Test: परमाणु की संरचना - UPSC MCQ

• ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी जे जे थॉमसन ने विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए कैथोड रे ट्यूबों का उपयोग करके कैथोड रे कणों के द्रव्यमान (एम) के लिए विद्युत आवेश (ई) के अनुपात को मापा।
• e/m = 1.758820 x 10 ¹¹ C/Kg
  यहाँ m कैथोड किरणों के कण का Kg में द्रव्यमान है और e कूलम्ब C में इसका आवेश है।
• कण ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं और इसलिए कैथोड किरण कण पर आवेश जिसे बाद में एक इलेक्ट्रॉन के रूप में नामित किया गया था, को -e के रूप में दर्शाया गया है।
• गैस की प्रकृति पर ध्यान दिए बिना e/m का मान स्थिर रहता है। 

डाल्टन के परमाणु सिद्धांत ने प्रस्तावित किया कि सभी पदार्थ परमाणुओं, अविभाज्य और अविनाशी बिल्डिंग ब्लॉक्स से बने हैं। जबकि एक तत्व के सभी परमाणु समान थे, विभिन्न तत्वों में अलग-अलग आकार और द्रव्यमान के परमाणु थे। 

डाल्टन का परमाणु सिद्धांत बताता है:

1. द्रव्यमान के संरक्षण का नियम
2. निरंतर रचना का नियम
3. कई अनुपातों का नियम

रदरफोर्ड का प्रकीर्णन सूत्र बहुत छोटे प्रकीर्णन कोणों के लिए विफल हो जाता है क्योंकि α-कणों और नाभिक के बीच मौजूद प्रबल प्रतिकर्षण बल के कारण और लक्ष्य परमाणु का पूर्ण परमाणु आवेश भी आंशिक रूप से इसके इलेक्ट्रॉनों द्वारा जांचा जाता है।

α प्रकीर्णन प्रयोग से, रदरफोर्ड ने निष्कर्ष निकाला कि:

1. परमाणु में एक धनावेशित केंद्र होता है जिसे नाभिक कहते हैं। पास ही परमाणु का सारा द्रव्यमान नाभिक में रहता है।
2. इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर सुपरिभाषित कक्षकों में चक्कर लगाते हैं।
3. नाभिक का आकार परमाणु की तुलना में बहुत छोटा होता है।
   (i) प्रकीर्णन कोलंब के नियम का पालन करता है
   (ii) नाभिक की त्रिज्या 10 ⁻¹⁴  मीटर से कम है
   (iii) α कण नाभिक के 10 ⁻¹⁴ मीटर  के क्रम की दूरी के साथ पहुंच सकते  हैं।

• ¹² Mg परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = 2, 8, 2 और Mg ²⁺  आयन का = 2, 8 
• Mg परमाणु में प्रोटॉनों की संख्या = 2+ 8 + 2 = 12
• Mg परमाणु में न्यूट्रॉन की संख्या = 24 -12 = 12
  [Mg परमाणु की द्रव्यमान संख्या = 24 और न्यूट्रॉन की संख्या = द्रव्यमान संख्या - प्रोटॉन की संख्या के रूप में]

इसलिए, विकल्प (डी) सही उत्तर है।

जब एक पतली धातु की पन्नी के माध्यम से अल्फा कण भेजे जाते हैं, तो उनमें से अधिकांश सीधे पन्नी के माध्यम से जाते हैं क्योंकि परमाणु का अधिकांश भाग खाली स्थान होता है। दूसरे शब्दों में, अल्फा कणों के मार्ग में कोई बाधा नहीं है।

1 इलेक्ट्रॉन का भार = 9.1 x 10^-31 किग्रा

मान लीजिए 'x' इलेक्ट्रॉनों का योग 30 किग्रा है।

(9.1 x 10^-31 ).(x) = 30

इसलिए, मान को RHS में ले जाने पर, हम प्राप्त करते हैं

एक्स = 3.29 x 10³¹ 

बिंदु (ii) और (iv) सही हैं। एक परमाणु में एक धनावेशित, घना और बहुत छोटा नाभिक होता है जिसमें सभी प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। प्रोटॉन के कारण धनात्मक आवेश होता है, क्योंकि न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता है। अधिकांश स्थान खाली है क्योंकि अधिकांश अल्फा कण बिना किसी विक्षेपण के सीधे सोने की पन्नी से गुजरते हैं।
इलेक्ट्रॉनों पर ऋणात्मक आवेश होता है, इसकी व्याख्या थॉमसन ने की थी। न्यूट्रॉन के अस्तित्व की खोज चैडविक ने की थी।

• इलेक्ट्रॉन का शेष द्रव्यमान = 9.1093837015 × 10^-31  किग्रा
• न्यूट्रॉन का द्रव्यमान = (1.008665 amu)
• प्रोटॉन का द्रव्यमान = (1.007277 amu)

यदि आवेश ऋणात्मक है, तो इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्राप्त करने के लिए आवेश की मात्रा को परमाणु क्रमांक में जोड़ें। यानी, यहां परमाणु द्रव्यमान 16 दिया गया है , जिसका अर्थ है परमाणु संख्या। 8  होना चाहिए
तो, 8+2 = 10  अपेक्षित उत्तर है।