निम्नलिखित में से किस आयन की आयनिक त्रिज्या निम्नतम है?

सही उत्तर Mg2+ है।
अवधारणा:-

• परमाणु आवेश: किसी परमाणु के नाभिक में जितने अधिक प्रोटॉन होंगे, परमाणु आवेश उतना ही अधिक होगा। यह बड़ा आवेश इलेक्ट्रॉनों को नाभिक के करीब खींचता है, जिससे आयन छोटा हो जाता है।
• इलेक्ट्रॉन विन्यास: किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था भी उसके आकार को प्रभावित करती है। यदि कोई परमाणु इलेक्ट्रॉन खो देता है और धनायन में बदल जाता है, तो वह छोटा हो जाएगा।
• परिरक्षण प्रभाव: यह बाहरी-कोश इलेक्ट्रॉनों पर नाभिक द्वारा लगाए गए आकर्षक बल को कम करने के लिए आंतरिक-कोश इलेक्ट्रॉनों की क्षमता को संदर्भित करता है।

स्पष्टीकरण:-

Ca2+ (कैल्शियम आयन) : जब यह Ca2+ आयन बनाने के लिए दो इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो नाभिक में 20 प्रोटॉन और केवल 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं। बढ़ा हुआ धनात्मक आवेश शेष इलेक्ट्रॉनों को नाभिक के करीब खींचता है, जिससे आयन का आकार प्रभावी रूप से कम हो जाता है।

Mg2+ (मैग्नीशियम आयन): जब Mg2+ आयन बनाने में दो इलेक्ट्रॉन नष्ट हो जाते हैं, तो 12 प्रोटॉन होते हैं लेकिन केवल 10 इलेक्ट्रॉन होते हैं। ये 12 प्रोटॉन कम इलेक्ट्रॉनों (केवल 10) पर अधिक मजबूत खिंचाव डाल सकते हैं, जिससे आयन अपनी तटस्थ अवस्था से छोटा हो जाता है।

Zn2+ (जिंक आयन): जब यह Zn2+ आयन बनाने के लिए दो इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो अब 30 प्रोटॉन होते हैं लेकिन केवल 28 इलेक्ट्रॉन होते हैं। प्रोटॉन के पक्ष में असंतुलन के कारण आयन छोटा हो जाता है।

नाभिक में प्रोटॉन के कारण धनात्मक आवेश का सामर्थ्य सीधे इलेक्ट्रॉनों पर खिंचाव की सीमा को प्रभावित करता है।

यहां, Zn2+ में प्रोटॉनों की अधिकतम संख्या (30) है, उसके बाद Ca2+ (20) और उसके बाद Mg2+ (12) है।

हालाँकि, हमें प्रत्येक आयन में इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर भी विचार करना चाहिए। इस आशय से, Mg2+ में Ca2+ (18) और Zn2+ (28) की तुलना में कम इलेक्ट्रॉन (10) होते हैं, और इस प्रकार इसके कम इलेक्ट्रॉन नाभिक के अधिक निकट खींचे जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा आयनिक त्रिज्या होता है।

तो, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या के संदर्भ में, Mg2+ (मैग्नीशियम आयन) Ca2+ और Zn2+ की तुलना में अधिक हद तक सिकुड़ जाता है।

इसलिए, दिए गए तीन आयनों में Mg2+ की आयनिक त्रिज्या सबसे छोटी है।