परमाणुओं, तत्वों और समस्थानिकों के उदाहरण

परमाणुओं को साधारण पदार्थ के सबसे छोटे अविभाज्य अंश के रूप में सबसे अच्छा माना जाता है। वास्तव में, उनका नाम ग्रीक से "काटा नहीं जा सकता" के लिए लिया गया है। परमाणुओं में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन होते हैं, हालांकि सबसे छोटे और सरल प्रकार के हाइड्रोजन परमाणु में कोई न्यूट्रॉन नहीं होता है।

एक तत्व एक ही प्रकार के परमाणु से मिलकर बना पदार्थ है। जब आप तत्वों की आवर्त सारणी को देखते हैं, तो आपको दिखाई देने वाले प्रत्येक बॉक्स में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की एक अनूठी व्यवस्था वाले पदार्थ का कब्जा होता है। किसी तत्व के केवल एक परमाणु के मौजूद होने की विशेष स्थिति में, "परमाणु" और "तत्व" की परिभाषा समान होती है। वैकल्पिक रूप से, आपके पास १० या १०० या १,००,००० टन पदार्थ हो सकता है जिसमें केवल एक ही तत्व हो, जब तक कि उस विशाल द्रव्यमान में प्रत्येक परमाणु समान हो। थोड़ा अलग ढंग से कहें, जब एक परमाणु और एक तत्व के साथ प्रस्तुत किया जाता है और कहा जाता है कि केवल एक सूक्ष्म है, तो आप जानते हैं कि कौन सा एक उदाहरण है तत्व (यद्यपि किसी एक तत्व के सभी समुच्चय, निश्चित रूप से इतने बड़े नहीं हैं कि उन्हें नग्न आंखों से देखा जा सके या यहां तक ​​कि एक पारंपरिक माइक्रोस्कोप)।

परमाणुओं के उदाहरण जिनके बारे में आपने लगभग निश्चित रूप से सुना होगा - जब तक कि, आप किसी अन्य ग्रह से यहां नहीं उतरे, या शायद एक समानांतर ब्रह्मांड में जिसमें परमाणु स्वयं अनसुने हैं - कम से कम हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और कार्बन शामिल करें। पानी में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन दो परमाणु हैं, पानी का रासायनिक सूत्र H. है₂हे क्योंकि एक अणु पानी में दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होता है। ध्यान दें कि पानी, हालांकि यह अपने किसी भी घटक परमाणु को नहीं खो सकता है और फिर भी पानी हो सकता है, एक तत्व नहीं है, क्योंकि इसके सभी परमाणु समान नहीं हैं। इसके बजाय, यह एक है यौगिक. (इस नामकरण पर जल्द ही और अधिक।)

प्रत्येक परमाणु में तीन अलग-अलग घटक शामिल हो सकते हैं: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन। वास्तव में, हाइड्रोजन परमाणु के अलावा प्रत्येक परमाणु में प्रत्येक में से कम से कम एक होता है; हाइड्रोजन में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है, लेकिन इसमें कोई न्यूट्रॉन नहीं होता है। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान लगभग समान होता है, जिसमें प्रोटॉन का द्रव्यमान 1.6726231 x 10 होता है।^-27 किग्रा और एक इलेक्ट्रॉन का 1.6749286 x 10^-27 किलोग्राम। इलेक्ट्रॉन अभी भी छोटे हैं, इतना अधिक है कि किसी दिए गए परमाणु के द्रव्यमान की गणना करते समय व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए उनके संयुक्त द्रव्यमान की उपेक्षा की जा सकती है। एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9.1093897 x 10. है^-31 किलोग्राम।

परमाणुओं में उनके मूल रूप में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या होती है। एक प्रोटॉन में एक छोटा धनात्मक विद्युत आवेश होता है, जिसे +1 नामित किया जाता है, जबकि एक इलेक्ट्रॉन -1 का आवेश वहन करता है। न्यूट्रॉन में कोई आवेश नहीं होता है, इसलिए एक साधारण परमाणु का कोई शुद्ध आवेश नहीं होता है क्योंकि प्रोटॉन का धनात्मक आवेश और इलेक्ट्रॉन का ऋणात्मक आवेश एक दूसरे को रद्द कर देता है। कुछ परमाणुओं में, हालांकि, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की असमान संख्या होती है, और इस प्रकार एक शुद्ध आवेश होता है (जैसे, -2 या +3); इन परमाणुओं को कहा जाता है आयनों.

भौतिक रूप से, परमाणुओं को मोटे तौर पर सौर मंडल की तरह व्यवस्थित किया जाता है, जिसमें पदार्थ के छोटे टुकड़े कहीं अधिक विशाल केंद्र के चारों ओर घूमते हैं। हालांकि, खगोल विज्ञान में, गुरुत्वाकर्षण बल ही ग्रहों को सूर्य के चारों ओर चक्कर लगाता रहता है; परमाणुओं में, यह एक इलेक्ट्रोस्टैटिक बल है। परमाणु के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन आपस में मिलकर केंद्र बनाते हैं, जिसे नाभिक कहते हैं। चूंकि नाभिक में केवल सकारात्मक और गैर-चार्ज-असर वाले घटक शामिल होते हैं, इसलिए यह सकारात्मक रूप से चार्ज होता है। इस बीच, इलेक्ट्रॉन, नाभिक के चारों ओर एक बादल में मौजूद होते हैं, जो इसके धनात्मक आवेश द्वारा इसकी ओर खींचा जाता है। किसी भी क्षण इलेक्ट्रॉन की स्थिति का ठीक-ठीक पता नहीं चल सकता है, लेकिन अंतरिक्ष में किसी दिए गए स्थान पर होने की इसकी संभावना की गणना उच्च सटीकता के साथ की जा सकती है। यह अनिश्चितता क्वांटम भौतिकी का आधार बनती है, एक बढ़ता हुआ क्षेत्र जो सैद्धांतिक से इंजीनियरिंग और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में स्थानांतरित हो गया है।

तत्वों की आवर्त सारणी वैज्ञानिकों और शुरुआती छात्रों के लिए समान रूप से एक सार्वभौमिक साधन है सभी अलग-अलग परमाणुओं के नामों से परिचित हों, साथ ही उनके आलोचनात्मक सारांश के साथ गुण। ये हर रसायन शास्त्र की पाठ्यपुस्तक में और ऑनलाइन असीमित स्थानों पर पाए जाते हैं। इस अनुभाग से परामर्श करते समय आपके पास संदर्भ के लिए एक काम होना चाहिए।

आवर्त सारणी में सभी 103 तत्वों के नाम और एक- या दो-अक्षर के संक्षिप्त रूप हैं, या यदि आप चाहें, तो परमाणु प्रकार। इनमें से ९२ प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं, जबकि सबसे भारी ११, संख्या ९३ से १०३ तक, केवल प्रयोगशाला परिस्थितियों में निर्मित किए गए हैं। आवर्त सारणी में प्रत्येक तत्व की संख्या उसके परमाणु क्रमांक से मेल खाती है और इसलिए इसमें मौजूद प्रोटॉन की संख्या होती है। एक तत्व से संबंधित तालिका में बॉक्स आमतौर पर परमाणु के नाम के नीचे, इसके परमाणु द्रव्यमान - यानी इसके प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों का कुल द्रव्यमान - बॉक्स के नीचे दिखाता है। चूंकि व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए यह अकेले प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के बराबर है, और क्योंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बहुत करीब हैं समान द्रव्यमान, आप परमाणु द्रव्यमान और गोलाई से परमाणु संख्या (प्रोटॉन की संख्या) को घटाकर एक परमाणु के पास कितने न्यूट्रॉन निकाल सकते हैं बंद। उदाहरण के लिए, सोडियम (Na) आवर्त सारणी में 11 वें नंबर पर है, और इसका द्रव्यमान 22.99 परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu) है। इसे 23 तक पूर्णांकित करके, आप गणना कर सकते हैं कि सोडियम में 23 - 11 = 12 न्यूट्रॉन होने चाहिए।

पूर्वगामी से, आप यह देख सकते हैं कि परमाणु भारी हो जाते हैं क्योंकि कोई बाएं से दाएं और ऊपर से. की ओर बढ़ता है तालिका में नीचे, जैसे पुस्तक में एक पृष्ठ पढ़ना, जिस पर प्रत्येक नया शब्द पिछले वाले से थोड़ा ही बड़ा हो शब्द।

तत्व अपनी मूल अवस्था में ठोस, तरल या गैस के रूप में मौजूद हो सकते हैं। कार्बन (सी) ठोस का एक उदाहरण है; पारा (एचजी), "ओल्ड-स्कूल" थर्मामीटर में पाया जाता है, एक तरल है; और हाइड्रोजन (H) गैस के रूप में मौजूद है। उन्हें आवर्त सारणी की सहायता से उनके भौतिक गुणों के आधार पर श्रेणियों में बांटा जा सकता है। उन्हें विभाजित करने का एक सुविधाजनक तरीका धातुओं और अधातुओं में है। धातुओं में छह उपप्रकार शामिल हैं, जबकि अधातुओं में केवल दो होते हैं। (बोरॉन, आर्सेनिक, सिलिकॉन, जर्मेनियम, सुरमा, टेल्यूरियम और एस्टैटिन को मेटलॉइड माना जाता है।)

आवर्त सारणी में 18 कॉलम शामिल हैं, हालांकि हर कॉलम में हर संभव जगह पर कब्जा नहीं है। पहली पूर्ण पंक्ति - यानी, एक तत्व वाले सभी 18 स्तंभों का पहला उदाहरण - तत्व संख्या 19 (K, या पोटेशियम) से शुरू होता है और संख्या 36 (Kr, या क्रिप्टन) के साथ समाप्त होता है। यह एक नज़र में अजीब लगता है, लेकिन यह सुनिश्चित करता है कि समान गुणों वाले परमाणु उनके संबंध व्यवहार और अन्य चर आसानी से पहचानी गई पंक्तियों, स्तंभों या अन्य समूहों में रहते हैं मेज।

समस्थानिक अलग-अलग परमाणु होते हैं जिनकी परमाणु संख्या समान होती है, और इसलिए वे एक ही तत्व होते हैं, लेकिन अलग-अलग संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं। इसलिए वे अपने परमाणु द्रव्यमान में भिन्न होते हैं। समस्थानिकों के बारे में अधिक जानकारी अगले भाग में दिखाई देती है।

संबंध व्यवहार विभिन्न मानदंडों में से एक है जिसके द्वारा परमाणुओं को अलग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कॉलम 18 (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले छह तत्व कहलाते हैं उत्कृष्ट गैस क्योंकि वे अन्य तत्वों के साथ अनिवार्य रूप से अक्रियाशील हैं; यह इस बात की याद दिलाता है कि कैसे, पुराने समय में, कुलीन वर्गों के सदस्य आम लोगों के साथ नहीं मिलते थे।

धातुओं को छह प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है (क्षार, क्षारीय पृथ्वी, संक्रमण, संक्रमण के बाद, और एक्टिनॉइड और लैंथेनॉइड)। ये सभी आवर्त सारणी में अलग-अलग क्षेत्रों में आते हैं। अधिकांश तत्व किसी न किसी प्रकार की धातुएं हैं, लेकिन 17 अधातुओं में कुछ बेहतर ज्ञात परमाणु शामिल हैं, जिनमें ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर और फास्फोरस शामिल हैं, जो सभी जीवन के लिए आवश्यक हैं।

यौगिक एक या अधिक तत्वों से बनता है। उदाहरण के लिए, पानी एक यौगिक है। लेकिन आपके पास एक या एक से अधिक तत्व या यौगिक दूसरे में घुल सकते हैं, तरल यौगिक (आमतौर पर पानी), जैसे पानी में घुली चीनी। यह एक समाधान का एक उदाहरण है क्योंकि विलेय (घुलनशील ठोस) में अणु विलेय के अणुओं (जैसे पानी, इथेनॉल या आपके पास क्या है) से नहीं जुड़ते हैं।

यौगिक की सबसे छोटी इकाई अणु कहलाती है। तत्वों के साथ परमाणुओं का संबंध अणुओं और यौगिकों के बीच के संबंध को दर्शाता है। यदि आपके पास शुद्ध सोडियम का एक हिस्सा है, एक तत्व है, और इसे अपने सबसे छोटे संभव आकार तक कम करें, तो सोडियम परमाणु क्या रहता है। यदि आपके पास शुद्ध सोडियम क्लोराइड (टेबल सॉल्ट; NaCl) और इसके सभी भौतिक और रासायनिक गुणों को बनाए रखते हुए इसे सबसे छोटे से कम कर सकते हैं, आपको सोडियम क्लोराइड अणु के साथ छोड़ दिया जाता है।

पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में 10 तत्व पूरे ग्रह में पाए जाने वाले सभी तत्वों के द्रव्यमान का लगभग 99 प्रतिशत बनाते हैं, जिसमें वातावरण भी शामिल है। अकेले ऑक्सीजन (O) पृथ्वी के द्रव्यमान का 46.6 प्रतिशत है। सिलिकॉन (Si) में 27.7 प्रतिशत, जबकि एल्युमीनियम (Al) 8.1 प्रतिशत और आयरन (Fe) 5.0 प्रतिशत है। अगले चार सबसे प्रचुर मात्रा में सभी मानव शरीर में इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में मौजूद हैं: कैल्शियम (Ca) 3.6 प्रतिशत, सोडियम (Na) 2.8 प्रतिशत, पोटेशियम (K) 2.6 प्रतिशत और मैग्नीशियम (Mg) 2.1 प्रतिशत पर।

दृश्यमान रूप में बड़ी मात्रा में पाए जाने वाले तत्व, या ऐसे तत्व जो केवल कुख्यात हैं, किसी अर्थ में प्रमुख तत्व माने जा सकते हैं। जब आप शुद्ध सोने को देखते हैं, चाहे वह एक छोटी परत हो या एक बड़ी ईंट (बाद की संभावना नहीं है!), आप एक ही तत्व को देख रहे हैं। सोने के उस टुकड़े को तब भी सोना माना जाएगा, भले ही एक परमाणु के अलावा सब कुछ रह जाए। दूसरी ओर, जैसा कि नासा ने नोट किया है, एक सोने के सिक्के में सिक्के के आकार के आधार पर लगभग 20,000,000,000,000,000,000,000 (20 सेप्टिलियन) सोने के परमाणु हो सकते हैं।

एक आइसोटोप एक परमाणु का एक प्रकार है, उसी तरह एक डोबर्मन पिंसर एक कुत्ते का एक प्रकार है। आपको याद होगा कि किसी दिए गए प्रकार के परमाणु का एक महत्वपूर्ण गुण यह है कि इसकी परमाणु संख्या, और इसलिए इसमें मौजूद प्रोटॉन की संख्या नहीं बदल सकती है। इसलिए, यदि परमाणुओं को भिन्न रूपों में आना है, तो यह भिन्नता न्यूट्रॉन संख्या में अंतर का परिणाम होना चाहिए।

अधिकांश तत्वों में एक ही स्थिर समस्थानिक होता है, जो कि वह रूप है जिसमें तत्व सबसे अधिक पाया जाता है। हालाँकि, कुछ तत्व प्राकृतिक रूप से समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में मौजूद होते हैं। उदाहरण के लिए, लोहे (Fe) में लगभग 5.845 प्रतिशत. होता है ⁵⁴Fe, 91.754 प्रतिशत ⁵⁶Fe, 2.119 प्रतिशत ⁵⁷Fe और 0.282 प्रतिशत ⁵⁸फे. तत्व संक्षेप के बाईं ओर सुपरस्क्रिप्ट प्रोटॉन प्लस न्यूट्रॉन की संख्या को इंगित करता है। चूँकि लोहे की परमाणु संख्या 26 है, ऊपर सूचीबद्ध समस्थानिकों में क्रमानुसार 28, 30, 31 और 32 न्यूट्रॉन हैं।

किसी दिए गए परमाणु के सभी समस्थानिकों में समान रासायनिक गुण होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनका संबंध व्यवहार समान है। उनके भौतिक गुण, जैसे कि उनका द्रव्यमान, क्वथनांक और गलनांक, भिन्न होते हैं, और उनके बीच अंतर करने के लिए उपयोग किए जाने वाले साधन हैं।