પ્રથમ અને દ્વિતીય આયનીકરણ ઊર્જા

અગાઉના વિડિઓમાં આપણે પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા એટલે કે આયોનાઈઝેશન એનર્જી વિશે વાત કરી હતી હવે આપણે આ વિડિઓમાં પ્રથમ અને દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જાની સરખામણી કરીશું અને ઉદા તરીકે આપણે લિથિયમનો ઉપયોગ કરીશું આપણે અગાઉના વિડિઓમાં જોઈ ગયા હતા કે લિથિયમનો પરમાણુ ક્રમાંક 3 છે માટે તેના ન્યુક્લિઅસમાં ત્રણ પ્રોટોન હોય છે આ પ્રમાણે લિથિયમના તટસ્થ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યાને સમાન હોય છે તેથી લિથિયમ પાસે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા 3 હશે હવે લિથિયમની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના 1s2 2s1 છે માટે 1s કક્ષકમાં બે ઇલેક્ટ્રોન આવેલા હોય છે જેને આપણે આ પ્રમાણે દર્શાવીશું તે બે ઇલેક્ટ્રોન આ પ્રમાણે છે અને ત્રીજું ઇલેક્ટ્રોન 2s કક્ષકમાં આવેલો હોય છે જેને આપણે આ પ્રમાણે દર્શાવીશું જો આપણે તટસ્થ લિથિયમની વાત કરીએ તો તેને દર્શાવવો ઘણો સરળ છે જો આપણે પૂરતી ઉર્જા આપીએ તો અહીં આ બહાર રહેલા ઇલેક્ટ્રોનને ખેંચી શકીએ આપણે તે ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરી શકીએ માટે આપણે તેને પ્રથમ આયનનીકરણ ઉર્જા કહીએ છીએ જેને આપણે આ રીતે દર્શાવીએ છીએ અને આ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા અંદાજિત પ્રતિમોલ 520 કિલો જુલ જેટલી ઉર્જાની જરૂર પડે એક વાર આ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરી લીધા પછી આપણી પાસે લિથિયમનો તટસ્થ પરમાણુ રહેતો નથી હવે આપણી પાસે લિથિયમ આયન હશે કારણ કે ન્યુક્લિઅસમાં હજુ પણ આપણી પાસે ધન વિશુંતભારિત ત્રણ પ્રોટોન છે પરંતુ હવે આપણી પાસે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા માત્ર 2 છે કારણ કે આપણે એક ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કર્યો છે 3 -2 કરીએ તો ધન 1 મળે આમ અહીં આ આપણે લિથિયમ +1 કેટાયન મળે છે અને તેની ઈલેક્ટોરનીય રચના 1s2 થશે કારણ કે 2s કક્ષકમાં રહેલો એક ઇલેક્ટ્રોન આપણે ગુમાવી દીધો છે આપણે આ કરવાનું ચાલુ રાખી શકીએ આપણે હજુ વધારે ઉર્જા આપીને હજુ વધારે એક ઇલેક્ટ્રોન દુર કરી શકીએ ધારો કે આપણે આ વખતે આ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરીએ છીએ હવે આપણે બીજા ઇલેક્ટ્રોનને પણ દુર કરીએ છીએ તેથી આપણે તેને પ્રથમ આયનીકરણ કહીશું નહિ પરંતુ હવે આપણે તેને દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જા કહીશું કારણ કે તે બીજું ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરે છે અને તેની કિંમત અંદાજે 7298 કિલો જુલ પ્રતિમોલ આવે જો આપણે બીજા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરી લઈએ તો પણ આપણી પાસે હજુ ન્યુક્લિઅસમાં ત્રણ ધન વિધુતભારિત પ્રોટોન છે પરંતુ હવે આપણી પાસે ફક્ત એક જ ઇલેક્ટ્રોન છે માટે તે હવે લિથિયમ +1 કેટાયન રહેતું નથી પરંતુ તે હવે લિથિયમ +2 કેટાયન બનશે કારણ કે 3 -1 2 થાય માટે લિથિયમ 2 + કેટાયન અને જો આપણે તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના જોઈએ તો હવે 1s કક્ષકમાં ફક્ત એક જ ઇલેક્ટ્રોન આવશે તેથી 1s1 આપણે અહીં જોઈ શકીએ કે પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા અને દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચે ઘણો મોટો તફાવત છે અહીં આ 520 છે અને આ 7298 આમ આ આયનીકરણ ઉર્જામાં આટલો મોટો તફાવત કેમ જોવા મળે છે તે સમજીએ તેને સમજવા આપણે મુખ્ય ત્રણ પરિબળ વિશે વાત કરીશું જે આપણે અગાઉના વિડિઓમાં જોઈ ગયા હતા તેનું પ્રથમ પરિબળ ન્યુક્લિયર વીજભાર હતું ન્યુકરિયાર વીજભાર જે ન્યુક્લિઅસમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે જો આપણે તથસ્થ લિથિયમના પરમાણુની વાત કરીએ તો તેને ન્યુક્લિઅસમાં ત્રણ ધન વિધુતભારિત પ્રોટોન છે જેના કારણે આ ઈલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિઅસ તરફ આકર્ષાય તેવીજ રીતે જો આપણે લિથિયમ +1 કેટાયનની વાત કરીએ તો તે જ સમાન પરિસ્થિતિ જોવા મળશે ન્યુક્લિઅસમાં હજુ પણ ત્રણ પ્રોટોન છે માટે આ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિઅસ તરફ આકર્ષાય અહીં ન્યુક્લિઅસમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા સમાન છે માટે આપણે અસરકારક ક્યુંકલીઅસ વીજભાર વિશે વિચારવું પડશે આપણે તે કરીએ તે પહેલા ઇલેક્ટ્રોન શિલાદિનની અસરને ધ્યાનમાં લેવી પડશે તો હવે આપણે ઇલેક્ટ્રોન શિલ્ડીંગ જેને ઇલેક્ટ્રોન સ્ક્રીનિંગ પણ કહેવાય છે તેના વિશે વાત કરીએ માટે ઇલેક્ટ્રોન શિલ્ડીંગ અથવા ઈલેક્ટ્રોન સ્ક્રીનિંગ જયારે આપણે ઇલેક્ટ્રોન શિલ્ડીંગ વિષે વાત કરીએ ત્યારે આપણે અંદરની કક્ષકમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન વિશે વિચારીએ છીએ જો આપણે લિથિયમના તટસ્થ પરમાણુની વાત કરીએ તો અહીં અંદરના કોષમાં રહેલા બે ઇલેક્ટ્રોન આ બહારના કોષમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન તરફ અપાકર્ષાય છે માટે અહીં આ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે બહારના કોષમાં રહેલો આ ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણ અનુભવે છે અને તેવી જ રીતે આ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે આ બહારના કોષમાં રહેલો ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણ અનુભવે છે માટે આ બંને ઇલેક્ટ્રોન આ બહારની કક્ષકમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનને આવરિત કરી દે છે જેના કારણે ન્યુક્લિઅસમાં રહેલા આ ત્રણ પ્રોટોન વડે લાગતું આકર્ષણ બળ આ ઇલેક્ટ્રોન અનુભવી શકતું નથી કારણ કે આ બંને ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણ પામે છે હવે જો આપણે અસરકારક ન્યુક્લિઅસ વિઘુતભર શોધવો હોય તો તે ખુબ જ સરળ છે આપણે આગાઉના વિડિઓમાં પણ તે જોઈ ગયા હતા તમે ન્યુક્લિઅસમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યાને લો જે 3 છે અને પછી તેમાંથી શિલ્ડીંગ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને બાદ કરો અહીં શિલ્ડીંગ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા 2 છે જે 1s કક્ષકમાં છે અને તેના કારણે તમને ધન 1 અસરકારક ન્યુકરિયર વીજભાર મળે આમ અહીં આ જે ગુલાબી રંગનું ઇલેક્ટ્રોન છે તે ધન 3 જેટલું ન્યુક્લિયર વીજભાર અનુભવતો નથી પરંતુ તે ધન 1 જેટલો અસરકારક ન્યુક્લિઅર વીજભારનો અનુભવ કરે છે જો તમે તેને ખુબ જ ચોકસાઈ પૂર્વક ગણો તો અહીં આની કિંમત લગભગ 1 .3 છે આમ ઇલેક્ટ્રોન શિલ્ડીંગની અસરને કારણે આ ગુલાબી રંગનું ઇલેક્ટ્રોન જે ન્યુક્લિયર વીજભારનો અનુભવ કરે છે તે ઘટી જાય છે હવે જો આપણે આ ઇલેક્ટ્રોનની વાત કરીએ જો આપણે લિથિયમ +1 કેટાયનના ઇલેક્ટ્રોનની વાત કરીએ તો અહીં આના જેવી પરિસ્થિતિ હશે નહિ કારણ કે અહીં ઇલેક્ટ્રોન શિલ્ડીંગ ઓછું છે અહીં આ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે થોડું અપાકર્ષણ ઉત્પ્ન્ન થઇ શકે પરંતુ આનું અપાકર્ષણ થઇ શકે તે માટે અંદરની કક્ષામાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન નથી તેના કારણે આ ઇલેટ્રોન આ નાયુક્લિઅસને કારણે ઉત્પ્ન્ન થતા વધારે બળનો અનુભવ કરે છે આ ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિઅસની આસપાસ જાળવી રાખવા અપાકર્ષણ બળ ખુબ જ વધારે હોય છે માટે જો તમારે તે ઇલેક્ટ્રોનને દૂર ખેંચવું હોય તો તમારે વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે આમ ઇલેક્ટ્રોન શિલ્ડીંગની અસર જણાવે છે કે પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન કરતા બીજા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવું ઘણું મુશ્કેલ છે તેથી જ આપણને વધારે આયનીકરણ ઉર્જાની જરૂર પડે છે તેથી જ દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જા પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે હવે આપણે જે ત્રીજા પરિબળ વિશે વાત કરી હતી તે અંતર હતું આ ગુલાબી રંગના ઇલેક્ટ્રોનનું ન્યુક્લિઅસની અંદર જો આપણે લિથિયમના તટસ્થ પરમાણુની વાત કરીએ તો અહીં આ ઇલેક્ટ્રોન બીજા ઉર્જા સ્તરમાં છે તે ન્યુક્લિઅસથી આટલા અંતરે છે અને આ ઇલેક્ટ્રોનની સરખામણીમાં આ અંતર વધારે છે અહીં આ ઇલેક્ટ્રોન પ્રથમ ઉર્જા સ્તરમાં છે માટે તેનું નાયુક્લિઅસ સુધી નું અંતર અહીં આ ડાબી બાજુના અંતર કરતા નાનું હોય છે અહીં અંતર નાનું હોવાને કારણે આ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિઅસને કારણે લગતા આકર્ષણ બળનો વધારે અનુભવ કરે છે અને તે કુલમના નિયમ પ્રમાણે છે માટે જો તમારે આ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવો હોય તો તેના માટે વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે આમ પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન કરતા આ બીજા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે અને તેથી જ આપણે આયનીકરણ ઉર્જામાં વધારો જોઈ શકીએ છીએ અંતર આપણને જણાવે છે કે આ એક ઇલેક્ટ્રોન નજીક છે તેથી તેને દૂર કરવા વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે અને આ બીજું કારણ છે જેના કારણે આ દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જા પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા કરતા વધારે છે તે આપણને એ પણ સમજાવે છે કે આ લિથિયમ +1 કેટાયન કેમ બને છે કારણ કે તેને લિથિયમ 2 + કેટાયન બનાવવા માટે ખુબ જ વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે જે આ ઉર્જાની નજીક નથી કારણ કે જયારે તમે આયનીકરણ ઉર્જામાં ખુબ જ વધારે તફાવત જોશો તો તે તમને એ બાબતની હિન્ટ આપશે કે કયો આયન બનાવવો વધારે સરળ છે