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परमाणु त्रिज्या और आयनिक त्रिज्या दो अवधारणाएँ हैं जो समान हैं लेकिन समान नहीं हैं। दोनों क्रमशः परमाणुओं और आयनों के वास्तविक आकार के उपाय हैं। एक ही तत्व में एक परमाणु त्रिज्या और एक आयनिक त्रिज्या दोनों हो सकते हैं, और बाद के कई भी हो सकते हैं, जो कि अलग-अलग रासायनिक यौगिकों में अलग-अलग वैलेंस के आधार पर हो सकते हैं।
इसके बाद, हम देखेंगे कि ये दो अवधारणाएँ क्या संदर्भित करती हैं और वे एक दूसरे से कैसे भिन्न हैं।
परमाणु त्रिज्या क्या है?
परमाणु त्रिज्या रासायनिक तत्वों का एक गुण है जिसे दो समान परमाणुओं के नाभिकों के बीच की औसत दूरी के आधे के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक साथ बंधे होते हैं ।
यह एक अवधारणा है जो हमें उनकी प्रारंभिक अवस्था में परमाणुओं के आकार का एक विचार प्रदान करती है। हालाँकि, इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि परमाणु त्रिज्या की व्याख्या इस प्रमाण के रूप में न की जाए कि परमाणु एक निश्चित त्रिज्या वाले गोले हैं। वास्तव में, परमाणु इलेक्ट्रॉनों के एक बादल से घिरे एक नाभिक से बने होते हैं और यह बादल आम तौर पर गोलाकार के अलावा कुछ भी होता है; न ही इसकी स्पष्ट सीमाएँ हैं जैसा कि परमाणु त्रिज्या के प्रतिनिधित्व को दर्शाने वाले अधिकांश चित्र सुझाते हैं।
यह कहने के बाद, इसमें कोई संदेह नहीं है कि कुछ परमाणु दूसरों की तुलना में बड़े हैं और परमाणु त्रिज्या की अवधारणा यह जानने के लिए बहुत उपयोगी है कि कौन से बड़े हैं और कौन से छोटे हैं।
परमाणु त्रिज्या कैसे निर्धारित किया जाता है?
ठोस अवस्था में तत्वों की क्रिस्टलीय संरचना से परमाणु त्रिज्या प्राप्त की जा सकती है। बदले में, एक्स-रे, न्यूट्रॉन या इलेक्ट्रॉन विवर्तन की तकनीक के माध्यम से क्रिस्टलीय संरचना प्राप्त की जा सकती है, एक ऐसी तकनीक जिसके माध्यम से हम यह पता लगा सकते हैं कि क्रिस्टल की इकाई कोशिका में परमाणु कैसे पैक होते हैं और उक्त कोशिका के आयाम क्या हैं। एक बार जब संरचना हल हो जाती है और यूनिट सेल में सभी परमाणुओं की स्थिति ज्ञात हो जाती है, तो परमाणु त्रिज्या की गणना दो आसन्न परमाणुओं के नाभिकों के बीच की आधी दूरी के रूप में की जाती है।
परमाणु त्रिज्या को प्रभावित करने वाले कारक
ऐसे कई कारक हैं जो परमाणु त्रिज्या को प्रभावित करते हैं और इस संपत्ति की आवधिक भिन्नता को जन्म देते हैं। सबसे महत्वपूर्ण कारक प्रभावी परमाणु प्रभार है, जो अंतरतम इलेक्ट्रॉनों के परिरक्षण के परिणामस्वरूप सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों द्वारा महसूस किए गए वास्तविक विद्युत आवेश से अधिक कुछ नहीं है।
चूँकि जब हम आवर्त सारणी के आवर्त में बाएँ से दाएँ जाते हैं तो प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है, संयोजी इलेक्ट्रॉन नाभिक की ओर अधिक आकर्षित होते हैं, इसलिए सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन बादल छोटा हो जाता है। इसका परिणाम यह होता है कि परमाणु त्रिज्या घट जाती है।
दूसरी ओर, जब हम तालिका में एक समूह में नीचे जाते हैं तो हम एक ऊर्जा स्तर से उच्च स्तर पर जाते हैं, इसलिए इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के बीच औसत दूरी बढ़ जाती है। नतीजतन, परमाणु त्रिज्या ऊपर से नीचे तक बढ़ती है।
आयनिक त्रिज्या क्या है?
आयनिक त्रिज्या को परमाणु त्रिज्या के समान तरीके से परिभाषित किया गया है, सिवाय इसके कि इस मामले में यह दो एकपरमाणुक आयनों, एक धनायन और एक ऋणायन के नाभिकों के बीच की दूरी है। आयनिक त्रिज्या एक आयन के नाभिक और उसके सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों के बीच की दूरी है, अर्थात, इसके वैलेंस इलेक्ट्रॉन । परमाणु त्रिज्या के विपरीत, आयनिक त्रिज्या की गणना एक क्रिस्टल में दो आयनों के बीच की आधी दूरी के रूप में नहीं की जा सकती है, क्योंकि एक ही आवेश के आयन एक दूसरे के साथ नहीं बल्कि विपरीत आवेश के आयनों के साथ बंधते हैं। हालाँकि, दो प्रतिपक्षों के नाभिकों के बीच की कुल दूरी दोनों आयनिक त्रिज्याओं का योग है।
आयनिक त्रिज्या कैसे निर्धारित की जाती है?
आयनिक त्रिज्या को परमाणु त्रिज्या के समान ही निर्धारित किया जाता है, अर्थात आयनिक ठोस के क्रिस्टलीय संरचना के आकार और आयामों के माध्यम से। बदले में, इस संरचना को कुछ नाम रखने के लिए एक्स-रे विवर्तन, न्यूट्रॉन विवर्तन और इलेक्ट्रॉन विवर्तन जैसी तकनीकों के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। हालांकि, चूंकि किसी विशेष पृथक आयन के त्रिज्या को निर्धारित करने का कोई सीधा तरीका नहीं है, तो सबसे अच्छी बात यह है कि एक के आयनिक त्रिज्या का अनुमान लगाया जाए और तुलनात्मक रूप से उन अन्य आयनों को ढूंढें जिनके साथ यह जुड़ा हुआ है।
आयनिक त्रिज्या परमाणु त्रिज्या की तुलना में अधिक परिवर्तनशील है, क्योंकि आयनिक बंधन की प्रकृति बंधे हुए परमाणुओं के आधार पर भिन्न होती है। इसके अलावा, आयनिक बंधन कभी भी 100% आयनिक नहीं होता है और हमेशा एक चर सहसंयोजक चरित्र होता है, जो आयनिक त्रिज्या को एक यौगिक से दूसरे में भिन्न होने का कारण बनता है। इस प्रकार, जब एक निश्चित आयन के आयनिक त्रिज्या के मूल्य की सूचना दी जाती है, तो यह वास्तव में बड़ी संख्या में प्रायोगिक निर्धारणों के बीच एक औसत होता है, यही कारण है कि आयनिक त्रिज्या शायद ही कभी क्रिस्टलीय सेल के वास्तविक आयामों को जोड़ते हैं।
आयनिक त्रिज्या को प्रभावित करने वाले कारक
वैलेंस इलेक्ट्रॉनों द्वारा महसूस किए गए प्रभावी परमाणु चार्ज से प्रभावित होने के अलावा, किसी तत्व के आयनिक त्रिज्या का सबसे निर्धारण कारक आयन पर चार्ज होता है।
ऋणायन, अर्थात्, वे आयन जिनमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकता होती है और इसलिए उनका शुद्ध ऋणात्मक आवेश होता है, आमतौर पर इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या वाले धनायनों की तुलना में बड़ा आयनिक त्रिज्या होता है। इसके अलावा, आयन द्वारा जितना अधिक आवेश होता है, उसी तत्व के लिए आयनिक त्रिज्या भी उतनी ही अधिक होती है।
दूसरी ओर, सकारात्मक रूप से आवेशित आयन, यानी, धनायन, तटस्थ तत्व से इलेक्ट्रॉनों के नुकसान से बनते हैं। यह इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण को कम करता है और प्रभावी परमाणु आवेश को बढ़ाता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन बादल सिकुड़ता है, जिससे एक छोटा आयन बनता है। आयन पर आवेश जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रॉन बादल उतना ही अधिक सिकुड़ सकता है, इसलिए आयनिक त्रिज्या जितनी छोटी होगी।
परमाणु त्रिज्या और आयनिक त्रिज्या के बीच अंतर का सारांश
निम्न तालिका विभिन्न मानदंडों के आधार पर परमाणु और आयनिक रेडी के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतरों का सार प्रस्तुत करती है:
मापदंड | परमाणु रेडियो | आयनिक त्रिज्या |
परिभाषा | एक शुद्ध तत्व में दो बंधित परमाणु नाभिकों के बीच की औसत दूरी का आधा। | एक आयन के नाभिक और उसके सबसे बाहरी, या वैलेंस, इलेक्ट्रॉनों के बीच की औसत दूरी। |
के लिए कार्य करता है | परमाणुओं के आकार का अनुमान लगाएं। | आयनों के आकार का अनुमान लगाएं। |
जिन प्रजातियों पर यह लागू होता है | तटस्थ परमाणु। | आयन धनात्मक और ऋणात्मक दोनों प्रकार के और विभिन्न आवेशों के होते हैं। |
दृढ़ निश्चय | विवर्तन तकनीकों के माध्यम से। इसकी गणना दो जुड़े हुए नाभिकों के बीच की आधी दूरी के रूप में की जाती है। | विवर्तन तकनीकों के माध्यम से। एक आयन की त्रिज्या का अनुमान लगाया जाता है और इसके आधार पर अन्य सभी की तुलना की जाती है। |
शुद्धता | यह अच्छी सटीकता के साथ निर्धारित किया जा सकता है। | इसे अच्छी सटीकता के साथ निर्धारित नहीं किया जा सकता है। इसका अंदाजा ही लगाया जा सकता है। |
आवधिक प्रवृत्ति | यह एक अवधि में घटता है और एक समूह में बढ़ता है। | यह धनात्मक आवेश के साथ घटता है और ऋणात्मक आवेश के साथ बढ़ता है। आइसोइलेक्ट्रोनिक आयनों के बीच यह परमाणु संख्या के साथ घटता है। |
परिवर्तनशीलता | यह प्रत्येक तत्व के लिए अनिवार्य रूप से निश्चित मान है। | यह उसी आयन के लिए भिन्न होता है जो उस प्रतिरूप के आधार पर होता है जिससे यह आयनिक यौगिक में बंधा होता है। |
संदर्भ
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पद – आयनिक त्रिज्या । (रा)। ईएचयू ईयूएस। http://www.ehu.eus/imacris/PIE05/web/terminos/RadioIonico.htm