परमाणु एवं अणु

प्रश्न संख्या: (1) 0.24 g ऑक्सीजन एवं बोरॉन युक्त यौगिक के नमूने में विश्लेषण द्वारा यह पाया गया कि उसमें 0.096 g बोरॉन एवं 0.144 g ऑक्सीजन है। उस यौगिक का प्रतिशत संघटन का भारात्मक रूप में परिकलन कीजिए।

हल:

दिया गया है, नमूने का कुल द्रव्यमान = 0.24 g

बोरॉन का द्रव्यमान = 0.096 g तथा ऑक्सीजन का द्रव्यमान = 0.144 g

बोरॉन का संघटन प्रतिशत

∵ 0.24g नमूने में बोरॉन की मात्रा 0.096 g

∴ 1 g नमूने में बोरॉन की मात्रा `=(0.096)/(0.24)`

∴ 100 g नमूने में बोरॉन की मात्रा `=(0.096)/(0.24)xx100=40`

नमूने में ऑक्सीजन का प्रतिशत

∵ 0.24g नमूने में ऑक्सीजन की मात्रा = 0.144 g

∴ 1 g नमूने में ऑक्सीजन की मात्रा `= (0.144)/(0.24)`

∴ 100 g नमूने में ऑक्सीजन की मात्रा `=(0.144)/(0.24)xx100=60`

अत: नमूने में बोरॉन का प्रतिशत = 40% तथा ऑक्सीजन का प्रतिशत = 60% उत्तर

प्रश्न संख्या: (2) 3.0 g कार्बन 8.00 g ऑक्सीजन में जलकर 11.00 g कार्बन डाइऑक्साइड निर्मित करता है। जब 3.00 g कार्बन को 50.00 g ऑक्सीजन में जलाएँगे तो कितने ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होगा? आपका उत्तर रासायनिक संयोजन के किस नियम पर आधारित होगा?

हल:

चूँकि 3.0 g कार्बन 8.00 g ऑक्सीजन में जलकर 11.00 g कार्बन डाइऑक्साइड देता है।

अत: जब भी 3.0 g कार्बन प्रत्येक स्थिति में केवल 8.00 g ऑक्सीजन से ही संयोग कर 11.00 g कार्बन डाइऑक्साइड देगा।

अत: यदि 3.0 g कार्बन को 50.00 g ऑक्सीजन में जलाएँगे तो यह मात्र 8.00 g ऑक्सीजन से प्रतिक्रिया कर 11.00 g कार्बन डाइऑक्साइड देगा। शेष ऑक्सीजन प्रतिक्रिया नहीं कर बचा रह जायेगा।

यह रासायनिक संयोजन स्थिर अनुपात के नियम पर आधारित है।

प्रश्न संख्या: (3) बहुपरमाणुक आयन क्या होते हैं? उदारहण दीजिए।

हल:

एक से अधिक तत्वों के परमाणुओं से निर्मित आयन बहुपरमाणुक आयन कहलाते हैं।

जैसे:

(a) SO₄^–2 आयन [सल्फेट आयन (Sulphate ion)] सल्फेट आयन सल्फर तथा ऑक्सीजन के परमाणुओं से मिलकर बना होता है, अत: बहुपरमाणुक आयन कहलाता है।

(b) CO₃^–2 आयन [कार्बोनेट आयन (Carbonate ion)] कार्बोनेट आयन कार्बन तथा ऑक्सीजन तत्वों के परमाणुओं से मिलकर बना होता है, अत: कार्बोनेट आयन एक बहुपरमाणुक आयन है।

प्रश्न संख्या: (4) निम्नलिखित के रासायनिक सूत्र लिखिए:

(a) मैग्नीशियम क्लोराइड

(b) कैल्शियम ऑक्साइड

(c) कॉपर नाइट्रेट

(d)ऐलुमिनियम क्लोराइड

(e)कैल्शियम कार्बोनेट

हल:

(a) मैग्नीशियम क्लोराइड

मैग्नीशियम का संकेत : Mg

क्लोराइड का संकेत : Cl

मैग्नीशियम (Mg) की संयोजकता : 2

क्लोराइड (Cl) की संयोजकता : 1

Mg₁Cl₂

सुविधा के लिये परमाणु की संख्या यदि "1" है तो उसे रासायनिक सूत्र में नहीं लिखा जाता है।

अत: मैग्नीशियम क्लोराइड का रासायनिक सूत्र MgCl₂ है।

(b) कैल्शियम ऑक्साइड

कैल्शियम का संकेत : Ca

ऑक्साइड का संकेत : O

कैल्शियम (Ca) की संयोजकता : 2

ऑक्सीजन (O) की संयोजकता : 2

Ca₂O₂

यहाँ चूँकि दोनों परमाणुओं की संयोजकता 2 है, अत: संख्या 2 को नहीं लिखा जाता है।

अत: कैल्शियम ऑक्साइड का सूत्र CaO है।

(c) क़ॉपर नाइट्रेट

कॉपर का संकेत : Cu

नाइट्रेट का संकेत : NO₃

कॉपर (Cu) की संयोजकता : 2+

नाइट्रेट की संयोजकता : –1

अत: कॉपर नाइट्रेट का रासायनिक सूत्र Cu(NO₃)₂ है।

(d) एलुमिनियम क्लोराइड

ऐलुमिनियम का संकेत : Al

क्लोराइड का संकेत : Cl

एलुमिनियम (Al) की संयोजकता = 3

क्लोराइड (Cl) की संयोजकता = 1

अत: एलुमिनियम क्लोराइड का रासायनिक सूत्र AlCl₃ है।

(e) कैल्शियम कार्बोनेट

कैल्शियम का संकेत : Ca

कार्बोनेट का सूत्र : CO₃

कैल्शियम की संयोजकता : 2

कार्बोनेट की संयोजकता : –2

Ca₂(CO₃)₂

चूँकि दोनों परमाणुओं की संख्या बराबर है, अत: दोनों परमाणुओं से संख्या हटा दी जाती है।

अत: कैल्शियम कार्बोनेट का रासायनिक सूत्र CaCO₃ है।

प्रश्न संख्या: (5) निम्नलिखित यौगिकों में विद्यमान तत्वों का नाम दीजिए

(a) बुझा हुआ चूना

(b) हाइड्रोजन ब्रोमाइड

(c) बेकिंग पाउडर (खाने वाला सोडा)

(d) पोटैशियम सल्फेट

हल:

(a) बुझा हुआ चूना

बुझा हुआ चूना का रासायनिक नाम कैल्शियम हाइड्रोक्साइड होता है।

तथा बुझे हुए चूने (slaked lime) का रासायनिक सूत्र Ca(OH)₂ है।

अत: बुझे हुए चूने (Ca(OH)₂) में विद्यमान तत्व : कैल्शियम (Ca), हाइड्रोजन (H) तथा ऑक्सीजन (O) हैं।

(b) हाइड्रोजन ब्रोमाइड

हाइड्रोजन ब्रोमाइड का रासायनिक सूत्र : HBr

अत: हाइड्रोजन ब्रोमाइड में विद्यमान तत्ब हैं: हाइड्रोजन (H) तथा ब्रोमीन (Br)

(c) बेकिंग पाउडर (खाने वाला सोडा)

बेकिंग पाउडर का रासायनिक नाम सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट है।

बेकिंग पाउडर का रासायनिक सूत्र NaHCO₃ है।

अत: बेकिंग पाउडर में विद्यमान तत्व हैं : सोडियम (Na), हाइड्रोजन (H), कार्बन (C) तथा ऑक्सीजन (O)

(d) पोटैशियम सल्फेट

पोटैशियम सल्फेट का रासायनिक सूत्र : K₂SO₄

अत: पोटैशियम सल्फेट में विद्यमान तत्व हैं: पोटैशियम (K), सल्फर (S) तथा ऑक्सीजन (O)

प्रश्न संख्या: (6) निम्नलिखित पदार्थों के मोलर द्रव्यमान का परिकलन कीजिए:

(a) एथाइन, C₂H₂

(b) सल्फर अणु, S₈

(c) फॉस्फोरस अणु, P₄ (फॉस्फोरस का परमाणु द्रव्यमान = 31)

(d) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, HCl

(e) नाइट्रिक अम्ल, HNO₃

हल:

(a) एथाइन, C₂H₂

कार्बन (C) का परमाणु द्रव्यमान = 12 u

हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u

अत: C₂H₂ का आण्विक द्रव्यमान

= (12 u × 2) + (1 u × 2)

= 24 u + 2 u = 26 u

अत: C₂H₂ का मोलर द्रव्यमान = 26 g

(b) सल्फर अणु, S₈

सल्फर का परमाणु द्रव्यमान (S) = 32 u

अत: सल्फर S₈ का आण्विक द्रव्यमान

= 32 u × 8 = 256 u

अत: सल्फर S₈ का मोलर द्रव्यमान = 256 g

(c) फॉस्फोरस अणु, P₄ (फॉस्फोरस का परमाणु द्रव्यमान = 31)

फॉसफोरस का परमाणु द्रव्यमान (P) = 31 u

अत: फॉस्फोरस P₄ का आण्विक द्रव्यमान

= 31 u × 4 = 124 u

अत: फॉस्फोरस P₄ का मोलर द्रव्यमान = 124 g

(d) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, HCl

हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u

क्लोरीन (Cl) का परमाणु द्रव्यमान = 35.5 u

अत: हाइड्रोक्लोरिक अम्ल HCl का आण्विक द्रव्यमान

= 1 u + 35.5 u = 36.5 u

अत: हाइड्रोक्लोरिक अम्ल HCl का मोलर द्रव्यमान = 36.5 g

(e) नाइट्रिक अम्ल, HNO₃

हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u

नाइट्रोजन (N) का परमाणु द्रव्यमान = 14 u

ऑक्सीजन (O) का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) का आण्विक द्रव्यमान

= 1 u + 14 u + (16 u × 3)

= 1 u + 14 u + 48 u = 63 u

अत: नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) का मोलर द्रव्यमान = 63 g

प्रश्न संख्या: (7) निम्न का द्रव्यमान क्या होगा:

(a) 1 मोल नाइट्रोजन परमाणु?

हल:

नाइट्रोजन का परमाणु द्रव्यमान = 14 u

अत: नाइट्रोजन का मोलर द्रव्यमान = 14 g

अत: 1 मोल नाइट्रोजन परमाणु का द्रव्यमान = 14 g

(b) 4 मोल एलुमिनियम परमाणु (ऐलुमिनियम का परमाणु द्रव्यमान = 27) ?

हल:

ऐलुमिनियम का परमाणु द्रव्यमान = 27 u

अत: 1 मोल ऐलुमिनियम परमाणु का द्रव्यमान = 27 g

अत: 4 मोल ऐलुमिनियम परमाणु का द्रव्यमान = 27 g × 4 = 108 g

(c) 10 मोल सोडियम सल्फाइट (Na₂SO₃)?

हल:

सोडियम (Na) परमाणु द्रव्यमान = 23 u

सल्फर (S) का परमाणु द्रव्यमान = 32 u

ऑक्सीजन (O) का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: सोडियम सल्फाइट (Na₂SO₃) का आण्विक द्रव्यमान

= (23 u × 2) + 32 u + (16 u × 3)

= 46 u + 32 u + 48 u

= 126 u

अत: 1 मोल सोडियम सल्फाइट (Na₂SO₃) परमाणु का द्रव्यमान = 126 g

अत: 10 मोल सोडियम सल्फाइट (Na₂SO₃) परमाणु का द्रव्यमान

= 126 g × 10 = 1260 g

प्रश्न संख्या: (8) मोल में परिवर्तित कीजिए

(a) 12 g ऑक्सीजन गैस

हल:

ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: ऑक्सीजन का आण्विक द्रव्यमान (O₂) = 16 u × 2 = 32 u

अत: 1 मोल ऑक्सीजन का द्रव्यमान = 32 g

∵ 32 g ऑक्सीजन गैस = 1 मोल

∴ 1 g ऑक्सीजन गैस `=1/32` मोल

∴ 12 g ऑक्सीजन गैस `=1/32xx12=0.375` मोल

अत:, 12 g ऑक्सीजन गैस = 0.375 मोल

(b) 20 g जल

जल का रासायनिक सूत्र H₂O

हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u

ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान (O) = 16 u

अत: जल H₂O का आण्विक द्रव्यमान = (1 u × 2)+ 16 u

= 2 u + 16 u = 18 u

अत: 1 मोल जल का द्रव्यमान = 18 g

∵ 18 g जल = 1 मोल

∴ 1 g जल `=1/18` मोल

∴ 20 g जल `=1/18xx20=1.11` मोल

Thus, 20 g जल = 1.11 मोल

(c) 22 g कार्बन डाइऑक्साइड

कार्बन डाइऑक्साइड का रासायनिक सूत्र CO₂ है

कार्बन का परमाणु द्रव्यमान = 12 u

ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: कार्बन डाइऑक्साइड ( CO₂) का आण्विक द्रव्यमान

= 12 u + (16 u × 2)

= 12 u + 32 u = 44 u

अत: 1 मोल कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान = 44 g

∵ 44 g कार्बन डाइऑक्साइड = 1 मोल

∴ 1 g कार्बन डाइऑक्साइड `=1/44` मोल

&htere4; 22 g कार्बन डाइऑक्साइड `=1/44xx22 =0.5` मोल

Thus, 22 g कार्बन डाइऑक्साइड = 0.5 मोल

प्रश्न संख्या: (9) निम्न का द्रव्यमान क्या होगा

(a) 0.2 मोल ऑक्सीजन परमाणु?

हल:

ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: 1 मोल ऑक्सीजन परमाणु का द्रव्यमान = 16 g

अत: 0.2 मोल ऑक्सीजन परमाणु का द्रव्यमान

= 0.2 × 16 g = 3.2 g

(b) 0.5 मोल जल अणु?

जल का आण्विक द्रव्यमान = 18 u

अत: 1 जल का द्रव्यमान = 18 g

अत: 0.5 मोल जल अणु का द्रव्यमान

= 0.5 × 18 g = 9 g

प्रश्न संख्या: (10) 16 g ठोस सल्फर में सल्फर (S₈) के अणुओं की संख्या का परिकलन कीजिए।

हल:

सल्फर (S) का परमाणु द्रव्यमान = 32 u

अत: सल्फर (S₈) का आण्विक द्रव्यमान = 32 u × 8 = 256 u

अत: सल्फर (S₈) अणु का मोलर द्रव्यमान = 256 g

अत: 256 g सल्फर = 1 मोल सल्फर = 6.022 × 10²³ अणु सल्फर

∵ 256 g सल्फर में 6.022 × 10²³ अणु है।

∴ 1 g सल्फर में अणुओं की संख्या `=(6.022xx10^23)/256`

∴ 16 g सल्फर में अणुओं की संख्या `= (6.022xx10^23)/256xx16`

`=3.76 xx 10^22` अणु उत्तर

प्रश्न संख्या: (11) 0.051 g ऐलुमिनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) में ऐलुमिनियम आयन की संख्या का परिकलन कीजिए।

(संकेत : किसी आयन का द्रव्यमान उतना ही होता है जितना कि उसी तत्व के परमाणु का द्रव्यमान होता है। ऐलुमिनियम का परमाणु द्रव्यमान = 27 u है।)

हल:

ऐलुमिनियम ऑक्साइड का रासायनिक सूत्र Al₂O₃

ऐलुमिनियम का परमाणु द्रव्यमान = 27 u

ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

ऐलुमिनियम ऑक्साइड ( Al₂O₃) का आण्विक द्रव्यमान

= (27 u × 2) + (16 u × 3)

= 54 u + 48 u = 102 u

अत:, 1 मोल ऐलुमिनियम ऑक्साइड का द्रव्यमान = 102 g

∵ 102 g ऐलुमिनियम ऑक्साइड में अणुओं की संख्या = 6.022 × 10₂₃

∴ 1 g ऐलुमिनियम ऑक्साइड में अणुओं की संख्या `=(6.022xx20^23)/102`

∴ 0.051 g ऐलुमिनियम ऑक्साइड में अणुओं की संख्या `= (6.022xx20^23)/102xx0.051`

=3.011 × 10²⁰ अणु

अब चूँकि 1 अणु ऐलुमिनियम ऑक्साइड में (Al₂O₃) number of ऐलुमिनियम आयन (Al³⁺) की संख्यां = 2

अत:, 3.011 × 10²⁰ एलुमिनियमन ऑक्साइड में ऐलुमिनियम आयन की संख्यां

=3.011 × 10²⁰ × 2

= 6.022 × 10²⁰ उत्तर