General Competition | Science | Chemistry (रसायन विज्ञान) | परमाणु की मौलिक अवधारणाएँ
Low of Chemical Combination-
तत्वों के संयोग से यौगिक बनने की प्रक्रिया कुछ निश्चित नियम के अनुसार होता है जिसे रसायनिक संयोग का नियम कहते हैं। यह नियम दो है-
- Law of Conservation of matter - रसायनिक अभिक्रिया के दौरान पदार्थों का कुल द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है। अगर x और У से तत्व प्रतिक्रिया कर M और N बनाते हैं तो x और y का कुल द्रव्यमान M और N के द्रव्यमान के बराबर होंगे।
x + y → M + N
इस नियम का प्रतिपादक- लम्बवाजे के 1774 में किया था ।
- निश्चित अनुपात का नियम- किसी रसायनिक यौगिक के सभी शुद्ध नमूने में तत्व भार के विचार से हमेशा एक निश्चित अनुपात में परस्पर संयुक्त रहते हैं ।
उदा०— जल को किसी स्त्रोत से प्राप्त किया जाए उसमें हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के भार का अनुपात 1 : 8 रहता है। इस नियम का प्रतिपादन 1789 में प्राउस्ट द्वारा किया गया है ।
Dalton's atomic theory-
परमाणु के संबंध में सबसे पहला विचार इंगलैण्ड के स्कूल शिक्षक जॉन डॉल्टन ने प्रस्तुत किया। डाल्टन ने अपने परमाणु सिद्धांत में निम्न बातें कही-
- सभी पदार्थ सूक्ष्म कणों से बने होते हैं। जिन्हें परमाणु कहते हैं। परमाणु अभिभाज्य होता है।
- परमाणु का न तो निर्माण किया जा सकता है और न ही विनाश।
- एक ही तत्व के सभी परमाणु हरेक दृष्टिकोण से समान होते हैं ।
- विभिन्न तत्व के परमाणु एक-दूसरे से बिल्कुल भिन्न होते हैं।
- रसायनिक संयोग में दो या अधिक तत्वों के परमाणु परस्पर संयोग करके यौगिक बनाते हैं।
Dalton के परमाणु सिद्धान्त के दोष
- डाल्टन के अनुसार परमाणु अभिभाज्य होता है परन्तु परमाणु को छोटे-छोटे कणों में तोड़ा जा सकता है।
- परमाणु सिद्धान्त के अनुसार एक तत्व के सभी परमाणु समान द्रव्यमान के होते हैं परन्तु तत्व के परमाणु विभिन्न द्रव्यमान वाले होते हैं जिन्हें समस्थानिक कहा जाता है ।
परमाणु (Atom)
- किसी तत्व का सूक्ष्मतम कण जो रसायनिक अभिक्रिया में भाग ले सकता है, परमाणु कहलाता है।
- तत्व के सभी परमाणु एक समान होते हैं।
- परमाणु सूक्ष्म तथा गोलीय कण है। जिसका व्यास 10-15 m होता है।
- स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (ETM) के द्वारा परमाणु के आकार का अध्ययन किया जाता है ।
अणु (Molecule)
- पदार्थ का सूक्ष्मतम कण को मुक्त अवस्था में रह सकता है अणु कहलाता है।
- अणु परमाणु से मिलकर बना होता है और परमाणु मजबूत आकर्षण बल के द्वारा परस्पर जुड़े रहते हैं ।
- एक पदार्थ के अणु हरेक दृष्टिकोण से समान होते हैं तथा निम्न पदार्थ के अणु एक-दूसरे से भिन्न होते हैं ।
परमाणुकता (Atomicity)
किसी पदार्थ के एक अणु में उपस्थित परमाणु की संख्या परमाणुकता कहलाती है । परमाणुकता के आधार पर अणु निम्न प्रकार के होते हैं-
- एक परमाणुक (Monoatomic) - इस प्रकार के अणु केवल एक परमाणु से मिलकर बना होता है।
- Ex - सभी अक्रिय गैस एक परमाणुक होते हैं ।
- द्विपरमाणुक (Diatomic) - दो परमाणु से मिलकर बने अणु को द्विपरमाणुक कहते हैं।
- Ex— हाइड्रोजन (Hz), ऑक्सीजन (O2), नाइट्रोजन (N2), सोडियम क्लोराइड (Nacl )
- Note:- लगभग सभी गैसीय पद्धति अणु दो परमाणुक होते हैं।
- त्रिपरमाणुक (Triatomic)- तीन परमाणु से मिलकर बने अणु त्रिपरमाणुक कहलाते हैं।
- उदा०– O3 (ओजोन), H2O (जल), CO2, H2S (हाइड्रोजन सल्फाइड)
- चतुष्परमाणुक ( Tetratomic)- चार परमाणु से मिलकर बने अणु को Tetratomic कहते हैं।
- उदा०— NH3 (अमोनिया ). SO3, Pu ( फॉस्पोरस)
- 5. बहुपरमाणुक (Polyatomic)- चार से अधिक परमाणु से मिलकर बने अणु को बहुपरमाणुक कहते हैं।
- उदा०— S8 (गंधक). CH4 (मेथेन) HNO3 (नाइट्रीक अम्ल)
परमाणु द्रव्यमान (Atomic Mass)
परमाणु द्रव्यमान की वर्त्तमान पद्धति कार्बन - 12 मानक पर आधारित है जिसे 1961 ई० में स्वीकृति मिली। इसके अनुसार C-12 के 1 परमाणु का द्रव्यमान 12 a.m.u मान लिया ।
आण्वीक द्रव्यमान (Molecular weight) -
किसी अणु का आण्वीक द्रव्यमान उसमें उपस्थित विभिन्न तत्वों के परमाणु द्रव्यमान का योग होता है।
उदा०— CH4 का आण्वीक द्रव्यमान
= C का परमाणु द्रव्यमान + 4 × (H- का परमाणु द्रव्यमान)
= 12 + 4 × 1
= 16 amu
1. इलेक्ट्रॉन (Electron)
A. इलेक्ट्रॉन का आविष्कार जे. जे. टॉमसनने किया था।
B. इलेक्ट्रॉन पर ऋण आवेश रहता है इलेक्ट्रॉन के आवेश का निर्धारण आर. ए. मिलीकन ने तेल- बिंदु प्रयोग द्वारा किया था । 1 electron पर आवेश –1.60 x 10-19C होता है। चूँकि यह आवेश बहुत ही न्यूनतम है। अतः इस आवेश को इकाई ऋण आवेश (1) कहा जाता है ।
C. इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9011 × 10-28g या 9.11 × 10-31 kg होता है। इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान H-atom के द्रव्यमान 1838वाँ भाग होता है।
2. प्रोटॉन (Proteon)
A. प्रोटॉन परमाणु में उपस्थित धन आवेशित युक्त कण है जिसका सबसे पहला प्रमाण गोल्डस्टीन ने दिया था बाद इसी धन आवेशित ऋण का पता रदरफोर्ड ने लगाया ।
B. प्रोटॉन पर इलेक्ट्रॉन के बराबर आवेश, किंतु विपरित चिन्ह वाला होता है। प्रोटॉन के आवेश का परिमाण +1.60 × 10-19 C होता है । इस आवेश को इकाई धन अवेश (+1) कहते हैं।
C. प्रोटॉन का द्रव्यमान H - atom के द्रव्यमान के बराबर यानि 1.67 × 10-24g है।
3. न्यूट्रॉन (Neutron)
A. 1932 ई० जेम्य चैडविक ने बैरीलियम धातु पर a कण से आघात कराकर न्यूट्रॉन का पता लगाया ।
B. न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं रहता है यानि यह उदासीन कण है।
C. न्यूट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन के द्रव्यमान के लगभग बराबर होते हैं ।
- प्रारम्भ परमाणु तीन मूलभूत कण या लेकिन अब कई अन्य कणों की खोज की जा चुकी है। इन कणों का निर्माण अत्यधिक ऊर्जा वाले नाभिक की आपसी टक्कर या मूलभूत कणों के साथ टक्कर से किया गया है। परमाणु के अन्य मूलभूत कण निम्न हैं-
- पाई - मेसोन: - इसकी खोज युकावा ने किया था। यह दो प्रकार के होते हैं- धनात्मक पाई मेसोन तथा ऋणात्मक पाई मेसोन। ये कण अस्थायी होते हैं और इनका जीवन काल 10-8 sec होता है इसका द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का 274 गुणा होता है ।
- पोजिट्रॉन :- इसका खोज एण्डरसन किया था। इसका आवेश और द्रव्यमान परिमाण में इलेक्ट्रॉन के बराबर होता है, लेकिन यह धन आवेशित कण है। इसे इलेक्ट्रॉन का एण्टी - कण भी कहते हैं ।
- न्यूट्रिनोः– इसकी खोज पाउली ने किया था। ये दो प्रकार के होते हैं न्यूट्रॉनों तथा एंटीन्यूट्रीना । इसका न तो द्रव्यमान होता है न ही आवेश। इनके चक्रण एक-दूसरे के विपरित होते हैं।
टॉमसन का परमाणु मॉडल-
जे. जे. टॉमसन (J. J. Thomson) ने 1893 में परमाणु के संबंध में एक मॉडल दिया जो पूरी तरह तरबूज की तरह था। टॉमसन के अनुसार परमाणु का धन आवेश तरबूज के खाने वाले लाल भाग की तरह बिखरा है जबकि इलेक्ट्रॉन धन आवेशित गोले में तरबूज के बीज की भाँति धँसे हैं ।
- टॉमसन के परमाणु मॉडल से सिर्फ यही बाद स्पष्ट हो पायी कि परमाणु में ऋण आवेश (इलेक्ट्रॉन) तथा धन आवेश (प्रोटॉन) बराबर होते हैं जिससे परमाणु उदासीन होता है।
रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल-
- इलेक्ट्रॉन परमाणु में किस प्रकार से व्यवस्थित है यह जानने के लिए रदरफोर्ड एक प्रयोग किया जिससे रेडियम से निकले a कण को सोने के पत्तर पर प्रहार कराया गया । रदरफोर्ड के इस प्रयोग से निम्न सूचना प्राप्त हुई-
- अधिकांश α कण अपने मार्ग से विचलित हुए बिना सोने के पत्तर को पार कर सीधे निकल गये I
- कुछ α कण अपने मार्ग से थोड़ा विचलित हुए ।
- बहुत कम α कण टकराकर 180° कोण अपने मार्ग पर पुनः वापस आये ।
- रदरफोर्ड को अपने प्रयोग से निम्न निष्कर्ष निकालें-
- परमाणु का अधिकांश भाग रिक्त है।
- कुछ धन आवेशित α कण अपने मार्ग से विचलित हुए अतः परमाणु के मध्य कोई समान, आवेश उपस्थित है।
- परमाणु में उपस्थित धन आवेश का आयतन अत्यंत ही कम है।
- रदरफोर्ड परमाणु के मध्य उपस्थित धन आवेश को नाभिक (Neucleus) कहा और परमाणु के संदर्भ में अपना परमाणु मॉडल दिया जो निम्न है ।
- परमाणु का संपूर्ण द्रव्यमान उसके नाभिक में है।
- परमाणु का अधिकांश भाग रिक्त है ।
- परमाणु में ऋण आवेश और धन आवेश बराबर है जिससे परमाणु उदासीन है।
- नाभिक का आयतन परमाणु के आयतन के तुलना में नगण्य है।
- इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर वृत्तीय कक्षा में चक्कर काटते हैं। जिसे Orbit (कक्षा) कहते हैं।
- रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल सौरमंडल के समान है जिसमें सूर्य परमाणु के नाभिक के समान है जबकि ग्रह इलेक्ट्रॉन के समान ।
- रदरफोर्ड का जन्म 30 अगस्त, 1871 में न्यूजीलैंड में हुआ था। 1908 में उन्हें नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
बोर का परमाणु मॉडल
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल को संसोधित कर नील्स बोस परमाणु के संबंध एक नया मॉडल दिया जिसके अंतर्गत निम्न बातें कहीं गयी-
- परमाणु में electron नाभिक के चारों ओर निश्चित ऊर्जा वाले वृत्ताकार कक्षाओं में घूमते हैं।
- इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाता है तो इलेक्ट्रॉन के ऊर्जा में कमी नहीं होती है।
- Electron जिस कक्षा में चक्कर लगाते हैं उसे ऊर्जा स्तर या Shell कहते हैं। अंदर से बहार की ओर इन कक्षाओं का क्रम निम्न बाहर की ओर इन कक्षाओं का क्रम निम्न प्रकार से होता है- K, L, M, N ........
- इलेक्ट्रॉन एक कक्षा से दूसरे कक्षा में जा सकता है। इलेक्ट्रॉन जब भीतरी कक्षा से बाहरी कक्षा (K से L या L से M) में जाता है तो ऊर्जा का अवशोषण होता है। जब electron बाह्य कक्षा से भीतरी कक्षा (M से L या L से K) में आता है तो ऊर्जा का उत्सर्जन होता है।
परमाणु संख्या (Atomic Number)
1. जल की बूँद का द्रव्यमान 0.05g है। इसमें जल के कितने अणु उपस्थित हैं ?
(a) 1.672 × 1021
(b) 1.6 × 1021
(c) 1.603 × 10-21
(d) 2 × 1021
2. O2 (ऑक्सीजन) गेस के 0.7 मोल का द्रव्यमान कितना होगा ?
(a) 22.4 ग्राम
(b) 22.2 ग्राम
(c) 22 ग्राम
(d) 23.40 ग्राम
3. एक व्यक्ति एक दूकान से 10 मोल जल खरीदने गया। उस दुकान से 20g जल के छोटे-छोटे बोतल में बताये कि दुकान व्यक्ति को कितना बोतल जल देगा ?
(a) 8
(b) 6
(c) 9
(d) 15
4. O2 गैस 6.022 × 1023 अणु का द्रव्यमान कितना होगा ?
(a) 16g
(b) 32g
(c) 48g
(d) 64g
5. मानक ताप और दाब पर 20g हाइड्रोजन गैस का लीटर में आयतन होगा ?
(a) 22.4 लीटर
(b) 224 लीटर
(c) 32.0 लीटर
(d) 320 लीटर
6. 5 मोल अमोनिया का द्रव्यमान कितना होगा ?
(a) 17 ग्राम
(b) 34 ग्राम
(c) 51 ग्राम
(d) 85 ग्राम
7. सोडियम के कितने ग्राम में परमाणु की संख्या उतनी ही होगी जितनी 6g मैग्नीशियम की होती है-
(a) 5 ग्राम
(b) 5.50 ग्राम
(c) 5.75 ग्राम
(d) 6.0 ग्राम
8. 294 ग्राम H2SO4 में हाइड्रोजन के कितने मोल उपस्थित हैं ?
(a) 3
(b) 4
(c) 1
(d) 6
9. 1 मोल कैल्शीयम कार्बोनेट में कैल्शीयम की प्रतिशतता कितनी होगी ?
(a) 20%
(b) 30%
(c) 40%
(d) 60%
10. 1 मोल H2SO4 में सल्फर की प्रतिशत मात्रा कितनी होती है ?
(a) 32.00%
(b) 32.65%
(c) 32.85%
(d) 32.95%
11. एक तत्व के M कक्षा में 3 इलेक्ट्रॉन है। इस तत्व का परमाणु संख्या क्या होगी ?
(a) 10
(b) 12
(c) 13
(d) 14
12. कार्बन-डाई-ऑक्साइड के सभी नमूनों में कार्बन और के द्रव्यमानों का अनुपात हमेशा 3: 8 रहता है। यह किस नियम के अनुकूल है-
(a) पदार्थ का अनश्रवरता का नियम
(b) स्थिर अनुपात का नियम
(c) अपवर्त्य अनुपात का नियम
(d) गैसीय आयतन का नियम
13. निम्नलिखित में कौन एक परमाणुक अणु है ?
(a) हाइड्रोजन
(b) क्लोरीन
14. ऐवोगाड्रो स्थिरांक का मान होता है-
(a) 6.022 × 1024
(b) 6.022 × 1022
(c) 6.022 × 10-23 व
(d) 0.22 × 1023
15. मानक ताप एवं दाब पर किसी गैस के एक मोल का आयतन होता है ?
(a) 11.2 लीटर
(b) 22.4 लीटर
(c) 100 लीटर
(b) 22.4 लीटर
16. सोडियम का परमाणु द्रव्यमान 23 है I 46 ग्राम सोडियम में मोलो की संख्या है ?
(a) 1
(b) ½
(c) 2
(d) 23
17. निम्नलिखित में कौन चतुष्परमाणुक अणु है ?
(a) O2
(b) O3
(c) NO2
(d) SO3
18. किसी पदार्थ के अणु में विद्यमान परमाणु की संख्या कहलाती है ?
(a) अणुकता
(b) परमाणुकता
(c) संयोजकता
(d) कोई नहीं
19. किस कक्षा या शेल में इलेक्ट्रॉन की संख्या सबसे कम होती है ?
(a) K कक्षा
(b) L कक्षा
(c) M कक्षा
(d) N कक्षा
20. परमाणु अभाय है, यह निम्नलिखित में से किसने प्रस्तावित किया था ?
(a) डाल्टन
(b) बर्जीलियस
(c) रदरफोर्ड
(d) आवोगाद्रो
21. कैथोड किरणों में क्या उपस्थित रहते हैं ?
(a) इलेक्ट्रॉन
(b) प्रोटॉन
(d) परमाणु
(c) न्यूट्रॉन
22. कैथोड किरणों में विधमान होता है-
(a) केवल द्रव्यमान
(b) केवल आवेश
(c) आवेश और द्रव्यमान दोनों
(d) आवेश और द्रव्यमान कोई नहीं
23. कक्षा का ऊर्जा स्तर
(a) नाभिक के दूर जाने से बढ़ते हैं
(b) नाभिक के दूर जाने पर समान रहते हैं
(c) नाभिक के दूर जाने पर घटते हैं
(d) इनमें कोई नहीं
24. बाध्यतम कक्षा में इलेक्ट्रॉन की समान संख्या वाला युग्म कौन है ?
(a) Cl तथा Be
(b) Ca तथा Cl
(c) Na तथा Cl
(d) N तथा 0
25. एक परमाणु पर कुल आवेश - 1 है। इसमें 18 electron तथा 20 न्यूट्रॉन है, इसकी द्रव्यमान संख्या क्या होगी ?
(a) 38
(b) 37
(c) 39
(d) 20
26. एक द्विधनात्मक आयन M का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8, 14 है तथा परमाणु भार 56 है। इसके नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या कितनी है ?
(a) 30
(b) 32
(c) 34
(d) 72
27. इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ne] 2s2 2p1 निम्नलिखित में किसको निरूपित करता है ?
(a) बोरॉन
(b) लिथियम
(c) ऐलुमिनियम
(d) इनमें कोई नहीं
28. परमाणु संरचना का मॉडल किसने विकसित किया ?
(a) एल्फ्रेड नोबेल
(b) फैराडे
(c) बोहर तथा रदरफोर्ड
(d) वोल्टा
29. निम्नलिखित में से कौन-सी संख्या इलेक्ट्रॉन की अधिकतम 31. संख्या है, जो M शेल में मौजूद रह सकती है ?
(a) 2
(b) 8
(c) 18
(d) 32
30. तत्वों की प्रकृति को ज्ञात किया जा सकता है-
(a) इलेक्ट्रॉनिक विन्यासीकरण के द्वारा
(b) परमाणु क्रमांक के द्वारा
(c) परामणु द्रव्यमान के द्वारा
(d) परमाणु भार द्वारा
31. नाभिक की खोज के लिए, रदरफोर्ड ने जब धातु के पतले पत्र पर एल्फा (α) कणों की बौछार की, तो-
(a) अधिकांश एल्फा कण धातु की पन्नी को बिना विक्षेपण के पार करके चले गए।
(b) सभी एल्फा कण धातु की पन्नी को पार कर गए।
(c) अधिकांश एल्फा कण छोटै कोण बनाकर विचलित हो गए ।
(d) अधिकांश एल्फा कण वापस विचा हो गए।
32. ऋणवेशित परमाणु (ऋणायन) में प्रोटॉन की संख्या क्या है ?
(a) तत्व के परमाणु क्रमांक से अधिक
(b) तत्व के परमाणु क्रमांक से कम
(c) परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से अधिक
(d) परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से कम
33. किसी तत्व के परमाणु में 2 प्रोटीन, दो न्यूट्रॉन और 2 इलेक्ट्रॉन हो, तो इस तत्व की द्रव्यमान संख्या कितनी होगी ?
(a) 2
(b) 4
(d) 6
(d) 8
34. निम्नलिखित में से कौन-सा इलेक्ट्रॉनिक संरूपण धातु तत्वों के लिए होता है ?
(a) 2, 8
(b) 2, 8, 7
(c) 2, 8, 18
(d) 2, 8, 18, 2
35. सोडियम का परमाणु संख्या 11 तथा परमाणु द्रव्यमान 23 है। इसमें इलेक्ट्रॉन, न्यूट्रॉन की संख्या क्रमशः होंगी-
(a) 11, 11, 12
(b) 12, 11, 12
(c) 12, 12, 11
(d) 11, 12, 11
36. तत्व 92U235 में प्रोटॉनों की संख्या है-
(a) 92
(b) 146
(c) 235
(d) 135
37. परमाण्विक संख्या Z एवं द्रव्यमान संख्या A के एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या है-
(a) Z
(b) A - Z
(c) A
(d) A - Z
38. कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 तथा परमाणु भार 12 है। इसके नाभिक में कितने प्रोटॉन होते हैं ?
(a) 6
(b) 12
(c) 18
(d) शून्य
39. किसी तत्व के परमाणु की दूसरी कक्षा में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या हो सकती है-
(a) 8
(b) 32
(c) 18
(d) 2
40. जब दो इलेक्ट्रॉन एक ही कक्ष में होते हैं, तो उनमें क्या पाया जाता है ?
(a) एक जैसा चक्रण
(b) विपरित चक्रण
(c) एक जैसा अथवा विपरित चक्रण
(d) कोई चक्रण नहीं
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