Overview
यह लेक्चर 'Structure of Atom' चैप्टर को संक्षेप में समझाता है, जिसमें एटम के मॉडल, सब-एटॉमिक पार्टिकल्स, क्वांटम नंबर्स, इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन आदि की विस्तार से चर्चा की गई है।
सब-एटॉमिक पार्टिकल्स की खोज
- इलेक्ट्रॉन की खोज जे.जे. थॉमसन ने कैथोड रे ट्यूब प्रयोग से की।
- प्रोटॉन की खोज हाइड्रोजन गैस से एनोड रेज (कैनाल रे) द्वारा की गई।
- न्यूट्रॉन की खोज जेम्स चैडविक ने बेरिलियम पर अल्फा पार्टिकल्स की बॉम्बार्डमेंट से की।
- इलेक्ट्रॉन का चार्ज = -1.6 × 10^-19 C, मास = 9.1 × 10^-31 kg।
- प्रोटॉन का चार्ज = +1.6 × 10^-19 C, मास = 1.672 × 10^-27 kg।
- न्यूट्रॉन का चार्ज = 0, मास = 1.674 × 10^-27 kg।
एटॉमिक मॉडल्स
- थॉमसन मॉडल : पॉजिटिव चार्ज स्फेयर में इलेक्ट्रॉन बीज की तरह फैले होते हैं (प्लम पुडिंग मॉडल)।
- रदरफोर्ड मॉडल : नाभिक छोटा व घना होता है, चारों तरफ इलेक्ट्रॉन घूमते हैं।
- रदरफोर्ड की सीमाएँ : एटम की स्थिरता व इलेक्ट्रॉन की व्यवस्था समझा नहीं पाया।
- बोर्ड मॉडल : इलेक्ट्रॉन फिक्स्ड ऑर्बिट में घूमते हैं, ऊर्जा बदलने पर ही ट्रांजिशन होता है।
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन व स्पेक्ट्रम
- इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव्स में इलेक्ट्रिक और मैग्नेटिक फील्ड परपेंडिकुलर होते हैं।
- स्पीड ऑफ लाइट c = 3 × 10^8 m/s।
- इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम में गामा रे, एक्स-रे, अल्ट्रावायलेट, विजिबल, इन्फ्रारेड, माइक्रोवेव, रेडियोवेव्स होती हैं।
- वेवलेंथ (λ) = c/ν, ν = फ्रीक्वेंसी।
- ब्लैक बॉडी रेडिएशन, फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट व हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम वेव नेचर से नहीं समझाए जा सक ते।
क्वांटम थ्योरी व हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम
- प्लांक के अनुसार, ऊर्जा छोटे पैकेट (क्वांटम) में अब्जॉर्ब/एमिट होती है।
- एक फोटोन की एनर्जी E = hν = hc/λ।
- हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम में लाइनमैन, बाल्मर, पास्चन इत्यादि सीरीज होती हैं।
- स्पेक्ट्रल लाइनों की वेवलेंथ: 1/λ = RZ² (1/n1² - 1/n2²)।
इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन व क्वांटम नंबर्स
- क्वांटम नंबर्स: n (प्रिंसिपल), l (एजीमुथल), m (मैग्नेटिक), s (स्पिन)।
- Aufbau Principle: इलेक्ट्रॉन सबसे कम ऊर्जा वाले ऑर्बिटल में भरते हैं।
- Pauli Exclusion Principle: एक ऑर्बिटल में दो इलेक्ट्रॉन विपरीत स्पिन वाले ही जा सकते हैं।
- Hund's Rule: डीजेनेरेट ऑर्बिटल में पहले एक-एक इले क्ट्रॉन भरते हैं।
- n² = एक शेल में ऑर्बिटल्स की संख्या; 2n² = एक शेल में इलेक्ट्रॉन की अधिकतम संख्या।
हाइजेनबर्ग अनसर्टेनटी व डि ब्रोगली वेवलेंथ
- पोजीशन व मोमेंटम एक साथ 100% एक्यूरेसी से नहीं नाप सकते।
- Δx·Δp ≥ h/4π
- डि ब्रोगली वेवलेंथ λ = h/(mv)
- माइक्रोस्कोपिक पार्टिकल्स के लिए वेवलेंथ महत्व रखती है।
इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन में अपवाद
- क्रोमियम (Cr) : [Ar] 4s1 3d5, कॉपर (Cu): [Ar] 4s1 3d10 (हाफ/फुल फिल्ड स्टेबिलिटी के कारण)।
Key Terms & Definitions
- कैथोड रेज़ — नेगेटिव चार्ज्ड इलेक्ट्रॉन की किरणें।
- एनोड रेज़ — पॉजिटिव आयन/प्रोटॉन की किरणें।
- ब्लैक बॉडी रेडिएशन — आदर्श बॉडी द्वारा उत्सर्जित समस्त फ्रीक्वेंसी की ऊर्जा।
- क्वांटम — ऊर्जा का सबसे छोटा पैकेट।
- फोटोन — लाइट का क्वांटम।
- स्पेक्ट्रल लाइन्स — विशिष्ट वेवलेंथ की लाइट की लाइनें।
- आर्बिटल — न्यूक्लियस के चारों ओर वह स्थान जहां इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना अधिकतम होती है।
- नोड — आर्बिटल के वे स्थान जहां इलेक्ट्रॉन की संभावना शून्य होती है।
- डीजेनरेट आर्बिटल — समान ऊर्जा वाले ऑर्बिटल्स।
Action Items / Next Steps
- सभी होमवर्क क्वेश्चंस व पीयूष सॉल्व करें।
- एनसीईआरटी चैप्टर 'Structure of Atom' पढ़ें।
- क्वांटम नंबर, इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन व स्पेक्ट्रम्स पर रिवीजन करें।
- पिछले वर्ष के एग्जाम क्वेश्चंस प्रैक्टिस करें।