क्रिप्टन का परिचय
क्रिप्टन (Kr) परमाणु संख्या 36 वाला एक रासायनिक तत्व है। इसे एक उत्कृष्ट गैस के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जो आवर्त सारणी के समूह 18 से संबंधित है, यह विशेषता इसकी अत्यधिक रासायनिक निष्क्रियता को दर्शाती है। यह तत्व रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस के रूप में मौजूद है, जो पृथ्वी के वायुमंडल में अल्प मात्रा में पाया जाता है। “क्रिप्टन” नाम ग्रीक शब्द “क्रिप्टोस” से आया है, जिसका अर्थ है “छिपा हुआ”, जो इसकी खोज से पहले इसकी मायावी प्रकृति को दर्शाता है।
क्रिप्टन के मौलिक परमाणु कण
किसी भी तत्व की परमाणु संरचना मूल रूप से उसमें निहित प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों की मात्रा से निर्धारित होती है। क्रिप्टन के लिए, ये मात्राएँ सीधे इसकी परमाणु संख्या और द्रव्यमान संख्या से प्राप्त होती हैं।
प्रोटॉन
क्रिप्टन की परमाणु संख्या (Z) 36 है। परिभाषा के अनुसार, परमाणु संख्या एक परमाणु के नाभिक के भीतर स्थित प्रोटॉन की सटीक संख्या का प्रतिनिधित्व करती है। परिणामस्वरूप, क्रिप्टन के एक उदासीन परमाणु में 36 प्रोटॉन होते हैं। प्रोटॉन की अनूठी संख्या निश्चित रूप से एक तत्व की पहचान स्थापित करती है।
इलेक्ट्रॉन
एक उदासीन परमाणु में, नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या प्रोटॉन की संख्या के बिल्कुल बराबर होती है। चूंकि एक उदासीन क्रिप्टन परमाणु में 36 प्रोटॉन होते हैं, इसलिए इसमें 36 इलेक्ट्रॉन भी होते हैं। ये इलेक्ट्रॉन परमाणु नाभिक के चारों ओर विशिष्ट ऊर्जा स्तरों में व्यवस्थित होते हैं, जिन्हें इलेक्ट्रॉन कोश भी कहा जाता है।
न्यूट्रॉन
प्रकृति में पाया जाने वाला क्रिप्टन का सबसे प्रचलित समस्थानिक क्रिप्टन-84 ($^{84}$Kr) है, जिसकी द्रव्यमान संख्या (A) 84 है। द्रव्यमान संख्या नाभिक के भीतर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के कुल योग का प्रतिनिधित्व करती है। न्यूट्रॉन की संख्या निर्धारित करने के लिए, द्रव्यमान संख्या में से परमाणु संख्या को घटाया जाता है।
न्यूट्रॉन की संख्या = द्रव्यमान संख्या (A) - परमाणु संख्या (Z) न्यूट्रॉन की संख्या = 84 - 36 = 48 न्यूट्रॉन।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि क्रिप्टन के अन्य समस्थानिक भी मौजूद हैं, जिनमें से प्रत्येक में न्यूट्रॉन की अलग-अलग संख्या होती है, लेकिन क्रिप्टन-84 प्रकृति में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला रूप है।
क्रिप्टन का इलेक्ट्रॉन विन्यास
इलेक्ट्रॉन विन्यास एक परमाणु के परमाणु कक्षकों और उपकोशों के बीच इलेक्ट्रॉनों के वितरण का विस्तृत विवरण है। क्रिप्टन के लिए, इसके 36 इलेक्ट्रॉनों के साथ, विन्यास मूलभूत क्वांटम यांत्रिक सिद्धांतों का पालन करता है, जिसमें औफबाऊ सिद्धांत, हुंड का नियम और पाउली अपवर्जन सिद्धांत शामिल हैं।
कक्षक संकेतन
प्रत्येक कक्षक के अधिभोग को निर्दिष्ट करते हुए, क्रिप्टन का पूर्ण इलेक्ट्रॉन विन्यास है:
$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6$
यह संकेतन निम्नलिखित वितरण को व्यक्त करता है:
- $1s^2$: दो इलेक्ट्रॉन s-उपकोश के भीतर पहले मुख्य ऊर्जा स्तर (n=1) पर कब्जा करते हैं।
- $2s^2 2p^6$: कुल आठ इलेक्ट्रॉन दूसरे मुख्य ऊर्जा स्तर (n=2) में स्थित होते हैं, जिसमें s-उपकोश में दो और p-उपकोश में छह होते हैं।
- $3s^2 3p^6 3d^{10}$: अट्ठारह इलेक्ट्रॉन तीसरे मुख्य ऊर्जा स्तर (n=3) में समायोजित होते हैं, जिसमें s-उपकोश में दो, p-उपकोश में छह और d-उपकोश में दस होते हैं। यह देखा गया है कि औफबाऊ सिद्धांत के अनुसार, 3d कक्षक से पहले 4s कक्षक इलेक्ट्रॉनों से भरता है।
- $4s^2 4p^6$: आठ इलेक्ट्रॉन चौथे मुख्य ऊर्जा स्तर (n=4) में पाए जाते हैं, जिसमें s-उपकोश में दो और p-उपकोश में छह होते हैं।
उत्कृष्ट गैस संकेतन
इलेक्ट्रॉन विन्यास व्यक्त करने की एक अधिक संक्षिप्त विधि उत्कृष्ट गैस संकेतन है। यह संक्षिप्त रूप प्रश्नगत तत्व से ठीक पहले आने वाली उत्कृष्ट गैस के प्रतीक का उपयोग कोर इलेक्ट्रॉन विन्यास का प्रतिनिधित्व करने के लिए करता है। क्रिप्टन के लिए, पूर्ववर्ती उत्कृष्ट गैस आर्गन (Ar) है, जिसमें 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसका इलेक्ट्रॉन विन्यास $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$ होता है।
अतः, क्रिप्टन का उत्कृष्ट गैस विन्यास है:
$[Ar] 4s^2 3d^{10} 4p^6$
यह संक्षिप्त संकेतन आर्गन के स्थिर, भरे हुए इलेक्ट्रॉन कोर से परे बाहरी कोश इलेक्ट्रॉनों पर प्रभावी ढंग से जोर देता है।
क्रिप्टन के संयोजकता इलेक्ट्रॉन
संयोजकता इलेक्ट्रॉन वे इलेक्ट्रॉन होते हैं जो एक परमाणु के सबसे बाहरी मुख्य ऊर्जा स्तर में रहते हैं। ये इलेक्ट्रॉन अत्यंत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे मुख्य रूप से एक परमाणु की रासायनिक अभिक्रियाशीलता और रासायनिक बंधों में भागीदारी के लिए जिम्मेदार होते हैं। क्रिप्टन के लिए, इलेक्ट्रॉनों द्वारा अधिकृत उच्चतम मुख्य ऊर्जा स्तर n=4 है।
n=4 कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉन हैं:
- $4s^2$ (2 इलेक्ट्रॉन)
- $4p^6$ (6 इलेक्ट्रॉन)
3d¹⁰ इलेक्ट्रॉन, 4s² इलेक्ट्रॉनों के बाद भरे जाने के बावजूद, एक आंतरिक कोश (n=3) का हिस्सा माने जाते हैं और मुख्य समूह तत्वों के लिए आमतौर पर कोर इलेक्ट्रॉन के रूप में वर्गीकृत किए जाते हैं, न कि संयोजकता इलेक्ट्रॉन के रूप में।
परिणामस्वरूप, क्रिप्टन में कुल $2 + 6 = \textbf{8 संयोजकता इलेक्ट्रॉन}$ होते हैं।
इसके सबसे बाहरी कोश में इलेक्ट्रॉनों का यह पूर्ण अष्टक क्रिप्टन को इसकी विशिष्ट उच्च स्थिरता और रासायनिक निष्क्रियता प्रदान करता है, जो सभी उत्कृष्ट गैसों का एक परिभाषित गुण है। इसकी अल्प उपस्थिति को भारत भर में वायु पृथक्करण इकाइयों में पता लगाया जा सकता है, जहाँ ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसी वायुमंडलीय गैसों को विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए निकाला जाता है।