⚛️ परमाणु की संरचना

उत्तर: एनोड से उत्पन्न होने वाली धनावेशित किरणों को केनाल किरणें कहा जाता है। इनकी खोज 1886 में ई. गोल्डस्टीन ने की थी [citation:3][citation:6]।

उत्तर: नहीं, इसमें कोई आवेश नहीं होगा, क्योंकि:

• इलेक्ट्रॉन पर -1 आवेश होता है।
• प्रोटॉन पर +1 आवेश होता है।
• दोनों आवेश एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं, अतः परमाणु उदासीन होगा [citation:3][citation:6]।

उत्तर: टॉमसन के परमाणु मॉडल (जिसे प्लम पुडिंग मॉडल भी कहा जाता है) के अनुसार [citation:3][citation:6]:

• परमाणु एक धनावेशित गोला होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन धसे हुए होते हैं (जैसे केक में किशमिश)।
• धनात्मक और ऋणात्मक आवेश परिमाण में बराबर होते हैं, जो एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं [citation:3]।

उत्तर: रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन विद्यमान होता है [citation:3][citation:6]।

इसके अलावा, रदरफोर्ड के अनुसार परमाणु का अधिकांश भाग खाली स्थान होता है और नाभिक अत्यंत छोटा, घना एवं धनावेशित होता है [citation:6]।

उत्तर: बोर के परमाणु मॉडल में [citation:2][citation:6]:

• नाभिक केंद्र में होता है (धनावेशित)।
• इलेक्ट्रॉन निश्चित कक्षाओं (K, L, M, N) में चक्कर लगाते हैं।
• प्रत्येक कक्षा में निश्चित ऊर्जा होती है और इलेक्ट्रॉन इन कक्षाओं में ऊर्जा का विकिरण नहीं करते [citation:2]।

उत्तर: हाँ, यह प्रयोग अन्य धातुओं की पन्नी से भी संभव है, क्योंकि सभी परमाणुओं की संरचना मूलतः एक समान होती है [citation:3][citation:6]।

• सोने की पन्नी इसलिए चुनी गई क्योंकि इसे बहुत पतला (लगभग 1000 परमाणु मोटा) बनाया जा सकता था [citation:3]।
• अन्य धातुओं में भी प्रकीर्णन होगा, परंतु डिग्री (परिमाण) भिन्न हो सकती है [citation:6]।

उत्तर: परमाणु के तीन अवपरमाणुक कण हैं [citation:3][citation:6]:

1. प्रोटॉन (Proton) – धनावेशित
2. इलेक्ट्रॉन (Electron) – ऋणावेशित
3. न्यूट्रॉन (Neutron) – उदासीन (कोई आवेश नहीं)

उत्तर:

• परमाणु द्रव्यमान = प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या
• 4 = 2 + न्यूट्रॉनों की संख्या
• न्यूट्रॉनों की संख्या = 4 – 2 = 2

उत्तर: किसी परमाणु की संयोजकता उसके बाह्यतम कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करती है। यह वह संख्या है जो अष्टक (8) पूर्ण करने के लिए आवश्यक होती है [citation:1][citation:2]।

उत्तर:

• (a) परमाणु संख्या = प्रोटॉनों की संख्या = 8 [citation:1][citation:2]
• (b) परमाणु का आवेश: प्रोटॉन (+8) तथा इलेक्ट्रॉन (-8) एक-दूसरे को निरस्त करते हैं, अतः आवेश = 0 (परमाणु उदासीन है) [citation:1]।

उत्तर: द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या [citation:1][citation:2]।

• ऑक्सीजन: प्रोटॉन = 8, न्यूट्रॉन = 8 ⇒ द्रव्यमान संख्या = 8 + 8 = 16 u [citation:1]
• सल्फर: प्रोटॉन = 16, न्यूट्रॉन = 16 ⇒ द्रव्यमान संख्या = 16 + 16 = 32 u [citation:1]

उत्तर: H, D और T हाइड्रोजन के समस्थानिक (Isotopes) हैं [citation:1][citation:2]।

उत्तर:

• समस्थानिक (Isotopes): एक ही तत्व के परमाणु, जिनमें प्रोटॉनों की संख्या समान लेकिन न्यूट्रॉनों की संख्या भिन्न होती है [citation:2][citation:4]।
  उदाहरण: ¹²C (6p, 6n) और ¹⁴C (6p, 8n) – दोनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 4 होगा (क्योंकि दोनों कार्बन हैं) [citation:2]।
• समभारिक (Isobars): विभिन्न तत्वों के परमाणु, जिनकी द्रव्यमान संख्या समान लेकिन परमाणु संख्या भिन्न होती है [citation:2][citation:4]।
  उदाहरण: ⁴⁰Ca (20p, 20n) और ⁴⁰Ar (18p, 22n) –
  Ca का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 2, 8, 8, 2
  Ar का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 2, 8, 8 [citation:2]।

• परमाणु संख्या = प्रोटॉनों की संख्या = 8
• द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉन + न्यूट्रॉन = 8 + 10 = 18 u

उत्तर: टॉमसन के मॉडल की मुख्य सीमाएँ [citation:3][citation:6]:

• यह परमाणु के नाभिक की व्याख्या नहीं कर सका (रदरफोर्ड ने बाद में नाभिक की खोज की)।
• इलेक्ट्रॉनों की कक्षीय गति की व्याख्या नहीं कर सका।
• अल्फा-कण प्रकीर्णन प्रयोग के परिणामों की व्याख्या नहीं कर सका [citation:8]।

उत्तर: रदरफोर्ड के मॉडल की सीमाएँ [citation:2][citation:8]:

• यह परमाणु की स्थायित्व की व्याख्या नहीं कर सका – गतिमान इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा विकीर्ण कर नाभिक में गिर जाना चाहिए था।
• इलेक्ट्रॉनों की कक्षा (Orbits) के बारे में कोई जानकारी नहीं दी।
• यह किसी तत्व के स्पेक्ट्रम (वर्णक्रम) की व्याख्या नहीं कर सका [citation:8]।

उत्तर: बोर के परमाणु मॉडल की प्रमुख मान्यताएँ [citation:2][citation:6]:

1. परमाणु के केंद्र में धनावेशित नाभिक होता है।
2. इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर निश्चित वृत्ताकार कक्षाओं (K, L, M, N) में चक्कर लगाते हैं।
3. प्रत्येक कक्षा में निश्चित ऊर्जा होती है, इसलिए इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का विकिरण नहीं करते।
4. जब इलेक्ट्रॉन निचली से उच्च कक्षा में जाता है तो ऊर्जा अवशोषित करता है, और उच्च से निचली कक्षा में आने पर ऊर्जा उत्सर्जित करता है [citation:6]।

उत्तर: [citation:1][citation:2]

• (i) Na (Z=11): K=2, L=8, M=1 ⇒ 2, 8, 1
• (ii) Cl (Z=17): K=2, L=8, M=7 ⇒ 2, 8, 7
• (iii) O (Z=8): K=2, L=6 ⇒ 2, 6
• (iv) N (Z=7): K=2, L=5 ⇒ 2, 5

उत्तर: [citation:1][citation:2]

• Na (2, 8, 1): 1 इलेक्ट्रॉन त्यागता है ⇒ संयोजकता = 1
• Cl (2, 8, 7): 7 – 8 = संयोजकता = 1
• O (2, 6): 8 – 6 = संयोजकता = 2
• N (2, 5): 8 – 5 = संयोजकता = 3

उत्तर: [citation:2][citation:4]

• Na (Z=11): इलेक्ट्रॉन वितरण = 2, 8, 1
• Na, 1 इलेक्ट्रॉन त्यागकर Na⁺ बनाता है।
• Na⁺ में इलेक्ट्रॉन = 10, वितरण = K=2, L=8

उत्तर: [citation:4]

• औसत परमाणु द्रव्यमान = (प्रतिशतता₁ × द्रव्यमान₁ + प्रतिशतता₂ × द्रव्यमान₂) / 100
• = (49.7 × 79 + 50.3 × 81) / 100
• = (3926.3 + 4074.3) / 100 = 8000.6 / 100 = 80.006 u ≈ 80.0 u

उत्तर:

• माना ¹⁶X का प्रतिशत = a तथा ¹⁸X का प्रतिशत = (100 – a)
• औसत द्रव्यमान = a×16/100 + (100–a)×18/100 = 16.2
• 16a + 1800 – 18a = 1620
• -2a = -180 ⇒ a = 90
• ¹⁶X = 90%, ¹⁸X = 10%