इलेक्ट्रॉन परिरक्षण

इलेक्ट्रॉन परिरक्षण वह कमी है जो अन्य इलेक्ट्रॉन नाभिक और किसी चुने इलेक्ट्रॉन के बीच प्रभावी इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण में पैदा करते हैं। आंतरिक इलेक्ट्रॉन सामान्यतः बाहरी इलेक्ट्रॉन को सबसे अधिक ढाल करते हैं, लेकिन पैठ और कक्षीय आकार के कारण परिरक्षण सरल शंख-गिनती से अधिक बारीकियां है।

परिरक्षण क्या करता है

इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण बाहरी इलेक्ट्रॉन को ऐसा अनुभव कराती है जैसे परमाणु आकर्षण कम हो गया हो। इसे प्रभावी आरोप भाषा में Z_प्रभाव=Z−S से सारांशित करें किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का परिरक्षण को शास्त्रीय धातु ढाल की तरह पूर्णतः रद्द करें नहीं करती; क्वांटम इलेक्ट्रॉन बादल ओवरलैप होते हैं और उतार-चढ़ाव करते हैं।

भीतरी बनाम समान-कोश इलेक्ट्रॉन

कोर इलेक्ट्रॉन वैलेंस इलेक्ट्रॉन को मजबूत परिरक्षण देते हैं क्योंकि उनका अधिकांश संभाव्यता घनत्व नाभिक और वैलेंस क्षेत्र के बीच है। समान-कोश इलेक्ट्रॉन भी ढाल करते हैं, पर आम तौर पर कम प्रभावी ढंग से।

यही कारण है कि अवधि में Z बढ़ते समय समान-कोश इलेक्ट्रॉनों के परमाणु-आवेश में वृद्धि हुई को पूरी तरह रद्द करें नहीं कर पाते।

प्रवेश

प्रवेश बताती है कक्षीय इलेक्ट्रॉन घनत्व नाभिक के कितने पास पहुँचती है। वही n के लिए विशिष्ट क्रम s>p>d>f है। अधिक मर्मज्ञ इलेक्ट्रॉन कम परिरक्षित महसूस करती और कम ऊर्जा हो सकती है।

बहु-इलेक्ट्रॉन परमाणु में इसी वजह से 2s और 2p ऊर्जा हाइड्रोजन जैसे पतित नहीं रहतीं।

आवधिक रुझान

एक समूह के नीचे नए कोर शैल परिरक्षण और दूरी दोनों बढ़ाते हैं, इसलिए वैलेंस इलेक्ट्रॉन अधिक दूर और शिथिल रूप से बंधा हुआ हो सकते हैं। संपूर्ण अवधि में कोर परिरक्षण लगभग स्थिर रहते हुए Z बढ़ता है, इसलिए Z_प्रभाव बढ़ने का प्रवृत्ति मिलता है।

यह रूपरेखा परमाणु त्रिज्या, आयनीकरण ऊर्जा और इलेक्ट्रोनगेटिविटी रुझान को जोड़ता है, लेकिन स्थानीय अपवाद के लिए उपकोश अधिभोग भी देखें।

परिरक्षण और आयन

धनायन बनने पर इलेक्ट्रॉन निष्कासन परिरक्षण और इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण घटा सकती है, शेष इलेक्ट्रॉनों का शुद्ध आकर्षण अधिक मजबूत होता है अनुभव करते हैं; इसलिए धनायन अक्सर मूल परमाणु से छोटे होते हैं।

आयनों में जोड़ा गया इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण बढ़ती और इलेक्ट्रॉन बादल का विस्तार होता है कर सकती है। आइसोइलेक्ट्रॉनिक श्रृंखला में अधिक Z वाला आयन सामान्यतः छोटा होता है।

परिरक्षण बनाम पैठ का संबंध

मर्मज्ञ s इलेक्ट्रॉन समय का कुछ भाग मुख्य क्षेत्र के भीतर बिताती है जहाँ उसे बाहरी इलेक्ट्रॉन से कम परिरक्षण मिलती है। इसी कारण वही खोल में s कक्षीय का औसत ऊर्जा p,d,f से निचला हो सकता है।

यह भेद संक्रमण-धातु रसायन शास्त्र में विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि 4s और 3d रेडियल वितरण आयनीकरण और ऑक्सीकरण अवस्था के साथ पुन: व्यवस्थित करें हो सकती हैं।

मात्रात्मक परिणाम

परिरक्षण कक्षीय संकुचन को बदलता है और विस्तार को प्रभावित करती है। जब आंतरिक d या f इलेक्ट्रॉनों का खराब परिरक्षण देते हैं, बाहरी इलेक्ट्रॉन अपेक्षा से मजबूत परमाणु आकर्षण महसूस कर सकते हैं।

लैंथेनाइड संकुचन इसका महत्वपूर्ण उदाहरण है: 4f परिरक्षण कमजोर होने से शृंखला में प्रभावी आकर्षण बढ़ता और त्रिज्या अपेक्षा से घटते हैं।

अभ्यास

प्रवेश आदेश

3s, 3p, 3d।

हल: 3s > 3p > 3d।

आइसोइलेक्ट्रॉनिक

O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺।

हल: Z बढ़ने पर त्रिज्या सामान्यतः घटती है।

अवधि पार

कोर शैल काफी हद तक समान हैं।

हल: परिरक्षण मामूली रूप से बदलता है, Z_प्रभाव बढ़ने लगता है।