Structure of the Atom

स्वागत और उद्देश्य

• मन मैप सीरीज: "स्टक्चर ऑफ एटम"
• यह सत्र उन छात्रों के लिए है जिन्होंने पहले से पढ़ाई की है और क्विक रिवीजन चाहते हैं।
• इस अध्याय का कॉम्पीटिटिव एग्ज़ाम में महत्वपूर्ण भूमिका है, हर साल एक स्कोरिंग प्रश्न अवश्य आता है।

डिस्कवरी ऑफ सब एटॉमिक पार्टिकल्स

इलेक्ट्रॉन की खोज (J. J. Thomson)

• डिस्चार्ज ट्यूब प्रयोग:
  • कैथोड: नकारात्मक चार्ज, एनोड: सकारात्मक चार्ज
  • लो प्रेशर गैस + हाई वोल्टेज = जिंक सल्फाइड कोटिंग पर चमक
  • कैथोड किरणें (नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों के कण)
• इलेक्ट्रॉन की विशेषताएँ:
  • स्ट्रेट लाइन में मूवमेंट, शैडो बनाना
  • i/m रेशियो गैस की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता

प्रोटॉन की खोज

• कैथोड में छेद, हाई वोल्टेज और लो प्रेशर प्रयोग:
  • जिंक सल्फाइड कोटिंग पर चमक (पॉजिटिव कण)
  • कैनाल रेस (हाइड्रोजन गैस = H+ प्रोटॉन)

न्यूट्रॉन की खोज

• बेरिलियम पर अल्फा पार्टिकल बॉम्बार्डमेंट:
  • नॉन-चार्ज्ड कण, प्रोटॉन के मास के बराबर
  • न्यूट्रॉन = न्यूट्रल चार्ज

एटॉमिक मॉडेल्स

Thomson’s Model

• Waterson and plum pudding model
  • एटम स्फेरिकल है, पॉजिटिव चार्ज यूनिफॉर्म, नेगेटिव चार्ज डिस्ट्रिब्यूटेड है।

Rutherford’s Model

• गोल्ड फॉयल एक्सपेरिमेंट
  • मोस्ट अल्फा पार्टिकल्स सीधे निकलते हैं (एटम में खाली जगह)
  • कुछ अल्फा पार्टिकल्स हल्के एंगल से डिफ्लेक्ट च (पॉजिटिव चार्ज छोटी जगह में कंसंट्रेट)
• निष्कर्ष और सीमाएँ
  • न्यूक्लियस की खोज: वॉल्यूम काफी छोटा
  • इलेक्ट्रॉन की स्थिति और मैक्सवेल थ्योरी को एक्सप्लेन नहीं कर सका।
  • स्थिरता नहीं समझा पाई

Bohr’s Model

• पोस्टुलेट्स:
  • इलेक्ट्रॉन पर्टिकुलर ऑर्बिट में घूमती है, एनर्जी में परिवर्तन नहीं
  • एंगुलर मोमेंटम: का इंटीग्रल मल्टीपल (quantization)
• एनर्जी, रेडियस और वेलोसिटी के फॉर्मूले:
  • रेडियस: 0.529 * n² / Z
  • एनर्जी: -13.6 * Z² / n²
• सीमाएँ:
  • मल्टी इलेक्ट्रॉन एटम का स्पेक्ट्रम नहीं समझा सका
  • ज़ीमैन और स्टार्क इफेक्ट को नहीं समझा सका

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव्स

गुणधर्म

• तीन प्रकार की फील्ड्स: इलेक्ट्रिक और मैग्नेटिक फील्ड एक दूसरे के परपेंडिकुलर और डायरेक्शन ऑफ प्रोपेगेशन के भी परपेंडिकुलर
• वेक्यूम में ट्रैवल: स्पीड ऑफ लाइट = c
• स्पेक्ट्रम और प्रकार:
  • कम से ज्यादा वेवलेंग्थ ऑर्डर: गामा रेज, एक्स रेज, यूवी रे, विजिबल, माइक्रोवेव, रेडियो वेव्स

मुख्य मापदंड

• वेवलेंग्थ (λ)
• फ्रीक्वेंसी (ν): = c / λ
• वेलोसिटी (v): दूरी/समय
• वेव नंबर (μ): 1 / λ

##राd-ड्यूल नेचर ऑफ इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेडिएशन

वॉव नेचर

• फिनोमेना जिन्हें वॉव नेचर समझा सकता है:
  • इंटरफेरेंस, डिफ्रैक्शन

पार्टिकल नेचर

• ब्लैक बॉडी रेडिएशन, फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट
• प्लैंक का क्वांटा थ्योरी: Energy = hν ई (एक क्वांटम)

फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट

• फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जन: इलेक्ट्रॉन इजेक्शन मेटल सरफेस से लाइट हिट होने पे
• वेवलेंग्थ और थ्रेसोल्ड फ्रीक्वेंसी: मिनिमम फ्रीक्वेंसी की जरूरत

एटॉमिक स्पेक्ट्रम और हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम

• स्पेक्ट्रम के प्रकार:
  • एमिशन स्पेक्ट्रम (कलर लाइंस डार्क बैकग्राउंड पे)
  • अब्जॉर्प्शन स्पेक्ट्रम (डार्क लाइंस ब्राइट बैकग्राउंड पे)
• हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम सीरीज: लेमैन, बामर, आदि
  • विजिबल और अल्ट्रावायलेट रेंज में विभाजन।

ड्यूल नेचर ऑफ मैटर

• लुइस दी-ब्रोग्ली हाइपोथेसिस
  • पार्टिकल्स (माइक्रोस्कोपिक) के लिए वेवलेंथ = h / mv
• हेइजेनबर्ग अनसर्टainty प्रिंसिपल:
  • पोजिशन और मोमेंटम को एक्यूरेटली मेजर नहीं कर सकते साथ में एक ही समय पे: Δx * Δp ≥ h / 4π

क्वांटम मैकेनिकल मॉडल

• आधार: वाव नेचर और पार्टिकल नेचर
• वाव फंक्शन और संभवना:
  • साइज² प्रोबेबिलिटी देती है
• क्वांटम नंबर्स (n, l, m, s):
  • एन: प्रिंसिपल क्वांटम नंबर (शेल)
  • एल: अजीमुथल क्वांटम नंबर (सबशेल)
  • एम: मैग्नेटिक क्वांटम नंबर (ऑर्बिटल)
  • एस: स्पिन क्वांटम नंबर (स्पिन अप/डाउन)
• नोड्स (रेडियल और एंगुलर)
  • रेडियल: n - l - 1
  • एंगुलर: l

इलेक्ट्रॉनिक कंफीग्रेशन और ऑरबिटल फिलिंग

• रूल्स:
  • ऑफबाउ प्रिंसिपल, पॉली एक्सक्लूजन प्रिंसिपल, हंड्स रूल
• स्टेबिलिटी: हाफ-फिल्ड और फुल्ली-फिल्ड आर्बिटल्स अधिक स्टेबल होते हैं
  • क्रोमियम और कॉपर के अपवाद

अंत

• ये सत्र चैप्टर का एक संक्षिप्त और प्रभावी रिवीजन था।