NCERT Solutions for Class 9 Science Chapter 4 Structure of The Atom परमाणु की संरचना

 अध्याय में दिए गए प्रश्न 

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प्रश्न1. केनाल किरणे क्या हैं?

उत्तर: केनाल किरणों   धनावेशित विकिरण हैं, इनकी खोज ई. गोल्डस्टीन ने 1886 में को थी।

प्रश्न2. यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटोन है, तो इसमें कोई आवेश होगा या नहीं?

उत्तर: यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटोन है, तो इसमें कोई आवेश नहीं होगा अर्थात परमाणु विद्युत उदासीन होगा।

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प्रश्न1. परमाणु उदासीन है, इस तथ्य को टॉमसन के मॉडल के आधार पर स्पष्ट कीजिए।

उत्तर:  टॉमसन के मॉडल के अनुसार परमाणु एक धन आवेशित गोले का बना होता है  जिसमें इलेक्ट्रॉन (ऋणावेशित) धंसे हुए होते हैं। क्योंकि ऋणात्मक और धनात्मक आवेश परिमाण में समान होता है इसलिए परमाणु वैधुतीय रूप से उदासीन होता है।

प्रश्न2. रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु के नाभिक में कौन सा अवपरमाणुक कण(sub-atomic particle ) विद्यमान है?

उत्तर: रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार परमाणु के नाभिक में प्रोटोन कण विद्यमान है।

प्रश्न3. तीन कक्षाओं वाले बोर के परमाणु मॉडल का चित्र बनाइए।

उत्तर: 

Na में इलेक्ट्रॉन की संख्या = 11

K-कक्ष = 2

L-कक्ष = 8

M-कक्ष = 1

प्रश्न4. क्या अल्फ़ा कणों का प्रकीर्णन प्रयोग सोने के अतिरिक्त दूसरी धातु की पन्नी से संभव होगा?

उत्तर: नहीं, अल्फ़ा कणों का प्रकीर्णन प्रयोग सोने के अतिरिक्त दूसरी धातु की पन्नी से संभव नहीं होगा, क्योंकि  सोने की अत्यन्त महीन पन्नी (लगभग 1000 परमाणुओं के बराबर मोटी) प्राप्त करना संभव होता है, जो अल्फ़ा कणों के प्रकीर्णन प्रयोग के लिए आवश्यक है। 

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प्रश्न1. परमाणु के तीन अवपरमाणुक कणों (sub-atomic particle )के नाम लिखें।

उत्तर: परमाणु के तीन अवपरमाणुक  कण निम्न हैं:

1 प्रोटॉन

2  न्यूट्रॉन

3  इलेक्ट्रॉन

प्रश्न2. हीलियम परमाणु का परमाणु द्रव्यमान 4u है और उसके नाभिक में दो प्रोटॉन होते है। इसमें कितने न्यूट्रॉन होंगे?

उत्तर: दिया गया है-

हीलियम का परमाणु द्रव्यमान = 4u 

`                                प्रोटॉन = 2

न्यूट्रॉन  की संख्या = परमाणु द्रव्यमान  – प्रोटॉन की संख्या

                        = 4 – 2 = 2

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प्रश्न1. कार्बन और सोडियम के परमाणुओं के लिए इलेक्ट्रॉन-वितरण लिखिए।

उत्तर: कार्बन के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 6

इलेक्ट्रॉन वितरण= 2, 4

सोडियम के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 11

इलेक्ट्रॉन वितरण = 2, 8 , 1

प्रश्न2. अगर किसी परमाणु का K और L कोश भरा है, तो उस परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या क्या होगी?

उत्तर: K कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या = 2

        L कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या = 8

 इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या =K कोश में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या +L कोश में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या   = 2 + 8 = 10 इलेक्ट्रॉन

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प्रश्न 1. क्लोरीन, सल्फ़र और मैग्नीशियम की परमाणु संख्या से आप इनकी संयोजकता (valency )कैसे प्राप्त करेंगे?

उत्तर: क्लोरीन (Cl) की परमाणु संख्या = 17 

क्लोरीन (Cl) का  इलेक्ट्रान वितरण= 2, 8, 7

क्लोरीन को अपने अंतिम कक्ष में अष्टक प्राप्त करने के लिए 1 इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता है। अतः इसकी संयोजकता  1है।

सल्फ़र (S) की परमाणु संख्या = 16

सल्फ़र (S) का  इलेक्ट्रान-वितरण= 2, 8 , 6

सल्फ़र(S) को अपने अंतिम कक्ष में अष्टक प्राप्त करने के लिए 2 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता है। अतः इसकी संयोजकता 2 है।

मैग्नीशियम (Mg) की परमाणु संख्या = 12

मैग्नीशियम (Mg) का  इलेक्ट्रान वितरण= 2, 8, 2

मैग्नीशियम (Mg) को अपने अंतिम कक्ष में अष्टक प्राप्त करने के लिए 2 इलेक्ट्रॉनों का त्याग करने की आवश्यकता है। अतः इसकी संयोजकता 2 है।

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प्रश्न1. यदि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 8 है और प्रोटॉनों की संख्या भी 8 है तब,

(a) परमाणु की परमाणु संख्या क्या है?

(b) परमाणु का क्या आवेश है?

उत्तर: (a) परमाणु संख्या  = परमाणु के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या

ஃ परमाणु की परमाणु संख्या = 8

(b) परमाणु का आवेश = प्रोटॉनों की संख्या – इलेक्ट्रॉनों की संख्या

                                  =8-8=0

ஃ परमाणु पर कोई आवेश नहीं होगा अर्थात परमाणु उदासीन है।

प्रश्न2. सारणी 4.1 की सहायता से ऑक्सीजन और सल्फ़र-परमाणु की द्रव्यमान संख्या(mass number) ज्ञात कीजिए।

उत्तर: ∵परमाणु की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या

ஃ ऑक्सीजन परमाणु की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या

= 8+ 8

= 16 u

सल्फ़र परमाणु की द्रव्यमान संख्या= प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या

= 16 + 16

= 32 u

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प्रश्न1. चिन्ह H, D और T के लिए प्रत्येक में पाए जाने वाले तीन अवपरमाणुक कणों को सारणीबद्ध कीजिए।

उत्तर: H, D और Tहाइड्रोजन के समस्थानिक हैं इनमें पाए जाने वाले तीन अवपरमाणुक(इलेक्ट्रान ,प्रोटॉन , न्यूट्रॉन ) निम्नवत हैं -

समस्थानिक          इलेक्ट्रान      प्रोटॉन      न्यूट्रॉन 

H प्रोटियम (1H₁)      1                 1         0

D ड्यूटीरियम (2H₁)      1                 1         1

T ट्राइटियम (3H₁)     1                 1         2

प्रश्न2. समस्थानिक और समभारिक के किसी एक युग्म का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।

उत्तर: समस्थानिक: किसी एक ही तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या तो समान है। लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न-भिन्न होती है, उन्हें समस्थानिक कहलाते हैं।

जैसे: कार्बन के समस्थानिक , ₆C¹², ₆C¹⁴ 

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास= 2, 4

समभारिक: अलग-अलग तत्वों के परमाणु जिनकी द्रव्यमान संख्या तो समान होती है। लेकिन परमाणु संख्या भिन्न-भिन्न होती है, समभारिक कहलातें हैं।

जैसे:   ₂₀Ca⁴⁰, ₁₈Ar⁴⁰

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ₂₀Ca⁴⁰

                               = 2, 8, 8 , 2

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास  ₁₈Ar⁴⁰

                                     = 2, 8, 8               

अभ्यास  में दिए गए प्रश्न 

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

उत्तर: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गुणों की तुलना -  

क्र० सं०     गुण      इलेक्ट्रान  प्रोटॉन  न्यूट्रॉन 

1              प्रतीक          e              p              n 

2              आवेश     ऋणात्मक  धनात्मक उदासीन

प्रश्न 2. 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। 

प्रश्न 3. रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएं है।

उत्तर: रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार परमाणु के केंद्र में स्थित नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन वर्तुलाकार रूप में चक्कर लगाते है|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। परिणामस्वरूप परमाणु अस्थायी हो जाएगा , परन्तु परमाणु स्थायी होता है।  इस प्रकार  रदरफोर्ड का परमाणु  मॉडल परमाणु के स्थायित्व की व्याख्या करने में असफल रहा।

प्रश्न 4. 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 है।और 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|

बोर का परमाणु मॉडल 

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

उत्तर: परमाणु मॉडलों की तुलना- 

 जे. जे. टॉमसन मॉडल- 

इस मॉडल के अनुसार परमाणु एक धनावेशित गोला होता है |जिसमें  इलेक्ट्रॉन धसे  हुए होते है। ऋणात्मक और धनात्मक आवेश परिमाण में समान होते हैं। इसलिए परमाणु विद्युत के रूप से उदासीन होते हैं।

रदरफोर्ड मॉडल- 

रदरफोर्ड मॉडल के अनुसार परमाणु का  सम्पूर्ण धनावेश उसके केंद्र में होता है जिसे नाभिक कहते है|परमाणु का लगभग संपूर्ण द्रव्यमान नाभिक में होता है। परमाणु में धनावेशित भाग बहुत कम होता है।इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारो ओर वर्तुलाकार मार्ग में  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 हैं । जब इलेक्ट्रॉन इन विवीक्त कक्षा में चक्कर लगाते हैं तो उसकी ऊर्जा का विकिरण नहीं  होता है।

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

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

प्रथम कक्षा K के लिए n=1 , 2n² = 2 x (1)² = 2 x 1 = 2 

द्वितीय कक्षा  L के लिए n=2 , 2n²  = 2 x (2)² = 2 x 4 = 8 

तृतीय कक्षा M के लिए n=3 , 2n²  = 2 x (3)² = 2 x 9 = 18 

चतुर्थ कक्षा N 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।  

उत्तर: किसी परमाणु द्वारा  बाह्यतम कोश को पूर्ण करने के लिए त्यागे गए या प्राप्त किये गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को संयोजकता कहते हैं।   

सिलिकॉन - परमाणु संख्या 14

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8, 4 

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

ऑक्सीजन- परमाणु संख्या 8 

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 6

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

प्रश्न 8. उदाहरण के साथ व्याख्या कीजिए -परमाणु संख्या(Atomic number), द्रव्यमान संख्या(Mass number), समस्थानिक (Isotopes)और समभारिक(Isobars)। समस्थानिकों के कोई दो उपयोग लिखिए 

उत्तर: परमाणु संख्या - किसी तत्व के एक  परमाणु में उपस्थित प्रोटॉन की कुल संख्या के उस तत्व की परमाणु संख्या कहते हैं ।परमाणु संख्या को ‘Z’ से  प्रदर्शित किया जाता है। 

उदाहरण- ऑक्सीजन ₈O¹⁶ में परमाणु संख्या = 8 

द्रव्यमान संख्या -किसी तत्व के एक  परमाणु में उपस्थित प्रोटॉन तथा  न्यूट्रॉन की संख्या के कुल  योग को  द्रव्यमान संख्या कहते हैं ।

उदाहरण - कार्बन  ₆C¹² में प्रोटॉन की संख्या = 6  

                न्यूट्रॉन की संख्या = 6

अतः द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉन की संख्या + न्यूट्रॉन की संख्या 

                                   = 6 + 6 = 12

समस्थानिक: किसी एक ही तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या तो समान है। लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न-भिन्न होती है, उन्हें समस्थानिक कहलाते हैं।

उदाहरण- कार्बन के समस्थानिक , ₆C¹², ₆C¹⁴ 

समभारिक: अलग-अलग तत्वों के परमाणु जिनकी द्रव्यमान संख्या तो समान होती है। लेकिन परमाणु संख्या भिन्न-भिन्न होती है, समभारिक कहलातें हैं।

उदाहरण-   ₂₀Ca⁴⁰, ₁₈Ar⁴⁰

समस्थानिकों के उपयोग - 

(i) कोबाल्ट 60 का उपयोग कैंसर के उपचार के लिए किया जाता है। 

(ii) यूरेनियम के समस्थानिक का प्रयोग परमाणु भट्टी में किया जाता है।

(iii)आयोडीन के समस्थानिक का उपयोग घेंघा रोग के इलाज में होता है।

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

उत्तर: सोडियम Na का इलेक्ट्रॉनिक  विन्यास 2, 8, 1 है । इसके बाहरी कोश M में 1  इलेक्ट्रॉन होता है, यह अपना एक इलेक्ट्रॉन त्याग कर Na+ बना लेता है और स्थाई हो जाता है। इस प्रकार Na+ के K व L कोश पूरी तरह से भरे हुए होते हैं.

प्रश्न 10. अगर ब्रोमीन परमाणु दो समस्थानिकों [ ₃₅Br⁷⁹ (49.7%) तथा ₃₅Br⁸¹ (50.3 %)] के रूप में है, तो ब्रोमीन परमाणु के औसत परमाणु द्रव्यमान की गणना कीजिए। 

उत्तर: ब्रोमीन परमाणु के औसत परमाणु द्रव्यमान =

प्रश्न 11. एक तत्व X का परमाणु द्रव्यमान 16.2u  है, तो इसके किसी एक नमूने में समस्थानिकों₈X ¹⁶ और  ₈X¹⁸ का प्रतिशत क्या होगा।

उत्तर: दिया गया तत्व X का परमाणु द्रव्यमान = 16.2 u है।

माना ₈X ¹⁶ का प्रतिशत = 𝒙

अतः ₈X¹⁸ का प्रतिशत = (100 - a) 

इसलिए ₈X ¹⁶ का प्रतिशत = 90% 

 तथा  ₈X¹⁸ का प्रतिशत = 100 - 90 = 10% 

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

उत्तर: यदि किसी तत्व का Z = 3 

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = 2, 1

यह तत्व अपने बाहरी कक्ष का  1 इलेक्ट्रॉन त्याग सकता है। 

अत: संयोजकता = 1

यह तत्व लिथियम (Li) है।

प्रश्न 13. दो परमाणु स्पीशीज के केंद्रकों का संघटन नीचे दिया गया है।

                    X             Y

प्रोटोन          6             6

न्यूट्रॉन          6             8

X और Y की द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए| इन दोनों स्पीशीज में क्या संबंध है?  

उत्तर: X की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉन की संख्या + न्यूट्रॉन की संख्या

                                       = 6 + 6

                                       = 12

Y की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉन की संख्या + न्यूट्रॉन की संख्या

                = 6 + 8

                              = 14

चूंकि दोनों परमाणु स्पीशीज की परमाणु संख्या समान तथा द्रव्यमान संख्या भिन्न-भिन्न हैं: अत: ये समस्थानिक होंगे। 

प्रश्न 14. निम्नलिखित वक्तव्यों में गलत के लिए F और सही के लिए T लिखें। (a) जे. जे. थॉमसन ने प्रस्तावित किया था कि परमाणु के केन्द्रक में केवल न्यूक्लियस होते हैं।

उत्तर:  F

(b) एक इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन मिलकर न्यूट्रॉन का निर्माण करते है, इसलिए यह अनावेशित होता है।

उत्तर: F

(c) इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन से लगभग 1 / 2000 गुणा होता है।

उत्तर:  T

(d) आयोडीन के समस्थानिक का इस्तेमाल टिंक्चर आयोडीन बनाने में होता है। इसका उपयोग दवा के रूप में होता है।

उत्तर:  T

प्रश्न संख्या 15, 16 और 17 में सही के सामने (✔) का चिह्न और गलत के सामने (X) का चिह्न लगाइए।

प्रश्न 15. रदरफोर्ड का अल्फा कण प्रकीर्णन प्रयोग किसकी खोज के लिए उत्तरदायी था।

(a) परमाणु केंद्रक

(b) इलेक्ट्रॉन

(c) प्रोटॉन

(d)  न्यूट्रॉन

उत्तर: (a) परमाणु केंद्रक

प्रश्न16. एक तत्व के समस्थानिक में होते है। 

(a) समान भौतिक गुण

(b) भिन्न रासायनिक गुण

(c) न्यूट्रॉनों की अलग अलग संख्या 

(d) भिन्न परमाणु संख्या 

उत्तर: (c) न्यूट्रॉनों की अलग अलग संख्या

प्रश्न17. CI- आयन में संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।

(a) 16

(b) 8 

(c) 17

(d) 18

उत्तर: (b) 8

प्रश्न18. सोडियम का सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्नलिखित में कौन सा है।

(a) 2, 8

(b) 8, 2, 1

(c) 2, 1, 8

(d) 2, 8, 1

उत्तर: (d) 2, 8, 1 

प्रश्न19. निम्नलिखित सारणी को पूरा कीजिए।

परमाणु संख्या	द्रव्यमान  संख्या	न्यूट्रॉनों की संख्या	प्रोटॉनों की संख्या	इलेक्ट्रॉनों की संख्या	परमाणु स्पीशीज
9	-	10	-	-	-
16	32	-	-	-	सल्फर
-	24	-	12	-	-
-	2	-	1	-	-
-	1	0	1	0	-

उत्तर :

परमाणु संख्या	द्रव्यमान  संख्या	न्यूट्रॉनों की संख्या	प्रोटॉनों की संख्या	इलेक्ट्रॉनों की संख्या	परमाणु स्पीशीज
9	19	10	9	9	फ़्लोरिन
16	32	16	16	16	सल्फर
12	24	12	12	12	मैग्नीशियम
1	2	1	1	1	ड्यूटीरियम
1	1	0	1	0	हाइड्रोजन