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CBSE · कक्षा 9 · विज्ञान

अध्याय 8: परमाणु के भीतर की यात्रा

8 अवधारणाएँ · उत्तर सहित 64 अभ्यास प्रश्न · पढ़ना मुफ़्त

यह पाठ इन भाषाओं में भी: मराठी · English

परमाणु के बारे में आरंभिक विचार और इलेक्ट्रॉन की खोज

रोज़मर्रा के जीवन से

फ़र्श की एक टाइल, स्कूल की दीवार और एक पहाड़ सब पदार्थ हैं। हज़ारों वर्षों से लोग पूछते आए हैं : पदार्थ के टुकड़े को बाँटते जाएँ तो क्या कभी सबसे छोटा भाग मिलेगा?

सरल परिभाषा

आचार्य कणाद ने कहा कि बार-बार बाँटने पर अंत में सबसे छोटे कण, परमाणु, मिलते हैं, और यूनानी विचारक ल्यूसिपस व डेमोक्रिटस ने उन्हें एटोमोस यानी अविभाज्य कहा। ये विचार चिंतन के थे, प्रयोगों के नहीं। 1808 में डाल्टन ने पहला वैज्ञानिक परमाणु सिद्धांत दिया। फिर रेडियोधर्मिता ने दिखाया कि परमाणु में छोटे कण होते हैं। 1897 में जे. जे. थॉमसन ने नलिका में कैथोड किरणों का अध्ययन किया और पाया कि वे ऋण आवेशित, परमाणुओं से बहुत हल्के और हर पदार्थ के लिए एक जैसे कण हैं। उन्हें इलेक्ट्रॉन नाम मिला, आवेश −1। थॉमसन ने परमाणु को धन आवेश का गोला माना जिसमें इलेक्ट्रॉन धँसे हैं, यह प्लम पुडिंग मॉडल है।

डाल्टन1808थॉमसन1897रदरफ़ोर्ड1911बोर1913

आकृति में : डाल्टन 1808, थॉमसन 1897, रदरफ़ोर्ड 1911 और बोर 1913 ने परमाणु के मॉडल दिए।

नियम 1 : प्रमाण के अनुसार मॉडल बदलता है — परमाणु का मॉडल तभी तक टिकता है जब तक वह प्रयोगों को समझाता है, और नए परिणाम नया मॉडल लाते हैं।

  • आसान : डाल्टन का ठोस परमाणु 1897 में मिले इलेक्ट्रॉन को नहीं समझा सका।
  • मध्यम : थॉमसन का मॉडल इलेक्ट्रॉन की खोज से आया।
  • परीक्षा-प्रकार : आगे के परिणामों से थॉमसन का मॉडल हटकर नाभिकीय मॉडल आया।

नियम 2 : कैथोड किरणों से इलेक्ट्रॉन पता चलता है — कैथोड किरणें परमाणुओं से बहुत हल्के ऋण आवेशित कण हैं और किसी भी कैथोड व गैस के लिए वही रहती हैं।

  • आसान : वे कैथोड से ऐनोड की ओर जाती हैं।
  • मध्यम : वे धन प्लेट की ओर मुड़ती हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : गैस या धातु बदलने से वे नहीं बदलतीं।
याद रखें

कणाद और डाल्टन से थॉमसन के इलेक्ट्रॉन तक परमाणु के विचार प्रमाण के अनुसार बदलते गए।

सामान्य गलती

डाल्टन के परमाणु को अंतिम सत्य मान लेना। उनका परमाणु अविभाज्य था, पर इलेक्ट्रॉन ने दिखाया कि उसके भाग हैं।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : डा-थॉ-र-बो : 1808, 1897, 1911, 1913 — डाल्टन, थॉमसन, रदरफ़ोर्ड, बोर इसी क्रम में।

अंतर पहचानें

वैज्ञानिकवर्षविचार
कणाद2000 वर्ष से अधिक पहलेपरमाणु, सबसे छोटा कण
डाल्टन1808पहला वैज्ञानिक परमाणु सिद्धांत
थॉमसन1897इलेक्ट्रॉन; प्लम पुडिंग मॉडल

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की?
  2. 2कणाद ने पदार्थ के सबसे छोटे कणों को क्या कहा?
  3. 3धन आवेश के गोले में इलेक्ट्रॉन धँसे होने वाले मॉडल का नाम बताइए।
मध्यम
  1. 4कैथोड किरणों ने इलेक्ट्रॉन के बारे में क्या दिखाया?
  2. 5रेडियोधर्मिता से यह क्यों दिखा कि परमाणु अविभाज्य नहीं हैं?
  3. 6थॉमसन जैसा मॉडल उदासीन क्यों होता है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7क्रम लगाइए : डाल्टन का सिद्धांत, थॉमसन का इलेक्ट्रॉन, बोर का मॉडल।
  2. 8मिट्टी और मनकों वाले परमाणु मॉडल में मनकों का कुल आवेश −6 इकाई है। मॉडल उदासीन होने के लिए मिट्टी पर कितना आवेश चाहिए?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1जे. जे. थॉमसन।
  2. 2परमाणु।
  3. 3प्लम पुडिंग मॉडल।
  4. 4कि इलेक्ट्रॉन ऋण आवेशित, परमाणुओं से बहुत हल्के और हर तत्त्व में उपस्थित कण हैं।
  5. 5क्योंकि परमाणु विकिरण छोड़ते हैं, यानी उनमें छोटे कण होने चाहिए।
  6. 6क्योंकि उसका कुल धन आवेश इलेक्ट्रॉनों के कुल ऋण आवेश के बराबर होता है।
  7. 7डाल्टन का सिद्धांत, थॉमसन का इलेक्ट्रॉन, बोर का मॉडल।
  8. 8+6 इकाई।

सोने की पन्नी का प्रयोग और रदरफ़ोर्ड का नाभिकीय मॉडल

रोज़मर्रा के जीवन से

बाल से भी पतली सोने की पन्नी पर ऐल्फ़ा कणों की एक पतली धारा डाली गई। अधिकांश कण ऐसे निकल जाते हैं मानो कुछ है ही नहीं, पर बहुत थोड़े सीधे लौट आते हैं।

सरल परिभाषा

1911 में गाइगर और मार्सडन ने रदरफ़ोर्ड के निर्देशन में पतली सोने की पन्नी पर ऐल्फ़ा कण डाले। अधिकांश सीधे निकल गए, कुछ बड़े कोण पर मुड़े और बहुत थोड़े वापस लौट आए। इसे प्रकीर्णन कहते हैं। रदरफ़ोर्ड ने निष्कर्ष निकाला कि परमाणु का अधिकांश भाग खाली है और धन आवेश तथा अधिकांश द्रव्यमान एक अतिसूक्ष्म नाभिक में सिमटा है, और इलेक्ट्रॉन सूर्य के चारों ओर ग्रहों की तरह उसके बाहर घूमते हैं। परमाणु लगभग 10⁻¹⁰ m और नाभिक लगभग 10⁻¹⁵ m चौड़ा होता है, यानी नाभिक लगभग 100000 गुना छोटा है। यह मॉडल परमाणु की स्थिरता नहीं समझा सका, क्योंकि घूमता इलेक्ट्रॉन ऊर्जा खोकर नाभिक में गिर जाना चाहिए।

अधिकांश ऐल्फ़ा कण सीधे पारकुछ लौटे : घना नाभिकनाभिक : सारा धन आवेश, अधिक द्रव्यमाननाभिक 10⁻¹⁵ m; परमाणु 10⁻¹⁰ m

आकृति में : ऐल्फ़ा कणों के प्रकीर्णन से अतिसूक्ष्म, घना, धन आवेशित नाभिक पता चला।

नियम 1 : अवलोकन से निष्कर्ष — सोने की पन्नी के प्रयोग का हर परिणाम परमाणु की एक विशेषता की ओर संकेत करता है।

  • आसान : अधिकांश निकल गए : परमाणु का अधिकांश भाग खाली है।
  • मध्यम : कुछ लौट आए : नाभिक घना और धन आवेशित है।
  • परीक्षा-प्रकार : बहुत थोड़े तेज़ी से मुड़े : नाभिक अतिसूक्ष्म है।

नियम 2 : आकारों की तुलना — परमाणु ≈ 10⁻¹⁰ m और नाभिक ≈ 10⁻¹⁵ m, इसलिए नाभिक लगभग 100000 गुना छोटा है।

  • आसान : परमाणु 1 km चौड़ा होता तो नाभिक लगभग 1 cm चौड़ा होता।
  • मध्यम : परमाणु का लगभग सारा आयतन खाली जगह है।
  • परीक्षा-प्रकार : पतली पन्नी से ऐल्फ़ा कण केवल कुछ परमाणु-परतों से मिलते हैं।
याद रखें

अधिकतर खाली परमाणु में अतिसूक्ष्म, घना, धन आवेशित नाभिक होता है और इलेक्ट्रॉन उसके बाहर घूमते हैं।

सामान्य गलती

यह मानना कि इलेक्ट्रॉन नाभिक के भीतर होते हैं। वे बाहर घूमते हैं और नाभिक में प्रोटॉन व न्यूट्रॉन होते हैं।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : अधिकांश आर-पार, थोड़े वापस — 'आर-पार' यानी खाली जगह और 'वापस' यानी घना नाभिक।

अंतर पहचानें

अवलोकनअर्थनिष्कर्ष
अधिकांश सीधे निकलेरास्ते में कुछ नहींपरमाणु अधिकतर खाली
कुछ वापस लौटेज़ोरदार प्रतिकर्षणघना धन नाभिक
बहुत थोड़े मुड़ेछोटा निशानाअतिसूक्ष्म नाभिक

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1सोने की पन्नी पर कौन-से कण डाले गए?
  2. 2रदरफ़ोर्ड द्वारा प्रस्तुत मॉडल को क्या नाम दिया जाता है?
  3. 3परमाणु का कौन-सा भाग सारा धन आवेश और अधिकांश द्रव्यमान रखता है?
मध्यम
  1. 4अधिकांश ऐल्फ़ा कण पन्नी से क्यों निकल गए?
  2. 5कुछ ऐल्फ़ा कण वापस क्यों लौटे?
  3. 6रदरफ़ोर्ड के मॉडल की एक सीमा बताइए।
चुनौतीपूर्ण
  1. 7परमाणु 10⁻¹⁰ m और उसका नाभिक 10⁻¹⁵ m चौड़ा है। नाभिक कितने गुना छोटा है?
  2. 8परमाणु 2 km चौड़ा होता तो नाभिक लगभग कितना चौड़ा होता?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1ऐल्फ़ा कण।
  2. 2ग्रहीय (नाभिकीय) मॉडल।
  3. 3नाभिक।
  4. 4क्योंकि परमाणु का अधिकांश भाग खाली है।
  5. 5क्योंकि वे घने, धन आवेशित नाभिक से मिले।
  6. 6वह परमाणु की स्थिरता नहीं समझा सका; घूमता इलेक्ट्रॉन ऊर्जा खोकर भीतर गिर जाना चाहिए।
  7. 7100000 गुना।
  8. 82 cm।

बोर का परमाणु मॉडल

रोज़मर्रा के जीवन से

ग्रह अरबों वर्ष तक सूर्य की परिक्रमा कर सकता है, पर नाभिक के चारों ओर घूमता इलेक्ट्रॉन ऊर्जा खोकर उसमें टकरा जाना चाहिए। बोर ने इस पहेली का हल निकाला।

सरल परिभाषा

1913 में नील्स बोर ने कहा कि इलेक्ट्रॉन केवल निश्चित वृत्ताकार मार्गों में घूमते हैं, जिन्हें कोश, कक्षाएँ या ऊर्जा स्तर कहते हैं, और जिन्हें K, L, M, N या n = 1, 2, 3, 4 नाम दिए जाते हैं। ऐसी स्थिर अवस्था में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा नहीं खोता। K कोश नाभिक के सबसे पास होता है और उसकी ऊर्जा सबसे कम होती है; बाहर जाने पर ऊर्जा बढ़ती है। इलेक्ट्रॉन एक कोश से दूसरे में केवल दोनों स्तरों के अंतर के बराबर निश्चित ऊर्जा सोखकर या छोड़कर जाता है। बोर के मॉडल में भी रदरफ़ोर्ड की तरह नाभिक और वृत्त में घूमते इलेक्ट्रॉन हैं, पर वह परमाणु की स्थिरता समझाता है। आगे चलकर क्वांटम यांत्रिकी मॉडल ने उसे सुधारा।

इलेक्ट्रॉन निश्चित कोशों में घूमते हैंकोश में ऊर्जा नहीं खोतीK, L, M, N : n = 1, 2, 3, 4कोश बदलने पर निश्चित ऊर्जा

आकृति में : बोर : इलेक्ट्रॉन निश्चित कोशों में रहते हैं; कोश बदलने पर निश्चित ऊर्जा चाहिए।

Live आकृति

बोर का परमाणु मॉडल

ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।

ऐप में खोलें

नियम 1 : कोश में रहो, ऊर्जा बनाए रखो — इलेक्ट्रॉन जब तक अनुमत कोश में रहता है, उसकी ऊर्जा स्थिर रहती है।

  • आसान : K कोश के इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा सबसे कम होती है।
  • मध्यम : L, M और N में ऊर्जा बढ़ती जाती है।
  • परीक्षा-प्रकार : अनुमत कोश में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा विकीर्ण नहीं करता।

नियम 2 : छलाँग के लिए निश्चित ऊर्जा — सोखी या छोड़ी गई ऊर्जा दोनों स्तरों के अंतर के बराबर होती है।

  • आसान : K से M : ऊर्जा सोखी जाती है।
  • मध्यम : L से K : ऊर्जा छोड़ी जाती है।
  • परीक्षा-प्रकार : M से K की छलाँग में M से L की तुलना में अधिक ऊर्जा निकलती है।
याद रखें

इलेक्ट्रॉन निश्चित कोशों में ऊर्जा खोए बिना रहते हैं, और कोश बदलने पर निश्चित ऊर्जा चाहिए।

सामान्य गलती

यह मानना कि इलेक्ट्रॉन दो कोशों के बीच रह सकते हैं। केवल अनुमत कोश ही संभव हैं।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : K-L-M-N = 1-2-3-4 — नाभिक के जितना पास, ऊर्जा उतनी कम।

अंतर पहचानें

कोशnऊर्जा
K1सबसे कम
L2K से अधिक
M3L से अधिक

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 11913 में परमाणु का कोश मॉडल किसने दिया?
  2. 2नाभिक के सबसे पास का कोश कौन-सा है?
  3. 3M कोश के लिए n का मान क्या है?
मध्यम
  1. 4बोर के मॉडल में इलेक्ट्रॉन नाभिक में क्यों नहीं गिरते?
  2. 5इलेक्ट्रॉन L कोश से K कोश में कूदता है तो क्या होता है?
  3. 6बोर का मॉडल रदरफ़ोर्ड के मॉडल से किस एक बात में मिलता है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7इलेक्ट्रॉन K कोश से M कोश में जाता है। ऊर्जा सोखी जाती है या छोड़ी जाती है?
  2. 8किस छलाँग में अधिक ऊर्जा निकलती है : M से K या M से L?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1नील्स बोर।
  2. 2K कोश।
  3. 33।
  4. 4क्योंकि अनुमत कोशों में वे ऊर्जा नहीं खोते।
  5. 5ऊर्जा छोड़ी जाती है।
  6. 6दोनों में धन नाभिक और वृत्ताकार मार्गों में घूमते इलेक्ट्रॉन हैं।
  7. 7सोखी जाती है।
  8. 8M से K की छलाँग में।

उप-परमाणुक कण और नाभिक

रोज़मर्रा के जीवन से

पेंसिल से लेकर ग्रह तक हर वस्तु केवल तीन प्रकार के सूक्ष्म कणों से बनी है, और हर कण की अपनी जगह और आवेश है।

सरल परिभाषा

परमाणु में इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। इनके सापेक्ष आवेश −1, +1 और 0 हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन नाभिक में कसकर बँधे होते हैं और इलेक्ट्रॉन उसके बाहर घूमते हैं। उदासीन परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन बराबर होते हैं, इसलिए कुल आवेश शून्य होता है। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान लगभग समान होता है, जबकि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान उपेक्षित किया जा सकता है। 1932 में चैडविक ने न्यूट्रॉन खोजा और समझाया कि दो प्रोटॉन वाला हीलियम परमाणु हाइड्रोजन से लगभग चौगुना भारी क्यों है। न्यूट्रॉन नाभिक में प्रोटॉनों को बाँधे रखने में भी मदद करते हैं, और भारी परमाणुओं में सामान्यतः प्रोटॉन से अधिक न्यूट्रॉन होते हैं।

इलेक्ट्रॉन : आवेश −1, बहुत हल्काप्रोटॉन : आवेश +1, नाभिक मेंन्यूट्रॉन : आवेश 0, नाभिक मेंप्रोटॉन = इलेक्ट्रॉन : परमाणु उदासीन

आकृति में : इलेक्ट्रॉन −1, प्रोटॉन +1, न्यूट्रॉन 0; द्रव्यमान नाभिक में।

नियम 1 : उदासीन परमाणु में प्रोटॉन = इलेक्ट्रॉन — उदासीन परमाणु में धन और ऋण आवेशों की संख्या बराबर होती है।

  • आसान : 15 प्रोटॉन वाले उदासीन परमाणु में 15 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
  • मध्यम : हीलियम में 2 प्रोटॉन और 2 इलेक्ट्रॉन, इसलिए कुल आवेश शून्य।
  • परीक्षा-प्रकार : 9 प्रोटॉन वाले नाभिक का आवेश +9।

नियम 2 : द्रव्यमान नाभिक में — प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान लगभग बराबर होता है और इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान उपेक्षित किया जा सकता है।

  • आसान : हीलियम में 2 प्रोटॉन और 2 न्यूट्रॉन, इसलिए वह हाइड्रोजन से लगभग चौगुना भारी।
  • मध्यम : लिथियम नाभिक के 3 प्रोटॉन और 4 न्यूट्रॉन उसका अधिकांश द्रव्यमान देते हैं।
  • परीक्षा-प्रकार : इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान उपेक्षित किया जा सकता है।
याद रखें

इलेक्ट्रॉन −1, प्रोटॉन +1, न्यूट्रॉन 0; नाभिक के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन द्रव्यमान देते हैं।

सामान्य गलती

यह मानना कि न्यूट्रॉन पर आवेश होता है या हर नाभिक में न्यूट्रॉन होता ही है। न्यूट्रॉन पर आवेश नहीं होता, और सामान्य हाइड्रोजन में वह नहीं होता।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : e −1, p +1, n 0 — P यानी Positive (धन) और N यानी Neutral (उदासीन)।

अंतर पहचानें

कणआवेशकहाँ मिलता है
इलेक्ट्रॉन−1नाभिक के बाहर
प्रोटॉन+1नाभिक में
न्यूट्रॉन0नाभिक में

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1ऋण आवेशित कण का नाम बताइए।
  2. 2न्यूट्रॉन का आवेश कितना है?
  3. 3न्यूट्रॉन की खोज किसने की?
मध्यम
  1. 4परमाणु उदासीन क्यों होता है?
  2. 5हीलियम परमाणु का द्रव्यमान हाइड्रोजन का लगभग चौगुना क्यों होता है?
  3. 6परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान और सारा धन आवेश कहाँ होता है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7एक नाभिक में 9 प्रोटॉन और 10 न्यूट्रॉन हैं। उसका आवेश कितना है?
  2. 8एक उदासीन परमाणु में 15 प्रोटॉन हैं। उसमें कितने इलेक्ट्रॉन हैं?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1इलेक्ट्रॉन।
  2. 2शून्य।
  3. 3जेम्स चैडविक।
  4. 4क्योंकि प्रोटॉनों की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है।
  5. 5क्योंकि हीलियम में दो प्रोटॉन के साथ दो न्यूट्रॉन भी होते हैं।
  6. 6नाभिक में।
  7. 7+9।
  8. 815।

संकेत, परमाणु क्रमांक और द्रव्यमान संख्या

रोज़मर्रा के जीवन से

कई देशों के रसायनज्ञों को हर तत्त्व लिखने का एक छोटा तरीका चाहिए था, और परमाणु की पहचान बताने वाली एक संख्या भी।

सरल परिभाषा

1803 में डाल्टन ने चित्रों को संकेत बनाया, और 1813 में बर्ज़ीलियस ने लैटिन नामों के अक्षर लेने का सुझाव दिया। आज IUPAC संकेतों को स्वीकृति देता है। पहला अक्षर बड़ा और दूसरा, यदि हो तो, छोटा होता है, जैसे Al और Co। कुछ संकेत अन्य भाषाओं से आए हैं, जैसे ferrum से Fe, natrium से Na, kalium से K, साथ ही Cu, Ag, Au, Pb, Hg और जर्मन वोल्फ़्राम से W। परमाणु क्रमांक Z प्रोटॉनों की संख्या है और वह तत्त्व की पहचान तय करता है। द्रव्यमान संख्या A प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का योग है, जिन्हें न्यूक्लिऑन कहते हैं। न्यूट्रॉनों की संख्या A − Z होती है। मानक संकेतन में A को चिह्न के ऊपर बाईं ओर और Z को नीचे बाईं ओर लिखते हैं।

संकेत : पहला बड़ा, दूसरा छोटाZ = प्रोटॉनों की संख्याA = प्रोटॉन + न्यूट्रॉनन्यूट्रॉन = A − Z

आकृति में : संकेत, प्रोटॉन के लिए Z और न्यूक्लिऑन के लिए A परमाणु की पहचान देते हैं।

नियम 1 : पहले बड़ा, फिर छोटा — संकेत का पहला अक्षर बड़ा और दूसरा छोटा होता है।

  • आसान : ऐल्युमिनियम Al है, AL नहीं।
  • मध्यम : कोबाल्ट Co है, CO नहीं।
  • परीक्षा-प्रकार : क्लोरीन Cl और जस्ता Zn।

नियम 2 : A = Z + न्यूट्रॉन — द्रव्यमान संख्या यानी परमाणु क्रमांक और न्यूट्रॉनों की संख्या का योग।

  • आसान : Z = 15 और A = 31 हो तो 16 न्यूट्रॉन।
  • मध्यम : Z = 29 और A = 64 हो तो 35 न्यूट्रॉन।
  • परीक्षा-प्रकार : Z = 19 और 20 न्यूट्रॉन हों तो A = 39।
याद रखें

Z प्रोटॉन गिनता है, A प्रोटॉन और न्यूट्रॉन गिनता है, और संकेत बड़े व छोटे अक्षर से लिखे जाते हैं।

सामान्य गलती

यह मानना कि परमाणु क्रमांक में न्यूट्रॉन भी गिने जाते हैं। वह केवल प्रोटॉन गिनता है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : A = Z + n — A सारे न्यूक्लिऑन गिनता है, पर Z केवल प्रोटॉन।

अंतर पहचानें

तत्त्वसंकेतसंकेत का स्रोत
लोहाFeलैटिन ferrum
सोडियमNaलैटिन natrium
टंगस्टनWजर्मन wolfram

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1परमाणु का परमाणु क्रमांक क्या दर्शाता है?
  2. 2द्रव्यमान संख्या क्या दर्शाती है?
  3. 3सोडियम और पोटैशियम के संकेत लिखिए।
मध्यम
  1. 4एक परमाणु में 15 प्रोटॉन और 31 न्यूक्लिऑन हैं। उसमें कितने न्यूट्रॉन हैं?
  2. 5Fe और Na जैसे संकेत अंग्रेज़ी नामों से क्यों नहीं बने?
  3. 6कोबाल्ट का संकेत CO लिखना क्यों ग़लत है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7एक परमाणु का परमाणु क्रमांक 29 और द्रव्यमान संख्या 64 है। उसके न्यूट्रॉनों की संख्या ज्ञात कीजिए।
  2. 8एक परमाणु का परमाणु क्रमांक 19 और न्यूट्रॉन 20 हैं। उसकी द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या।
  2. 2प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की कुल संख्या।
  3. 3Na और K।
  4. 416।
  5. 5वे लैटिन नामों, ferrum और natrium, से आए हैं।
  6. 6दूसरा अक्षर छोटा होना चाहिए, इसलिए कोबाल्ट Co है।
  7. 735।
  8. 839।

कोशों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण

रोज़मर्रा के जीवन से

स्टेडियम की सीटें आगे की पंक्तियों से पीछे की ओर भरती हैं और हर पंक्ति की क्षमता तय होती है। परमाणु के कोश भी इलेक्ट्रॉनों से ऐसे ही भरते हैं।

सरल परिभाषा

कोशों में इलेक्ट्रॉनों के वितरण को इलेक्ट्रॉनिक विन्यास कहते हैं। बोर-बरी नियमों के अनुसार n वें कोश में अधिकतम 2n² इलेक्ट्रॉन होते हैं; यानी K में 2, L में 8, M में 18 और N में 32। सबसे बाहरी कोश में अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। इलेक्ट्रॉन नाभिक के सबसे पास वाले कोश से क्रमशः भरते हैं, यानी K, फिर L, फिर M, और अंदर के कोश पूरे भरने के बाद ही अगला भरता है। उदाहरण के लिए कार्बन (6 इलेक्ट्रॉन) 2, 4; सोडियम (11) 2, 8, 1 और आर्गन (18) 2, 8, 8।

पहले Kअधिकतम 2फिर Lअधिकतम 8फिर Mअधिकतम 18बाहरी कोशअधिकतम 8

आकृति में : कोशों में 2n² इलेक्ट्रॉन आते हैं और वे भीतर से बाहर की ओर भरते हैं।

नियम 1 : 2n² नियम — n वें कोश में अधिकतम 2n² इलेक्ट्रॉन होते हैं।

  • आसान : K में अधिकतम 2।
  • मध्यम : L में अधिकतम 8।
  • परीक्षा-प्रकार : M में अधिकतम 18 और N में 32।

नियम 2 : क्रम से भरिए — अंदर के कोश पूरे भरने के बाद ही अगला कोश भरता है।

  • आसान : कार्बन (6 इलेक्ट्रॉन) : 2, 4।
  • मध्यम : सोडियम (11 इलेक्ट्रॉन) : 2, 8, 1।
  • परीक्षा-प्रकार : आर्गन (18 इलेक्ट्रॉन) : 2, 8, 8।
याद रखें

कोशों में 2n² इलेक्ट्रॉन आते हैं, वे भीतर से बाहर भरते हैं, और बाहरी कोश में अधिकतम 8।

सामान्य गलती

L कोश में 9 इलेक्ट्रॉन रखना। L कोश में केवल 8 आते हैं और नौवाँ M कोश में जाता है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : 2, 8, 18, 32 — n के वर्ग का दुगुना : 2 × 1², 2 × 2², 2 × 3², 2 × 4²।

अंतर पहचानें

तत्त्वइलेक्ट्रॉनविन्यास
ऑक्सीजन82, 6
क्लोरीन172, 8, 7
मैग्नीशियम122, 8, 2

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1L कोश में अधिकतम कितने इलेक्ट्रॉन होते हैं?
  2. 2n वें कोश में अधिकतम इलेक्ट्रॉनों का सूत्र बताइए।
  3. 3नियॉन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?
मध्यम
  1. 4सोडियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।
  2. 52, 7, 2 व्यवस्था संभव क्यों नहीं है?
  3. 6पहले तीन कोशों में मिलाकर अधिकतम कितने इलेक्ट्रॉन आ सकते हैं?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7एक परमाणु का विन्यास 2, 8, 6 है। उसका परमाणु क्रमांक ज्ञात कीजिए।
  2. 8एक उदासीन परमाणु के तीन कोश हैं और बाहरी कोश में 4 इलेक्ट्रॉन हैं। उसका परमाणु क्रमांक ज्ञात कीजिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 18।
  2. 22n²।
  3. 32, 8।
  4. 42, 8, 1।
  5. 5क्योंकि M कोश में इलेक्ट्रॉन जाने से पहले L कोश पूरा (8) भरना पड़ता है।
  6. 628।
  7. 716।
  8. 814।
Live आकृति

कोशों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण

ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।

ऐप में खोलें

संयोजकता

रोज़मर्रा के जीवन से

कुछ परमाणु अकेले ही संतुष्ट रहते हैं, जैसे चमकते बोर्ड का नियॉन, जबकि सोडियम जैसे परमाणु उत्साह से अभिक्रिया करते हैं। अंतर सबसे बाहरी कोश में है।

सरल परिभाषा

इलेक्ट्रॉन वाला सबसे बाहरी कोश संयोजी कोश है और उसके इलेक्ट्रॉन संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। 8 इलेक्ट्रॉनों का पूर्ण कोश, यानी अष्टक, या हीलियम में 2 इलेक्ट्रॉन, परमाणु को स्थिर और अधिकतर अक्रिय बनाता है। अन्य परमाणु अष्टक पूरा करने के लिए इलेक्ट्रॉन खोते, पाते या साझा करते हैं। खोए, पाए या साझा किए इलेक्ट्रॉनों की संख्या संयोजकता या संयोग क्षमता है, जिसे हाइड्रोजन या क्लोरीन परमाणुओं में मापते हैं। चार से कम संयोजी इलेक्ट्रॉन वाला परमाणु उन्हें खोता है और चार से अधिक वाला पाता है। सोडियम (2, 8, 1) की संयोजकता 1, ऑक्सीजन (2, 6) की संयोजकता 2, और कार्बन (2, 4) चार इलेक्ट्रॉन साझा करता है, इसलिए उसकी संयोजकता 4।

संयोजी इलेक्ट्रॉन : बाहरी कोश मेंपूर्ण अष्टक (8) : स्थिर परमाणु4 से कम : इलेक्ट्रॉन खोता है4 से अधिक : इलेक्ट्रॉन पाता है

आकृति में : अष्टक पूरा करने के लिए खोए, पाए या साझा किए इलेक्ट्रॉन यानी संयोजकता।

नियम 1 : संयोजी इलेक्ट्रॉन गिनिए — इलेक्ट्रॉनिक विन्यास का सबसे बाहरी कोश देखिए।

  • आसान : सोडियम (2, 8, 1) में 1 संयोजी इलेक्ट्रॉन और संयोजकता 1।
  • मध्यम : ऑक्सीजन (2, 6) में 6 संयोजी इलेक्ट्रॉन और संयोजकता 2।
  • परीक्षा-प्रकार : कार्बन (2, 4) में 4 संयोजी इलेक्ट्रॉन और संयोजकता 4।

नियम 2 : अष्टक से संयोजकता — 1 से 3 संयोजी इलेक्ट्रॉन हों तो संयोजकता उतनी ही, और 5 से 7 हों तो संयोजकता 8 घटा वह संख्या।

  • आसान : ऐल्युमिनियम (2, 8, 3) : संयोजकता 3।
  • मध्यम : फ़ॉस्फ़ोरस (2, 8, 5) : 8 − 5 = 3।
  • परीक्षा-प्रकार : क्लोरीन (2, 8, 7) : 8 − 7 = 1।
याद रखें

अष्टक पूरा करने के लिए खोए, पाए या साझा किए इलेक्ट्रॉन यानी संयोजकता।

सामान्य गलती

यह मानना कि संयोजकता हमेशा संयोजी इलेक्ट्रॉनों के बराबर होती है। चार से अधिक हों तो वह 8 घटा वह संख्या होती है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : 4 से कम खोते हैं, 4 से अधिक पाते हैं, ठीक 4 साझा करते हैं।

अंतर पहचानें

परमाणुविन्याससंयोजकता
सोडियम2, 8, 11
ऑक्सीजन2, 62
नियॉन2, 80

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1संयोजी कोश क्या है?
  2. 28 इलेक्ट्रॉनों के पूर्ण बाहरी कोश को क्या कहते हैं?
  3. 3नियॉन की संयोजकता कितनी है?
मध्यम
  1. 4मैग्नीशियम (2, 8, 2) की संयोजकता ज्ञात कीजिए।
  2. 5कार्बन इलेक्ट्रॉन खोने-पाने की जगह साझा क्यों करता है?
  3. 6CH₄ में कार्बन की संयोग क्षमता कितनी है?
चुनौतीपूर्ण
  1. 7फ़ॉस्फ़ोरस (2, 8, 5) की संयोजकता ज्ञात कीजिए।
  2. 8तत्त्व X के संयोजी कोश में 2 इलेक्ट्रॉन हैं। क्लोरीन के साथ उसके यौगिक का संभावित सूत्र क्या होगा?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1इलेक्ट्रॉन वाला सबसे बाहरी कोश।
  2. 2अष्टक।
  3. 3शून्य।
  4. 42।
  5. 5क्योंकि उसके संयोजी कोश में 4 इलेक्ट्रॉन हैं, इसलिए वह उन्हें आसानी से न खो सकता है न पा सकता है।
  6. 64।
  7. 73।
  8. 8XCl₂।

समस्थानिक, समभारिक और औसत परमाणु द्रव्यमान

रोज़मर्रा के जीवन से

चावल की दो थैलियाँ एक जैसी दिख सकती हैं, पर एक के दाने थोड़े भारी होते हैं। एक तत्त्व के परमाणु भी ऐसे हो सकते हैं : एक ही प्रकार, पर अलग द्रव्यमान।

सरल परिभाषा

समस्थानिक एक ही तत्त्व के वे परमाणु हैं जिनका परमाणु क्रमांक समान और द्रव्यमान संख्या अलग होती है; उनमें न्यूट्रॉनों की संख्या अलग होती है। हाइड्रोजन के प्रोटियम (0 न्यूट्रॉन), ड्यूटीरियम (1) और ट्राइटियम (2) हैं, तथा कार्बन के कार्बन-12, कार्बन-13 और कार्बन-14। समस्थानिकों के रासायनिक गुण समान होते हैं क्योंकि उनके इलेक्ट्रॉन समान होते हैं, पर भौतिक गुण अलग होते हैं। यूरेनियम-235 रिएक्टर का ईंधन है, कोबाल्ट-60 कैंसर का उपचार करता है, आयोडीन-131 थायरॉइड का उपचार करता है और कार्बन-14 जीवाश्मों की आयु बताता है। समभारिक अलग-अलग तत्त्वों के वे परमाणु हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या समान होती है, जैसे आर्गन, पोटैशियम और कैल्शियम, जिनकी द्रव्यमान संख्या 40 है। तत्त्व का औसत परमाणु द्रव्यमान प्रत्येक समस्थानिक की बहुलता का ध्यान रखने वाला भारित औसत होता है।

समस्थानिक : Z समान, A अलगसमभारिक : A समान, Z अलगसमस्थानिकों के रासायनिक गुण समानऔसत द्रव्यमान : बहुलता के अनुसार

आकृति में : समस्थानिकों का Z समान, समभारिकों का A समान; औसत द्रव्यमान बहुलता के अनुसार।

नियम 1 : समस्थानिकों में Z वही, A अलग — समस्थानिकों में प्रोटॉन समान और न्यूट्रॉन अलग होते हैं।

  • आसान : प्रोटियम, ड्यूटीरियम और ट्राइटियम सब में 1 प्रोटॉन।
  • मध्यम : कार्बन-12, कार्बन-13 और कार्बन-14 सब में 6 प्रोटॉन।
  • परीक्षा-प्रकार : कार्बन-14 में 8 न्यूट्रॉन।

नियम 2 : द्रव्यमान को बहुलता से भारित कीजिए — औसत द्रव्यमान = (समस्थानिक का द्रव्यमान × उसका अंश) का योग।

  • आसान : बोरॉन : 10 × 0.20 + 11 × 0.80 = 10.8 u।
  • मध्यम : ताँबा : 63 × 0.70 + 65 × 0.30 = 63.6 u।
  • परीक्षा-प्रकार : 20 u और 22 u द्रव्यमान 9 : 1 अनुपात में हों तो 20.2 u।
याद रखें

समस्थानिकों में Z समान और A अलग, समभारिकों में A समान और Z अलग; औसत द्रव्यमान बहुलता के अनुसार।

सामान्य गलती

यह मानना कि 63.6 u जैसा औसत द्रव्यमान हर परमाणु का होता है। वह बहुत सारे परमाणुओं का औसत है।

शॉर्टकट

याद रखने की युक्ति : समस्थानिक = तालिका में समान स्थान, समभारिक = समान द्रव्यमान संख्या।

अंतर पहचानें

शब्दसमानअलग
समस्थानिकपरमाणु क्रमांकद्रव्यमान संख्या
समभारिकद्रव्यमान संख्यापरमाणु क्रमांक
औसत द्रव्यमानतत्त्वसमस्थानिकों की बहुलता

अभ्यास के प्रश्न

आसान
  1. 1समस्थानिक क्या हैं?
  2. 2समभारिक क्या हैं?
  3. 3प्राचीन जीवाश्मों की आयु निकालने वाले समस्थानिक का नाम बताइए।
मध्यम
  1. 4समस्थानिकों के रासायनिक गुण समान क्यों होते हैं?
  2. 56 प्रोटॉन वाले कार्बन-14 में कितने न्यूट्रॉन हैं?
  3. 6यूरेनियम-235 का एक उपयोग बताइए।
चुनौतीपूर्ण
  1. 7बोरॉन 20% बोरॉन-10 और 80% बोरॉन-11 है। उसका औसत परमाणु द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
  2. 8कैल्शियम (Z = 20) और आर्गन (Z = 18) दोनों का A = 40 है। उन्हें क्या कहते हैं?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
  1. 1एक तत्त्व के वे परमाणु जिनका परमाणु क्रमांक समान पर द्रव्यमान संख्या अलग है।
  2. 2अलग-अलग तत्त्वों के वे परमाणु जिनकी द्रव्यमान संख्या समान है।
  3. 3कार्बन-14।
  4. 4क्योंकि उनमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होता है।
  5. 58।
  6. 6रिएक्टर में ईंधन के रूप में।
  7. 710.8 u।
  8. 8समभारिक।