Back to the topics list

परमाणु

सभी पदार्थ पदार्थ से बने हैं और पदार्थ की मूल इकाई परमाणु है।

परमाणु है:

• पदार्थ की मूल इकाई.
• किसी तत्व का सबसे छोटा कण, जो अपने आप में मौजूद हो भी सकता है और नहीं भी।
• परमाणु आगे प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन में विभाजित होता है।

परमाणु की मूल संरचना:

• परमाणु उप-परमाणु कणों - प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन से बने होते हैं।
• प्रोटॉन और न्यूट्रॉन नाभिक में पाए जाते हैं। नाभिक परमाणु के केंद्र में स्थित होता है।
• इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर कक्षाओं में घूमते हैं।

P : प्रोटॉन, N : न्यूट्रॉन, E : इलेक्ट्रॉन

प्रोटॉन: धनात्मक आवेश (+1) और इकाई द्रव्यमान (1) वाला उप-परमाणु कण। प्रोटॉन एक धनात्मक आवेशित कण है जो परमाणु के नाभिक में परमाणु के केंद्र में स्थित होता है। हाइड्रोजन परमाणु इस मायने में अद्वितीय है कि इसके नाभिक में केवल एक प्रोटॉन होता है और कोई न्यूट्रॉन नहीं होता। परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या, जो एक रासायनिक तत्व की विशेषता है, आवर्त सारणी में उसका स्थान निर्धारित करती है।

न्यूट्रॉन: बिना किसी आवेश(0) और इकाई द्रव्यमान(1) वाला उप-परमाणु कण। न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता। न्यूट्रॉन की संख्या परमाणु के द्रव्यमान और रेडियोधर्मिता को प्रभावित करती है।

इलेक्ट्रॉन: ऋणात्मक आवेश (-1) और नगण्य द्रव्यमान वाला उप-परमाणु कण। इलेक्ट्रॉन परमाणु में सबसे छोटे कण होते हैं। वे प्रोटॉन के धनात्मक आवेश की ओर आकर्षित होते हैं, यही कारण है कि वे नाभिक के चारों ओर परिक्रमा करते हैं। इलेक्ट्रॉन न्यूट्रॉन और प्रोटॉन से बहुत छोटे होते हैं।

परमाणु में बल

परमाणु के घटक तीन बलों द्वारा एक साथ बंधे रहते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन मजबूत और कमजोर परमाणु बलों द्वारा एक साथ बंधे रहते हैं।

विद्युत आकर्षण इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन को बांधे रखता है। जबकि विद्युत प्रतिकर्षण प्रोटॉन को एक दूसरे से दूर धकेलता है, लेकिन आकर्षित करने वाला नाभिकीय बल विद्युत प्रतिकर्षण से कहीं अधिक शक्तिशाली होता है। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ बांधने वाला प्रबल बल गुरुत्वाकर्षण से 1038 गुना अधिक शक्तिशाली होता है, लेकिन यह बहुत कम सीमा तक कार्य करता है, इसलिए इसके प्रभाव को महसूस करने के लिए कणों को एक दूसरे के बहुत करीब होना चाहिए।

एक परमाणु की परमाणु संख्या

किसी तत्व की परमाणु संख्या उस तत्व के परमाणु में प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है या उस तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है।

इसलिए, परमाणु विद्युत रूप से उदासीन होते हैं क्योंकि प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है।

एक परमाणु की द्रव्यमान संख्या

चूँकि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान नगण्य होता है, इसलिए परमाणु का द्रव्यमान नाभिक में उपस्थित प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान का योग होता है।

आइये इसे कुछ उदाहरणों से समझते हैं।

हाइड्रोजन का परमाणु: इसे \(\large_1^1 H\) लिखा जाता है। हाइड्रोजन के एक परमाणु में 1 प्रोटॉन, 1 इलेक्ट्रॉन और 0 न्यूट्रॉन होते हैं।

हाइड्रोजन परमाणु की परमाणु संख्या = p = e = 1 है

हाइड्रोजन परमाणु की द्रव्यमान संख्या = p + n = 1 है

ऑक्सीजन का परमाणु: इसे \(\large_{8}^{16} O\) लिखा जाता है। इसमें 8 प्रोटॉन, 8 इलेक्ट्रॉन और 8 न्यूट्रॉन होते हैं।

ऑक्सीजन परमाणु की परमाणु संख्या = p = e = 8

हाइड्रोजन परमाणु की द्रव्यमान संख्या = p + n = 8 + 8 = 16

इन कक्षाओं में इलेक्ट्रॉन किस प्रकार वितरित होते हैं?
इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर एक काल्पनिक पथ पर घूमते हैं जिसे कक्षा या शैल कहते हैं। पहला शैल K (ऊर्जा स्तर 1, n = 1) है, दूसरा शैल L (ऊर्जा स्तर 2, n = 2) है और फिर M शैल (n = 3) और इसी तरह आगे भी। प्रत्येक शैल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या नीचे दिए गए नियम का उपयोग करके निर्धारित की जाती है:

प्रत्येक कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या = 2 × n ²

• K शेल = 2n ² = 2×1 = 2 इलेक्ट्रॉन
• L शेल = 2n ² = 2×2 ² = 2×4 = 8 इलेक्ट्रॉन
• M शेल = 2n ² = 2×3 ² = 2×9 = 18 इलेक्ट्रॉन
• सबसे बाहरी कोश में 8 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते।

उदाहरण:

1) सोडियम परमाणु : प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या 11 है और न्यूट्रॉन की संख्या 12 है p = 11, e = 11, n = 12
Na परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है:

2) नाइट्रोजन परमाणु: p = 7, e = 7, n = 7

नाइट्रोजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है:

परमाणु भार [सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान]

किसी परमाणु के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान या परमाणु भार को उस संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है, जितनी बार किसी तत्व का एक परमाणु कार्बन के एक परमाणु के \(^1/_{12}\) से भारी होता है।

आइसोटोप

समस्थानिक एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनकी परमाणु संख्या समान होती है लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है। उदाहरण: हाइड्रोजन के तीन प्राकृतिक रूप से विद्यमान समस्थानिक हैं ट्रिटियम \(\large_1^3 H\) : p = e = 1, n = 2
ड्यूटेरियम \(\large_1^2 H\) : p = e= 1, n = 1
प्रोटियम \(\large_1^1 H\) : p = e = 1, n = 0

स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और अस्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

किसी परमाणु को अस्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाला तब कहा जाता है जब

• उनकी संयोजकता/बाहरीतम कोश अपूर्ण है।
• वे इलेक्ट्रॉनों को साझा करने या प्राप्त करने/खोने के द्वारा स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्राप्त करने की प्रवृत्ति रखते हैं।
  अतः उपरोक्त सभी उदाहरण सोडियम( \(Na\) ), नाइट्रोजन( N ), ऑक्सीजन( O ), हाइड्रोजन( H ) में अस्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है।

उत्कृष्ट गैसों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास स्थिर होता है क्योंकि उनका बाहरी आवरण पूर्ण होता है। उदाहरण:
हीलियम ( He )- इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 2
निऑन ( Ne ) - इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8

अस्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाला परमाणु स्थिरता कैसे प्राप्त करता है?
वे अन्य तत्व परमाणुओं के साथ संयोजित होते हैं। संयोजित परमाणु अपने इलेक्ट्रॉनों को पुनर्वितरित करते हैं ताकि प्रत्येक संयोजित परमाणु निकटतम अक्रिय गैस का एक स्थिर विन्यास प्राप्त कर ले ( Na और Cl के लिए निकटतम अक्रिय गैस की जाँच करें)। आइए इसे एक उदाहरण का उपयोग करके समझते हैं:

Na परमाणु : इलेक्ट्रॉनिक विन्यास : 2,8,1
(निकटतम अक्रिय गैस Ne है, परमाणु क्रमांक 10)
Cl परमाणु : इलेक्ट्रॉनिक विन्यास : 2, 8, 7
(निकटतम अक्रिय गैस Ar, परमाणु क्रमांक 18)

सोडियम ( Na ) और क्लोरीन ( Cl ) परमाणु मिलकर सोडियम क्लोराइड ( NaCl ) यौगिक बनाते हैं:
Na परमाणु स्थिरता प्राप्त करने के लिए बाहरी शेल से एक इलेक्ट्रॉन खो देता है [2, 8] और Cl परमाणु स्थिरता प्राप्त करने के लिए अपने बाहरी शेल को पूरा करने के लिए इस इलेक्ट्रॉन को लेता है [2,8,8]

कृपया ध्यान दें कि इलेक्ट्रॉन का सटीक स्थान दिखाना बहुत मुश्किल है क्योंकि इलेक्ट्रॉन का लगभग कोई द्रव्यमान नहीं होता है और यह अविश्वसनीय गति से इसके चारों ओर घूमता है। इस कारण से, इलेक्ट्रॉनों को अक्सर नाभिक के चारों ओर नकारात्मक रूप से आवेशित बादलों के रूप में दिखाया जाता है। ऑर्बिटल्स नाभिक के चारों ओर विभिन्न ऊर्जा अवस्थाओं में इलेक्ट्रॉनों को दिखाते हैं। जैसे-जैसे हम नाभिक से दूर जाते हैं, ऊर्जा का स्तर बढ़ता जाता है। उच्चतम ऊर्जा अवस्था या सबसे बाहरी ऑर्बिटल्स में एकमात्र इलेक्ट्रॉन रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग लेता है, उन्हें वैलेंस इलेक्ट्रॉन कहा जाता है और वे परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन में शामिल होते हैं।

परमाणु की प्रकृति को समझाने के लिए विभिन्न सिद्धांत मौजूद हैं।