परमाणु संरचना (Atomic Structure)

दिया गया: परमाणु संख्या $Z = 17$, द्रव्यमान संख्या $A = 35$.
• (ए) प्रोटॉन: $\mathbf{17}$ ($= Z$).
• (बी) इलेक्ट्रॉन: $\mathbf{17}$ (एक तटस्थ परमाणु में, इलेक्ट्रॉन $= Z$).
• (सी) न्यूट्रॉन: $N = A - Z = 35 - 17 = \mathbf{18\text{ neutrons}}$.
• (डी) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
बोह्र-बरी नियम द्वारा गोले भरें ($2n^2$):
$K = 2, L = 8, M = 7 \implies \mathbf{2, 8, 7}$.
• (ई) वैधता:
वैलेंस इलेक्ट्रॉन $v = 7 (> 4)$ के बाद से, यह अपने ऑक्टेट को पूरा करने के लिए $1$ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है:

$$\text{Valency} = 8 - 7 = \mathbf{1}$$

। (यह तत्व क्लोरीन है).

1। अवलोकन 2: $\alpha$-कणों का एक छोटा सा अंश महत्वपूर्ण कोणों से विक्षेपित हुआ।
निष्कर्ष: परमाणु का धनात्मक आवेश पूरे में फैला हुआ नहीं है, बल्कि एक अत्यंत छोटे केंद्रीय क्षेत्र में केंद्रित है जो सकारात्मक अल्फा कणों को विकर्षित करता है।
3। अवलोकन 3: एक छोटा अंश ($20,000$ में लगभग $1$) अपने मूल पथ ($180^{\circ}$) के साथ सीधे पीछे की ओर पलट गया।
निष्कर्ष: परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान एक छोटे, असाधारण रूप से घने केंद्रीय नाभिक में केंद्रित है।

1. $2n^2$ अधिकतम क्षमता नियम: किसी भी ऊर्जा कोश $n$ में समायोजित किए जा सकने वाले इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या $2n^2$ ($K = 2, L = 8, M = 18, N = 32$).
   2 द्वारा दी गई है। ऑक्टेट वैलेंस नियम: एक परमाणु का सबसे बाहरी (वैलेंस) कोश 8 से अधिक इलेक्ट्रॉनों को समायोजित नहीं कर सकता, चाहे इसकी अधिकतम सैद्धांतिक क्षमता कुछ भी हो।
   3. चरणबद्ध भरना: इलेक्ट्रॉनों को एक नए बाहरी आवरण में नहीं भरा जाता है जब तक कि आंतरिक पूर्ववर्ती कोश पूरी तरह से भर न जाए।

• (ए) कार्बन ($Z = 6$): इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन $= \mathbf{2, 4}$. वैलेंस इलेक्ट्रॉन $= 4 \implies \mathbf{\text{Valency} = 4}$ (टेट्रावैलेंट).
• (बी) सोडियम ($Z = 11$): इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन $= \mathbf{2, 8, 1}$. वैलेंस इलेक्ट्रॉन $= 1 \implies \mathbf{\text{Valency} = 1}$ (मोनोवैलेंट धातु, 1 इलेक्ट्रॉन खो देता है)।
• (सी) ऑक्सीजन ($Z = 8$): इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन $= \mathbf{2, 6}$। वैलेंस इलेक्ट्रॉन $= 6 \implies \text{Valency} = 8 - 6 = \mathbf{2}$ (द्विसंयोजक गैर-धातु, 2 इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है)।
• (डी) आर्गन ($Z = 18$): इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन $= \mathbf{2, 8, 8}$। वैलेंस इलेक्ट्रॉन $= 8$ (पूर्ण स्थिर ऑक्टेट) $\implies \mathbf{\text{Valency} = 0}$ (अक्रिय गैस)।

• आइसोटोप: समान रासायनिक तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या ($Z$)** समान होती है लेकिन विभिन्न द्रव्यमान संख्या ($A$) (न्यूट्रॉन की भिन्न संख्या के कारण) होती है।
• के आइसोटोप हाइड्रोजन:
1. प्रोटियम ($^1_1\text{H}$): $Z = 1, A = 1 \implies 1\text{ proton}, 1\text{ electron}, \mathbf{0\text{ neutrons}}$ (न्यूट्रॉन रहित एकमात्र परमाणु!).
2. ड्यूटेरियम ($^2_1\text{H}$): $Z = 1, A = 2 \implies 1\text{ proton}, 1\text{ electron}, \mathbf{1\text{ neutron}}$ (भारी हाइड्रोजन).
3. ट्रिटियम ($^3_1\text{H}$): $Z = 1, A = 3 \implies 1\text{ proton}, 1\text{ electron}, \mathbf{2\text{ neutrons}}$ (रेडियोधर्मी).

• एक परमाणु में नाभिक में स्थित सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए प्रोटॉन और आसपास की कक्षाओं में घूमने वाले नकारात्मक चार्ज वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• एक प्रोटॉन ($+1.6 \times 10^{-19}\text{ C}$) पर चार्ज का परिमाण एक इलेक्ट्रॉन ($-1.6 \times 10^{-19}\text{ C}$) पर चार्ज के पूरी तरह से बराबर और विपरीत होता है।
• किसी भी तटस्थ परमाणु में, प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बिल्कुल बराबर होती है ($Z$).
• कुल सकारात्मक परमाणु चार्ज कुल नकारात्मक कक्षीय चार्ज को रद्द कर देता है, जिससे परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ हो जाता है।

• आइसोटोप: एक ही तत्व के परमाणु समान परमाणु संख्या ($Z$) लेकिन विभिन्न द्रव्यमान संख्या ($A$) रखते हैं।
उदाहरण: कार्बन आइसोटोप: $^{12}_6\text{C}$ और $^{14}_6\text{C}$.
• आइसोबार्स: विभिन्न रासायनिक तत्वों के परमाणु जिनकी द्रव्यमान संख्या ($A$) लेकिन भिन्न परमाणु संख्या ($Z$) होती है।
उदाहरण: आर्गन और कैल्शियम: $^{40}_{18}\text{Ar}$ और $^{40}_{20}\text{Ca}$ (दोनों की द्रव्यमान संख्या $40$ है, लेकिन अलग-अलग प्रोटॉन हैं) मायने रखता है).

• शास्त्रीय मैक्सवेलियन विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत के अनुसार, गोलाकार कक्षा में घूमने वाला कोई भी आवेशित कण (इलेक्ट्रॉन की तरह) निरंतर सेंट्रिपेटल त्वरण से गुजरता है।
• एक त्वरित चार्ज को लगातार विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा विकीर्ण करना चाहिए।
• जैसे ही इलेक्ट्रॉन ऊर्जा विकिरित करता है, उसकी कक्षीय त्रिज्या लगातार सिकुड़नी चाहिए, तेजी से अंदर की ओर बढ़ रहा है।
• गणना से पता चला है कि इलेक्ट्रॉन 3§ से कम समय में नाभिक में दुर्घटनाग्रस्त हो जाएगा, जिससे परमाणु ढह जाएगा।
• चूंकि पदार्थ उल्लेखनीय रूप से स्थिर है और परमाणु ढहते नहीं हैं, रदरफोर्ड का मॉडल परमाणु स्थिरता का हिसाब नहीं दे सकता है।