NCERT Class 9 Science Chapter 4 परमाणु की संरचना
NCERT Solutions for Class 9 Science Chapter 4 परमाणु की संरचना
पाठ्य में हल किए गए प्रश्न
पाठ्य प्रश्नों में
प्रश्न 1.
कैनाल किरणें क्या हैं?
उत्तर:
कैनाल किरणें, जिन्हें एनोड किरणें भी कहा जाता है, विशेष रूप से डिज़ाइन की गई डिस्चार्ज ट्यूब में एनोड से कैथोड की ओर गति करती हुई दिखाई देती हैं। हालाँकि, ये एनोड से उत्पन्न नहीं होती हैं।
प्रश्न 2.
यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन है, तो क्या उस पर कोई आवेश होगा या नहीं?
उत्तर:
नहीं, उस पर कोई आवेश नहीं होगा क्योंकि एक इलेक्ट्रॉन पर इकाई ऋणात्मक आवेश और एक प्रोटॉन पर इकाई
धनात्मक आवेश होता है। ये एक दूसरे को उदासीन करते हैं।
प्रश्न 3.
थॉमसन के परमाणु मॉडल के आधार पर समझाइए कि परमाणु समग्र रूप से उदासीन कैसे होता है।
उत्तर:
थॉमसन के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु को एक धनावेशित गोला माना जा सकता है
जिसमें प्रोटॉन उपस्थित होते हैं। ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन गोले में जड़े हुए या जड़े हुए माने जाते हैं। चूँकि इलेक्ट्रॉनों के कारण ऋणावेश और प्रोटॉन के कारण धनावेश एक-दूसरे को संतुलित करते हैं, इसलिए समग्र रूप से परमाणु उदासीन होता है।
प्रश्न 4.
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के आधार पर, परमाणु के नाभिक में कौन-सा अवपरमाणुक कण उपस्थित होता है?
उत्तर:
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु का नाभिक धनावेशित होता है। इसलिए, परमाणु के सभी प्रोटॉन नाभिक में उपस्थित होते हैं।
प्रश्न 5.
तीन कोशों वाले परमाणु के बोहर मॉडल का एक रेखाचित्र बनाइए।
उत्तर:
प्रश्न 6.
यदि सोने के अलावा किसी अन्य धातु की पन्नी का उपयोग करके a-कण प्रकीर्णन प्रयोग किया जाए, तो आपके विचार से क्या प्रेक्षण होगा?
उत्तर:
यदि धातु भारी है, जैसे सोना (जैसे चाँदी, प्लैटिनम आदि), तो समान परिणाम प्राप्त होंगे। हालाँकि, यदि धातु बहुत हल्की है (जैसे सोडियम, मैग्नीशियम आदि), तो यह संभव है कि तेज़ गति से चलने वाले और भारी α-कण (4u द्रव्यमान) नाभिक को एक ओर धकेल दें और केवल थोड़े विचलन के साथ गुजर जाएँ।
प्रश्न 7.
परमाणु में तीन अवपरमाण्विक कणों के नाम लिखिए।
उत्तर:
परमाणु में अवपरमाण्विक कण हैं: प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन।
प्रश्न 8.
हीलियम परमाणु का परमाणु द्रव्यमान 4u है और इसके नाभिक में दो प्रोटॉन हैं। इसमें कितने न्यूट्रॉन हैं?
उत्तर:
हीलियम की द्रव्यमान संख्या उसके परमाणु द्रव्यमान के बराबर होती है लेकिन इसकी कोई इकाई नहीं होती है।
∴ हीलियम की द्रव्यमान संख्या (A) = 4
नाभिक में प्रोटॉन की संख्या = 2 तत्व का परमाणु क्रमांक (Z) = 2
न्यूट्रॉन की संख्या (n) = A – Z = 4 – 2 = 2.
प्रश्न 9.
कार्बन और सोडियम परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों का वितरण लिखिए।
उत्तर:
कार्बन (Z = 6) : 2 (K-शेल) ; 4 (L-शेल)
सोडियम (Z = 11) : 2 (K-शेल) ; 10 (L-शेल) ; 1 (M-शेल)
प्रश्न 10.
यदि किसी परमाणु के K और L कोश भरे हुए हैं, तो परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या क्या होगी?
(सीबीएसई 2014)
उत्तर:
K-कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या = 2
L-कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या = 8
परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या = 2 + 8 = 10
प्रश्न 11.
यदि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 8 है और प्रोटॉन की संख्या भी 8 है, तो :
(i) परमाणु की परमाणु संख्या क्या होगी ?
(ii) परमाणु पर आवेश क्या है ?
उत्तर:
(i) परमाणु की परमाणु संख्या (Z) = प्रोटॉन की संख्या = इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 8
(ii) परमाणु पर आवेश = कोई आवेश नहीं
वास्तव में, जब प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है, तो परमाणु उदासीन होता है।
प्रश्न 12.
प्रतीकों H, D और T के लिए, उनमें से प्रत्येक में पाए जाने वाले तीन अवपरमाणुक कणों को सारणीबद्ध कीजिए।
उत्तर:
प्रश्न 13.
समस्थानिकों और समभारिकों के किसी भी युग्म का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।
उत्तर:
(i) समस्थानिकों के युग्म का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
(ii) समभारिकों के युग्म का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
समभारिकों की द्रव्यमान संख्या समान होती है, लेकिन परमाणु संख्याएँ भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, कैल्शियम और आर्गन तत्व समभारिक हैं:
Ca(Z = 20) : 2, 8, 8, 2
Ar (Z = 18) : 2, 8, 8।
कृपया ध्यान दें कि दोनों तत्वों की द्रव्यमान संख्या (A) 40 के बराबर है।
अति लघु उत्तरीय प्रश्न
प्रश्न 1. हाइड्रोजन परमाणु की परमाण्विक संरचना बनाइए।
उत्तर:
प्रश्न 2. कुछ तत्व रासायनिक रूप से निष्क्रिय क्यों होते हैं?
उत्तर: क्योंकि उनका सबसे बाहरी कोश पूरी तरह भरा होता है।
प्रश्न 3. परमाणु विद्युत रूप से उदासीन क्यों होता है?
उत्तर: इसमें प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या समान होती है, (धनात्मक आवेश = ऋणात्मक आवेश)।
प्रश्न 4. a-कणों का आवेश और द्रव्यमान क्या है?
उत्तर: आवेश + 2 है,
द्रव्यमान 4 amu है
प्रश्न 5. संयोजकता इलेक्ट्रॉन क्या हैं?
उत्तर: किसी परमाणु के सबसे बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों को संयोजकता इलेक्ट्रॉन कहते हैं।
प्रश्न 6. एक परमाणु की परमाणु संख्या 12 है, इसकी संयोजकता क्या है और तत्व का नाम क्या है?
उत्तर: परमाणु संख्या = 12
∴ प्रोटॉन = इलेक्ट्रॉन = 12 इलेक्ट्रॉन विन्यास = KLM -2 8 2
∴ संयोजकता = 2
तत्व मैग्नीशियम है।
प्रश्न 7. प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की समान संख्या वाले दो तत्वों के नाम बताइए?
उत्तर: कार्बन (प्रोटॉन = न्यूट्रॉन = 6)
ऑक्सीजन (प्रोटॉन = न्यूट्रॉन = 8)
प्रश्न 8. सोडियम परमाणु की परमाण्विक संरचना बनाइए।
उत्तर: 
प्रश्न 9. कैंसर के उपचार के लिए प्रयुक्त समस्थानिक का नाम बताइए।
उत्तर: कोबाल्ट का समस्थानिक।
प्रश्न 10. AZX यह प्रतीक क्या दर्शाता है?
उत्तर: X —> तत्व
A का प्रतीक —> द्रव्यमान संख्या
Z —> परमाणु संख्या
प्रश्न 11. क्या दो भिन्न परमाणुओं के लिए 'Z' का मान समान हो सकता है?
उत्तर: नहीं, (Z = परमाणु संख्या), दो भिन्न परमाणुओं की परमाणु संख्या समान नहीं हो सकती।
प्रश्न 12. क्या दो भिन्न परमाणुओं के लिए A' का मान समान हो सकता है?
उत्तर: हाँ, यह समान हो सकता है, उदाहरणार्थ Ca और Ar का द्रव्यमान संख्या A-40 है।
लघु उत्तरीय प्रश्न
प्रश्न 1. उस वैज्ञानिक का नाम बताइए जिसने परमाणु में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की खोज की थी।
उत्तर: प्रोटॉन की खोज ई. गोल्डस्टीन ने 1866 में और न्यूट्रॉन की खोज जे. चैडविक ने 1932 में की थी।
प्रश्न 2. परमाणु की संरचना की व्याख्या में बोर और बरी का संयुक्त योगदान क्या है?
उत्तर: बोर और बरी दोनों ने विभिन्न परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के वितरण के लिए सूत्र 2n 2 दिया , जहाँ n = कोश संख्या।
प्रश्न 3. (i) समान संख्या में अवपरमाण्विक कणों वाले परमाणु, (ii) L और M कोश में समान संख्या में इलेक्ट्रॉनों वाले परमाणु की परमाण्विक संरचना बनाइए।
उत्तर: (i) समान संख्या में अवपरमाण्विक कणों वाला परमाणु 24He है।
प्रोटॉन की संख्या = 2।
इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 2।
(ii) L और M कोश से भरा परमाणु —->KL M- 2 8 8
प्रश्न 4. अष्टक क्या है? परमाणु अपना अष्टक क्यों पूरा करना चाहेंगे?
उत्तर: जब किसी परमाणु का सबसे बाहरी कोश, यानी L, M या N, 8 इलेक्ट्रॉनों से पूरी तरह भर जाता है, तो उसे अष्टक कहते हैं। परमाणु अपना अष्टक पूरा करना चाहेंगे क्योंकि वे स्थिर होना चाहते हैं।
प्रश्न 5. 14 7 N और 35 17 Cl की संयोजकता ज्ञात कीजिए ।
उत्तर: नाइट्रोजन का परमाणु क्रमांक = 7, प्रोटॉन की संख्या = 7, इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 7
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = KLM =2 5 –
संयोजकता = 3
क्योंकि यह अपना अष्टक पूरा करने के लिए या तो तीन इलेक्ट्रॉन प्राप्त करेगा या 3 इलेक्ट्रॉन साझा करेगा।
क्लोरीन का परमाणु क्रमांक = 17, p = 17, e = 17
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = KLM = 2 8 7
संयोजकता = 1
क्योंकि यह अपना अष्टक पूरा करने के लिए 1 इलेक्ट्रॉन प्राप्त करेगा।
प्रश्न 6. निम्नलिखित में से समस्थानिक चुनिए और कारण बताइए।
उत्तर: समस्थानिक 35 17 X और 37 17 X हैं क्योंकि दोनों परमाणुओं की परमाणु संख्या समान है लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न है।
प्रश्न 7. निम्नलिखित में से ऐसे परमाणु चुनें जिनमें न्यूट्रॉनों की संख्या समान हो:
उत्तर:
प्रश्न 8. न्यूक्लिऑन क्या होते हैं? उन परमाणुओं को क्या कहते हैं जिनमें न्यूक्लिऑन की संख्या समान होती है?
उत्तर: नाभिक में उपस्थित प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को न्यूक्लिऑन कहते हैं। समदाब रेखीय तत्वों में न्यूक्लिऑन की संख्या समान होती है।
प्रश्न 9. एक परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या समान होती है। फिर यह कहना गलत क्यों है कि किसी परमाणु का परमाणु क्रमांक उसके इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होता है?
उत्तर: परमाणु क्रमांक ≠ इलेक्ट्रॉनों की संख्या, हालाँकि प्रोटॉन की संख्या = इलेक्ट्रॉनों की संख्या होती है क्योंकि एक परमाणु में इलेक्ट्रॉन की संख्या उसके लाभ या हानि से बदल सकती है। लेकिन प्रोटॉन की संख्या स्थिर रहती है (क्योंकि यह लाभ या हानि में भाग नहीं लेता है)।
प्रश्न 10. एक परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होता है। इलेक्ट्रॉनों की हानि या प्राप्ति पर यह आवेशित क्यों हो जाता है?
उत्तर: एक परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होता है क्योंकि इसमें प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है। लेकिन यह आवेशित हो जाता है, स्थिर परमाणु बनने के लिए, इलेक्ट्रॉनों की हानि या प्राप्ति होती है। अतः,
प्रोटॉन की संख्या ≠ इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
यदि यह इलेक्ट्रॉन खोता है, तो p > e; अतः +ve आवेश प्राप्त होता है।
यदि यह इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है, तो e > p; अतः -ve आवेश प्राप्त होता है।
प्रश्न 11. दैनिक जीवन में किसी क्रियाकलाप की सहायता से आप कैसे सिद्ध कर सकते हैं कि परमाणु विभाज्य हैं?
उत्तर: क्रियाकलाप
- एक स्केल लें, इसे बालों पर रगड़ें, कागज का एक छोटा सा टुकड़ा आकर्षित करने का प्रयास करें।
- अब कागज़ के टुकड़े को छोटे-छोटे टुकड़ों में बाँट लें।
- पुनः आवेशित तराजू को कागज के इस टुकड़े के पास लाएँ।
- आप देखेंगे कि कागज़ के टुकड़े अभी भी आकर्षित होते हैं।
निष्कर्ष: यह क्रियाकलाप दर्शाता है कि परमाणु में आवेश होते हैं और ये आवेश विपरीत प्रकृति के होते हैं, जो आकर्षण को दर्शाता है। अतः यहाँ तराजू और कागज़ दोनों विपरीत आवेशित हैं और एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं। साथ ही, प्रत्येक परमाणु में कम से कम एक अवपरमाणुक कण होता है।
प्रश्न 12. परमाणु की संरचना में प्रोटॉन केंद्र में क्यों होते हैं और इलेक्ट्रॉनों द्वारा बाहर क्यों नहीं खींचे जाते, जबकि दोनों पर विपरीत आवेश समान इकाई आवेश के होते हैं?
उत्तर: प्रोटॉन भारी होते हैं और उनका द्रव्यमान 1 इकाई होता है, इसलिए वे परमाणु के केंद्र में केंद्रित होते हैं
। इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान नगण्य होता है, अर्थात प्रोटॉन के द्रव्यमान से 1/1800 गुना कम। इसलिए, वे प्रोटॉन को आकर्षित नहीं कर पाते और उन्हें नाभिक से बाहर नहीं खींच पाते, हालाँकि उनका आवेश समान होता है।
प्रश्न 13. आपके अनुसार, अध्ययन की गई परमाणु संरचना में से कौन सा मॉडल सही है और क्यों?
उत्तर: बोर का परमाणु मॉडल सबसे अच्छा मॉडल है और सही है क्योंकि यह केंद्र में न्यूक्लिऑन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) की व्याख्या करता है और यह भी बताता है कि इलेक्ट्रॉन किस प्रकार अपनी विशिष्ट कक्षाओं में न्यूक्लिऑन के चारों ओर घूमते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का क्षय/विकिरण नहीं करते और अपने कोश में बंधे रहते हैं।
दीर्घ उत्तरीय प्रश्न
प्रश्न 1. रदरफोर्ड के सोने की पन्नी द्वारा प्रकीर्णन प्रयोग के निहितार्थ को समझने के लिए एक क्रियाकलाप दीजिए।
उत्तर: रदरफोर्ड के a-कण प्रकीर्णन प्रयोग के निहितार्थ को समझने के लिए:
क्रियाकलाप: एक बच्चे को आँखें बंद करके दीवार के सामने खड़ा कर दें। उसे दूर से दीवार पर पत्थर फेंकने दें। दीवार पर पत्थर के प्रत्येक प्रहार पर उसे ध्वनि सुनाई देगी। यह परमाणु के नाभिक के समान है। लेकिन अगर आंखों पर पट्टी बांधकर बच्चे को कांटेदार तार की बाड़ पर पत्थर फेंकना पड़े, तो अधिकांश पत्थर बाड़ पर नहीं लगेंगे और कोई ध्वनि नहीं सुनाई देगी।
ऐसा इसलिए है क्योंकि बाड़ में बहुत सारे अंतराल होते हैं जो पत्थर को उनके माध्यम से पार करने की अनुमति देते हैं। यह एक परमाणु में रिक्त स्थान के समान है, जिससे a-कण होकर गुजरेंगे। उपरोक्त क्रियाकलाप और समान तर्क के आधार पर रदरफोर्ड ने a-कण प्रकीर्णन प्रयोग का निष्कर्ष इस प्रकार निकाला: (1)
परमाणु के अंदर का अधिकांश स्थान रिक्त है क्योंकि a-कण पन्नी से होकर गुजरे (3) a-कणों का एक बहुत छोटा अंश 180° से विक्षेपित होता है, इससे पता चलता है कि सोने के परमाणु का सारा धनात्मक आवेश और द्रव्यमान परमाणु के भीतर बहुत कम मात्रा में केंद्रित था।
प्रश्न 2. समस्थानिक क्या हैं? इसकी विशेषताएँ बताइए, समस्थानिकों के उपयोग बताइए।
उत्तर: समान परमाणु क्रमांक लेकिन भिन्न द्रव्यमान संख्या वाले एक ही तत्व के परमाणु समस्थानिक होते हैं।
विशेषताएँ:
(1) समस्थानिकों के भौतिक गुण भिन्न होते हैं जैसे द्रव्यमान, घनत्व।
(2) इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या के कारण समस्थानिकों के रासायनिक गुण समान होते हैं।
उपयोग:
(1) यूरेनियम समस्थानिक का उपयोग परमाणु रिएक्टर (U-235) में ईंधन के रूप में किया जाता है।
(2) कोबाल्ट समस्थानिक का उपयोग कैंसर (Co-60) के उपचार में किया जाता है।
(3) आयोडीन समस्थानिक का उपयोग घेंघा के उपचार में किया जाता है।
प्रश्न 3. रदरफोर्ड के α-कण प्रकीर्णन प्रयोग की व्याख्या कीजिए तथा इसके अवलोकन और निष्कर्ष दीजिए।
उत्तर: रदरफोर्ड का α-कण प्रकीर्णन प्रयोग:
तीव्र गति से चलने वाले α-कणों को एक पतली सोने की पन्नी पर गिराया गया। कणों में + 2 आवेश और 4u द्रव्यमान और काफी मात्रा में ऊर्जा होती है।
अवलोकन:
(1) अधिकांश α-कण पन्नी से सीधे गुजर गए।
(2) कुछ α-कण पन्नी द्वारा छोटे कोणों पर विक्षेपित हो गए।
(3) प्रत्येक 12000 कणों में से एक वापस उछल गया।
अवलोकन से निष्कर्ष:
(1) पन्नी के अंदर का अधिकांश स्थान खाली है।
(2) परमाणु का धनात्मक आवेश बहुत कम स्थान घेरता है।
(3) परमाणु का द्रव्यमान केंद्र में केंद्रित होता है और सभी धनात्मक आवेश परमाणु के भीतर छोटे आयतन में केंद्रित होते हैं।