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परमाणु संरचना: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन की खोज की कहानी

परमाणु संरचना का परिचय

यह अध्याय (Structure of Atom) NEET 2025 के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है और इससे कम से कम 2 प्रश्न पूछे जाएंगे। इस अध्याय को चार भागों में बांटा गया है: उप-परमाणु कणों की खोज, परमाणु मॉडल, मॉडलों के बीच वैज्ञानिक विकास, और क्वांटम संख्याएं। यह अध्याय अकार्बनिक रसायन विज्ञान का द्वार खोलने वाला है और आवर्त सारणी व रासायनिक बंधन जैसे अध्यायों की नींव रखता है। आप इस विषय की पूरी विस्तृत जानकारी यहाँ पा सकते हैं।

उप-परमाणु कणों की खोज

इलेक्ट्रॉन की खोज

क्रुक्स और फैराडे का योगदान

  • क्रुक्स ने बताया कि वायु विद्युत का कुचालक है
  • बहुत कम दबाव (निर्वात के निकट) और उच्च वोल्टेज पर वायु चालकता प्रदर्शित कर सकती है
  • फैराडे ने डिस्चार्ज ट्यूब का आविष्कार किया

जे.जे. थॉमसन का कैथोड किरण प्रयोग

  • प्रयोग सेटअप:

    • डिस्चार्ज ट्यूब में छिद्रित एनोड (perforated anode) का उपयोग किया गया
    • एनोड के पीछे जिंक सल्फाइड (ZnS) की फ्लोरोसेंट स्क्रीन लगाई गई
    • कैथोड से एनोड की ओर रेडिएशन का प्रवाह देखा गया, जिसे कैथोड किरणें नाम दिया गया
  • कैथोड किरणों के गुण:

    • सीधी रेखा में चलती हैं
    • ऋणावेशित कणों (इलेक्ट्रॉन) से बनी होती हैं
    • ऊष्मीय प्रभाव उत्पन्न करती हैं
    • फ्लोरोसेंस उत्पन्न करती हैं
    • उच्च चाल से चलती हैं (प्रकाश की चाल के समीप)
    • सबसे महत्वपूर्ण: इनके गुण इलेक्ट्रोड के पदार्थ या गैस की प्रकृति पर निर्भर नहीं करते

थॉमसन का e/m (विशिष्ट आवेश) का निर्धारण

  • थॉमसन ने केवल आवेश-द्रव्यमान अनुपात (e/m) ज्ञात किया, आवेश और द्रव्यमान अलग-अलग नहीं
  • e/m का मान = 1.76 × 10¹¹ C/kg (बहुत उच्च मान)
  • विचलन (डेविएशन) आवेश, विद्युत एवं चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता के समानुपाती और द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है

मिलिकन का तेल बूंद प्रयोग

  • मुख्य निष्कर्ष:

    • किसी भी आवेश का मान इलेक्ट्रॉन के आवेश का पूर्ण गुणक होता है
    • q = ± n e, जहाँ e = 1.6 × 10⁻¹⁹ कूलम्ब
    • आवेश का क्वांटीकरण (Quantization of Charge)
  • परिणाम: e/m (थॉमसन) और e (मिलिकन) से इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान ज्ञात हुआ = 9.1 × 10⁻³¹ kg

प्रोटॉन की खोज

एनोड किरणें (कैनाल किरणें)

  • प्रयोग: कैथोड को छिद्रित (perforated) करके उसके पीछे जिंक सल्फाइड स्क्रीन लगाई गई
  • एनोड से कैथोड की ओर जाने वाली रेडिएशन मिलीं, जिन्हें एनोड किरणें या कैनाल किरणें कहा गया
  • गुण:
    • धनावेशित कणों से बनी होती हैं
    • महत्वपूर्ण अंतर: कैथोड किरणों के विपरीत, एनोड किरणों का e/m अनुपात ट्यूब में भरी गैस की प्रकृति पर निर्भर करता है
    • e/m का मान हाइड्रोजन गैस के लिए अधिकतम होता है (सबसे हल्का गैस)
    • गोल्डस्टीन को प्रोटॉन की खोज का श्रेय दिया जाता है

अभ्यास प्रश्न

| प्रश्न | उत्तर | | :--- | :--- | | परमाणु का द्रव्यमान संख्या (A) क्या दर्शाती है? | नाभिक में कणों की कुल संख्या = प्रोटॉन + न्यूट्रॉन | | फास्फोरेसेंट पदार्थ कौन सा है? | जिंक सल्फाइड (ZnS) | | कैथोड किरणों का विचलन किस पर निर्भर नहीं करता? | गैस की प्रकृति | | कैथोड किरणों का e/m अनुपात कितना होता है? | ~ 1.76 × 10¹¹ C/kg | | एनोड किरणों का e/m अनुपात किसके लिए अधिकतम होता है? | हाइड्रोजन गैस | | इलेक्ट्रॉन का आवेश (e) कितना होता है? | 1.6 × 10⁻¹⁹ कूलम्ब | | द्रव्यमान संख्या (A) = ? | प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या | | इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान कितना होता है? | 9.1 × 10⁻³¹ किग्रा |

परमाणु संरचना के बारे में और अधिक जानकारी के लिए आप परमाणु संरचना: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन की खोज पृष्ठ पर जा सकते हैं।

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