130 असलेल्या मूलद्रव्याचे नाव आणि चिन्ह लिहा.
- 8मेंडेलीव्हने तक्त्यात रिकाम्या जागा ठेवणे योग्य का होते?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1मूलद्रव्यांचे गुणधर्म त्यांच्या अणुअंकाचे आवर्ती फलन असतात.
- 2हेन्री मोझले.
- 37 आवर्त आणि 18 गण.
- 4(7 + 39) ÷ 2 = 23, जे Na च्या अणुवस्तुमानाइतके; म्हणून हो.
- 5un-bi-un-ium = unbiunium (Ubu).
- 6तो फक्त कॅल्शियमपर्यंत चालला; न सापडलेल्या मूलद्रव्यांसाठी जागा ठेवली नाही.
- 7un-tri-nil-ium = untrinilium (Utn).
- 8काही मूलद्रव्ये तेव्हा सापडली नव्हती; रिकाम्या जागांमुळे त्यांचे गुणधर्म भाकीत करता आले आणि नंतर गॅलियम, जर्मेनियम सापडल्यावर ते जुळले.
आधुनिक आवर्त सारणीची रचना : खंड, रचनेवरून स्थान, धातू आणि अधातू
९-१०वी शी जोड : गण आणि आवर्तानुसार स्थान शोधले; आता तक्ता न पाहता इलेक्ट्रॉन रचनेवरून स्थान शोधतो.
रेल्वे तिकिटावर डबा आणि आसन क्रमांक असतो. आवर्त सारणीत आवर्त क्रमांक म्हणजे डबा आणि गण क्रमांक म्हणजे आसन; दोन्ही इलेक्ट्रॉन रचनेतून मिळतात.
आवर्त क्रमांक = अणूचा सर्वात मोठा मुख्य क्वांटम क्रमांक (n). तक्त्याचे चार खंड (s, p, d, f) आहेत; शेवटचा इलेक्ट्रॉन ज्या उपकवचात जातो त्यावरून नाव मिळते.
आकृतीत : आधुनिक तक्त्याचे खंड : s (गण 1–2), d (गण 3–12), p (गण 13–18) आणि f (खाली दोन ओळी).
नियम 1 : आवर्तांची लांबी — आवर्त 1 मध्ये 2 मूलद्रव्ये; आवर्त 2 व 3 मध्ये प्रत्येकी 8; आवर्त 4 व 5 मध्ये प्रत्येकी 18; आवर्त 6 मध्ये 32; आवर्त 7 मध्ये 32 अपेक्षित.
- सोपे : आवर्त 2 (Li ते Ne) मध्ये 8 मूलद्रव्ये.
- मध्यम : आवर्त 4 मध्ये 18, कारण 4s, 3d, 4p (2 + 10 + 6) क्रमाने भरतात.
- परीक्षेसाठी : लँथॅनॉइडे (Z = 57–71) आणि ॲक्टिनॉइडे (Z = 89–103) f-खंड म्हणून मुख्य तक्त्याखाली ठेवतात.
नियम 2 : गण आणि आवर्त शोधणे — s-खंड : गण = संयुजा इलेक्ट्रॉनांची संख्या (ns¹ गण 1, ns² गण 2). p-खंड : गण = 10 + बाह्यतम कवचातील इलेक्ट्रॉनांची संख्या (ns² np¹ गण 13). d-खंड : गण = (n − 1)d इलेक्ट्रॉन + ns इलेक्ट्रॉन.
- सोपे : Z = 20 : [Ar] 4s², म्हणून आवर्त 4, गण 2.
- मध्यम : Z = 35 : [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵, म्हणून आवर्त 4, गण 10 + 7 = 17.
- परीक्षेसाठी : Z = 26 : [Ar] 3d⁶ 4s², म्हणून आवर्त 4, गण 6 + 2 = 8 (d-खंड).
नियम 3 : धातू, अधातू आणि धातुसदृश — धातू (सुमारे तीन-चतुर्थांश मूलद्रव्ये) डावीकडे आणि मध्यभागी असतात, चांगले वाहक असतात आणि धन आयन बनवतात. अधातू वरच्या उजव्या बाजूला असतात आणि ऋण आयन बनवतात. धातुसदृश (metalloids : B, Si, Ge, As, Sb, Te) नागमोडी सीमारेषेवर असून त्यांचे गुणधर्म मधले असतात.
- सोपे : Na धातू; Cl अधातू.
- मध्यम : सिलिकॉन धातुसदृश आणि अर्धवाहक आहे.
- परीक्षेसाठी : ns¹ रचनेमुळे हायड्रोजन गण 1 मध्ये ठेवतात, तरी सामान्य स्थितीत तो धातू नाही.
आधुनिक आवर्त सारणीची रचना : खंड, रचनेवरून स्थान, धातू आणि अधातू
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडाउदात्त वायू (गण 18) यांची बाह्य कवचे पूर्ण भरलेली (ns² np⁶; हेलियम 1s²) असून ते फार निष्क्रिय असतात.
d-खंडातील मूलद्रव्याचा गण शोधताना 3d इलेक्ट्रॉन चुकीचे मोजणे. (n − 1)d आणि ns इलेक्ट्रॉन मिळवा.
आठवणीची युक्ती : "s – 1, 2; d – 3 ते 12; p – 13 ते 18".
फरक ओळखा
| मुद्दा | s-खंड | p-खंड |
|---|---|---|
| गण | 1 आणि 2 | 13 ते 18 |
| सामान्य रचना | ns¹⁻² | ns² np¹⁻⁶ |
| उदाहरणे | Na, Ca | Al, Cl |
सरावासाठी प्रश्न
- 1[Ne] 3s² 3p⁴ रचना असलेले मूलद्रव्य कोणत्या खंडात येते?
- 2सहाव्या आवर्तात किती मूलद्रव्ये आहेत?
- 3सहा धातुसदृशांची नावे सांगा.
- 4Z = 16 असलेल्या मूलद्रव्याचे आवर्त आणि गण शोधा.
- 5तिसऱ्या आवर्तातील आणि गण 17 मधील मूलद्रव्य कोणते?
- 6d-खंडाची सामान्य बाह्य रचना लिहा.
- 7बाह्य रचना [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p² असलेल्या मूलद्रव्याचे आवर्त आणि गण सांगा.
- 8Z = 114 (रचना [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p²) असलेल्या मूलद्रव्याचे स्थान सांगा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1p-खंड.
- 232.
- 3B, Si, Ge, As, Sb, Te.
- 4[Ne] 3s² 3p⁴ : आवर्त 3, गण 16.
- 5क्लोरीन (Z = 17).
- 6(n − 1)d¹⁻¹⁰ ns¹⁻².
- 7आवर्त 4, गण 14 (जर्मेनियम).
- 8आवर्त 7, गण 14.
अणुत्रिज्या, आयनिक त्रिज्या आणि समइलेक्ट्रॉनिक कण
९-१०वी शी जोड : गणात खाली गेल्यावर अणू मोठे होतात हे माहीत होते; आता केंद्रकाचा भार आणि आडोसा (shielding) वापरून ते स्पष्ट करतो.
फुग्यात हवा भरली की तो मोठा होतो, पण अनेक दोऱ्यांनी ओढलेला फुगा लहान होतो. अणूत केंद्रकाचा ओढ जास्त झाला की इलेक्ट्रॉन ढग आकुंचन पावतो.
अणुत्रिज्या (atomic radius) म्हणजे अणूच्या आकाराचा अंदाज. सहसंयुज त्रिज्या म्हणजे जोडलेल्या दोन सारख्या अधातू अणूंमधील अंतराचा निम्मा भाग; धात्विक त्रिज्या म्हणजे धातू स्फटिकातील शेजारी अणूंमधील अंतराचा निम्मा भाग. समइलेक्ट्रॉनिक कण (isoelectronic species) म्हणजे इलेक्ट्रॉनांची संख्या समान असलेले कण.
आकृतीत : तिसऱ्या आवर्तातील अणुत्रिज्या (pm) : Na 186, Mg 160, Al 143, Si 117, P 110, S 104, Cl 99.
नियम 1 : आवर्तातील कल — आवर्तात डावीकडून उजवीकडे केंद्रकाचा भार वाढतो पण इलेक्ट्रॉन त्याच कवचात येतात, म्हणून ओढ वाढते आणि अणुत्रिज्या कमी होते.
- सोपे : Li 152 pm, Be 111 pm, B 88 pm, C 77 pm.
- मध्यम : Br₂ मधील बंधलांबी 228 pm, म्हणून Br ची सहसंयुज त्रिज्या = 228 ÷ 2 = 114 pm.
- परीक्षेसाठी : घन सोडियममधील दोन शेजारी सोडियम अणूंमधील अंतर 372 pm, म्हणून धात्विक त्रिज्या = 186 pm.
नियम 2 : गणातील कल — गणात खाली गेल्यावर नवे कवच जोडले जाते आणि आतील कवचे केंद्रकाला आडोसा देतात, म्हणून अणुत्रिज्या वाढते.
- सोपे : Li 152, Na 186, K 231 pm.
- मध्यम : F 64, Cl 99, Br 114, I 133 pm.
- परीक्षेसाठी : उदात्त वायूंची त्रिज्या सहसंयुज त्रिज्येशी तुलना करत नाहीत, कारण ते बंध बनवत नाहीत आणि त्यांची व्हॅन डर वॉल्स त्रिज्या मोठी असते.
नियम 3 : आयनिक त्रिज्या — धन आयन त्याच्या अणूपेक्षा लहान (कमी इलेक्ट्रॉन, केंद्रकाचा भार तोच); ऋण आयन मोठा (जास्त इलेक्ट्रॉन, जास्त प्रतिकर्षण).
- सोपे : Na 186 pm पण Na⁺ 95 pm.
- मध्यम : F 64 pm पण F⁻ 136 pm.
- परीक्षेसाठी : Fe, Fe²⁺ आणि Fe³⁺ यांचा आकारक्रम Fe > Fe²⁺ > Fe³⁺.
नियम 4 : समइलेक्ट्रॉनिक कण — इलेक्ट्रॉनची संख्या समान असताना केंद्रकाचा भार जास्त तर त्रिज्या लहान.
- सोपे : O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺ या सर्वांत 10 इलेक्ट्रॉन.
- मध्यम : आकारक्रम : O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺.
- परीक्षेसाठी : K⁺ आणि Cl⁻ दोघांत 18 इलेक्ट्रॉन; Cl⁻ (17 प्रोटॉन) हा K⁺ (19 प्रोटॉन) पेक्षा मोठा.
अणुत्रिज्या, आयनिक त्रिज्या आणि समइलेक्ट्रॉनिक कण
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडातेवढ्याच इलेक्ट्रॉनांना जास्त प्रोटॉन ओढतात, म्हणून आकार लहान.
केंद्रक मोठे असते म्हणून गणात खाली अणू लहान होतात असे समजणे. नवे बाह्य कवच निर्णायक ठरते.
आठवणीची युक्ती : "डावीकडून उजवीकडे आकुंचन; वरून खाली फुगणे".
फरक ओळखा
| मुद्दा | सहसंयुज त्रिज्या | धात्विक त्रिज्या |
|---|---|---|
| कुठे | अधातूंमध्ये | धातूंमध्ये |
| काय मानतात | बंधलांबीचा निम्मा | धातूच्या गाभ्यांमधील अंतराचा निम्मा |
सरावासाठी प्रश्न
- 1Na आणि Mg पैकी कोणता मोठा?
- 2K आणि Li पैकी कोणता मोठा?
- 3धन आयन त्याच्या अणूपेक्षा लहान की मोठा?
- 4I₂ ची बंधलांबी 266 pm आहे. I ची सहसंयुज त्रिज्या काढा.
- 5Cl⁻, S²⁻, K⁺ यांना वाढत्या आकाराने मांडा.
- 6Cl हा Na पेक्षा लहान का?
- 7Al³⁺, Mg²⁺, Na⁺, F⁻ यांना घटत्या आकाराने मांडा.
- 8B चे प्रोटॉन जास्त असूनही Be अणूची त्रिज्या (111 pm) B (88 pm) पेक्षा जास्त का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1Na.
- 2K.
- 3लहान.
- 4266 ÷ 2 = 133 pm.
- 5K⁺ < Cl⁻ < S²⁻ (सर्वांत 18 इलेक्ट्रॉन; प्रोटॉन जास्त तर आकार लहान).
- 6कवच तेच, पण Cl चा केंद्रकाचा भार जास्त, म्हणून इलेक्ट्रॉन जवळ ओढले जातात.
- 7F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺.
- 8B मध्ये प्रोटॉन जास्त आणि इलेक्ट्रॉन त्याच कवचात, म्हणून ओढ जास्त; आवर्तात त्रिज्या कमी होते.
आयनन एन्थॅल्पी आणि इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी
९-१०वी शी जोड : धातू इलेक्ट्रॉन गमावतात आणि अधातू मिळवतात हे माहीत आहे; आता ते किती सहज होते ते मोजतो.
सैल बटण ओढायला थोडा जोर लागतो, पण शिवलेले बटण काढायला खूप. अल्कली धातूंचे इलेक्ट्रॉन सैल बटणांसारखे आहेत.
आयनन एन्थॅल्पी (ΔᵢH) (ionisation enthalpy) म्हणजे वायुरूप विलग अणूतून त्याच्या मूलस्थितीत इलेक्ट्रॉन काढायला लागणारी ऊर्जा : X(g) → X⁺(g) + e⁻. इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी (ΔegH) म्हणजे वायुरूप अणूने इलेक्ट्रॉन घेताना होणारा एन्थॅल्पी बदल : X(g) + e⁻ → X⁻(g).
आकृतीत : दुसऱ्या आवर्ताची पहिली आयनन एन्थॅल्पी (kJ/mol) : Li 520, Be 899, B 801, C 1086, N 1402, O 1314, F 1681, Ne 2081.
नियम 1 : आयनन एन्थॅल्पीचे कल — ती आवर्तात वाढते (जास्त केंद्रक भार, लहान आकार) आणि गणात खाली कमी होते (मोठा आकार, जास्त आडोसा). क्रमाने येणाऱ्या आयनन एन्थॅल्पी नेहमी वाढतात : ΔᵢH₁ < ΔᵢH₂ < ΔᵢH₃.
- सोपे : Na 496 kJ/mol ही Mg 737 kJ/mol पेक्षा कमी.
- मध्यम : Li 520 ही Na 496 आणि K 419 पेक्षा जास्त (गण 1 मध्ये कमी होते).
- परीक्षेसाठी : एका मूलद्रव्याच्या ΔᵢH किमती 577, 1817, 2745 आणि 11 577 kJ/mol असतील तर तिसऱ्यानंतर मोठी उडी दिसते; म्हणजे 3 संयुजा इलेक्ट्रॉन (गण 13, अॅल्युमिनियम).
नियम 2 : अपवाद — Be (899) ही B (801) पेक्षा जास्त, कारण 2s इलेक्ट्रॉन 2p पेक्षा जास्त घट्ट धरलेला असतो. N (1402) ही O (1314) पेक्षा जास्त, कारण N मध्ये स्थिर अर्धे भरलेले 2p³ आहे, तर O मध्ये 2p⁴ मधील जोडीचा इलेक्ट्रॉन काढणे सोपे.
- सोपे : आयनन एन्थॅल्पीत B < Be.
- मध्यम : आयनन एन्थॅल्पीत O < N.
- परीक्षेसाठी : तसेच Al (577) ही Mg (737) पेक्षा कमी.
नियम 3 : इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी — ती साधारणपणे आवर्तात जास्त ऋण होते आणि गणात खाली कमी ऋण होते. हॅलोजनांच्या किमती मोठ्या ऋण असतात; उदात्त वायूंच्या धन असतात, कारण नवा इलेक्ट्रॉन नव्या कवचात जावा लागतो. Cl (−349 kJ/mol) ही F (−328 kJ/mol) पेक्षा जास्त ऋण, कारण F च्या लहान 2p उपकवचात प्रतिकर्षण जास्त.
- सोपे : Cl −349, F −328, Br −325, I −295 kJ/mol.
- मध्यम : O −141 आणि S −200 kJ/mol : S ची किंमत O पेक्षा जास्त ऋण.
- परीक्षेसाठी : Ne +116 kJ/mol : धन, म्हणजे Ne इलेक्ट्रॉन स्वीकारत नाही.
आयनन एन्थॅल्पी आणि इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडाकोणत्याही मूलद्रव्याची दुसरी इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी धन असते, कारण आधीच ऋण असलेल्या आयनात इलेक्ट्रॉन घालावा लागतो.
आयनन एन्थॅल्पी ऋण लिहिणे. इलेक्ट्रॉन काढायला नेहमी ऊर्जा लागते, म्हणून ΔᵢH धन असते.
आठवणीची युक्ती : "Be-B, N-O घसरण" — दुसऱ्या आवर्तातील दोन अपवाद.
फरक ओळखा
| मुद्दा | आयनन एन्थॅल्पी | इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी |
|---|---|---|
| क्रिया | इलेक्ट्रॉन काढणे | इलेक्ट्रॉन जोडणे |
| चिन्ह | नेहमी धन | सहसा ऋण |
| आवर्तातील सर्वात मोठी किंमत | उदात्त वायू | हॅलोजन (सर्वात ऋण) |
सरावासाठी प्रश्न
- 1आयनन एन्थॅल्पीची व्याख्या द्या.
- 2Na आणि Cs पैकी कोणाची पहिली आयनन एन्थॅल्पी जास्त?
- 3Cl आणि Na पैकी कोणाची इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी जास्त ऋण?
- 4ऑक्सिजनची पहिली आयनन एन्थॅल्पी नायट्रोजनपेक्षा कमी का?
- 5उदात्त वायूंची इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी धन का असते?
- 6दुसरी आयनन एन्थॅल्पी पहिलीपेक्षा जास्त का?
- 7एका मूलद्रव्याच्या ΔᵢH किमती 737, 1450, 7733 kJ/mol आहेत. ते कोणत्या गणातील?
- 8Mg, Al, Si यांना पहिल्या आयनन एन्थॅल्पीच्या वाढत्या क्रमाने मांडा (Mg 737, Al 577, Si 786).
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1वायुरूप विलग अणूतून त्याच्या मूलस्थितीत इलेक्ट्रॉन काढायला लागणारी ऊर्जा.
- 2Na.
- 3Cl.
- 4N मध्ये तीन 2p इलेक्ट्रॉन वेगवेगळ्या कक्षकांत (अर्धे भरलेले, स्थिर); O मध्ये एका 2p कक्षकात दोन इलेक्ट्रॉन असून त्यांच्या प्रतिकर्षणामुळे एक काढणे सोपे.
- 5त्यांची कवचे पूर्ण भरलेली असल्याने जोडलेला इलेक्ट्रॉन नव्या, उंच कवचात जावा लागतो.
- 6आयन धन असल्याने उरलेले इलेक्ट्रॉन तोच केंद्रक भार जास्त घट्ट धरतात, म्हणून पुढचा काढायला जास्त ऊर्जा लागते.
- 7मोठी उडी दुसऱ्यानंतर येते, म्हणजे दोन संयुजा इलेक्ट्रॉन : गण 2 (मॅग्नेशियम).
- 8Al < Mg < Si.
विद्युतऋणता, संयुजा आणि रासायनिक क्रियाशीलतेचे कल
९-१०वी शी जोड : संयुजा वापरून सूत्रे लिहिली; आता संयुजा आवर्त सारणीत नियमितपणे का बदलते ते पाहू.
रस्सीखेचीत बलवान संघ दोर आपल्या बाजूला ओढतो. बंधात जास्त विद्युतऋण अणू सामायिक इलेक्ट्रॉन जवळ ओढतो.
विद्युतऋणता (electronegativity) म्हणजे रेणूतील अणूची सामायिक इलेक्ट्रॉन जोडी स्वतःकडे ओढण्याची प्रवृत्ती. पॉलिंग मापनश्रेणीत फ्लोरीन 4.0 सह सर्वोच्च आहे. मूलद्रव्याची संयुजा म्हणजे इतरांशी जोडण्यासाठी तो वापरत असलेल्या इलेक्ट्रॉनांची संख्या.
आकृतीत : सारांश बाण : आवर्तात आकार घटतो, तर आयनन एन्थॅल्पी आणि विद्युतऋणता वाढतात; गणात खाली उलट.
नियम 1 : विद्युतऋणतेचा कल (पॉलिंग श्रेणी) — आवर्तात वाढते आणि गणात खाली कमी होते.
- सोपे : आवर्त 2 : Li 1.0, Be 1.5, B 2.0, C 2.5, N 3.0, O 3.5, F 4.0.
- मध्यम : गण 17 : F 4.0, Cl 3.0, Br 2.8, I 2.5.
- परीक्षेसाठी : विद्युतऋणतेतील फरकावरून बंधाचा प्रकार कळतो : H–Cl साठी 3.0 − 2.1 = 0.9 (ध्रुवीय सहसंयुज); Na–Cl साठी 3.0 − 0.9 = 2.1 (मुख्यतः आयनिक); Cl–Cl साठी 0 (शुद्ध सहसंयुज).
नियम 2 : आवर्त 3 मधील संयुजा आणि ऑक्साइडे — मुख्य गणातील मूलद्रव्यांची संयुजा म्हणजे संयुजा इलेक्ट्रॉनांची संख्या (4 पर्यंत) किंवा 8 वजा ती संख्या. आवर्तात ऑक्साइडे आम्लारीधर्मीकडून आम्लधर्मीकडे बदलतात : Na₂O आणि MgO आम्लारीधर्मी, Al₂O₃ उभयधर्मी, SiO₂, P₄O₁₀, SO₃ आणि Cl₂O₇ आम्लधर्मी.
- सोपे : Na ची संयुजा 1, Mg ची 2, Al ची 3.
- मध्यम : HCl मध्ये Cl ची संयुजा 8 − 7 = 1.
- परीक्षेसाठी : Mg + N → Mg₃N₂ (3 Mg²⁺ बरोबर 2 N³⁻); Al + Cl → AlCl₃; Ca + O → CaO.
नियम 3 : रासायनिक क्रियाशीलता — धातूंची क्रियाशीलता गणात खाली वाढते (इलेक्ट्रॉन सहज जातात) आणि आवर्तात कमी होते; अधातूंची क्रियाशीलता गणात खाली कमी होते (इलेक्ट्रॉन घेणे कठीण) आणि आवर्तात वाढते. गण 1 : Li < Na < K < Rb < Cs. गण 17 : F > Cl > Br > I.
- सोपे : पोटॅशियम सोडियमपेक्षा जास्त क्रियाशील.
- मध्यम : फ्लोरीन हा सर्वात क्रियाशील हॅलोजन.
- परीक्षेसाठी : उदात्त वायू सर्वात कमी क्रियाशील; त्यांची कवचे पूर्ण आहेत.
नियम 4 : दुसऱ्या आवर्तातील मूलद्रव्यांचे असामान्य वर्तन — Li, Be आणि B हे लहान आकार, जास्त आयनन एन्थॅल्पी आणि d-कक्षक नसणे (कमाल सहसंयुजा 4) यामुळे आपल्या गणातील इतरांपेक्षा वेगळे असतात. ते तिरपे खालच्या मूलद्रव्यांसारखे वागतात : Li–Mg, Be–Al, B–Si (कर्णसंबंध, diagonal relationship).
- सोपे : Li हा Mg सारखा वागतो.
- मध्यम : Be (Al प्रमाणे) उभयधर्मी ऑक्साइड बनवतो.
- परीक्षेसाठी : बोरॉनची सहसंयुजा 6 होऊ शकत नाही, पण अॅल्युमिनियमची होऊ शकते (AlF₆³⁻), कारण Al मध्ये रिकामे 3d कक्षक असतात.
विद्युतऋणता, संयुजा आणि रासायनिक क्रियाशीलतेचे कल
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडाविद्युतऋणता थेट मोजत नाहीत; ती एक मापनश्रेणी आहे (पॉलिंग, मुलिकन).
उदात्त वायूंची विद्युतऋणता जास्त मानणे. त्यांना सहसा श्रेणीतून वगळतात.
आठवणीची युक्ती : "FONCl" — F, O, N, Cl हे सर्वात जास्त विद्युतऋण चार मूलद्रव्ये, याच क्रमाने.
फरक ओळखा
| मुद्दा | विद्युतऋणता | इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी |
|---|---|---|
| मोजता येते? | नाही, सापेक्ष श्रेणी | हो, kJ/mol |
| कशाला लागू | रेणूतील अणू | वायुरूप विलग अणू |
सरावासाठी प्रश्न
- 1सर्वात जास्त विद्युतऋण मूलद्रव्य कोणते?
- 2Cs आणि Li पैकी जास्त क्रियाशील कोणते?
- 3Na₂O आम्लधर्मी की आम्लारीधर्मी?
- 4Al आणि O च्या संयुगाचे सूत्र भाकीत करा.
- 5H–F साठी विद्युतऋणतेतील फरक काढा (H = 2.1, F = 4.0).
- 6कोणती जोडी कर्णसंबंध दाखवते : Li–Mg की Li–Na?
- 7N, O, F यांना विद्युतऋणतेच्या घटत्या क्रमाने मांडा.
- 8फ्लोरीन जास्त विद्युतऋण असूनही त्याची इलेक्ट्रॉन प्राप्ती एन्थॅल्पी क्लोरीनपेक्षा कमी ऋण का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1फ्लोरीन.
- 2Cs.
- 3आम्लारीधर्मी.
- 4Al₂O₃.
- 54.0 − 2.1 = 1.9 (ध्रुवीय बंध).
- 6Li–Mg.
- 7F > O > N.
- 8फ्लोरीनचा अणू इतका लहान आहे की त्याच्या 2p उपकवचातील विद्यमान इलेक्ट्रॉन नव्या इलेक्ट्रॉनला जोरात दूर ढकलतात.