परमाणु की संरचना

परमाणु पदार्थ की मूल इकाई है, और यह तीन उपपरमाण्विक कणों से मिलकर बना है: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन।

• इलेक्ट्रॉन की खोज 1897 में जे.जे. थॉमसन ने की थी। ये ऋणात्मक आवेशित कण हैं।

  Electrons were discovered by J.J. Thomson in 1897. They are negatively charged particles.
• प्रोटॉन की खोज ई. गोल्डस्टीन द्वारा 1886 में की गई थी, जब उन्होंने नई, धनात्मक आवेशित किरणें पाईं जिन्हें केनाल किरणें कहा जाता है। प्रोटॉन में धनात्मक आवेश होता है।

  Protons were discovered after E. Goldstein found new, positively charged radiations called canal rays in 1886. Protons have a positive charge.
• न्यूट्रॉन की खोज 1932 में जेम्स चैडविक ने की थी। इनमें कोई आवेश नहीं होता है।

  Neutrons were discovered in 1932 by James Chadwick. They have no charge.

थॉमसन का परमाणु मॉडल

• जे.जे. थॉमसन ने प्रस्तावित किया कि एक परमाणु एक धनात्मक आवेशित गोला है जिसमें ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन सन्निहित हैं।
• इस मॉडल की तुलना अक्सर क्रिसमस पुडिंग या तरबूज से की जाती है, जहां धनात्मक आवेश पुडिंग/खाने योग्य भाग है, और इलेक्ट्रॉन सूखे मेवे या बीजों की तरह हैं।
• थॉमसन के अनुसार, परमाणु में धनात्मक और ऋणात्मक आवेश समान होते हैं, जिससे परमाणु समग्र रूप से विद्युतीय रूप से उदासीन होता है।

रदरफोर्ड का गोल्ड फॉयल प्रयोग

• 1911 में, रदरफोर्ड ने अल्फा कण प्रकीर्णन प्रयोग आयोजित किया, जिसमें उन्होंने उच्च-गति वाले अल्फा कणों के साथ सोने की पन्नी की एक पतली शीट (लगभग 1000 परमाणु मोटी) पर बमबारी की।
• अल्फा कण धनात्मक आवेशित हीलियम नाभिक (\( He^{2+} \)) होते हैं।

प्रेक्षण:

• अधिकांश अल्फा कण बिना विक्षेपित हुए सीधे पन्नी से गुजर गए।
• कुछ अल्फा कण छोटे कोणों से विक्षेपित हुए।
• बहुत कम संख्या में अल्फा कण वापस उछल गए।

निष्कर्ष:

• परमाणु का अधिकांश भाग रिक्त स्थान है।
• परमाणु में एक छोटा, धनात्मक आवेशित नाभिक होता है।
• नाभिक वह स्थान है जहां परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान स्थित होता है।
• नाभिक परमाणु के समग्र आकार की तुलना में बहुत छोटा होता है।

रदरफोर्ड का परमाणु मॉडल

• एक परमाणु के केंद्र में एक धनात्मक आवेशित नाभिक होता है।
• इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर विभिन्न कक्षाओं में परिक्रमा करते हैं।

बोहर का परमाणु मॉडल

• एक परमाणु के केंद्र में एक धनात्मक आवेशित नाभिक होता है, जिसमें परमाणु का अधिकांश द्रव्यमान होता है।
• इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर विशिष्ट, स्थिर कक्षाओं में परिक्रमा करते हैं जिन्हें असतत कक्षाएं या कोश कहा जाता है।
• इन कोशों को K, L, M, N अक्षरों या संख्याओं 1, 2, 3, 4, आदि द्वारा दर्शाया जाता है।
• इलेक्ट्रॉन इन असतत कक्षाओं में रहते हुए ऊर्जा विकिरणित नहीं करते हैं, जो यह समझाता है कि परमाणु स्थिर क्यों होते हैं।

• संयोजकता इलेक्ट्रॉन: किसी परमाणु के सबसे बाहरी कोश में स्थित इलेक्ट्रॉनों को संयोजकता इलेक्ट्रॉन कहा जाता है।
• अष्टक नियम: एक परमाणु स्थिर होता है यदि उसके सबसे बाहरी कोश में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं। उत्कृष्ट गैसों के पहले से ही उनके बाहरी कोश में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए वे अक्रियाशील होते हैं।
• द्विक नियम: पहला कोश (K कोश) अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन धारण कर सकता है। एक पूर्ण K कोश भी एक परमाणु को स्थिर बनाता है, जैसे हीलियम के मामले में।
• संयोजकता: किसी तत्व की संयोजन क्षमता। यह इलेक्ट्रॉनों की वह संख्या है जिसे एक परमाणु बंधन बनाने के लिए देता है, स्वीकार करता है या साझा करता है।
  • 1, 2, या 3 संयोजकता इलेक्ट्रॉन वाले तत्वों के लिए, संयोजकता संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है। ये तत्व इलेक्ट्रॉन खो देते हैं और धनायन (धनात्मक आवेशित आयन) बन जाते हैं।
  • 5, 6, या 7 संयोजकता इलेक्ट्रॉन वाले तत्वों के लिए, संयोजकता की गणना 8 - (संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या) के रूप में की जाती है। ये तत्व इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं और ऋणायन (ऋणात्मक आवेशित आयन) बन जाते हैं।
  • 4 संयोजकता इलेक्ट्रॉन वाले तत्व उन्हें साझा करते हैं और धातुसदृश गुण रखते हैं।

• परमाणु संख्या (Z): यह किसी परमाणु के नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या है। एक ही तत्व के सभी परमाणुओं की परमाणु संख्या समान होती है। एक उदासीन परमाणु में, परमाणु संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के भी बराबर होती है।
• द्रव्यमान संख्या (A): यह किसी परमाणु के नाभिक में प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों (जिन्हें न्यूक्लिऑन भी कहा जाता है) की संख्या का योग है। परमाणु का द्रव्यमान मुख्य रूप से उसके प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों द्वारा निर्धारित होता है।

• समस्थानिक: एक ही तत्व के वे परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान होती है लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है। इसका मतलब है कि उनमें प्रोटॉनों की संख्या समान होती है लेकिन न्यूट्रॉनों की संख्या भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, प्रोटियम, ड्यूटेरियम और ट्राइटियम हाइड्रोजन के समस्थानिक हैं।
• समभारिक: विभिन्न तत्वों के वे परमाणु जिनकी परमाणु संख्या भिन्न होती है लेकिन द्रव्यमान संख्या समान होती है। इसका मतलब है कि उनमें प्रोटॉनों की संख्या भिन्न होती है लेकिन न्यूक्लिऑनों की कुल संख्या समान होती है। उदाहरण के लिए, आर्गन-40, पोटैशियम-40 और कैल्शियम-40 समभारिक हैं।
• रेडियो-समस्थानिक वे समस्थानिक हैं जो रेडियोधर्मी होते हैं और इनके विभिन्न अनुप्रयोग हैं, जैसे जीवाश्मों की आयु मापने के लिए कार्बन-14 और कैंसर के इलाज तथा भोजन संरक्षण के लिए कोबाल्ट-60।

• आयन तब बनते हैं जब परमाणु पूर्ण बाहरी कोश (अष्टक नियम) प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रॉन खो देते हैं या प्राप्त करते हैं।
• धनायन तब बनते हैं जब एक परमाणु एक या अधिक इलेक्ट्रॉन खो देता है, जिसके परिणामस्वरूप धनात्मक आवेश होता है। एक धातु जिसने इलेक्ट्रॉन खो दिए हैं, उसका नाम तत्व के समान ही होता है, उदाहरण के लिए, Na\(^+\) एक सोडियम आयन है और Ca\(^{2+}\) एक कैल्शियम आयन है।
• ऋणायन तब बनते हैं जब एक परमाणु एक या अधिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है, जिसके परिणामस्वरूप ऋणात्मक आवेश होता है। एक अधातु जिसने इलेक्ट्रॉन प्राप्त किए हैं, उसका नाम "-आइड" में बदल जाता है (उदाहरण के लिए, क्लोराइड आयन, फ्लोराइड आयन)।
• एक धनायन या ऋणायन में अक्सर उसके निकटतम उत्कृष्ट गैस के समान संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं, एक अवस्था जिसे समइलेक्ट्रॉनिक कहा जाता है।