अणूबद्दलच्या सुरुवातीच्या कल्पना आणि इलेक्ट्रॉनचा शोध
फरशीवरची फरशी, शाळेची भिंत आणि डोंगर हे सर्व पदार्थ आहेत. हजारो वर्षे लोक विचारत आले : पदार्थाचा तुकडा सतत विभागत गेलो तर सर्वात लहान भाग कधी मिळेल का?
आचार्य कणाद म्हणाले की सतत विभागणी शेवटी सर्वात लहान कणांपर्यंत, म्हणजे परमाणूंपर्यंत पोहोचते, आणि ग्रीक विचारवंत ल्युसिपस व डेमोक्रिटस यांनी त्यांना ॲटोमोस म्हणजे अविभाज्य म्हटले. या कल्पना विचारांच्या होत्या, प्रयोगांच्या नव्हत्या. 1808 मध्ये डाल्टन यांनी पहिला वैज्ञानिक अणुसिद्धांत दिला. मग किरणोत्सारितेने दाखवले की अणूत लहान कण असतात. 1897 मध्ये जे. जे. थॉमसन यांनी नलिकेतील कॅथोड किरणांचा अभ्यास केला आणि ते ऋणभारित, अणूंपेक्षा खूप हलके आणि प्रत्येक पदार्थासाठी सारखेच कण असल्याचे पाहिले. त्यांना इलेक्ट्रॉन नाव मिळाले, भार −1. थॉमसन यांनी अणू म्हणजे धनभाराचा गोल आणि त्यात रुतलेले इलेक्ट्रॉन असे मानले, हे प्लम पुडिंग प्रारूप.
आकृतीत : डाल्टन 1808, थॉमसन 1897, रदरफोर्ड 1911 आणि बोहर 1913 यांनी अणूला प्रारूपे दिली.
नियम 1 : पुराव्यानुसार प्रारूप बदलते — अणूचे प्रारूप प्रयोगांचे स्पष्टीकरण देईपर्यंतच टिकते, आणि नवे निकाल नवे प्रारूप आणतात.
- सोपे : डाल्टनचा ठोस अणू 1897 मध्ये सापडलेल्या इलेक्ट्रॉनला समजावू शकला नाही.
- मध्यम : थॉमसनचे प्रारूप इलेक्ट्रॉनच्या शोधातून आले.
- परीक्षेसाठी : पुढच्या निकालांनी थॉमसनचे प्रारूप जाऊन केंद्रक प्रारूप आले.
नियम 2 : कॅथोड किरणांतून इलेक्ट्रॉन समजतो — कॅथोड किरण हे अणूंपेक्षा खूप हलके ऋणभारित कण असतात आणि कोणत्याही कॅथोड व वायूसाठी तेच असतात.
- सोपे : ते कॅथोडकडून ॲनोडकडे जातात.
- मध्यम : ते धन पट्टीकडे वळतात.
- परीक्षेसाठी : वायू किंवा धातू बदलल्याने ते बदलत नाहीत.
कणाद आणि डाल्टनपासून थॉमसनच्या इलेक्ट्रॉनपर्यंत अणूबद्दलच्या कल्पना पुराव्यानुसार बदलत गेल्या.
डाल्टनचा अणू हेच अंतिम सत्य असे समजणे. त्याचा अणू अविभाज्य होता, पण इलेक्ट्रॉनने दाखवले की त्याला भाग आहेत.
आठवणीची युक्ती : डा-थॉ-र-बो : 1808, 1897, 1911, 1913 — डाल्टन, थॉमसन, रदरफोर्ड, बोहर या क्रमाने.
फरक ओळखा
| शास्त्रज्ञ | वर्ष | कल्पना |
|---|---|---|
| कणाद | 2000 वर्षांपेक्षा जुने | परमाणू, सर्वात लहान कण |
| डाल्टन | 1808 | पहिला वैज्ञानिक अणुसिद्धांत |
| थॉमसन | 1897 | इलेक्ट्रॉन; प्लम पुडिंग प्रारूप |
सरावासाठी प्रश्न
- 1इलेक्ट्रॉनचा शोध कोणी लावला?
- 2कणादांनी पदार्थाच्या सर्वात लहान कणांना काय म्हटले?
- 3धनभाराच्या गोलात इलेक्ट्रॉन रुतलेले असतात त्या प्रारूपाचे नाव सांगा.
- 4कॅथोड किरणांनी इलेक्ट्रॉनबद्दल काय दाखवले?
- 5किरणोत्सारितेवरून अणू अविभाज्य नाहीत असे का दिसले?
- 6थॉमसन प्रकारचे प्रारूप उदासीन का असते?
- 7क्रम लावा : डाल्टनचा सिद्धांत, थॉमसनचा इलेक्ट्रॉन, बोहरचे प्रारूप.
- 8चिकणमाती आणि मण्यांच्या अणू प्रारूपात मण्यांचा एकूण भार −6 एकक आहे. प्रारूप उदासीन होण्यासाठी चिकणमातीवर किती भार हवा?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1जे. जे. थॉमसन.
- 2परमाणू.
- 3प्लम पुडिंग प्रारूप.
- 4की इलेक्ट्रॉन ऋणभारित, अणूंपेक्षा खूप हलके आणि प्रत्येक मूलद्रव्यात असलेले कण आहेत.
- 5कारण अणू प्रारण सोडतात, म्हणजे त्यांच्यात लहान कण असले पाहिजेत.
- 6कारण त्याचा एकूण धनभार इलेक्ट्रॉनांच्या एकूण ऋणभाराइतका असतो.
- 7डाल्टनचा सिद्धांत, थॉमसनचा इलेक्ट्रॉन, बोहरचे प्रारूप.
- 8+6 एकक.
सोन्याच्या पत्र्याचा प्रयोग आणि रदरफोर्डचे केंद्रक प्रारूप
केसापेक्षा पातळ सोन्याच्या पत्र्यावर आल्फा कणांचा लहानसा झोत सोडला आहे. बहुतेक कण काहीच नसल्यासारखे पार जातात, पण अगदी थोडे सरळ मागे येतात.
1911 मध्ये गायगर आणि मार्सडेन यांनी रदरफोर्ड यांच्या मार्गदर्शनाखाली पातळ सोन्याच्या पत्र्यावर आल्फा कण सोडले. बहुतेक सरळ पार गेले, काही मोठ्या कोनात वळले आणि अगदी थोडे परत उसळले. याला प्रकीर्णन म्हणतात. रदरफोर्ड यांनी निष्कर्ष काढला की अणूचा बहुतेक भाग रिकामा आहे आणि धनभार व बहुतेक वस्तुमान अतिसूक्ष्म केंद्रकात एकवटलेले आहे, आणि इलेक्ट्रॉन सूर्याभोवती ग्रहांप्रमाणे त्याच्या बाहेर फिरतात. अणू सुमारे 10⁻¹⁰ m आणि केंद्रक सुमारे 10⁻¹⁵ m रुंद असते, म्हणजे केंद्रक सुमारे 100000 पट लहान. हे प्रारूप अणू स्थिर का आहे हे सांगू शकले नाही, कारण फिरणारा इलेक्ट्रॉन ऊर्जा गमावून केंद्रकात पडायला हवा.
आकृतीत : आल्फा कणांच्या प्रकीर्णनातून अतिसूक्ष्म, दाट, धनभारित केंद्रक कळले.
नियम 1 : निरीक्षणातून निष्कर्ष — सोन्याच्या पत्र्याच्या प्रयोगाचा प्रत्येक निकाल अणूच्या एका वैशिष्ट्याकडे बोट दाखवतो.
- सोपे : बहुतेक पार जातात : अणूचा बहुतेक भाग रिकामा आहे.
- मध्यम : काही परत उसळतात : केंद्रक दाट आणि धनभारित आहे.
- परीक्षेसाठी : अगदी थोडे जोरात वळतात : केंद्रक अतिसूक्ष्म आहे.
नियम 2 : आकारांची तुलना — अणू ≈ 10⁻¹⁰ m आणि केंद्रक ≈ 10⁻¹⁵ m, म्हणून केंद्रक सुमारे 100000 पट लहान.
- सोपे : अणू 1 km रुंद असता तर केंद्रक सुमारे 1 cm रुंद असते.
- मध्यम : अणूचे जवळजवळ सर्व आकारमान रिकामी जागा आहे.
- परीक्षेसाठी : पातळ पत्र्यामुळे आल्फा कण फक्त थोड्या अणुस्तरांना भेटतात.
बहुतेक रिकाम्या अणूत अतिसूक्ष्म, दाट, धनभारित केंद्रक असते आणि इलेक्ट्रॉन त्याच्या बाहेर फिरतात.
इलेक्ट्रॉन केंद्रकात असतात असे समजणे. ते बाहेर फिरतात आणि केंद्रकात प्रोटॉन व न्यूट्रॉन असतात.
आठवणीची युक्ती : बहुतेक पार, थोडे मागे — 'पार' म्हणजे रिकामी जागा आणि 'मागे' म्हणजे दाट केंद्रक.
फरक ओळखा
| निरीक्षण | अर्थ | निष्कर्ष |
|---|---|---|
| बहुतेक सरळ पार | मार्गात काही नाही | अणू बहुतेक रिकामा |
| थोडे परत उसळतात | जोराचा प्रतिकार | दाट धन केंद्रक |
| अगदी थोडे वळतात | लहान लक्ष्य | अतिसूक्ष्म केंद्रक |
सरावासाठी प्रश्न
- 1सोन्याच्या पत्र्यावर कोणते कण सोडले गेले?
- 2रदरफोर्ड यांनी मांडलेल्या प्रारूपाला कोणते नाव आहे?
- 3अणूचा कोणता भाग सर्व धनभार आणि बहुतेक वस्तुमान धरतो?
- 4बहुतेक आल्फा कण पत्र्यातून का पार गेले?
- 5काही आल्फा कण परत का उसळले?
- 6रदरफोर्डच्या प्रारूपाची एक मर्यादा सांगा.
- 7अणू 10⁻¹⁰ m आणि त्याचे केंद्रक 10⁻¹⁵ m रुंद आहे. केंद्रक किती पट लहान आहे?
- 8अणू 2 km रुंद असता तर केंद्रक सुमारे किती रुंद असते?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1आल्फा कण.
- 2ग्रहीय (केंद्रक) प्रारूप.
- 3केंद्रक.
- 4कारण अणूचा बहुतेक भाग रिकामा आहे.
- 5कारण त्यांना दाट, धनभारित केंद्रक भेटले.
- 6अणू स्थिर का आहे हे ते सांगू शकले नाही; फिरणारा इलेक्ट्रॉन ऊर्जा गमावून आत पडायला हवा.
- 7100000 पट.
- 82 cm.
बोहरचे अणू प्रारूप
ग्रह अब्जावधी वर्षे सूर्याभोवती फिरू शकतो, पण केंद्रकाभोवती फिरणारा इलेक्ट्रॉन ऊर्जा गमावून त्यात आदळायला हवा. बोहर यांनी या कोड्यातून मार्ग काढला.
1913 मध्ये नील्स बोहर यांनी मांडले की इलेक्ट्रॉन फक्त निश्चित वर्तुळाकार मार्गांमध्ये फिरतात, त्यांना कक्षा किंवा ऊर्जा पातळ्या म्हणतात, आणि त्यांची नावे K, L, M, N किंवा n = 1, 2, 3, 4. अशा स्थिर अवस्थेत इलेक्ट्रॉन ऊर्जा गमावत नाही. K कक्षा केंद्रकाला सर्वात जवळ असते आणि तिची ऊर्जा सर्वात कमी असते; बाहेर जाताना ऊर्जा वाढते. इलेक्ट्रॉन एका कक्षेतून दुसरीकडे फक्त दोन पातळ्यांमधील फरकाइतकी निश्चित ऊर्जा शोषून किंवा सोडून जातो. बोहरच्या प्रारूपातही रदरफोर्डप्रमाणे केंद्रक आणि वर्तुळात फिरणारे इलेक्ट्रॉन आहेत, पण ते अणूची स्थिरता स्पष्ट करते. पुढे ते क्वांटम यामिकी प्रारूपाने सुधारले गेले.
आकृतीत : बोहर : इलेक्ट्रॉन निश्चित कक्षांत राहतात; कक्षा बदलण्यास निश्चित ऊर्जा लागते.
बोहरचे अणू प्रारूप
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडानियम 1 : कक्षेत राहा, ऊर्जा टिकवा — इलेक्ट्रॉन अनुमत कक्षेत राहतो तोपर्यंत त्याची ऊर्जा स्थिर असते.
- सोपे : K कक्षेतील इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा सर्वात कमी असते.
- मध्यम : L, M आणि N मधून ऊर्जा वाढत जाते.
- परीक्षेसाठी : अनुमत कक्षेत इलेक्ट्रॉन ऊर्जा उत्सर्जित करत नाही.
नियम 2 : उडीसाठी निश्चित ऊर्जा — शोषलेली किंवा सोडलेली ऊर्जा दोन पातळ्यांमधील फरकाइतकी असते.
- सोपे : K ते M : ऊर्जा शोषली जाते.
- मध्यम : L ते K : ऊर्जा सोडली जाते.
- परीक्षेसाठी : M ते K उडीत M ते L पेक्षा जास्त ऊर्जा सुटते.
इलेक्ट्रॉन निश्चित कक्षांत ऊर्जा न गमावता राहतात, आणि कक्षा बदलण्यास निश्चित ऊर्जा लागते.
इलेक्ट्रॉन दोन कक्षांच्या मधे राहू शकतात असे समजणे. फक्त अनुमत कक्षाच शक्य आहेत.
आठवणीची युक्ती : K-L-M-N = 1-2-3-4 — केंद्रकाच्या जितके जवळ तितकी ऊर्जा कमी.
फरक ओळखा
| कक्षा | n | ऊर्जा |
|---|---|---|
| K | 1 | सर्वात कमी |
| L | 2 | K पेक्षा जास्त |
| M | 3 | L पेक्षा जास्त |
सरावासाठी प्रश्न
- 11913 मध्ये अणूचे कक्षा प्रारूप कोणी मांडले?
- 2केंद्रकाला सर्वात जवळची कक्षा कोणती?
- 3M कक्षेसाठी n चे मूल्य किती?
- 4बोहरच्या प्रारूपात इलेक्ट्रॉन केंद्रकात का पडत नाहीत?
- 5इलेक्ट्रॉन L कक्षेतून K कक्षेत उडी मारतो तेव्हा काय होते?
- 6बोहरचे प्रारूप रदरफोर्डच्या प्रारूपाशी कसे जुळते ते एका बाबतीत सांगा.
- 7इलेक्ट्रॉन K कक्षेतून M कक्षेत जातो. ऊर्जा शोषली जाते की सोडली जाते?
- 8कोणत्या उडीत जास्त ऊर्जा सुटते : M ते K की M ते L?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1नील्स बोहर.
- 2K कक्षा.
- 33.
- 4कारण अनुमत कक्षांत ते ऊर्जा गमावत नाहीत.
- 5ऊर्जा सोडली जाते.
- 6दोन्हींत धन केंद्रक आणि वर्तुळाकार मार्गांनी फिरणारे इलेक्ट्रॉन आहेत.
- 7शोषली जाते.
- 8M ते K उडीत.
अणुअंतर्गत कण आणि केंद्रक
पेन्सिलपासून ग्रहापर्यंत प्रत्येक वस्तू फक्त तीन प्रकारच्या सूक्ष्म कणांनी बनलेली आहे, आणि प्रत्येकाची स्वतःची जागा आणि भार आहे.
अणूत इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन असतात. त्यांचे सापेक्ष भार −1, +1 आणि 0 आहेत. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन केंद्रकात ठासलेले असतात आणि इलेक्ट्रॉन त्याच्या बाहेर फिरतात. उदासीन अणूत प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन समान असतात, म्हणून एकूण भार शून्य असतो. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनचे वस्तुमान जवळजवळ सारखे असते, तर इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान दुर्लक्षित करता येते. 1932 मध्ये चॅडविक यांनी न्यूट्रॉन शोधला आणि दोन प्रोटॉन असलेला हेलियम अणू हायड्रोजनपेक्षा सुमारे चौपट जड का आहे हे उलगडले. न्यूट्रॉन केंद्रकात प्रोटॉनना बांधून ठेवायलाही मदत करतात, आणि जड अणूंत साधारणपणे प्रोटॉनपेक्षा न्यूट्रॉन जास्त असतात.
आकृतीत : इलेक्ट्रॉन −1, प्रोटॉन +1, न्यूट्रॉन 0; वस्तुमान केंद्रकात.
नियम 1 : उदासीन अणू, प्रोटॉन = इलेक्ट्रॉन — उदासीन अणूत धन आणि ऋण भारांची संख्या समान असते.
- सोपे : 15 प्रोटॉन असलेल्या उदासीन अणूत 15 इलेक्ट्रॉन असतात.
- मध्यम : हेलियममध्ये 2 प्रोटॉन आणि 2 इलेक्ट्रॉन, म्हणून एकूण भार शून्य.
- परीक्षेसाठी : 9 प्रोटॉन असलेल्या केंद्रकाचा भार +9.
नियम 2 : वस्तुमान केंद्रकात — प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनचे वस्तुमान जवळजवळ सारखे असते आणि इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान दुर्लक्षित करता येते.
- सोपे : हेलियममध्ये 2 प्रोटॉन आणि 2 न्यूट्रॉन, म्हणून तो हायड्रोजनपेक्षा सुमारे चौपट जड.
- मध्यम : लिथियम केंद्रकातील 3 प्रोटॉन आणि 4 न्यूट्रॉन यांचे बहुतेक वस्तुमान असते.
- परीक्षेसाठी : इलेक्ट्रॉनांचे वस्तुमान दुर्लक्षित करता येते.
इलेक्ट्रॉन −1, प्रोटॉन +1, न्यूट्रॉन 0; केंद्रकातील प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन वस्तुमान देतात.
न्यूट्रॉनवर भार असतो किंवा प्रत्येक केंद्रकात न्यूट्रॉन असतोच असे समजणे. न्यूट्रॉनवर भार नसतो, आणि सामान्य हायड्रोजनमध्ये तो नसतो.
आठवणीची युक्ती : e −1, p +1, n 0 — P म्हणजे Positive (धन) आणि N म्हणजे Neutral (उदासीन).
फरक ओळखा
| कण | भार | कुठे आढळतो |
|---|---|---|
| इलेक्ट्रॉन | −1 | केंद्रकाच्या बाहेर |
| प्रोटॉन | +1 | केंद्रकात |
| न्यूट्रॉन | 0 | केंद्रकात |
सरावासाठी प्रश्न
- 1ऋणभारित कणाचे नाव सांगा.
- 2न्यूट्रॉनचा भार किती?
- 3न्यूट्रॉनचा शोध कोणी लावला?
- 4अणू उदासीन का असतो?
- 5हेलियम अणूचे वस्तुमान हायड्रोजनच्या सुमारे चौपट का असते?
- 6अणूचे बहुतेक वस्तुमान आणि सर्व धनभार कुठे असतो?
- 7एका केंद्रकात 9 प्रोटॉन आणि 10 न्यूट्रॉन आहेत. त्याचा भार किती?
- 8एका उदासीन अणूत 15 प्रोटॉन आहेत. त्यात किती इलेक्ट्रॉन आहेत?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1इलेक्ट्रॉन.
- 2शून्य.
- 3जेम्स चॅडविक.
- 4कारण प्रोटॉनांची संख्या इलेक्ट्रॉनांच्या संख्येइतकी असते.
- 5कारण हेलियममध्ये दोन प्रोटॉनबरोबर दोन न्यूट्रॉनही असतात.
- 6केंद्रकात.
- 7+9.
- 815.
संकेतचिन्हे, अणुक्रमांक आणि वस्तुमानांक
अनेक देशांच्या रसायनशास्त्रज्ञांना प्रत्येक मूलद्रव्य लिहिण्याची एक छोटी पद्धत हवी होती, आणि अणू काय आहे हे सांगणारी एक संख्या हवी होती.
1803 मध्ये डाल्टन यांनी चित्रे संकेतचिन्हे म्हणून वापरली, आणि 1813 मध्ये बर्झेलिअस यांनी लॅटिन नावांमधील अक्षरे सुचवली. आज IUPAC संकेतचिन्हे मंजूर करते. पहिले अक्षर मोठे आणि दुसरे, असल्यास, छोटे असते, जसे Al आणि Co. काही संकेतचिन्हे इतर भाषांतून आली आहेत, जसे ferrum वरून Fe, natrium वरून Na, kalium वरून K, तसेच Cu, Ag, Au, Pb, Hg आणि जर्मन वुल्फ्राम वरून W. अणुक्रमांक Z म्हणजे प्रोटॉनची संख्या, आणि तो मूलद्रव्याची ओळख ठरवतो. वस्तुमानांक A म्हणजे प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन यांची बेरीज; त्यांना न्यूक्लिऑन म्हणतात. न्यूट्रॉनची संख्या A − Z. प्रमाण संकेतात A चिन्हाच्या वर डावीकडे आणि Z खाली डावीकडे लिहितात.
आकृतीत : संकेतचिन्ह, प्रोटॉनसाठी Z आणि न्यूक्लिऑनसाठी A अणूची ओळख देतात.
नियम 1 : आधी मोठे, मग छोटे — संकेतचिन्हाचे पहिले अक्षर मोठे आणि दुसरे छोटे असते.
- सोपे : ॲल्युमिनियम Al, AL नाही.
- मध्यम : कोबाल्ट Co, CO नाही.
- परीक्षेसाठी : क्लोरीन Cl आणि जस्त Zn.
नियम 2 : A = Z + न्यूट्रॉन — वस्तुमानांक म्हणजे अणुक्रमांक अधिक न्यूट्रॉनची संख्या.
- सोपे : Z = 15 आणि A = 31 असल्यास 16 न्यूट्रॉन.
- मध्यम : Z = 29 आणि A = 64 असल्यास 35 न्यूट्रॉन.
- परीक्षेसाठी : Z = 19 आणि 20 न्यूट्रॉन असल्यास A = 39.
Z प्रोटॉन मोजतो, A प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन मोजतो, आणि संकेतचिन्ह मोठे व छोटे अक्षर वापरून लिहितात.
अणुक्रमांकात न्यूट्रॉनही मोजले जातात असे समजणे. तो फक्त प्रोटॉन मोजतो.
आठवणीची युक्ती : A = Z + n — A सर्व न्यूक्लिऑन मोजतो, पण Z फक्त प्रोटॉन.
फरक ओळखा
| मूलद्रव्य | संकेतचिन्ह | चिन्हाचा स्रोत |
|---|---|---|
| लोह | Fe | लॅटिन ferrum |
| सोडियम | Na | लॅटिन natrium |
| टंगस्टन | W | जर्मन wolfram |
सरावासाठी प्रश्न
- 1अणूचा अणुक्रमांक काय दर्शवतो?
- 2वस्तुमानांक काय दर्शवतो?
- 3सोडियम आणि पोटॅशियमची संकेतचिन्हे लिहा.
- 4एका अणूत 15 प्रोटॉन आणि 31 न्यूक्लिऑन आहेत. त्यात किती न्यूट्रॉन आहेत?
- 5Fe आणि Na ही संकेतचिन्हे इंग्रजी नावांवरून का बनलेली नाहीत?
- 6कोबाल्टचे संकेतचिन्ह CO असे लिहिणे चुकीचे का?
- 7एका अणूचा अणुक्रमांक 29 आणि वस्तुमानांक 64 आहे. त्यातील न्यूट्रॉनची संख्या काढा.
- 8एका अणूचा अणुक्रमांक 19 आणि न्यूट्रॉन 20 आहेत. त्याचा वस्तुमानांक काढा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1केंद्रकातील प्रोटॉनची संख्या.
- 2प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनची एकूण संख्या.
- 3Na आणि K.
- 416.
- 5ती लॅटिन नावांवरून, ferrum आणि natrium वरून, आली आहेत.
- 6दुसरे अक्षर छोटे असायला हवे, म्हणून कोबाल्ट Co आहे.
- 735.
- 839.
कक्षांमधील इलेक्ट्रॉनांचे वितरण
स्टेडियममधील आसने पुढच्या रांगांपासून मागे भरतात आणि प्रत्येक रांगेची क्षमता ठरलेली असते. अणूच्या कक्षाही इलेक्ट्रॉनांनी अशाच भरतात.
कक्षांमधील इलेक्ट्रॉनांच्या वितरणाला इलेक्ट्रॉनिक संरचना म्हणतात. बोहर-बरी नियमांनुसार n व्या कक्षेत जास्तीत जास्त 2n² इलेक्ट्रॉन असतात; म्हणजे K मध्ये 2, L मध्ये 8, M मध्ये 18 आणि N मध्ये 32. सर्वात बाहेरच्या कक्षेत जास्तीत जास्त 8 इलेक्ट्रॉन असू शकतात. इलेक्ट्रॉन केंद्रकाला सर्वात जवळच्या कक्षेपासून टप्प्याटप्प्याने, म्हणजे K, मग L, मग M, असे भरतात, आणि आतल्या कक्षा पूर्ण भरल्यावरच पुढची भरते. उदाहरणार्थ, कार्बन (6 इलेक्ट्रॉन) 2, 4; सोडियम (11) 2, 8, 1 आणि आर्गन (18) 2, 8, 8.
आकृतीत : कक्षांत 2n² इलेक्ट्रॉन मावतात आणि त्या आतून बाहेर भरतात.
नियम 1 : 2n² नियम — n व्या कक्षेत जास्तीत जास्त 2n² इलेक्ट्रॉन असतात.
- सोपे : K मध्ये जास्तीत जास्त 2.
- मध्यम : L मध्ये जास्तीत जास्त 8.
- परीक्षेसाठी : M मध्ये जास्तीत जास्त 18 आणि N मध्ये 32.
नियम 2 : क्रमाने भरा — आतल्या कक्षा पूर्ण भरल्यावरच पुढची कक्षा भरते.
- सोपे : कार्बन (6 इलेक्ट्रॉन) : 2, 4.
- मध्यम : सोडियम (11 इलेक्ट्रॉन) : 2, 8, 1.
- परीक्षेसाठी : आर्गन (18 इलेक्ट्रॉन) : 2, 8, 8.
कक्षांत 2n² इलेक्ट्रॉन मावतात, त्या आतून बाहेर भरतात, आणि बाह्य कक्षेत जास्तीत जास्त 8.
L कक्षेत 9 इलेक्ट्रॉन ठेवणे. L कक्षेत फक्त 8 मावतात आणि नववा M कक्षेत जातो.
आठवणीची युक्ती : 2, 8, 18, 32 — n च्या वर्गाच्या दुप्पट : 2 × 1², 2 × 2², 2 × 3², 2 × 4².
फरक ओळखा
| मूलद्रव्य | इलेक्ट्रॉन | संरचना |
|---|---|---|
| ऑक्सिजन | 8 | 2, 6 |
| क्लोरीन | 17 | 2, 8, 7 |
| मॅग्नेशियम | 12 | 2, 8, 2 |
सरावासाठी प्रश्न
- 1L कक्षेत जास्तीत जास्त किती इलेक्ट्रॉन असतात?
- 2n व्या कक्षेतील जास्तीत जास्त इलेक्ट्रॉनांचे सूत्र सांगा.
- 3निऑनची इलेक्ट्रॉनिक संरचना काय?
- 4सोडियमची इलेक्ट्रॉनिक संरचना लिहा.
- 52, 7, 2 ही मांडणी शक्य का नाही?
- 6पहिल्या तीन कक्षांत मिळून जास्तीत जास्त किती इलेक्ट्रॉन मावतात?
- 7एका अणूची संरचना 2, 8, 6 आहे. त्याचा अणुक्रमांक काढा.
- 8एका उदासीन अणूच्या तीन कक्षा असून बाह्य कक्षेत 4 इलेक्ट्रॉन आहेत. त्याचा अणुक्रमांक काढा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 18.
- 22n².
- 32, 8.
- 42, 8, 1.
- 5कारण M कक्षेत इलेक्ट्रॉन जाण्यापूर्वी L कक्षा पूर्ण (8) भरावी लागते.
- 628.
- 716.
- 814.
कक्षांमधील इलेक्ट्रॉनांचे वितरण
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडासंयुजा
काही अणू एकटेच समाधानी असतात, जसे चमकणाऱ्या पाटीतील निऑन, तर सोडियमसारखे अणू उत्साहाने अभिक्रिया करतात. फरक सर्वात बाहेरच्या कक्षेत असतो.
इलेक्ट्रॉन असलेली सर्वात बाहेरची कक्षा म्हणजे संयुजा कक्षा आणि तिच्यातील इलेक्ट्रॉन म्हणजे संयुजा इलेक्ट्रॉन. 8 इलेक्ट्रॉनांची पूर्ण कक्षा, म्हणजे अष्टक, किंवा हेलियममध्ये 2 इलेक्ट्रॉन, अणूला स्थिर आणि बहुतेक अक्रिय बनवते. इतर अणू अष्टक पूर्ण करण्यासाठी इलेक्ट्रॉन गमावतात, मिळवतात किंवा वाटून घेतात. गमावलेल्या, मिळवलेल्या किंवा वाटून घेतलेल्या इलेक्ट्रॉनांची संख्या म्हणजे संयुजा, किंवा संयोग क्षमता, जी हायड्रोजन किंवा क्लोरीन अणूंमध्ये मोजतात. चारपेक्षा कमी संयुजा इलेक्ट्रॉन असलेला अणू ते गमावतो आणि चारपेक्षा जास्त असलेला मिळवतो. सोडियमची (2, 8, 1) संयुजा 1, ऑक्सिजनची (2, 6) संयुजा 2, आणि कार्बन (2, 4) चार इलेक्ट्रॉन वाटून घेतो, म्हणून त्याची संयुजा 4.
आकृतीत : अष्टक पूर्ण करण्यासाठी गमावलेले, मिळवलेले किंवा वाटलेले इलेक्ट्रॉन म्हणजे संयुजा.
नियम 1 : संयुजा इलेक्ट्रॉन मोजा — इलेक्ट्रॉनिक संरचनेतील सर्वात बाहेरची कक्षा पाहा.
- सोपे : सोडियम (2, 8, 1) मध्ये 1 संयुजा इलेक्ट्रॉन आणि संयुजा 1.
- मध्यम : ऑक्सिजन (2, 6) मध्ये 6 संयुजा इलेक्ट्रॉन आणि संयुजा 2.
- परीक्षेसाठी : कार्बन (2, 4) मध्ये 4 संयुजा इलेक्ट्रॉन आणि संयुजा 4.
नियम 2 : अष्टकावरून संयुजा — 1 ते 3 संयुजा इलेक्ट्रॉन असल्यास संयुजा तितकीच, आणि 5 ते 7 असल्यास संयुजा 8 वजा तो आकडा.
- सोपे : ॲल्युमिनियम (2, 8, 3) : संयुजा 3.
- मध्यम : फॉस्फरस (2, 8, 5) : 8 − 5 = 3.
- परीक्षेसाठी : क्लोरीन (2, 8, 7) : 8 − 7 = 1.
अष्टक पूर्ण करण्यासाठी गमावलेले, मिळवलेले किंवा वाटलेले इलेक्ट्रॉन म्हणजे संयुजा.
संयुजा नेहमी संयुजा इलेक्ट्रॉनांइतकीच असते असे समजणे. चारपेक्षा जास्त असल्यास ती 8 वजा तो आकडा असते.
आठवणीची युक्ती : 4 पेक्षा कमी गमावतात, 4 पेक्षा जास्त मिळवतात, बरोबर 4 वाटतात.
फरक ओळखा
| अणू | संरचना | संयुजा |
|---|---|---|
| सोडियम | 2, 8, 1 | 1 |
| ऑक्सिजन | 2, 6 | 2 |
| निऑन | 2, 8 | 0 |
सरावासाठी प्रश्न
- 1संयुजा कक्षा म्हणजे काय?
- 28 इलेक्ट्रॉनांच्या पूर्ण बाह्य कक्षेला काय म्हणतात?
- 3निऑनची संयुजा किती?
- 4मॅग्नेशियमची (2, 8, 2) संयुजा काढा.
- 5कार्बन इलेक्ट्रॉन गमावण्या-मिळवण्याऐवजी वाटून का घेतो?
- 6CH₄ मध्ये कार्बनची संयोग क्षमता किती?
- 7फॉस्फरसची (2, 8, 5) संयुजा काढा.
- 8X मूलद्रव्याच्या संयुजा कक्षेत 2 इलेक्ट्रॉन आहेत. क्लोरीनसोबतच्या त्याच्या संयुगाचे बहुधा सूत्र काय?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1इलेक्ट्रॉन असलेली सर्वात बाहेरची कक्षा.
- 2अष्टक.
- 3शून्य.
- 42.
- 5कारण त्याच्या संयुजा कक्षेत 4 इलेक्ट्रॉन आहेत, म्हणून तो ते सहज गमावू किंवा मिळवू शकत नाही.
- 64.
- 73.
- 8XCl₂.
समस्थानिक, समभारिक आणि सरासरी अणुवस्तुमान
तांदळाच्या दोन पिशव्या सारख्या दिसू शकतात, पण एकीतले दाणे थोडे जड असतात. एका मूलद्रव्याचे अणूही असेच असू शकतात : एकच प्रकार, पण वेगळे वस्तुमान.
समस्थानिक म्हणजे एकाच मूलद्रव्याचे, सारखा अणुक्रमांक पण वेगळा वस्तुमानांक असलेले अणू; त्यांच्यात न्यूट्रॉनची संख्या वेगळी असते. हायड्रोजनची प्रोटियम (0 न्यूट्रॉन), ड्युटेरियम (1) आणि ट्रिटियम (2) अशी, तर कार्बनची कार्बन-12, कार्बन-13 आणि कार्बन-14 अशी समस्थानिके आहेत. समस्थानिकांचे रासायनिक गुणधर्म सारखे असतात कारण त्यांचे इलेक्ट्रॉन सारखे असतात, पण भौतिक गुणधर्म वेगळे असतात. युरेनियम-235 अणुभट्टीचे इंधन आहे, कोबाल्ट-60 कर्करोगावर उपचार करते, आयोडीन-131 थायरॉइडवर उपचार करते आणि कार्बन-14 जीवाश्मांचे वय ठरवते. समभारिक म्हणजे वेगवेगळ्या मूलद्रव्यांचे, सारखा वस्तुमानांक असलेले अणू, जसे आर्गन, पोटॅशियम आणि कॅल्शियम, ज्यांचा वस्तुमानांक 40 आहे. मूलद्रव्याचे सरासरी अणुवस्तुमान हे प्रत्येक समस्थानिकाची विपुलता लक्षात घेणारी भारित सरासरी असते.
आकृतीत : समस्थानिकांचा Z सारखा, समभारिकांचा A सारखा; सरासरी वस्तुमान विपुलतेनुसार.
नियम 1 : समस्थानिकांत Z तोच, A वेगळा — समस्थानिकांत प्रोटॉन सारखे आणि न्यूट्रॉन वेगळे असतात.
- सोपे : प्रोटियम, ड्युटेरियम आणि ट्रिटियम या सर्वांत 1 प्रोटॉन.
- मध्यम : कार्बन-12, कार्बन-13 आणि कार्बन-14 या सर्वांत 6 प्रोटॉन.
- परीक्षेसाठी : कार्बन-14 मध्ये 8 न्यूट्रॉन.
नियम 2 : वस्तुमानाला विपुलतेने भारित करा — सरासरी वस्तुमान = (समस्थानिकाचे वस्तुमान × त्याचा अंश) यांची बेरीज.
- सोपे : बोरॉन : 10 × 0.20 + 11 × 0.80 = 10.8 u.
- मध्यम : तांबे : 63 × 0.70 + 65 × 0.30 = 63.6 u.
- परीक्षेसाठी : 20 u आणि 22 u वस्तुमान 9 : 1 गुणोत्तरात असल्यास 20.2 u.
समस्थानिकांत Z सारखा आणि A वेगळा, समभारिकांत A सारखा आणि Z वेगळा; सरासरी वस्तुमान विपुलतेनुसार.
63.6 u सारखे सरासरी वस्तुमान प्रत्येक अणूचे असते असे समजणे. ती मोठ्या संख्येतील अणूंची सरासरी आहे.
आठवणीची युक्ती : समस्थानिक = तक्त्यात सारखे स्थान, समभारिक = सारखा वस्तुमानांक.
फरक ओळखा
| संज्ञा | सारखे | वेगळे |
|---|---|---|
| समस्थानिक | अणुक्रमांक | वस्तुमानांक |
| समभारिक | वस्तुमानांक | अणुक्रमांक |
| सरासरी वस्तुमान | मूलद्रव्य | समस्थानिकांची विपुलता |
सरावासाठी प्रश्न
- 1समस्थानिक म्हणजे काय?
- 2समभारिक म्हणजे काय?
- 3प्राचीन जीवाश्मांचे वय ठरवणाऱ्या समस्थानिकाचे नाव सांगा.
- 4समस्थानिकांचे रासायनिक गुणधर्म सारखे का असतात?
- 56 प्रोटॉन असलेल्या कार्बन-14 मध्ये किती न्यूट्रॉन आहेत?
- 6युरेनियम-235 चा एक उपयोग सांगा.
- 7बोरॉन 20% बोरॉन-10 आणि 80% बोरॉन-11 आहे. त्याचे सरासरी अणुवस्तुमान काढा.
- 8कॅल्शियम (Z = 20) आणि आर्गन (Z = 18) दोघांचा A = 40 आहे. त्यांना काय म्हणतात?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1एकाच मूलद्रव्याचे, सारखा अणुक्रमांक पण वेगळा वस्तुमानांक असलेले अणू.
- 2वेगवेगळ्या मूलद्रव्यांचे, सारखा वस्तुमानांक असलेले अणू.
- 3कार्बन-14.
- 4कारण त्यांच्यात इलेक्ट्रॉनांची संख्या आणि इलेक्ट्रॉनिक संरचना सारखी असते.
- 58.
- 6अणुभट्टीत इंधन म्हणून.
- 710.8 u.
- 8समभारिक.