Jcert Class 9 Science Question And Answer परमाणु की संरचना Chapter 4 विज्ञान

उत्तर : (a) यदि किसी परमाणु में प्रोटॉन की संख्या 8 एवं इलेक्ट्रॉन की संख्या 8 है, तब उसकी परमाणु संख्या 8 होगी क्योकि परमाणु संख्या = इलेक्ट्रॉन की संख्या = प्रोटॉन की संख्या।

(b) परमाणु पर कोई आवेश नहीं है और परमाणु उदासीन है।

उत्तर : 

(i) ऑक्सीजन परमाणु में 8 प्रोटॉन एवं 8 न्यूट्रॉन होते है अतः इसकी 

द्रव्यमान संख्या =  प्रोटॉन + न्यूट्रॉन

द्रव्यमान संख्या = 8 + 8 = 16 होगी।

(ii) सल्फर परमाणु में 16 प्रोटॉन एवं 16 न्यूट्रॉन होते है अतः इसकी 

द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉन + न्यूट्रॉन

द्रव्यमान संख्या = 16 + 16 = 32 होगी।

उत्तर : 

अभ्यास प्रश्न-उत्तर 

 Q1. . इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गुणों की तुलना कीजिए ।

उत्तर : a) इलेक्ट्रॉनों : यह नकारात्मक रूप से आवेशित कण है 

जो नाभिक के बाहर मौजूद होता है।

यह अक्षर "ई" द्वारा दर्शाया गया है। 

b) प्रोटॉन : यह धनात्मक आवेशित कण है 

जो नाभिक के अंदर मौजूद होता है।

यह अक्षर  "पी" द्वारा दर्शाया गया है।

c) न्यूट्रॉन : यह कण न तो धनात्मक या ऋणात्मक रूप से आवेशित है 

अर्थात यह तटस्थ है।

इसे  "n" अक्षर द्वारा दर्शाया गया है। 

 Q2. . जे. जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं?

उत्तर : जे. जे. टॉमसन का परमाणु मॉडल परमाणु के उदासीन होने की व्याख्या तो कर पाया लेकिन उनका मॉडल अन्य वैज्ञानिकों द्वारा किए गए प्रयोगों और उनके परिणामों की व्याख्या करने में असफल रहा।

 Q3. रदरफ़ोर्ड के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं ?

उत्तर : रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल की सीमाएँ–गोलाकार (वर्तुलाकार) कक्ष में चक्रण करते हुए इलेक्ट्रॉन स्थायी नहीं रह सकता है क्योंकि कोई भी आवेशित कण गोलाकार कक्ष में त्वरित होगा। त्वरण के दौरान आवेशित कणों से ऊर्जा का विकिरण होगा। इस प्रकार स्थायी कक्ष में घूमता हुआ इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा विकिरित करेगा और नाभिक से टकरा जाएगा। इसका अभिप्राय यह होगा कि परमाणु अस्थायी है, परन्तु वास्तव में परमाणु स्थायी होते हैं । इसका समाधान रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल में नहीं किया जा सका।

 Q4. बोर के परमाणु मॉडल की व्याख्या कीजिए ।

उत्तर : बोर परमाणु मॉडल के अनुसार इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर केवल कुछ निश्चित कक्षाओं में ही चक्कर लगा सकते है, इन कक्षाओं को इलेक्ट्रॉन की विविक्त कक्षा कहते हैऔर इस प्रकार घूमते रहने पर उसकी ऊर्जा का विकिरण नहीं होता है। इन कक्षाओं को इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा स्तर कहते है।जिन्हें K, L, M …. या 1, 2, 3 … से दर्शाया जाता है|

 Q5. इस अध्याय में दिए गए सभी परमाणु मॉडलों की तुलना कीजिए।

उत्तर : 

जे. जे. टॉमसन मॉडल: इस मॉडल के अनुसार परमाणु एक धनावेशित गोला होता है |जिसके चारों ओर धनात्मक आवेश होता है और इलेक्ट्रॉन इनमें इधर उधर धसे हुए होते है। ये धनात्मक तथा ऋणात्मक आवेश परिणाम में एक समान होते है,जिसके कारण परमाणु विद्युत उदासीन होते है। 

रदरफ़ोर्ड मॉडल: रदरफ़ोर्ड मॉडल के अनुसार परमाणु गोलाकार परंतु सम्पूर्ण धनावेश उसके केंद्र में होता है जिसे नाभिक कहते है। परमाणु में धनावेशित भाग बहुत कम होता है।इलेक्ट्रॉन इस नाभिक के चारो ओर चक्कर लगाते है। नाभिक परमाणु की तुलना में छोटा होता है।

बोर मॉडल: बोर के परमाणु मॉडल के अनुसार इलेक्ट्रॉन केवल कुछ निश्चित कक्षाओं में ही चक्कर लगा सकते हैं, इन कक्षाओं को इलेक्ट्रॉन की विविक्त कक्षा कहते है। एक निश्चित कक्षा में घूमते रहने पर उसकी ऊर्जा का विकिरण नहीं होता है।

 Q6. पहले अठारह तत्वों के विभिन्न कक्षों में इलेक्ट्रॉन वितरण के नियम को लिखिए।

उत्तर : किसी कक्षा में कुल इलेक्ट्रॉन की अधिकतम संख्या 2n2' हो सकती है।

प्रथम कक्षा के लिए n = 1, 2n^2

= 2 * (1)^2

= 2 * 1

= 2

द्वितीय कक्षा के लिए n = 2.2n ^ 2

= 2 * (2)^2

= 2 * 4

= 8

तृतीय कक्षा के लिए n = 3, 2n^2

= 2 * (3)^2

= 2 * 9

= 18

चतुर्थ कक्षा के लिए n = 4, 2n^2

= 2 x (4)^2

= 2 x 16

= 32

बाह्य कक्ष में अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉन हो सकते है।

 Q7. सिलिकॉन और ऑक्सीजन का उदाहरण लेते हुए संयोजकता की परिभाषा दीजिए।

उत्तर : 

संयोजकता किसी परमाणु के बाह्यतम कोष के इलेक्ट्रॉन के लेन-देन पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन के लेन-देन में जितने इलेक्ट्रॉन काम आते है उसे ही संयोजकता कहते है। ऐसा करने से बाहरी कक्षा में इलेक्ट्रॉन पूर्ण हो जाते है। 

उदाहरण 

सिलिकॉन परमाणु संख्या = 14

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = 2, 8, 4

संयोजकता = 4 (चुकि बाहरी कक्षा को पूर्ण करने के लिए 4 इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता है।)

ऑक्सीजन परमाणु संख्या = 8

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = 2, 6

संयोजकता | = 2 (बाहरी कोष को पूर्ण करने के लिए 2 इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता है।)

 Q8. उदाहरण के साथ व्याख्या कीजिए - परमाणु संख्या, द्रव्यमान संख्या, समस्थानिक और समभारिक समस्थानिकों के कोई दो उपयोग लिखिए |

उत्तर : परमाणु संख्या : किसी तत्व की परमाणु संख्या उसके नाभिक में स्थित प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती हैं । इसे Z के द्वारा प्रर्दशित किया जाता है। परमाणु संख्या के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉन के समान होती है अब प्रोटॉन सदा इलेक्ट्रॉन के सामान संख्या में होते हैं।

परमाणु संख्या = नाभिक में प्रोटॉन की संख्या = इलेक्ट्रॉनों की संख्या

उदाहरण : सोडियम परमाणु के नाभिक में 11 प्रोटॉन होते हैं। अतः इसकी परमाणु संख्या 11 होगी और इसे इस प्रकार लिखते हैं 11Na

द्रव्यमान संख्या :  किसी तत्व की द्रव्यमान संख्या उसमें उपस्थित प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों की संख्या के योग के बराबर होती है।

द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉनों की संख्या +  न्यूट्रॉनों की संख्या

उदाहरण : सोडियम परमाणु में 11 प्रोटॉन और 12 न्यूट्रॉन होते हैं। अतः इसकी द्रव्यमान संख्या 11 + 12 = 23  होगी ।

समस्थानिक :  एक ही तत्व के एक परमाणुओं को जिनके नाभिकों में प्रोटॉन बराबर होते हैं न्यूट्रॉन संख्या में भिन्न भिन्न होते हैं उन्हें समस्थानिक कहते हैं।तत्व के समस्थानिकों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास एक समान होते हैं क्योंकि इनके संयोजकता एक सी होती है।

उदाहरण : हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक है -  

प्रोटियम 1H¹ , ड्यूटीरियम 1H² , ट्राइटियम 1H³

समभारिक : जिन तत्वों की परमाणु संख्या भिन्न भिन्न होती है लेकिन द्रव्यमान संख्या समान होती है उन्हें समभारिक कहते हैं ।

उदाहरण :  18Ar40 और 20Ca40  

कैल्शियम की परमाणु संख्या 20 तथा ऑर्गन की परमाणु संख्या 18 है पर इन की द्रव्यमान संख्या 40 है जिस कारण इनमें इलेक्ट्रॉन संख्या भिन्न भिन्न है।

समस्थानिकों के दो उपयोग :  

(1) कैंसर के उपचार में कोबाल्ट (Co 60) के समस्थानिक उपयोग किया जाता है। घेंघा रोग के इलाज में आयोडीन (I131) के समस्थानिक का उपयोग किया जाता है।

(2) यूरेनियम (U235) का उपयोग परमाणु भट्टी के ईंधन के रूप में होता है।

 Q9. $N{a}^{+}$ के पूरी तरह से भरे हुए K व L कोश होते हैं- व्याख्या कीजिए।

उत्तर : Na परमाणु में 11 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि $N{a}^{+}$ आयन में 10 इलेक्ट्रॉन होते हैं । 2 इलेक्ट्रॉन से K कोश पूरा भर जाता है तथा 8 इलेक्ट्रॉन से L कोश पूरी तरह भर जाता है । $N{a}^{+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8 है । अत: 10 इलेक्ट्रॉन K तथा L कोश पूरी तरह भर देते हैं ।

 Q10. अगर ब्रोमीन परमाणु दो समस्थानिकों [ ⁷⁹₃₅Br ( 49.7%) तथा ⁸¹₃₅Br(50.3%)] के रूप में है, तो ब्रोमीन परमाणु के औसत परमाणु द्रव्यमान की गणना कीजिए ।

उत्तर : ये दोनों [ ⁷⁹₃₅Br ( 49.7%) तथा ⁸¹₃₅Br(50.3%) ] ब्रोमीन के समस्थानिक है |

अत: ब्रोमीन परमाणु का औसत परमाणु द्रव्यमान

= 79 x (49.7 / 100) + 81 x (50.3 / 100)

= (3926.3 / 100) + (4074.3 / 100)

= 39.263 + 40.743

= 80.0064

 Q11. एक तत्व X का परमाणु द्रव्यमान 16.2 u है तो इसके किसी एक नमूनें में समस्थानिक "X और 18 x का प्रतिशत क्या होगा ?

उत्तर : 

दिया गया तत्व X का परमाणु द्रव्यमान = 16.2u है |

माना ¹⁶₈X का प्रतिशत = a

तब ¹⁸₈X का प्रतिशत = (100 - a)

X का औसत द्रव्यमान = 16 ( a / 100 ) + 18 (100 - a / 100)

16.2 = ( 16a / 100 ) + (1800 - 18a / 100)

1620 = 1800 - 2a

1800 - 1620 = 2a

180 = 2a

a = 90 

इसलिए ¹⁶₈X का प्रतिशत = 90%

तथा ¹⁸₈X का प्रतिशत = 100 - 90

= 10%