Class : 9 – Science (Hindi) : Lesson 3. परमाणु और अणु
पाठ का विश्लेषण एवं विवेचन
हमारे चारों ओर की सारी वस्तुएँ चाहे वो ठोस हों, द्रव हों या गैस – सभी पदार्थ किसी-न-किसी तत्व या यौगिक से बने होते हैं। इन तत्वों और यौगिकों के सूक्ष्मतम घटक परमाणु और अणु कहलाते हैं। यह अध्याय हमें यह समझने में सहायता करता है कि पदार्थ किससे बने होते हैं, और उनके रासायनिक संगठन का क्या स्वरूप होता है।
प्राचीन विचार
भारतीय दार्शनिक कणाद ने सबसे पहले यह विचार दिया था कि सभी पदार्थ सूक्ष्म अविभाज्य कणों से बने होते हैं, जिन्हें उन्होंने “परमाणु” कहा। ग्रीक दार्शनिक डेमोक्रिटस ने भी इसी प्रकार की अवधारणा प्रस्तुत की। लेकिन यह केवल दार्शनिक विचार था, वैज्ञानिक प्रमाण नहीं थे।
डाल्टन का परमाणु सिद्धांत
१९वीं सदी में जॉन डाल्टन ने इन विचारों को वैज्ञानिक रूप में प्रस्तुत किया। उन्होंने डाल्टन का परमाणु सिद्धांत दिया, जिसके मुख्य बिंदु इस प्रकार हैं:
सभी पदार्थ सूक्ष्म कणों से बने होते हैं जिन्हें परमाणु कहते हैं।
परमाणु अविभाज्य और अपरिवर्तनीय होते हैं।
एक तत्व के सभी परमाणु एक जैसे होते हैं, लेकिन अलग-अलग तत्वों के परमाणु एक-दूसरे से भिन्न होते हैं।
रासायनिक अभिक्रियाओं में परमाणु पुनः संयोजित होते हैं लेकिन नष्ट नहीं होते।
परमाणु एक निश्चित अनुपात में मिलकर यौगिक बनाते हैं।
हालाँकि अब हम जानते हैं कि परमाणु अविभाज्य नहीं हैं, क्योंकि वे इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बने होते हैं, फिर भी डाल्टन का सिद्धांत रसायन विज्ञान की नींव बना।
परमाणु के प्रतीक (Symbols of Atoms)
प्रत्येक तत्व को एक विशेष रासायनिक प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है। यह प्रतीक या तो तत्व के नाम के पहले अक्षर पर आधारित होता है या लैटिन नाम पर। जैसे:
हाइड्रोजन → H
ऑक्सीजन → O
नाइट्रोजन → N
लोहा (Ferrum) → Fe
सोना (Aurum) → Au
परमाणु का द्रव्यमान (Atomic Mass)
चूँकि परमाणु बहुत सूक्ष्म होते हैं, इसलिए उनका द्रव्यमान आणविक द्रव्यमान इकाई (amu) में व्यक्त किया जाता है।
१ amu = एक कार्बन-१२ परमाणु के द्रव्यमान का १/१२ भाग।
उदाहरण के लिए:
हाइड्रोजन = १ amu
ऑक्सीजन = १६ amu
अणु (Molecules)
जब दो या दो से अधिक परमाणु रासायनिक रूप से जुड़ते हैं, तो वे अणु बनाते हैं। अणु किसी तत्व या यौगिक के भी हो सकते हैं।
(A) तत्वों के अणु:
एक ही तत्व के परमाणु आपस में मिलकर अणु बनाते हैं। जैसे:
H₂, O₂, N₂, Cl₂
इसे आणविकता (Atomicity) कहते हैं।
आणविकता के प्रकार:
एक परमाणु – He (हीलियम)
दो परमाणु – O₂, H₂
तीन परमाणु – O₃
चार या अधिक – P₄, S₈
(B) यौगिकों के अणु:
दो या अधिक भिन्न तत्वों के परमाणु मिलकर यौगिक बनाते हैं। जैसे:
जल (H₂O) – दो हाइड्रोजन और एक ऑक्सीजन
अमोनिया (NH₃) – एक नाइट्रोजन और तीन हाइड्रोजन
आयन (Ions)
जब कोई परमाणु या अणु इलेक्ट्रॉन खोता या प्राप्त करता है तो वह आवेशित कण बन जाता है, जिसे आयन कहते हैं।
धनायन (Cation) – यदि परमाणु इलेक्ट्रॉन खो देता है → सकारात्मक आवेश। जैसे: Na⁺
ऋणायन (Anion) – यदि परमाणु इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है → नकारात्मक आवेश। जैसे: Cl⁻
रासायनिक सूत्र (Chemical Formula)
रासायनिक सूत्र यह दर्शाता है कि किसी अणु में कौन-कौन से तत्व किस अनुपात में हैं।
जल → H₂O
कार्बन डाइऑक्साइड → CO₂
कैल्शियम ऑक्साइड → CaO
सूत्र निर्धारण के लिए संयोजकता (Valency) का ज्ञान आवश्यक है।
संयोजकता (Valency)
यह किसी तत्व की वह क्षमता है जिससे वह अन्य तत्वों के साथ रासायनिक बंध बनाता है। उदाहरण:
हाइड्रोजन की संयोजकता = 1
ऑक्सीजन की = 2
नाइट्रोजन की = 3
कार्बन की = 4
आणविक द्रव्यमान (Molecular Mass)
यह किसी अणु में उपस्थित सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमानों का योग होता है।
उदाहरण:
H₂O का आणविक द्रव्यमान = (2 × 1) + (1 × 16) = 18 amu
गणना की मूल इकाई – मोल (Mole)
रासायनिक अभिक्रियाओं में कणों की संख्या बहुत अधिक होती है, इसलिए उन्हें मोल में मापा जाता है।
1 मोल = 6.022 × 10²³ कण (एवोगैड्रो संख्या)
मोल द्रव्यमान = अणु द्रव्यमान का ग्राम में मान
उदाहरण:
1 मोल H₂O = 18 ग्राम
1 मोल CO₂ = 44 ग्राम
उदाहरण – मोल की गणना
प्रश्न: 36 ग्राम पानी में कितने मोल होंगे?
उत्तर:
1 मोल H₂O = 18 ग्राम
⇒ 36 ग्राम में मोल = 36 ÷ 18 = 2 मोल
निष्कर्ष
यह अध्याय परमाणु, अणु, रासायनिक सूत्र, मोल तथा द्रव्यमान जैसी मूलभूत अवधारणाओं को सरल भाषा में स्पष्ट करता है। यह हमें पदार्थ की सूक्ष्म संरचना और रासायनिक अभिक्रियाओं में भाग लेने वाले घटकों की गिनती और गुणों को समझने में सहायता करता है। यह रसायन शास्त्र की नींव रखने वाला एक अत्यंत महत्वपूर्ण पाठ है जो उच्च वर्गों में जटिल अवधारणाओं को समझने के लिए आवश्यक है।
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पाठ्यपुस्तक के प्रश्न
प्रश्न 1
ऑक्सीजन और बोरॉन के यौगिक के 0.24 ग्राम नमूने में 0.096 ग्राम बोरॉन और 0.144 ग्राम ऑक्सीजन पाई गई। यौगिक में भार प्रतिशत की गणना करें।
उत्तर:
कुल यौगिक का द्रव्यमान = 0.24 ग्राम
बोरॉन का द्रव्यमान = 0.096 ग्राम
ऑक्सीजन का द्रव्यमान = 0.144 ग्राम
प्रतिशत ज्ञात करने का सूत्र:
प्रतिशत = (तत्व का द्रव्यमान / कुल यौगिक का द्रव्यमान) × 100
बोरॉन का प्रतिशत:
= (0.096 / 0.24) × 100 = 40%
ऑक्सीजन का प्रतिशत:
= (0.144 / 0.24) × 100 = 60%
इस प्रकार, यौगिक में बोरॉन 40% और ऑक्सीजन 60% है।
प्रश्न 2
3.0 ग्राम कार्बन को 8.00 ग्राम ऑक्सीजन में जलाने पर 11.00 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड बनती है। यदि 3.00 ग्राम कार्बन को 50.00 ग्राम ऑक्सीजन में जलाया जाए तो कितनी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड बनेगी? आपके उत्तर को कौन-सा रासायनिक संयोग का नियम नियंत्रित करता है?
उत्तर:
3.0 ग्राम कार्बन 8.0 ग्राम ऑक्सीजन के साथ मिलकर 11.0 ग्राम CO₂ बनाता है।
यदि 3.00 ग्राम कार्बन को 50.00 ग्राम ऑक्सीजन में जलाया जाए, तब भी केवल 8.00 ग्राम ऑक्सीजन ही अभिक्रिया करेगी, शेष 42.00 ग्राम ऑक्सीजन बच जाएगी।
इसलिए, 11.00 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड बनेगी।
यह नियत अनुपात का नियम (Law of Definite Proportions) द्वारा नियंत्रित होता है, जो कहता है कि किसी यौगिक में तत्व सदैव निश्चित अनुपात में ही मिलते हैं।
प्रश्न 3
बहुपरमाणुक आयन क्या होते हैं? उदाहरण दीजिए।
उत्तर:
बहुपरमाणुक आयन वे आयन होते हैं जिनमें एक से अधिक परमाणु होते हैं और ये एक साथ मिलकर एक आयन के रूप में कार्य करते हैं। इनमें कुल धनात्मक या ऋणात्मक आवेश होता है।
उदाहरण:
अमोनियम आयन (NH₄⁺)
हाइड्रॉक्साइड आयन (OH⁻)
सल्फेट आयन (SO₄²⁻)
सल्फाइट आयन (SO₃²⁻)
कार्बोनेट आयन (CO₃²⁻)
नाइट्रेट आयन (NO₃⁻)
प्रश्न 4
निम्नलिखित के रासायनिक सूत्र लिखिए:
(क) मैग्नीशियम क्लोराइड
(ख) कैल्शियम ऑक्साइड
(ग) तांबा नाइट्रेट
(घ) एल्युमिनियम क्लोराइड
(ङ) कैल्शियम कार्बोनेट
उत्तर:
(क) मैग्नीशियम क्लोराइड: MgCl₂
(ख) कैल्शियम ऑक्साइड: CaO
(ग) तांबा नाइट्रेट: Cu(NO₃)₂
(घ) एल्युमिनियम क्लोराइड: AlCl₃
(ङ) कैल्शियम कार्बोनेट: CaCO₃
प्रश्न 5
निम्नलिखित यौगिकों में उपस्थित तत्वों के नाम लिखिए:
(क) क्विक लाइम
(ख) हाइड्रोजन ब्रोमाइड
(ग) बेकिंग पाउडर
(घ) पोटैशियम सल्फेट
उत्तर:
(क) क्विक लाइम (CaO): कैल्शियम, ऑक्सीजन
(ख) हाइड्रोजन ब्रोमाइड (HBr): हाइड्रोजन, ब्रोमीन
(ग) बेकिंग पाउडर (NaHCO₃): सोडियम, हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन
(घ) पोटैशियम सल्फेट (K₂SO₄): पोटैशियम, सल्फर, ऑक्सीजन
प्रश्न 6
निम्नलिखित पदार्थों का मोलर द्रव्यमान ज्ञात कीजिए:
(क) एथाइन, C₂H₂
(ख) सल्फर अणु, S₈
(ग) फॉस्फोरस अणु, P₄ (फॉस्फोरस का परमाणु द्रव्यमान = 31)
(घ) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, HCl
(ङ) नाइट्रिक अम्ल, HNO₃
उत्तर:
(क) एथाइन (C₂H₂):
= (2 × 12) + (2 × 1) = 24 + 2 = 26 u
(ख) सल्फर अणु (S₈):
= 8 × 32 = 256 u
(ग) फॉस्फोरस अणु (P₄):
= 4 × 31 = 124 u
(घ) हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl):
= 1 + 35.5 = 36.5 u
(ङ) नाइट्रिक अम्ल (HNO₃):
= 1 + 14 + (3 × 16) = 1 + 14 + 48 = 63 u
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अन्य महत्वपूर्ण प्रश्न
🔵 बहुविकल्पीय प्रश्न (10 MCQ)
1. यदि किसी तत्व की संयोजकता 3 है, तो वह अधिकतम कितने हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ सकता है?
A) 1 B) 2 C) 3 D) 4
उत्तर: C) 3
2. H₂O का अणु द्रव्यमान कितना होता है?
A) 18 amu B) 20 amu C) 16 amu D) 17 amu
उत्तर: A) 18 amu
3. निम्नलिखित में से कौन-सा कथन डाल्टन के परमाणु सिद्धांत के विरुद्ध है?
A) परमाणु अविभाज्य होते हैं
B) सभी परमाणु समान होते हैं
C) परमाणु रासायनिक रूप से संयोजित हो सकते हैं
D) परमाणु विद्युत आवेश रहित होते हैं
उत्तर: D) परमाणु विद्युत आवेश रहित होते हैं
4. निम्न में से कौन-सा यौगिक है?
A) Na B) O₂ C) NaCl D) Cl
उत्तर: C) NaCl
5. कोई अणु जब ऋणायन बनाता है तो उसमें क्या परिवर्तन होता है?
A) प्रोटॉन की संख्या घटती है
B) इलेक्ट्रॉन की संख्या बढ़ती है
C) न्यूट्रॉन जुड़ते हैं
D) द्रव्यमान बढ़ता है
उत्तर: B) इलेक्ट्रॉन की संख्या बढ़ती है
6. 1 मोल CO₂ में कुल कितने परमाणु होते हैं?
A) 1.204 × 10²³ B) 6.022 × 10²³ C) 1.806 × 10²⁴ D) 3
उत्तर: C) 1.806 × 10²⁴
7. किसी अणु की रासायनिक प्रकृति किस पर निर्भर करती है?
A) इलेक्ट्रॉन की संख्या पर
B) न्यूट्रॉन की संख्या पर
C) परमाणुओं की व्यवस्था और उनके अनुपात पर
D) द्रव्यमान पर
उत्तर: C) परमाणुओं की व्यवस्था और उनके अनुपात पर
8. निम्नलिखित में से कौन-सा युग्म समस्थानिक है?
A) Na और Mg B) H₂ और D₂ C) H और He D) O और O₂
उत्तर: B) H₂ और D₂
9. यदि किसी अणु का रासायनिक सूत्र Al₂(SO₄)₃ है, तो इसमें ऑक्सीजन के कितने परमाणु होंगे?
A) 3 B) 4 C) 9 D) 12
उत्तर: D) 12
10. अमोनिया (NH₃) में कुल कितने परमाणु होते हैं?
A) 4 B) 3 C) 2 D) 5
उत्तर: A) 4
🟡 रिक्त स्थान भरें (3 प्रश्न)
11. एक परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu) = _ परमाणु द्रव्यमान का 1/12 भाग होता है।
उत्तर: कार्बन-12
12. ऋणायन बनने के लिए किसी परमाणु को _ करने होते हैं।
उत्तर: इलेक्ट्रॉन ग्रहण
13. किसी यौगिक के अणु में तत्वों का अनुपात हमेशा _ होता है।
उत्तर: निश्चित
🟠 वाक्य-तथ्य (Assertion & Reason) प्रश्न (3)
(सही विकल्प चुनिए: A, B, C, D)
14.
Assertion (A): हाइड्रोजन और ड्यूटेरियम समस्थानिक होते हैं।
Reason (R): दोनों का परमाणु क्रमांक समान होता है।
A) A और R दोनों सही हैं और R, A की सही व्याख्या है।
B) A और R दोनों सही हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है।
C) A सही है लेकिन R गलत है।
D) A गलत है लेकिन R सही है।
उत्तर: A
15.
Assertion (A): किसी यौगिक का रासायनिक सूत्र उसका गुणधर्म निर्धारित करता है।
Reason (R): रासायनिक सूत्र में तत्वों की संख्या और प्रकार ज्ञात होते हैं।
उत्तर: A
16.
Assertion (A): Cl⁻ एक ऋणायन है।
Reason (R): क्लोरीन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर ऋणायन बनाता है।
उत्तर: A
🔴 सही या गलत चुनें (2 प्रश्न)
परमाणु विद्युत आवेशित होता है।
उत्तर: ❌ गलत (परमाणु सामान्यतः निरावेश होता है)
दो तत्व यदि समस्थानिक हों तो उनके रासायनिक गुण समान होते हैं।
उत्तर: ✅ सही
🔵 लघु उत्तरीय प्रश्न (5 प्रश्न)
(30–50 शब्दों में उत्तर)
1. समस्थानिक और समभारक में क्या अंतर होता है?
उत्तर: समस्थानिक वे परमाणु होते हैं जिनका परमाणु क्रमांक समान होता है लेकिन द्रव्यमान अलग होता है। समभारक वे परमाणु होते हैं जिनका द्रव्यमान समान होता है पर परमाणु क्रमांक भिन्न होता है।
2.मोल क्या है और इसकी क्या आवश्यकता है?
उत्तर: मोल पदार्थ की मात्रा मापने की इकाई है। 1 मोल में 6.022 × 10²³ कण होते हैं। यह रासायनिक अभिक्रियाओं में परमाणुओं या अणुओं की गणना को सरल बनाता है।
3. H₂ और O₂ के अणुओं में क्या अंतर है?
उत्तर: H₂ में दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जबकि O₂ में दो ऑक्सीजन परमाणु। दोनों समवाय अणु हैं लेकिन उनके आणविक भार और रासायनिक गुण भिन्न होते हैं।
4. किसी तत्व की संयोजकता क्या होती है?
उत्तर: संयोजकता किसी परमाणु की वह क्षमता होती है जिससे वह बंध बनाता है। यह उस तत्व के बाह्य कक्षा में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करती है।
5. अणु और यौगिक में क्या भेद है?
उत्तर: अणु दो या अधिक परमाणुओं से बनते हैं, जो समान या भिन्न हो सकते हैं। यौगिक केवल भिन्न-भिन्न तत्वों के अणुओं से बनते हैं और उनका निश्चित अनुपात होता है।
🟣 दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (2 प्रश्न)
(80–120 शब्दों में उत्तर)
1. डाल्टन के परमाणु सिद्धांत की पाँच मुख्य विशेषताएँ लिखिए।
उत्तर:
(1) सभी पदार्थ सूक्ष्म कणों (परमाणुओं) से बने होते हैं।
(2) परमाणु अविभाज्य और अपरिवर्तनीय होते हैं।
(3) एक तत्व के सभी परमाणु एक जैसे होते हैं।
(4) भिन्न तत्वों के परमाणु एक-दूसरे से भिन्न होते हैं।
(5) परमाणु एक निश्चित अनुपात में जुड़कर यौगिक बनाते हैं।
2.यह सिद्धांत रासायनिक विज्ञान की नींव बना, हालाँकि आज के वैज्ञानिक ज्ञान के अनुसार परमाणु विभाज्य है।
मोल संकल्पना क्या है? इसकी उपयोगिता समझाइए और एक उदाहरण दीजिए।
उत्तर:
मोल पदार्थ की मापन इकाई है, जिससे किसी पदार्थ में उपस्थित कणों की संख्या ज्ञात होती है।
1 मोल = 6.022 × 10²³ कण।
उदाहरण: 1 मोल H₂O = 18 ग्राम = 6.022 × 10²³ अणु।
यह संकल्पना हमें रासायनिक समीकरणों में पदार्थों की सही मात्रा जानने में सहायता करती है। यह रसायन विज्ञान में गणनात्मक क्रियाओं के लिए आवश्यक आधार देती है।
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एक पृष्ठ में दोहरान
सभी पदार्थ सूक्ष्म कणों से बने होते हैं, जिन्हें परमाणु कहते हैं।
परमाणु पदार्थ का अविभाज्य और अत्यंत सूक्ष्मतम कण है।
डाल्टन के अनुसार, परमाणु रासायनिक अभिक्रिया में न तो बनते हैं और न ही नष्ट होते हैं।
एक ही तत्व के सभी परमाणुओं का द्रव्यमान और रासायनिक गुण समान होते हैं।
भिन्न तत्वों के परमाणुओं के द्रव्यमान और गुणधर्म अलग-अलग होते हैं।
दो या दो से अधिक परमाणु मिलकर अणु बनाते हैं।
अणु स्वतंत्र रूप से अस्तित्व में रह सकते हैं और पदार्थ के गुण दर्शाते हैं।
एक ही प्रकार के परमाणुओं से बने अणु तत्व कहलाते हैं, जैसे O₂, N₂।
भिन्न-भिन्न तत्वों के परमाणु मिलकर यौगिकों के अणु बनाते हैं, जैसे H₂O, CO₂।
परमाणु की त्रिज्या बहुत छोटी होती है, जिसे नैनोमीटर में मापा जाता है।
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मस्तिष्क मानचित्र
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