परमाणु एवं अणु

प्रश्न संख्या: (1) एक अभिक्रिया में 5.3 g सोडियम कार्बोनेट एवं 6.0 g एथेनॉइक अम्ल अभिकृत होते हैं। 2.2 g कार्बन डाइऑक्सासाइड, 8.2 g सोडियम एथेनॉएट एवं 0.9 g जल उत्पाद के रूप में प्राप्त होते हैं। इस अभिक्रिया द्वारा दिखाइए कि यह परीक्षण द्रव्यमान संरक्षण के नियम के अनुरूप है।

सोडियम कार्बोनेट + एथेनॉइक अम्ल ⇒ सोडियम एथेनॉएट + कार्बन डाइऑक्साइड + जल

हल :

दिया गया है,

सोडियम कार्बोनेट + एथेनॉइक अम्ल ⇒ सोडियम एथेनॉएट + कार्बन डाइऑक्साइड + जल

इस दी गई अभिक्रिया में,

प्रतिकारक या अभिकारक = सोडियम कार्बोनेट + एथेनॉइक अम्ल

तथा प्रतिफल = सोडियम एथेनॉएट + कार्बन डाइऑक्साइड + जल

अभिकारक का कुल द्रव्यमान = सोडियम कार्बोनेट का द्रव्यमान + एथेनॉइक अम्ल का द्रव्यमान

= 5.3 g + 6 g = 11.3 g

प्रतिफल का कुल द्रव्यमान = सोडियम एथेऑएट का द्रव्यमान + कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान + जल का द्रव्यमान

= 8.2 g + 2.2 g + 0.9 g = 11.3 g

अत: प्रतिफल का कुल द्रव्यमान = 11.3 g

यहाँ चूँकि अभिकारकों का कुल द्रव्यमान = प्रतिफल का कुल द्रव्यमान

यह दिया गया परीक्षण द्रव्यमान संरक्षण के नियम के अनुरूप है। क्योंकि द्रव्यमान संरक्षण का नियम कहता है कि किसी रासायनिक अभिक्रिया में द्रव्यमान का न तो सृजन किया जा सकता है न ही विनाश।

प्रश्न संख्या: (2) हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन द्रव्यमान के अनुसार 1:8 के अनुपात में संयोग करके जल निर्मित करते हैं। 3 g हाइड्रोजन गैस के साथ पूर्ण रूप से संयोग करने के लिए कितने ऑक्सीजन गैस के द्रव्यमान की आवश्यकता होगी?

हल :

∵ जल बनाने के लिये 1 g हाइड्रोजन को आवश्यकता होती है 8 g ऑक्सीजन से संयोग करने

∴ 3 g हाइड्रोजन को जल बनाने के लिये आवश्यकता होगी 8 × 3 g = 24 g ऑक्सीजन की।

अत: 3g को पूर्ण रूप से संयोग करने के लिये 24 g ऑक्सीजन गैस की आवश्यकता होगी उत्तर

वैकल्पिक विधि

जल बनाने में द्रव्यमान के अनुसार पूर्ण रूप से संयोग करने के लिये हाइड्रोजन तथा ऑक्सीजन का अनुपात = 1: 8

i.e. अर्थात आवश्यक अनुपात `=1/8`

जब हाइड्रोजन की मात्रा = 3 g

तब आवश्यक अनुपात `=(1xx3)/(8xx3)=1/24`

ऑक्सीजन का आवश्यक द्रव्यमान = 24 g उत्तर

प्रश्न संख्या: (3) डाल्टन के परमाणु सिद्धांत का कौन सा अभिग्रहीत द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का परिमाण है?

हल:

'परमाणु अविभाज्य सूक्ष्मतम कण होते हैं जो रासायनिक अभिक्रिया में न तो सृजित होते हैं न ही उनका विनाश होता है' डाल्टन के परमाणु सिद्धांत का एक अभिग्रहित है, जो द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का परिमाण है।

प्रश्न संख्या: (4) डाल्टन के परमाणु सिद्धांत का कौन सा अभिग्रहीत निश्चित अनुपात के नियम की ब्याख्या करता है?

हल:

'किसी भी यौगिक में परमाणुओं की सापेक्ष संख्या एवं प्रकार निश्चित होते हैं' डाल्टन के परमाणु सिद्धांत का एक अभिग्रहीत है, जो निश्चित अनुपात के नियम की ब्याख्या करता है।

प्रश्न संख्या: (5) परमाणु द्रव्यमान इकाई को परिभाषित कीजिए।

हल:

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की इकाई को परमाणु द्रव्यमान इकाई कहा जाता है, इसे अंग्रेजी के अक्षर 'u' से निरूपित किया जाता है।

एक परमाणु द्रव्यमान इकाई कार्बन–12, जो कार्बन का एक समस्थानिक के 12 वें भाग के बराबर होता है।

परमाणु द्रव्यमान इकाई एक सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान इकाई है, जो कार्बन–12 के 12वें भाग के सापेक्ष मापा जाता है।

अर्थात, एक परमाणु द्रव्यमान या '1 u' = 'कार्बन-12' क़े द्रव्यमान का `1/12` वां भाग

उदाहरण:

(1) यदि हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान `1\ u` है तो हाइड्रोजन का एक परमाणु 'कार्बन-12' के परमाणु के 12वें भाग से 1 गुणा भारी है।

(2) ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान 16 है। इसका अर्थ है कि ऑक्सीजन का एक परमाणु 'कार्बन-12' के एक परमाणु के 12वें भाग से 16 गुणा भारी है।

(2) नाइट्रोजन का परमाणु द्रव्यमान 14 है। इसका अर्थ है कि नाइट्रोजन का एक परमाणु 'कार्बन-12' के एक परमाणु के 12वें भाग से 14 गुणा भारी है।

प्रश्न संख्या: (6) एक परमाणु को आँखों द्वारा देखना क्यों संभव नहीं होता है?

हल:

परमाणु अत्यधिक सूक्ष्म होते हैं।

परमाणु के आकार को नैनोमीटर में मापा जाता है। 1 नैनोमीटर `=10^(-9)` मीटर

उदाहरण हाइड्रोजन के परमाणु का आकार `10^(-10)` m.

चूँकि परमाणु का आकार अत्यधिक सूक्ष्म होता है, अत: उसे नंगी आँखों से देखना संभव नहीं होता है।

प्रश्न संख्या: (7) निम्न के सूत्र लिखिए:

(i) सोडियम ऑक्साइड

(ii) ऐलुमिनियम क्लोराइड

(iii) सोडियम सल्फाइड

(iv) मैग्नीशियम हाइडॉक्साइड

हल:

(i) सोडियम ऑक्साइड

सोडियम का संकेत : Na

ऑक्साइड का संकेत : O

सोडियम की संयोजकता (Na) = +1

ऑक्साइड की संयोजकता (O) = –2

अत: सोडियम ऑक्साइड का रासायनिक सूत्र Na₂O है।

(ii) ऐलुमिनियम क्लोराइड

ऐलुमिनियम का संकेत : Al

क्लोराइड का संकेत : Cl

ऐलुमिनियम की संयोजकता (Al) = 3

क्लोराइड की संयोजकता (Cl) = –1

अत: ऐलुमिनियम क्लोराइड का रासायनिक सूत्र AlCl₃ है।

(iii) सोडियम सल्फाइड

सोडियम का संकेत : Na

सल्फाइड का संकेत : S

सोडियम की संयोजकता : 1

सल्फाइड की संयोजकता : 2

अत: सोडियम सल्फाइड की संयोजकता Na₂S

(iv) मैग्नीशियम हाइडॉक्साइड

मैग्नीशियम का संकेत : Mg

हाइड्रॉक्साइड का संकेत : OH

मैग्निशियम की संयोजकता : 2

हाइड्रॉक्साइड की संयोजकता (OH): –1

अत: मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड का रासायनिक सूत्र Mg(OH)₂ है।

प्रश्न संख्या: (8) निम्नलिखित सूत्रों द्वारा प्रदर्शित यौगिकों के नाम लिखिए:

(i) Al₂(SO₄)₃

(ii) CaCl₂

(iii) K₂SO₄

(iv) KNO₃

(v) CaCO₃

हल:

(i) Al₂(SO₄)₃

यहाँ, Al एलुमिनियम का संकेत है।

तथा SO₄ सल्फेट सूत्र है।

अत: दिये गये यौगिक का नाम ऐलुमिनियम सल्फेट है।

(ii) CaCl₂

यहाँ, Ca कैल्शियम (Calcium) का सूत्र है।

तथा Cl क्लोराइड (chloride) का सूत्र है।

अत: दिये गये यौगिक का नाम कैल्शियम क्लोराइड है।

(iii) K₂SO₄

यहाँ, K पोटैशियम का संकेत है।

तथा SO₄ सल्फेट का सूत्र है।

अत: दिये गये यौगिक का नाम पोटैशियम सल्फेट है।

(iv) KNO₃

यहाँ, K पोटैशियम का संकेत है।

तथा NO₃ नाइट्रेट का सूत्र है।

अत: दिये गये यौगिक का नाम पोटैशियम नाइट्रेट है।

(v) CaCO₃

यहाँ, Ca कैल्शियम का संकेत है।

तथा CO₃ कार्बोनेट का सूत्र है।

अत: दिये गये यौगिक का नाम कैल्शियम कार्बोनेट है।

प्रश्न संख्या: (9) रासायनिक सूत्र का क्या तात्पर्य है?

हल:

किसी यौगिक का रासायनिक सूत्र उसके संघटक का प्रतीकात्मक निरूपण होता है।

रासायनिक सूत्र की मदद से किसी यौगिक को आसानी से तथा अधिक जानकारी युक्त तरीके से लिखा जा सकता है, जो कि यौगिक का शब्दों में नाम लिखकर नहीं किया जा सकता।

उदाहरण:

कैल्शियम क्लोराइड का रासायनिक सूत्र है: CaCl²

जल का रासायनिक सूत्र है : H²O

प्रश्न संख्या: (10) निम्न में कितने परमाणु विद्यमान हैं?

(i) H₂S अणु एवं

(ii)PO₄^3– आयन?

हल:

(i) H₂S अणु एवं

दिये गये यौगिक में,

हाइड्रोजन (H) परमाणु की संख्यां = 2

तथा सल्फाइड (S) परमाणु की संख्या = 1

∴ परमाणुओं की कुल संख्यां = 2+1 = 3

अत: H₂S अणु में कुल 3 (तीन) परमाणु विद्यमान हैं।

तथा इस H₂S अणु का रासायनिक नाम हाइड्रोजन सल्फाइड है।

(ii)PO₄^3– आयन?

फॉस्फोरस (P) परमाणु की संख्यां = 1

ऑक्सीजन (O) परमाणु की संख्या = 4

∴ परमाणुओं की कुल संख्या = 1 + 4 = 5

अत: PO₄^3– आयन में कुल 5 (पाँच) परमाणु विद्यमान हैं।

तथा इस आयन का नाम फॉस्फेट आयन है।

प्रश्न संख्या: (11) निम्न यौगिकों के आण्विक द्रव्यमान का परिकलन कीजिए:

H₂, O₂, Cl₂, CH₄, NH₃, CH₃OH.

Solution:

(a) H₂

हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u

अत: H₂ अणु का आण्विक द्रव्यमान = 1 × 2 = 2 u

(b) O₂

ऑक्सीजन (O) परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: O₂ अणु का आण्विक द्रव्यमान = 16 × 2 = 32 u

(c) Cl₂

क्लोरीन (Cl) का परमाणु द्रव्यमान = 35.5 u

अत: Cl₂ अणु का आण्विक द्रव्यमान = 35.5 u × 2 = 71 u

(d) CH₄

कार्बन (C) का परमाणु द्रव्यमान = 12 u

हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u

अत: CH₄ (मिथेन) अणु का आण्विक द्रव्यमान

= 12 u + (1 u × 4) = 12+4=16 u

(e) NH₃

नाइट्रोजन (N) का परमाणु द्रव्यमान = 14 u

हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u

अत: NH₃ अणु का आण्विक द्रव्यमान

= 14 u + (1 u × 3) = 14 + 3 = 17 u

(f) CH₃OH

कार्बन (C) परमाणु द्रव्यमान = 12 u

हाइड्रोजन (H) परमाणु द्रव्यमान = 1 u

ऑक्सीजन (O) परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: CH₃OH का आण्विक द्रव्यमान

= 12 u + (1 u × 3) + 16 u + 1 u

= 12 u + 3 u + 16 u + 1 u

= 32 u

प्रश्न संख्या: (12) निम्न यौगिकों के सूत्र इकाई द्रव्यमान का परिकलन कीजिए : ZnO, Na₂O, एवं K₂CO₃, दिया गया है: Zn का परमाणु द्रव्यमान = 65 u, Na का परमाणु द्रव्यमान = 23 u, K का परमाणु द्रव्यमान = 39 u, C का परमाणु द्रव्यमान = 12 u, एवं O का परमाणु द्रव्यमान = 16u.

हल:

(a) ZnO

जिंक (Zn) का परमाणु द्रव्यमान = 65 u

ऑक्सीजन (O) का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: ZnO का सूत्र इकाई द्रव्यमान

= 65 u + 16 u = 81 u

(b) Na₂O

सोडियम (Na) का परमाणु द्रव्यमान = 23 u

ऑक्सीजन (O) का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: Na₂O का सूत्र इकाई द्रव्यमान

= (23 u × 2) + 16 u

= 46 u + 16 u = 62 u

(c) K₂CO₃

पोटैशियम (K) का परमाणु द्रव्यमान = 39 u

कार्बन (C) का परमाणु द्रव्यमान = 12 u

ऑक्सीजन (O) का परमाणु द्रव्यमान = 16 u

अत: K₂CO₃ का सूत्र इकाई द्रव्यमान

= (39 u × 2) + 12 u + (16 u × 3)

= 78 u + 12 u + 48 u

= 138 u

प्रश्न संख्या: (13) यदि कार्बन परमाणुओं के एक मोल का द्रव्यमान 12 g है तो कार्बन के एक परमाणु का द्रव्यमान क्या होगा?

हल:

दिया गया है, 1 मोल कार्बन परमाणुओं का द्रव्यमान = 12 gram

चूँकि, कार्बन परमाण का 1 मोल = 6.022 × 10²³

&beaus; कार्बन के 6.022 × 10²³ परमाणुओं का द्रव्यमान = 12 g है।

∴ कार्बन के 1 परमाणु का द्रव्यमान `=(12\ g)/(6.022xx10^23)`

= 1.9926 × 10^–23 g उत्तर

प्रश्न संख्या: (14) किस में अधिक परमाणु होंगे : 100 g सोडियम अथवा 100 g लोहा (Fe) ? (Na का परमाणु द्रव्यमान = 23 u, Fe का परमाणु द्रव्यमान = 56 u)

हल:

दिया गया है,

सोडियम का द्रवयमान = 100 g

सोडियम का परमाणु द्रव्यमान = 23 u

अत: सोडियम (Na) का ग्राम परमाणु द्रव्यमान = 23 g

∵ 23 g सोडियम में परमाणुओं की संख्यां = 6.022 × 10²³

∴ 1 g सोडियम में परमाणुओं की संख्या `=(6.022xx10^23)/23`

∴ 100 ग्राम सोडियम में परमाणुओं की संख्या `=(6.022xx10^23)/23xx100`

= 2.6182 × 10²⁴

पुन: दिया गया है लोहा (Fe) का द्रव्यमान = 100 gram

लोहा (Fe) का परमाणु द्रव्यमान = 56 u

अत: लोहा (Fe) का ग्राम परमाणु द्रव्यमान = 56 g

∵ 56 g लोहा में परमाणुओं की संख्यां = 6.022 × 10²³

∴ 1 g लोहा में परमाणुओं की संख्या `=(6.022xx10^23)/56`

∴ 100 ग्राम लोहा में परमाणुओं की संख्या `=(6.022xx10^23)/56xx100`

= 1.0753 × 10²⁴

अत: 100 ग्राम सोडियम में अधिक परमाणु होंगे।