7 आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ: विस्तृत स्पष्टीकरण

यह लेख आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ के बारे में चर्चा करता है। जैसा कि नाम से पता चलता है, आयनीकरण आयनों या इलेक्ट्रॉनों से संबंधित है।

किसी परमाणु से ढीले-ढाले इलेक्ट्रॉनों को निकालने के लिए हमें कुछ मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस ऊर्जा को आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है। हम इस लेख में इस ऊर्जा के बारे में विस्तार से चर्चा करेंगे। हम विभिन्न परमाणुओं के लिए अलग-अलग आयनीकरण ग्राफ़ पर भी चर्चा करेंगे।

• फॉस्फोरस का आयनीकरण ग्राफ
• सोडियम का आयनीकरण ग्राफ
• का आयनीकरण ग्राफ मैग्नीशियम
• का आयनीकरण ग्राफ बोरोन
• का आयनीकरण ग्राफ कार्बन
• का आयनीकरण ग्राफ अल्युमीनियम
• का आयनीकरण ग्राफ सल्फर

आयनीकरण ऊर्जा क्या है?

जैसा कि ऊपर के खंड में चर्चा की गई है, किसी परमाणु के सबसे शिथिल रूप से पैक किए गए इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए जितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है, उसे उस परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है। आइए मान लें कि इलेक्ट्रॉन केन्द्रक के निकट स्थित होता है।

इस इलेक्ट्रॉन का परमाणु आकर्षण बल बहुत अधिक होता है। अतः इस इलेक्ट्रॉन को नाभिक के प्रभाव से बाहर खींचने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी। इसलिए, उस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक आयनीकरण ऊर्जा अधिक होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि नाभिक का आकर्षण बल बहुत अधिक है और इसके करीब जाने के लिए इसके आकर्षक क्षेत्र से बाहर निकलने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी। हम नीचे के अनुभागों में विभिन्न परमाणुओं के आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ़ के बारे में अधिक देखेंगे।

परमाणु संख्या क्या है?

परमाणु संरचना में निश्चित संख्या में प्रोटॉन और निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं। हालाँकि इलेक्ट्रॉनों की संख्या आसानी से बदली जा सकती है। इसलिए परमाणु क्रमांक को परमाणु के अंदर मौजूद प्रोटॉनों की कुल संख्या माना जाता है। यह उस रासायनिक तत्व का फिंगरप्रिंट है। इसे Z अक्षर से दर्शाया जाता है।

परमाणु संख्या एक महत्वपूर्ण मात्रा है क्योंकि यह तत्व की पहचान करने में मदद करती है और इसका उपयोग परमाणु की द्रव्यमान संख्या ज्ञात करने में भी किया जाता है। परमाणु क्रमांक को परमाणु का फिंगरप्रिंट माना जा सकता है क्योंकि प्रत्येक रासायनिक तत्व का एक अद्वितीय परमाणु क्रमांक होता है।

मास नंबर क्या है?

द्रव्यमान संख्या या परमाणु द्रव्यमान संख्या को परमाणु संख्या, Z और न्यूट्रॉन की संख्या, N के योग के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। द्रव्यमान संख्या को अक्षर A द्वारा दर्शाया जाता है।

द्रव्यमान संख्या तत्व के परमाणु द्रव्यमान के लगभग बराबर होती है। यद्यपि किसी तत्व के विभिन्न समस्थानिकों के लिए द्रव्यमान संख्या भिन्न-भिन्न होती है। हम इस लेख के नीचे के अनुभागों में आइसोटोप के बारे में चर्चा करेंगे।

आइसोटोप क्या हैं?

आइसोटोप में प्रोटॉन की संख्या समान होती है लेकिन उनका द्रव्यमान अलग-अलग होता है जो दर्शाता है कि उनमें न्यूट्रॉन की संख्या अलग-अलग होती है।

हम जानते हैं कि किसी रासायनिक तत्व के लिए परमाणु क्रमांक अद्वितीय होता है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि आइसोटोप तत्व के एक ही परिवार से संबंधित हैं। चूँकि द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है, इन समस्थानिकों का परमाणु द्रव्यमान एक दूसरे से भिन्न होता है। एक अन्य शब्द है जिसे आइसोमर्स कहा जाता है जिसमें परमाणुओं की संख्या समान होती है लेकिन वे गुणों की दृष्टि से भिन्न होते हैं।

आवर्त सारणी में परमाणुओं की आयनीकरण ऊर्जा की तुलना

आवर्त सारणी में विभिन्न परमाणुओं की आयनीकरण ऊर्जाएँ भिन्न-भिन्न होती हैं। ये ऊर्जा प्रवृत्तियाँ नीचे अनुभाग में दी गई हैं-

• जैसे-जैसे हम आवर्त सारणी में बाएँ से दाएँ जाते हैं, आयनीकरण ऊर्जा का मान बढ़ता जाता है।
• जैसे-जैसे हम आवर्त सारणी में ऊपर से नीचे की ओर जाते हैं, आयनीकरण ऊर्जा का मान घटता जाता है।

आयनीकरण ऊर्जा के प्रकार

जैसे-जैसे परमाणु से इलेक्ट्रॉन निकाला जाता है, आयनीकरण ऊर्जा बढ़ती रहती है। हटाए गए इलेक्ट्रॉन संख्या के आधार पर विभिन्न प्रकार की आयनीकरण ऊर्जाएं नीचे अनुभाग में दी गई हैं-

• 1^st आयनीकरण ऊर्जा- परमाणु से पहले इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा।
• 2^nd आयनीकरण ऊर्जा– जब एक इलेक्ट्रॉन पहले ही हटा दिया गया हो और दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना हो तो इस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा को 2 कहा जाता है^nd आयनीकरण ऊर्जा।
• 3^rd आयनीकरण ऊर्जा– जब परमाणु में पहले से ही दो इलेक्ट्रॉनों की कमी हो और तीसरा इलेक्ट्रॉन निकालना हो। फिर इस तीसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा को तीसरी आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है।

आयनीकरण ऊर्जा को प्रभावित करने वाले कारक

आयनीकरण ऊर्जा कोई स्वतंत्र मात्रा नहीं है। इसका मूल्य कई कारकों पर निर्भर करता है। ये कारक नीचे दिए गए अनुभाग में बताए गए हैं-

• इलेक्ट्रॉनों का विन्यास - अधिकांश इलेक्ट्रॉन की आयनीकरण ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के विन्यास से निर्धारित होती है क्योंकि विन्यास प्रमुख रूप से परमाणु की विशेषताओं को निर्धारित करता है।
• परमाणु प्रभार- हम इलेक्ट्रॉन की आयनीकरण ऊर्जा पर परमाणु आवेश के प्रभाव से अच्छी तरह परिचित हैं। इलेक्ट्रॉनों पर परमाणु आवेश के अधिक प्रभाव के साथ, इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए आवश्यक आयनीकरण ऊर्जा अधिक होगी और इसके विपरीत भी सत्य है, अर्थात्, इलेक्ट्रॉनों पर परमाणु आवेश के कम प्रभाव के साथ, इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए आवश्यक आयनीकरण ऊर्जा कम होगी। परमाणु का.
• इलेक्ट्रॉन कोशों की संख्या - इलेक्ट्रॉन कोशों की संख्या हमें सीधे परमाणु त्रिज्या के बारे में बताती है। परमाणु की त्रिज्या जितनी अधिक होगी, बाह्यतम इलेक्ट्रॉन नाभिक से उतना ही अधिक दूर होगा। इसलिए, अधिक संख्या में कोश वाले परमाणु में रहने वाले इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालना आसान होगा। यदि कोशों की संख्या कम है अर्थात त्रिज्या छोटी है और इलेक्ट्रॉन नाभिक के निकट है, तो इसका तात्पर्य यह है कि इलेक्ट्रॉन को नाभिक के प्रभाव से बाहर निकालने के लिए अधिक बल की आवश्यकता होगी।
• प्रभावी नाभिकीय चार्ज- यदि इलेक्ट्रॉनों के प्रवेश की प्रवृत्ति अधिक है और इलेक्ट्रॉन परिरक्षण का मान अधिक है तो इलेक्ट्रॉन पर परमाणु आवेश का शुद्ध प्रभाव कम होगा। इसलिए उस परमाणु से इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए कम आयनीकरण ऊर्जा की आवश्यकता होगी। इसी प्रकार, यदि शुद्ध प्रभावी परमाणु चार्ज अधिक है, तो परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक आयनीकरण ऊर्जा की मात्रा भी अधिक होगी।
• स्थिरता - प्रत्येक परमाणु अधिकतम स्थिर अवस्था में रहने का एक रास्ता खोज लेता है। यदि परमाणु स्थिर है तो उसे परमाणु से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए बहुत अधिक आयनीकरण ऊर्जा की आवश्यकता होगी। नोबेल गैसों में ऐसा होता है, एक इलेक्ट्रॉन को हटाने से परमाणु बहुत अस्थिर हो जाएगा। इसलिए परमाणु इलेक्ट्रॉन के टूटने का विरोध करने का प्रयास करेगा।

पहला आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

पहला आयनीकरण ग्राफ़ पहले आयनीकरण ऊर्जा और विभिन्न रासायनिक तत्वों की परमाणु संख्या के मूल्यों का उपयोग करके तैयार किया गया है। यह ग्राफ प्रथम आयनीकरण ऊर्जा की आवर्त सारणी में रुझान दिखाता है।

प्रथम के संबंध में कुछ महत्वपूर्ण बिंदु निम्नलिखित हैं आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ-

• यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि जब हम आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाते हैं तो पहली आयनीकरण ऊर्जा बढ़ जाती है और महान गैसों पर अपने चरम पर पहुंच जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इलेक्ट्रॉन एक ही कोश में जुड़ जाते हैं। परमाणु त्रिज्या घटती रहती है जिससे इलेक्ट्रॉन परमाणु आवेश के प्रभाव के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं।
• जैसे-जैसे हम नीचे जाते हैं, पहला आयनीकरण मान वर्तमान तत्व के ठीक ऊपर रखे गए पिछले तत्व से थोड़ा कम हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि जैसे-जैसे हम नीचे जाते हैं, एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन शेल जुड़ जाता है। इससे परमाणु त्रिज्या बढ़ती है और इलेक्ट्रॉनों पर नाभिकीय आवेश का प्रभाव कम हो जाता है।
• अगली उत्कृष्ट गैस आने तक यह परमाणु संख्या बढ़ने के साथ फिर से बढ़ती है। उत्कृष्ट गैसों में उनकी उच्च स्थिरता के कारण उच्चतम आयनीकरण ऊर्जा होती है।

छवि क्रेडिट: डबल शार्प, प्रथम आयनीकरण ऊर्जा ब्लॉक, सीसी द्वारा एसए 4.0

दूसरा आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

दूसरा आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ दूसरे आयनीकरण ऊर्जा और परमाणु संख्या के मूल्यों का उपयोग करके बनाया गया है।

दूसरी आयनीकरण ऊर्जा की प्रवृत्ति पहली आयनीकरण ऊर्जा के समान ही है, केवल अंतर यह है कि दूसरी आयनीकरण ऊर्जा का मूल्य पहली आयनीकरण ऊर्जा से थोड़ा अधिक है। रुझान इस प्रकार हैं-

• जैसे-जैसे हम आवर्त सारणी में बाएँ से दाएँ जाते हैं, दूसरी आयनीकरण ऊर्जा का मान बढ़ता जाता है।
• किसी उत्कृष्ट गैस के लिए मूल्य अपने अधिकतम तक पहुँच जाता है।
• जैसे-जैसे हम नीचे जाते हैं दूसरी आयनीकरण ऊर्जा का मान घटता जाता है, फिर जैसे-जैसे हम दाईं ओर बढ़ते हैं यह बढ़ने लगती है।

तीसरा आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

जब परमाणु में पहले से ही दो इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है और हमें तीसरे इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने की आवश्यकता होती है, तो इस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा को तीसरी आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है। तीसरा आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ तीसरे आयनीकरण ऊर्जा और परमाणु संख्या के मूल्यों का उपयोग करके बनाया गया है।

पहले और दूसरे आयनीकरण ऊर्जा का रुझान तीसरे आयनीकरण ऊर्जा के समान ही है। अंतर केवल इतना है कि तीसरी आयनीकरण ऊर्जा सभी में सबसे अधिक है। रुझान इस प्रकार हैं-

• यदि हम आवर्त सारणी में दाईं ओर जाएंगे तो तीसरी आयनीकरण ऊर्जा बढ़ जाएगी।
• यदि हम आवर्त सारणी के नीचे की ओर बढ़ते हैं तो तीसरी आयनीकरण ऊर्जा का मान घट जाता है।
• नोबल गैसों के लिए तीसरी आयनीकरण ऊर्जा का मान अधिकतम हो जाता है।

फॉस्फोरस का आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

फॉस्फोरस का परमाणु क्रमांक 15 है। अर्थात इसके परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 15 है। फॉस्फोरस की दस आयनीकरण ऊर्जाओं का मान नीचे दिया गया है-

• प्रथम आयनन ऊर्जा- 1011.81
• 2^nd आयनीकरण ऊर्जा- 1907
• तृतीय आयनन ऊर्जा- 2914
• चतुर्थ आयनीकरण ऊर्जा- 4963.6
• पांचवी आयनीकरण ऊर्जा- 6273
• छठी आयनीकरण ऊर्जा- 21,267
• सातवीं आयनीकरण ऊर्जा- 25,341
• आठवीं आयनीकरण ऊर्जा- 29,872
• नौवीं आयनीकरण ऊर्जा- 35,905
• दसवीं आयनीकरण ऊर्जा- 40,950

सोडियम का आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

सोडियम का परमाणु क्रमांक 11 है। सोडियम को Na के रूप में दर्शाया जाता है। यह आवर्त सारणी में सबसे अस्थिर तत्वों में से एक है। सोडियम की दस आयनीकरण ऊर्जाओं का मान नीचे दिया गया है-

• प्रथम आयनन ऊर्जा- 496
• 2^nd आयनीकरण ऊर्जा- 4562
• तृतीय आयनन ऊर्जा- 6910
• चतुर्थ आयनीकरण ऊर्जा- 9542
• पांचवी आयनीकरण ऊर्जा- 13354
• छठी आयनीकरण ऊर्जा- 16613
• सातवीं आयनीकरण ऊर्जा-20117
• आठवीं आयनीकरण ऊर्जा- 25496
• नौवीं आयनीकरण ऊर्जा- 28392
• दसवीं आयनीकरण ऊर्जा- 141362

मैग्नीशियम का आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

मैग्नीशियम की परमाणु संख्या 12 है। मैग्नीशियम की पहली दस आयनीकरण ऊर्जाओं का मान नीचे दिया गया है-

• प्रथम आयनन ऊर्जा- 737
• 2^nd आयनीकरण ऊर्जा- 1450
• तृतीय आयनन ऊर्जा- 7732
• चतुर्थ आयनीकरण ऊर्जा- 10542
• पांचवी आयनीकरण ऊर्जा- 13630
• छठी आयनीकरण ऊर्जा- 18020
• सातवीं आयनीकरण ऊर्जा- 21711
• आठवीं आयनीकरण ऊर्जा- 25661
• नौवीं आयनीकरण ऊर्जा- 31653
• दसवीं आयनीकरण ऊर्जा- 35458

बोरोन का आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

बोरान की परमाणु संख्या 5 है। इसलिए इसमें केवल पाँच इलेक्ट्रॉन हैं जिन्हें परमाणु से बाहर निकाला जा सकता है। बोरॉन की पहली पाँच आयनीकरण ऊर्जाएँ नीचे दी गई हैं-

• प्रथम आयनन ऊर्जा- 800
• द्वितीय आयनीकरण ऊर्जा- 2427
• तृतीय आयनन ऊर्जा- 3659
• चतुर्थ आयनन ऊर्जा- 25025
• पांचवी आयनीकरण ऊर्जा- 32826

कार्बन का आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 है। इसका मतलब है कि इसमें केवल छह इलेक्ट्रॉन हैं जिन्हें परमाणु से हटाया जा सकता है। कार्बन की पहली छह आयनीकरण ऊर्जाएँ नीचे दी गई हैं-

• प्रथम आयनन ऊर्जा- 1086
• दूसरी आयनीकरण ऊर्जा- 2352
• तृतीय आयनन ऊर्जा- 4620
• चतुर्थ आयनीकरण ऊर्जा- 6222
• पांचवी आयनीकरण ऊर्जा- 37831
• छठी आयनीकरण ऊर्जा- 47277

एल्यूमिनियम आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

एल्युमीनियम का परमाणु क्रमांक 13 है। इसके परमाणु में 13 इलेक्ट्रॉन होते हैं जिन्हें हटाया जा सकता है। एल्युमीनियम की पहली दस आयनीकरण ऊर्जाएँ नीचे दी गई हैं-

• प्रथम आयनन ऊर्जा- 577
• 2^nd आयनीकरण ऊर्जा- 1816
• तृतीय आयनन ऊर्जा- 2744
• चतुर्थ आयनीकरण ऊर्जा- 11577
• पांचवी आयनीकरण ऊर्जा- 14842
• छठी आयनीकरण ऊर्जा- 18379
• सातवीं आयनीकरण ऊर्जा- 23326
• आठवीं आयनीकरण ऊर्जा- 27465
• नौवीं आयनीकरण ऊर्जा- 31853
• दसवीं आयनीकरण ऊर्जा- 38473

सल्फर आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

सल्फर की परमाणु संख्या 16 है। सल्फर की पहली दस आयनीकरण ऊर्जाएँ नीचे दी गई हैं-

• प्रथम आयनन ऊर्जा- 999
• 2^nd आयनीकरण ऊर्जा- 2252
• तृतीय आयनन ऊर्जा- 3357
• चतुर्थ आयनीकरण ऊर्जा- 4556
• पांचवी आयनीकरण ऊर्जा- 7004.3
• छठी आयनीकरण ऊर्जा- 8495
• सातवीं आयनीकरण ऊर्जा- 27107
• आठवीं आयनीकरण ऊर्जा- 31709
• नौवीं आयनीकरण ऊर्जा- 36621
• दसवीं आयनीकरण ऊर्जा- 43177

क्रमिक आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

किसी तत्व का क्रमिक आयनीकरण ग्राफ, आयनीकरण ऊर्जा के विभिन्न मूल्यों का उपयोग करके प्लॉट किए गए ग्राफ को संदर्भित करता है (1)^{अनुसूचित जनजाति ,} 2^nd आदि)।

क्रमिक आयनीकरण ऊर्जा का मान बढ़ जाता है क्योंकि अगला इलेक्ट्रॉन हमेशा नाभिक के करीब होता है और इसलिए उस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे हम इलेक्ट्रॉनों को हटाते जाते हैं, आयनीकरण ऊर्जा गैस में बढ़ती जाती है, नाभिक का प्रभाव मजबूत होता जाता है।

परमाणु संख्या बनाम आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ

आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ स्वयं आयनीकरण ऊर्जा और तत्वों की परमाणु संख्या के मूल्यों का उपयोग करके बनाया गया एक ग्राफ है।

परमाणु क्रमांक क्षैतिज अक्ष अर्थात X अक्ष पर लिखे जाते हैं। आयनीकरण ऊर्जा ऊर्ध्वाधर अक्ष अर्थात Y अक्ष पर लिखी जाती है। जैसे-जैसे हम आवर्त सारणी में दाईं ओर जाते हैं, हमें परमाणु से इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए उच्च आयनीकरण ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए जैसे-जैसे हम दाईं ओर जाते हैं, आयनीकरण ऊर्जा बढ़ती जाती है। उत्कृष्ट गैसों पर यह अधिकतम मूल्य पर पहुंच गया और जैसे-जैसे हम आवर्त सारणी में नीचे जाते हैं, मूल्य घटता जाता है।