Mix Examples - STRUCTURE OF THE ATOM Questions in Hindi

(C) असत्य: जे.जे. थॉमसन ने प्लम पुडिंग मॉडल दिया था,नाभिक की खोज अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने की थी।
$(b)$ असत्य: न्यूट्रॉन एक मौलिक उप-परमाणु कण है और यह इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन के संयोजन से नहीं बनता है।
$(c)$ सत्य: इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन के द्रव्यमान का लगभग $\frac{1}{1837}$ से $\frac{1}{2000}$ गुना होता है।
$(d)$ असत्य: टिंचर आयोडीन,अल्कोहल में आयोडीन का एक घोल है,यह आयोडीन का कोई विशेष समस्थानिक नहीं है।

(C) मैग्नीशियम $(Mg)$ की परमाणु संख्या $12$ है,जिसका अर्थ है कि इसमें $12$ प्रोटॉन $(p=12)$ होते हैं।
एक उदासीन $Mg$ परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8, 2$ होता है।
जब $Mg$,$Mg^{2+}$ आयन बनाता है,तो यह अपने सबसे बाहरी कोश से $2$ इलेक्ट्रॉन खो देता है,जिसके परिणामस्वरूप इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8$ (कुल $10$ इलेक्ट्रॉन) हो जाता है।
इसलिए,$Mg^{2+}$ आयन में $p=12$ और उसके कोशों में कुल $10$ इलेक्ट्रॉन होने चाहिए।
दिए गए चित्रों को देखने पर:
- चित्र $C$ में $p=12$ और $10$ इलेक्ट्रॉन (आंतरिक कोश में $2$ और बाहरी कोश में $8$ इलेक्ट्रॉन) दिखाए गए हैं।
अतः,चित्र $C$ $Mg^{2+}$ आयन का प्रतिनिधित्व करता है।

(N/A) परमाणु संख्या प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। द्रव्यमान संख्या प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का योग होती है। संयोजकता सबसे बाहरी कोश (संयोजी कोश) में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होती है।

परमाणु	परमाणु संख्या	द्रव्यमान संख्या	संयोजकता
$X$	$5$	$11$	$3$
$Y$	$8$	$18$	$2$
$Z$	$15$	$31$	$3$

(A) $(a)-(iii)$: अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने परमाणु का नाभिकीय मॉडल प्रस्तावित किया, जिसमें नाभिक (nucleus) की अवधारणा दी गई।
$(b)-(iv)$: जे.जे. थॉमसन ने अपने कैथोड किरण प्रयोगों के माध्यम से इलेक्ट्रॉन की खोज की।
$(c)-(i)$: जॉन डाल्टन ने परमाणु सिद्धांत दिया, जिसमें कहा गया कि परमाणु अविभाज्य होते हैं।
$(d)-(ii)$: नील्स बोर ने प्रस्तावित किया कि इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर निश्चित स्थिर कक्षाओं में घूमते हैं।
$(e)-(vi)$: जेम्स चैडविक ने न्यूट्रॉन की खोज की।
$(f)-(vii)$: ई. गोल्डस्टीन ने विसर्जन नली (discharge tube) में कैनाल किरणों (प्रोटॉन) की खोज की।
$(g)-(v)$: हेनरी मोजले ने परमाणु क्रमांक की अवधारणा दी।

(N/A) इस प्रयोग से परमाणु के नाभिक (atomic nucleus) की खोज हुई।
$(b)$ समस्थानिक एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनकी परमाणु संख्या समान होती है लेकिन द्रव्यमान संख्या अलग होती है।
$(c)$ नियॉन $(Z=10)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8$ है,इसलिए इसकी संयोजकता $0$ है। क्लोरीन $(Z=17)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8, 7$ है,इसलिए इसे अपना अष्टक पूरा करने के लिए $1$ इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है,जिससे इसकी संयोजकता $1$ हो जाती है।
$(d)$ सिलिकॉन $(Z=14)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8, 4$ है। सल्फर $(Z=16)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8, 6$ है।

(N/A) चूंकि सोडियम परमाणु का परमाणु क्रमांक $11$ है,इसलिए इसमें $11$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
धनावेशित सोडियम आयन $(Na^+)$ का निर्माण सोडियम परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन के निकलने से होता है।
अतः,एक सोडियम आयन में $11 - 1 = 10$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
इस प्रकार,सोडियम आयन का इलेक्ट्रॉनिक वितरण $2, 8$ होगा।
किसी तत्व का परमाणु क्रमांक उसके परमाणु में प्रोटॉन की संख्या के बराबर होता है।
चूंकि सोडियम परमाणु और सोडियम आयन में प्रोटॉन की संख्या समान होती है,इसलिए दोनों का परमाणु क्रमांक $11$ है।

(N/A) परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होता है क्योंकि इसमें धनावेशित प्रोटॉन और ऋणावेशित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है,जो एक-दूसरे के आवेश को निरस्त कर देते हैं।
$(b)$ हीलियम की संयोजकता $0$ है क्योंकि इसकी सबसे बाहरी कक्षा पूरी तरह से भरी हुई है (इसमें एक स्थिर ड्युप्लेट विन्यास होता है)।
$(c)$ परमाणु द्रव्यमान का सूत्र है: $\text{परमाणु द्रव्यमान} = \text{प्रोटॉन की संख्या} + \text{न्यूट्रॉन की संख्या}$.
दिया गया है: $\text{परमाणु द्रव्यमान} = 4$,$\text{प्रोटॉन की संख्या} = 2$.
मान रखने पर: $4 = 2 + \text{न्यूट्रॉन की संख्या}$.
अतः,$\text{न्यूट्रॉन की संख्या} = 4 - 2 = 2$.

(N/A) बोहर के परमाणु मॉडल की विशेषताएँ:
$(i)$ इलेक्ट्रॉन निश्चित कक्षाओं में घूमते हैं,जो एक निश्चित ऊर्जा से जुड़ी होती हैं। इन्हें ऊर्जा स्तर या कोश (shells) कहा जाता है,जिन्हें $K, L, M, N, ...$ के रूप में दर्शाया जाता है।
$(ii)$ जब तक इलेक्ट्रॉन इन निश्चित कक्षाओं में घूमते हैं,वे ऊर्जा का विकिरण नहीं करते हैं।
$(iii)$ नाभिक से दूरी बढ़ने के साथ कक्षा की ऊर्जा बढ़ती है। नाभिक के सबसे निकट वाली कक्षा की ऊर्जा सबसे कम होती है।
$(iv)$ जब इलेक्ट्रॉन को ऊर्जा दी जाती है,तो वह उच्च ऊर्जा स्तर में चला जाता है। जब वह निचले ऊर्जा स्तर में वापस आता है,तो वह विकिरण के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करता है।
$(b)$ $(i)$ $_{26}^{58} A$ और $_{28}^{58} B$ समभारिक हैं क्योंकि उनकी द्रव्यमान संख्या समान $(58)$ है लेकिन परमाणु संख्या अलग ($26$ और $28$) है।
$(ii)$ $_{35}^{79} X$ और $_{35}^{80} Y$ समस्थानिक हैं क्योंकि उनकी परमाणु संख्या समान $(35)$ है लेकिन द्रव्यमान संख्या अलग ($79$ और $80$) है।
$(c)$ तत्व $B$ (परमाणु संख्या $16$) तत्व $A$ (परमाणु संख्या $18$) की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील है। $A$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8, 8$ है,जो एक स्थिर अष्टक (अक्रिय गैस विन्यास) है। $B$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8, 6$ है,जिसे अपना अष्टक पूरा करने के लिए दो और इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है,जो इसे रासायनिक रूप से अभिक्रियाशील बनाता है।

(N/A) $Z = 20$ परमाणु क्रमांक और $A = 40$ द्रव्यमान संख्या वाले तत्व के लिए:
प्रोटॉन की संख्या $= Z = 20$
इलेक्ट्रॉन की संख्या $= Z = 20$
न्यूट्रॉन की संख्या $= A - Z = 40 - 20 = 20$
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: $K=2, L=8, M=8, N=2$।
परमाणु की संरचना में नाभिक में $20$ प्रोटॉन और $20$ न्यूट्रॉन होते हैं,जिसके चारों ओर चार कोश $(K, L, M, N)$ होते हैं जिनमें क्रमशः $2, 8, 8$ और $2$ इलेक्ट्रॉन स्थित होते हैं।
$(b)$ जिस परमाणु में $K$ और $L$ कोश पूर्ण रूप से भरे होते हैं,उसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $2, 8$ होता है। कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या $10$ है,जो नियॉन $(Ne)$ तत्व को दर्शाता है। चूँकि इसका बाह्यतम कोश ($L$-कोश) पूरी तरह से भरा हुआ है (अष्टक पूर्ण है),इसलिए यह रासायनिक रूप से अक्रिय है और इसे उत्कृष्ट गैस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(A) $1$. इलेक्ट्रॉनों की संख्या ज्ञात करने के लिए:
- $Ca$ (परमाणु क्रमांक $20$) में $20$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। $Ca^{2+}$ में $20 - 2 = 18$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
- $K$ (परमाणु क्रमांक $19$) में $19$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। $K^{+}$ में $19 - 1 = 18$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
- $Na$ (परमाणु क्रमांक $11$) में $11$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
- $Cl$ (परमाणु क्रमांक $17$) में $17$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। $Cl^{-}$ में $17 + 1 = 18$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
- $Ar$ (परमाणु क्रमांक $18$) में $18$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
अतः,$Ca^{2+}, K^{+}, Cl^{-},$ और $Ar$ में $18$ इलेक्ट्रॉन हैं।
$2$. किसी तत्व के समस्थानिकों का परमाणु क्रमांक समान होता है,जिसका अर्थ है कि उनमें प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है। चूंकि रासायनिक गुण इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (विशेष रूप से संयोजी इलेक्ट्रॉनों) द्वारा निर्धारित होते हैं,इसलिए एक तत्व के सभी समस्थानिक समान रासायनिक गुण प्रदर्शित करते हैं।

(N/A) किसी तत्व के समस्थानिकों की परमाणु संख्या और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होते हैं। चूंकि रासायनिक गुण इलेक्ट्रॉनिक विन्यास द्वारा निर्धारित होते हैं,इसलिए समस्थानिक समान रासायनिक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं।
$(b)$ एक परमाणु में प्रोटॉन (धनावेशित) और इलेक्ट्रॉन (ऋणावेशित) की संख्या समान होती है। विपरीत आवेश एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,जिससे परमाणु विद्युत रूप से उदासीन हो जाता है।
$(c)$ उत्कृष्ट गैसों की सबसे बाहरी कक्षा पूर्ण होती है (स्थिर अष्टक या द्विक विन्यास),जो उन्हें रासायनिक रूप से अक्रिय या सबसे कम अभिक्रियाशील बनाती है।
$(d)$ नाभिक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना होता है। प्रोटॉन धनावेशित होते हैं,और चूंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन दोनों का द्रव्यमान इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक होता है,इसलिए नाभिक भारी और धनावेशित होता है।
$(e)$ आयन अधिक स्थिर होते हैं क्योंकि उन्होंने अपनी संयोजी कक्षा में पूर्ण अष्टक या द्विक विन्यास प्राप्त कर लिया होता है,जो उत्कृष्ट गैसों के समान एक स्थिर अवस्था है।

(N/A) इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान नगण्य होता है; इसलिए,परमाणु का द्रव्यमान व्यावहारिक रूप से नाभिक में मौजूद प्रोटॉन और न्यूट्रॉन द्वारा निर्धारित होता है।
$(b)$ नाभिक धनावेशित होता है क्योंकि इसमें धनावेशित प्रोटॉन होते हैं।
$(c)$ सोने की पन्नी का उपयोग इसलिए किया गया था क्योंकि यह अत्यधिक आघातवर्धनीय (malleable) है और इसे लगभग $1000$ परमाणुओं जितना पतला बनाया जा सकता है,जो अल्फा कणों को न्यूनतम हस्तक्षेप के साथ गुजरने देने के लिए आवश्यक था।

(N/A) जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक बढ़ता है,क्रमिक कोशों के बीच ऊर्जा का अंतर कम होता जाता है। इसके परिणामस्वरूप,$M$ और $N$ ऊर्जा कोश इतने करीब आ जाते हैं कि वे अतिव्याप्त (overlap) हो जाते हैं। इस तथ्य के कारण,इलेक्ट्रॉन $N$-कोश में प्रवेश करना शुरू कर देते हैं जब $M$-कोश में $8$ इलेक्ट्रॉन भर जाते हैं। लेकिन जब $N$-कोश में $2$ इलेक्ट्रॉन भर जाते हैं,तो $M$-कोश निम्न ऊर्जा स्तर पर आ जाता है और आगे के इलेक्ट्रॉन $M$-कोश में प्रवेश करते हैं।
$(b)$ द्रव्यमान संख्या हमेशा एक पूर्ण संख्या होती है (क्योंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन हमेशा पूर्ण संख्या में मौजूद होते हैं),जबकि परमाणु द्रव्यमान आमतौर पर एक पूर्ण संख्या नहीं होती है (क्योंकि यह $C-12$ परमाणु के द्रव्यमान की तुलना में लिया गया एक सापेक्ष द्रव्यमान है)। हालाँकि,अधिकांश उद्देश्यों के लिए,परमाणु द्रव्यमान को द्रव्यमान संख्या के बराबर माना जाता है।

(N/A) $(a) (i)$ यह नील्स बोर का परमाणु मॉडल है।
$(ii)$ बोर के मॉडल की अभिधारणाएँ:
$1$. परमाणु के केंद्र में एक धनावेशित नाभिक होता है।
$2$. इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर निश्चित वृत्ताकार पथों में घूमते हैं जिन्हें कोश या कक्षा कहा जाता है,जिन्हें $K, L, M, N, \dots$ या $1, 2, 3, 4$ के रूप में नामित किया गया है।
$3$. कोशों को ऊर्जा स्तर भी कहा जाता है क्योंकि प्रत्येक कोश एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा से जुड़ा होता है। इलेक्ट्रॉन एक विशिष्ट कोश में घूमते समय ऊर्जा का ह्रास या लाभ नहीं करते हैं।
$(iii)$ किसी कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या $2n^2$ सूत्र द्वारा दी जाती है। $M$ कोश के लिए $n = 3$ है,इसलिए इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या $2(3)^2 = 2 \times 9 = 18$ है।
$(b)$ कैनाल किरणें धनावेशित विकिरण हैं जो धनावेशित कणों से बनी होती हैं। इनकी खोज $E. \text{ Goldstein}$ ने की थी।
कैनाल किरणों की विशेषताएँ:
$1$. इनमें धनावेशित कण होते हैं।
$2$. ये सीधी रेखा में गमन करती हैं।
$3$. इनका आवेश परिमाण में इलेक्ट्रॉन के आवेश के बराबर लेकिन विपरीत चिह्न का होता है।

(N/A) न्यूट्रॉन की खोज जेम्स चैडविक ने की थी।
$(b)$ थॉमसन के परमाणु मॉडल के अनुसार,परमाणु में ऋण और धन आवेश परिमाण में समान होते हैं,जिससे परमाणु समग्र रूप से विद्युत रूप से उदासीन होता है।
$(c)$ किसी परमाणु की सबसे बाहरी कक्षा में अधिकतम $8$ इलेक्ट्रॉन समा सकते हैं।
$(d)$ समान परमाणु द्रव्यमान लेकिन भिन्न परमाणु क्रमांक वाले विभिन्न तत्वों के परमाणुओं को समभारिक (Isobars) कहा जाता है।
$(e)$ हाइड्रोजन परमाणु में $0$ न्यूट्रॉन होते हैं।

(N/A) परमाणु मॉडल का विकास कई चरणों से होकर गुजरा है:
$1$. थॉमसन का मॉडल: जे.जे. थॉमसन ने प्रस्तावित किया कि परमाणु एक धनावेशित गोला है जिसमें ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन धंसे होते हैं,जैसे तरबूज में बीज होते हैं। कुल धनात्मक और ऋणात्मक आवेश बराबर होते हैं।
$2$. रदरफोर्ड का मॉडल: अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने प्रस्तावित किया कि परमाणु के केंद्र में एक बहुत छोटा,धनावेशित नाभिक होता है जिसमें परमाणु का लगभग सारा द्रव्यमान निहित होता है। इलेक्ट्रॉन इस नाभिक के चारों ओर वृत्ताकार पथों में घूमते हैं।
$3$. बोहर का मॉडल: नील्स बोहर ने इस मॉडल को परिष्कृत करते हुए प्रस्तावित किया कि इलेक्ट्रॉन निश्चित,स्थिर कक्षाओं में घूमते हैं और ऊर्जा का विकिरण नहीं करते हैं।
वर्तमान में स्वीकृत मॉडल (बोहर-रदरफोर्ड मॉडल) की विशेषताएं:
$(i)$ परमाणु के केंद्र में एक छोटा,सघन और धनावेशित नाभिक होता है जहाँ पूरा द्रव्यमान केंद्रित होता है।
$(ii)$ इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर विशिष्ट और अच्छी तरह से परिभाषित वृत्ताकार कक्षाओं में घूमते हैं जिन्हें असतत ऊर्जा स्तर या कोश कहा जाता है,और इन कक्षाओं में घूमते समय वे ऊर्जा का ह्रास नहीं करते हैं।

(C) परमाणु मॉडलों के विकास का कालानुक्रमिक क्रम इस प्रकार है:
$1$. थॉमसन का परमाणु मॉडल $1904$ में प्रस्तावित किया गया था।
$2$. रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल $1911$ में प्रस्तावित किया गया था।
$3$. बोहर का परमाणु मॉडल $1913$ में प्रस्तावित किया गया था।
अतः,सही कालानुक्रमिक क्रम $(ii), (i)$ और $(iii)$ है।