ऑर्बिटल्स बनाम सबलेवल: अंतर और तुलना

क्वांटम मैकेनिक्स भौतिकी और रसायन विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण वर्गों में से एक है। यह परमाणु और उपपरमाण्विक कणों के गुणों का वर्णन करता है। ऑर्बिटल्स और सबलेवल परमाणुओं को ले जाने वाले इलेक्ट्रॉनों के दो भाग हैं जो एक दूसरे के साथ भ्रमित होते हैं। हालाँकि दोनों में कुछ समानताएँ हैं, फिर भी वे अलग-अलग गुण रखते हैं।

चाबी छीन लेना

1. ऑर्बिटल्स ऐसे क्षेत्र हैं जहां इलेक्ट्रॉन पाए जाने की संभावना होती है, जबकि सबलेवल एक इलेक्ट्रॉन शेल के भीतर ऊर्जा स्तर होते हैं।
2. प्रत्येक उपस्तर में एक या अधिक कक्षाएँ होती हैं: s, p, d, और f।
3. उपस्तरों को प्रमुख क्वांटम संख्याओं और अक्षरों के साथ लेबल किया जाता है, जबकि इलेक्ट्रॉन क्लाउड आकार ऑर्बिटल्स का प्रतिनिधित्व करता है।

ऑर्बिटल्स बनाम सबलेवल्स

ऑर्बिटल एक परमाणु के नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष का एक त्रि-आयामी क्षेत्र है जहां एक इलेक्ट्रॉन पाए जाने की सबसे अधिक संभावना होती है। एक उपस्तर समान n और l क्वांटम संख्या मान वाले ऑर्बिटल्स का एक समूह है। उपस्तर चार प्रकार के होते हैं: s, p, d, और f, जिन्हें आगे तोड़ा जा सकता है।

ऑर्बिटल्स गणितीय कार्य हैं जो एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के सबसे संभावित स्थान और व्यवहार का वर्णन करते हैं। परमाणु के प्रत्येक कक्षक को तीन क्वांटम संख्याओं में विभाजित किया गया है जो इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का वर्णन करते हैं, कोणीय संवेग, और परमाणु का सदिश घटक।

क्वांटम यांत्रिकी में उपस्तरों को ऊर्जा स्तर के रूप में परिभाषित किया गया है। रसायन विज्ञान में, ये ऊर्जा स्तर परमाणु के इलेक्ट्रॉनों से जुड़े होते हैं। हालाँकि, भौतिकी में, ये ऊर्जा स्तर नाभिक से भी जुड़े हुए हैं। इलेक्ट्रॉनों को धारण करने की क्षमता प्रत्येक उपस्तर के साथ बदलती रहती है।

तुलना तालिका

तुलना के पैरामीटर	कक्षाओं	उपस्तर
परिभाषा	इलेक्ट्रॉनों के स्थान का वर्णन करने वाले गणितीय कार्य।	परमाणु इलेक्ट्रॉनों और नाभिक का ऊर्जा स्तर।
विभाजन	वे उपस्तरों के प्रकार हैं।	वे कक्षाओं के प्रकार हैं।
इलेक्ट्रॉन क्षमता	एक कक्षक दो इलेक्ट्रॉनों को धारण कर सकता है।	प्रत्येक उपस्तर की क्षमता के अनुसार बदलता रहता है।
आकार	सममित, डम्बल, या जटिल आकार।	आकृतियों के रूप में परिभाषित नहीं.
उद्देश्य	इलेक्ट्रॉनों का स्थान निर्धारित करना।	रासायनिक बंधों की भविष्यवाणी.

ऑर्बिटल्स क्या हैं?

ऑर्बिटल्स गणितीय कार्य हैं जो एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के सबसे संभावित स्थान और व्यवहार का वर्णन करते हैं। एक कक्षक को इलेक्ट्रॉन के तरंग फलन के रूप में भी जाना जाता है। चार बुनियादी प्रकार के ऑर्बिटल्स मौजूद हैं एस, पी, डी, और एफ-ऑर्बिटल। प्रत्येक कक्षक अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन ही धारण कर सकता है।

परमाणु के प्रत्येक कक्ष को तीन क्वांटम संख्याओं में विभाजित किया गया है जो इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा, कोणीय गति और वेक्टर का वर्णन करते हैं अंग परमाणु का. कोणीय संवेग इलेक्ट्रॉन का इलेक्ट्रॉन स्पिन है। कक्षक में इलेक्ट्रॉनों का यह चक्रण या तो धनात्मक या ऋणात्मक होता है, जिसे इलेक्ट्रॉनों के चक्रण अवस्था के रूप में जाना जाता है।

जैसे-जैसे कक्षाएँ मूल रूप से नाभिक से दूर जाती हैं, उनका आकार धीरे-धीरे हर चरण के साथ बढ़ता जाता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च ऊर्जा स्तर होता है। चूँकि एस-ऑर्बिटल नाभिक का सबसे छोटा और निकटतम ऑर्बिटल है, इसमें इलेक्ट्रॉनों को ले जाने की संभावना सबसे अधिक है। दूसरी ओर, एफ-ऑर्बिटल बड़ा है और नाभिक से बहुत दूर है। इसमें बहुत उच्च स्तर की ऊर्जा होती है।

तरंग फ़ंक्शन के आधार पर, इसके आकार और आकार सहित कक्षीय की भौतिक विशेषताएं चौकोर. जो कक्षाएँ नाभिक के निकट होती हैं वे तुलनात्मक रूप से अधिक स्थिर होती हैं। परिणामस्वरूप, उनके पास परिभाषित आकार हैं। एस-ऑर्बिटल्स आकार में गोलाकार रूप से सममित होते हैं, पी-ऑर्बिटल्स और डी-ऑर्बिटल्स डम्बल के आकार के होते हैं, और एफ-ऑर्बिटल्स में जटिल विसरित आकार होते हैं क्योंकि उनमें उच्च ऊर्जा स्तर होते हैं।

उपस्तर क्या हैं?

क्वांटम यांत्रिकी में उपस्तरों को ऊर्जा स्तर के रूप में परिभाषित किया गया है। रसायन विज्ञान में, ये ऊर्जा स्तर परमाणु के इलेक्ट्रॉनों से जुड़े होते हैं। हालाँकि, भौतिकी में, ये ऊर्जा स्तर नाभिक से भी जुड़े हुए हैं। इलेक्ट्रॉनों को धारण करने की क्षमता प्रत्येक उपस्तर के साथ बदलती रहती है। एक परमाणु के उपस्तरों को विभिन्न कक्षाओं में विभाजित किया जाता है जो इलेक्ट्रॉनों को ले जाते हैं। परमाणुओं के मुख्यतः चार प्रमुख ऊर्जा उपस्तर होते हैं। जैसे-जैसे उपस्तर बढ़ता है, उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा भी बढ़ती है।

ऊर्जा उपस्तर 1 में केवल एक एस-ऑर्बिटल है, इसलिए यह केवल दो इलेक्ट्रॉनों को ले जा सकता है। दूसरी ओर, ऊर्जा उपस्तर 2 में एक एस-ऑर्बिटल और तीन पी-ऑर्बिटल हैं। चूँकि एक कक्षक केवल 2 इलेक्ट्रॉनों को ले जा सकता है, ऊर्जा उपस्तर 2 में 8 इलेक्ट्रॉनों को धारण करने की क्षमता है। जैसे-जैसे हम उपस्तर 3 की ओर बढ़ते हैं, ऊर्जा स्तर और क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। सबलेवल 3 में पी-ऑर्बिटल्स की तुलना में पांच अतिरिक्त डी-ऑर्बिटल्स हैं। उपस्तर 3 में कुल नौ कक्षाएँ शामिल हैं जो 18 इलेक्ट्रॉनों को ले जा सकती हैं। इसी प्रकार, उपस्तर 4 में उपस्तर 7 की तुलना में 3 अतिरिक्त एफ-ऑर्बिटल्स हैं। इसलिए, यह कुल 32 इलेक्ट्रॉन ले जा सकता है।

सभी परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों का वितरण अलग-अलग होता है। ये उपस्तर नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों के वितरण को निर्धारित करते हैं, और इसलिए, यह हमें रासायनिक बंधनों की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है जो परमाणु अन्य तत्वों के साथ बना सकता है।

ऑर्बिटल्स और सबलेवल के बीच मुख्य अंतर

1. ऑर्बिटल्स में स्पिन दिशाओं के साथ इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि सबलेवल में अलग-अलग ऊर्जा स्तर होते हैं।
2. ऑर्बिटल्स सबलेवल के प्रकार हैं, जबकि सबलेवल ऑर्बिट के प्रकार हैं।
3. प्रत्येक कक्षक अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन धारण कर सकता है, जबकि इलेक्ट्रॉनों की क्षमता प्रत्येक उपस्तर के साथ बदलती रहती है।
4. परमाणु के अंदर ऑर्बिटल्स की कोई परिभाषित सीमा नहीं होती है, जबकि उपस्तर पूर्व-परिभाषित होते हैं।
5. ऑर्बिटल्स का आकार सममित, डम्बल जैसा या जटिल हो सकता है, जबकि उपस्तरों को आकृतियों के रूप में परिभाषित नहीं किया जाता है।

संदर्भ

1. https://link.springer.com/article/10.1007/BF02461321
2. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3700/20/16/028/meta

अंतिम अद्यतन: 11 जून, 2023