परमाणु की संरचना (Structure of the Atom) NCERT Solutions | NCERT Textbooks in Hindi (Class 6 to Class 12) - UPSC PDF Download

अभ्यास

प्रश्न.1. इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गुणों की तुलना कीजिए।

प्रश्न.2. जे. जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं?

जे. जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल की निम्नलिखित सीमाएँ हैं:

• जे. जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल इलेक्ट्रॉन की अवस्था को सही तरीके से नहीं बता पाया था।
• यह मॉडल परमाणु के केन्द्र कभी पता लगाने में असमर्थ था।
•  जे. जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल में केवल परमाणु के उदासीन होने की ब्याख्या की गई किंतु दूसरे वैज्ञानिकों द्वारा किये गये प्रयोगों में इसे नहीं समझाया जा सका।

प्रश्न.3. रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएं हैं?

रदरफोर्ड के अनुसार इलेक्ट्रॉन जो कि एक आवेशित कण है नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाता है। परंतु नाभिक का चक्रण करते हुए इलेक्ट्रॉन का स्थाई हो पाना संभव नहीं है। क्योंकि कोई भी आवेशित कण गोलाकार कक्ष में त्वरित होता है। तो त्वरण के दौरान आवेशित कणों ऊर्जा का विकिरण होगा और अंत में इलेक्ट्रॉन नाभिक से टकरा जाएगा। इलेक्ट्रॉन का नाभिक से टकराने से परमाणु नष्ट हो जाएगा।

प्रश्न.4. बोर के परमाणु मॉडल की व्याख्या कीजिए।

बोर के परमाणु मॉडल की अवधारणा:

1. इलेक्ट्रॉन केवल कुछ निश्चित कक्षाओं में ही चक्कर लगा सकते हैं, जिन्हें इलेक्ट्रॉन की विविक्त कक्षा कहते हैं।
2. विविक्त कक्षा में चक्कर लगाते समय, इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का विकिरण नहीं होता है।

ये कक्षाएं या कोश K, L, M, N, ……… या संख्याओं 1, 2, 3, 4, …… के द्वारा दिखाई जाती हैं।

प्रश्न.5. इस अध्याय में दिए गए सभी परमाणु मॉडलों की तुलना कीजिए।

जे.जे. टॉमसन का परमान मॉडल:

1. परमाणु एक धन आवेशित गोला होता है और इलेक्ट्रॉन इसकी सतह पर धंसे होते हैं
2. किसी भी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या और प्रोटोनों की संख्या के बराबर होती है। जिसके कारण ऋणात्मक और धनात्मक आवेश परिमाण में समान होते हैं। इसलिए परमाणु विद्युत के रूप से उदासीन होते हैं।

रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल:

1. परमाणु का केंद्र धन आवेशित होता है जिसे नाभिक कहा जाता है।
2. परमाणु का लगभग संपूर्ण द्रव्यमान नाभिक में होता है।
3. इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारो और निश्चित कक्षाओं में वर्तुलाकार मार्ग से चक्कर लगाते हैं।
4. नाभिक का आकार परमाणु के आकार की तुलना में काफी छोटा होता है।

नील्स बोर का परमाणु मॉडल:

1. इलेक्ट्रॉन केवल कुछ निश्चित कक्षाओं में ही चक्कर लगा सकते हैं। जिन्हें इलेक्ट्रॉन की विशेष कक्षा कहा जाता है।
2. जब इलेक्ट्रॉन इन विवीक्त कक्षा में चक्कर लगाते हैं तो उसकी ऊर्जा का विकिरण नहीं होती है।
3. ये कक्षाएं है K, L, M, N, ………

प्रश्न.6. पहले अठारह तत्वों के विभिन्न कक्षों में इलेक्ट्रॉन वितरण के नियम को लिखिए।

किसी कक्षा में कुल इलेक्ट्रॉन की अधिकतम संख्या ‘2n²' हो सकती है।
प्रथम कक्षा के लिए n = 1, 2n²
= 2 x (1)²
= 2 x 1
= 2
द्वितीय कक्षा के लिए n = 2, 2n² 
= 2 x (2)²
= 2 x 4

= 8
तृतीय कक्षा के लिए n = 3, 2n²
= 2 x (3)²
= 2 x 9
= 18
चतुर्थ कक्षा के लिए n = 4, 2n²  
= 2 x (4)²
= 2 x 16
= 32
बाह्य कक्ष में अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉन हो सकते है।

प्रश्न.7. सिलिकॉन और ऑक्सीजन का उदाहरण लेते हुए संयोजकता की परिभाषा दीजिए।

संयोजकता: तत्वों के संयोग करने की क्षमता को संयोजकता कहा जाता है।
किसी भी तत्व का परमाणु स्थाई इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्राप्त करने के लिए, दूसरे परमाणु के साथ संयोग करता है।
उदाहरण:
सिलिकॉन (Si)
सिलिकॉन के परमाणु संख्या = 14
सिलिकॉन में इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 14
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: K = 2
L = 8
M = 4
सिलिकॉन की भारी कक्षा में इलेक्ट्रॉन की संख्या = 4

प्रश्न.8. उदाहरण के साथ व्याख्या कीजिए: परमाणु संख्या, द्रव्यमान संख्या, समस्थानिक और समभारिक। समस्थानिको के कोई दो उपयोग लिखिए।

परमाणु संख्या: किसी परमाणु में उपस्थित प्रोटॉन की कुल संख्या के उस उसे तत्व की परमाणु संख्या कहलाती है।

जैसे:

1. हीलियम में प्रोटोन की संख्या 2 है और उसकी परमाणु संख्या भी 2 ही है।
2. ऑक्सीजन में प्रोटोन की संख्या 6 है और उसकी परमाणु संख्या भी 6 ही है।

द्रव्यमान संख्या: परमाणु का द्रव्यमान उसके नाभिक में उपस्थित प्रोटॉन तथा न्यूट्रॉन की संख्या का कुल योग होता है।
जैसे: हीलियम की द्रव्यमान संख्या = 4u
और, लिथियम की द्रव्यमान संख्या = 6u
समस्थानिक: एक ही तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या सम्मान है। लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न-भिन्न होती है।
जैसे: C-12 और C-14
समभारिक: परमाणु जिनकी परमाणु संख्या अलग-अलग है। लेकिन द्रव्यमान संख्या समान है।
जैसे: 40Ca-20 और 40Ar-18
समस्थानिको के उपयोग:

1. आयोडीन के समस्थानिक का उपयोग घेंघा रोग के इलाज में होता है।
2. कोबाल्ट (Co-60) के समस्थानिक का उपयोग कैंसर के उपचार में होता है।

प्रश्न.9. Na+  के पूरी तरह से भरे हुए K व L कोश होते हैं – व्याख्या कीजिए। 

सोडियम की परमाणु संख्या = 11
सोडियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:

सोडियम के L – कक्ष में एक इलेक्ट्रॉन है और इस कक्ष को भरने के लिए 7 और इलेक्ट्रॉन की जरूरत है। इसलिए सोडियम के लिए एक इलेक्ट्रॉन खो देना ज्यादा आसान है। जिसकी वजह से सोडियम आयन में इकाई धनात्मक आवेश आ जाता है। जिससे सोडियम आयन Na+ बनता है। अब सोडियम आयन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8 है जिससे इसके दोनों का कक्ष K और L पूर्ण रूप से भरे हुए होते हैं।

प्रश्न.10. अगर ब्रोमीन परमाणु दो समस्थानिकों 79Br-35 (49.70%) तथा 81Br-35 (50.3%) के रूप में है, तो ब्रोमीन परमाणु के औसत परमाणु द्रव्यमान की गणना कीजिए।

दिया है ⁷⁹Br-35 का द्रव्यमान = 79u तथा अनुपात: 49.70%
तथा ⁸¹Br-35 का द्रव्यमान = 81u तथा अनुपात = 50.3%
अत: ब्रोमीन का औसत द्रव्यमान

अत: ब्रोमीन परमाणु का औसत परमाणु द्रव्यमान 80u

प्रश्न.11. एक तत्व X का परमाणु द्रव्यमान 16.2u है तो इसके किसी एक नमूने में समस्थानिक 16X-8 और 18X-8 का प्रतिशत क्या होगा?

माना कि तत्व X के नमूने में समस्थानिक ¹⁶X-8 का प्रतिशत = x
इसलिए, तत्व X के नमूने में समस्थानिक 1⁸X-8 का प्रतिशत = 100 – x
X का औसत परमाणु द्रव्यमान = 16x% + 18(100-x)%

1620 = 16x + 18(100-x)
1620 = 16x + 1800 – 18x
2x = 1800 – 1620 = 180
x = 90
अतः, तत्व X के नमूने में समस्थानिक 16X-8 और 18X-8 का 10% होगा।

प्रश्न.12. यदि तत्व का Z = 3 हो तो तत्व की संयोजकता क्या होगी? तत्व का नाम भी लिखिए।

परमाणु संख्या प्रतीक = Z,
अतः, परमाणु संख्या = 3
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = 2, 1
इसलिए, संयोजकता = 1
अतः, तत्व का नाम लिथियम Li है।

प्रश्न.13. दो परमाणु स्पीशीज़ के केंद्रकों का संघटन नीचे दिया गया है:

X और Y की द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए। इस दोनों स्पीशीज़ में क्या संबंध है?

X की द्रव्यमान संख्या = 6 + 6 = 12u
Y की द्रव्यमान संख्या 6 + 8 = 14u
अतः, X और Y दोनों स्पीशीज़ कार्बन के समस्थानिक हैं।

प्रश्न.14. निम्नलिखित वक्तव्यों में गलत के लिए F और सही के लिए T लिखें:
(a) जे. जे. टॉमसन ने यह प्रस्तावित किया था कि परमाणु के केंद्रक में केवल न्यूक्लीयॉन्स होते हैं।
(b) एक इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन मिलकर न्यूट्रॉन का निर्माण करते हैं इसलिए यह अनावेशित होता है।
(c) इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन से लगभग 1 2000 गुणा होता है।
(d) आयोडीन के समस्थानिक का इस्तेमाल टिंक्चर आयोडीन बनाने में होता है। इसका उपयोग दवा के रूप में होता है।

(a) F
(b) F
(c) T
(d) T

प्रश्न.15. रदरफ़ोर्ड का अल्फा कण प्रकीर्णन प्रयोग किसकी खोज के लिए उत्तरदायी था-
(a) परमाणु केंद्रक
(b) इलेक्ट्रॉन
(c) प्रोटॉन
(d) न्यूट्रॉन

सही उत्तर (a) परमाणु केंद्रक

प्रश्न.16. एक तत्व के समस्थानिक में होते हैं-
(a) समान भौतिक गुण
(b) भिन्न रसायनिक गुण
(c) न्यूट्रॉनों की अलग-अलग संख्या
(d) भिन्न परमाणु संख्या

सही उत्तर (c) न्यूट्रॉनों की अलग-अलग संख्या

प्रश्न.17. Cl^– आयन में संयोजकता – इलेक्ट्रॉन की संख्या है –
(a) 16
(b) 8
(c) 17
(d) 18

सही उत्तर (b) 8

प्रश्न.18. सोडियम का सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्न में कौन सा है?
(a) 2, 8
(b) 7, 2, 1
(c) 2, 1, 8
(d) 2, 8, 1

सही उत्तर (d) 2, 8, 1

प्रश्न.19. निम्नलिखित सारणी को पूरा कीजिए –