3.2-What is an Atom
3.2-What is an Atom Important Formulae
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- Correlate the fact of invisibility of atoms to the size of atoms.
- List atomic symbols of commonly known elements as per IUPAC.
- Recognise that different elements have different atomic mass.
3.2.1-What are the Modern Day Symbols of Atoms of Different Elements?
The first letter of a symbol is always written as a capital letter (uppercase), and the second letter (if any) is written as a small letter. e.g. Oxygen (O), Carbon (C), Aluminum (Al).Some symbols are taken from German, Latin or Greek language.e.g. Iron (Fe), Sodium (Na)
3.2.2-Atomic Mass:
The atomic mass unit (amu) is defined as the quantity of mass equal to $\dfrac{1}{12}$ of mass of an atom of Carbon-12.3.2.3-How Do Atoms Exist?:
Atoms are the basic units of matter, composed of protons, neutrons, and electrons. Protons and neutrons reside in the nucleus, while electrons orbit around it. The atomic number, represented as $Z$, defines the number of protons and thus the element. The mass number, $A$, is the total of protons and neutrons: $A = Z + N$. Atoms exist in different states (solid, liquid, gas) based on the arrangement and energy of their electrons. Chemical bonds form between atoms through the sharing or transfer of electrons, leading to the creation of molecules.
LG UltraLink, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
3.2 - एटम क्या है?
एटम (Atom) पदार्थ की सबसे छोटी इकाई है, जो किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग ले सकती है। एटम एक केंद्रीय नाभिक और उसके चारों ओर घूमते हुए इलेक्ट्रॉनों से मिलकर बना होता है। नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर एक निश्चित कक्षा में घूमते हैं। एटम का आकार बहुत छोटा होता है, और इसे मापने के लिए हम माप के अति सूक्ष्म इकाई जैसे 'मीटर' की बजाय एंगस्ट्रॉम (Å) या नैनोमीटर (nm) का उपयोग करते हैं।
एटम के निर्माण का विचार सबसे पहले प्राचीन ग्रीक दार्शनिक डेमोक्रिटस ने प्रस्तुत किया था, लेकिन आधुनिक विज्ञान में एटम के संरचना का सटीक विवरण 20वीं सदी में वैज्ञानिकों जैसे जे. जे. थॉमसन, रदरफोर्ड और बोह्र ने दिया।
एटम की संरचना
एटम में मुख्य रूप से दो भाग होते हैं:
- नाभिक (Nucleus): यह एटम के केंद्र में स्थित होता है और इसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। प्रोटॉन का धनात्मक (+) विद्युत आवेश होता है, जबकि न्यूट्रॉन का कोई विद्युत आवेश नहीं होता। नाभिक का द्रव्यमान एटम के कुल द्रव्यमान का अधिकांश भाग होता है।
- इलेक्ट्रॉन (Electron): ये नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाते हैं और इनमें ऋणात्मक (-) आवेश होता है। इलेक्ट्रॉनों की गति बहुत तेज होती है और वे विभिन्न ऊर्जा स्तरों पर स्थित होते हैं।
एटम का द्रव्यमान
एटम का द्रव्यमान मुख्य रूप से नाभिक के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से आता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान बहुत ही कम होता है। एटम के द्रव्यमान को 'एटॉमिक मास' कहा जाता है, जिसे 'u' (एकता द्रव्यमान) में मापा जाता है।
एटम का विद्युत तटस्थता
एक सामान्य एटम में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन की संख्या समान होती है, जिससे एटम विद्युत रूप से तटस्थ होता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन एटम में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है, जिससे वह तटस्थ रहता है। यदि इलेक्ट्रॉन की संख्या प्रोटॉन से अधिक या कम हो, तो एटम आयन (Ion) बन जाता है, जो विद्युत आवेशित होता है।
एटम की रासायनिक पहचान
हर तत्व का एक विशिष्ट एटॉमिक नंबर होता है, जो उस तत्व के एटम में प्रोटॉन की संख्या को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन का एटॉमिक नंबर 1 होता है, जिसका मतलब है कि हाइड्रोजन एटम में एक प्रोटॉन होता है। इसी तरह, ऑक्सीजन का एटॉमिक नंबर 8 होता है, जिसका मतलब है कि ऑक्सीजन के एटम में 8 प्रोटॉन होते हैं।
एटम का सिद्धांत
आधुनिक एटमिक सिद्धांत के अनुसार, एटम में निम्नलिखित गुण होते हैं:
- एटम एक ठोस इकाई है, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है।
- हर तत्व के एटम एक जैसे होते हैं, लेकिन विभिन्न तत्वों के एटम एक दूसरे से भिन्न होते हैं।
- एटम रासायनिक प्रतिक्रियाओं में केवल अपनी इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तन कर सकते हैं, न कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या में।
एटम का मॉडल
प्रारंभ में, थॉमसन ने 'पुडिंग' या 'कस्टर्ड' मॉडल प्रस्तुत किया, जिसमें एटम को एक विद्युत रूप से तटस्थ ठोस माना गया। रदरफोर्ड ने इसके बाद एटम के 'नाभिकीय मॉडल' को प्रस्तुत किया, जिसमें नाभिक के आसपास इलेक्ट्रॉन घूमते हैं। फिर नील्स बोह्र ने 'बोह्र मॉडल' प्रस्तुत किया, जिसमें इलेक्ट्रॉन केवल विशेष कक्षाओं में ही घूम सकते थे और प्रत्येक कक्षा की ऊर्जा स्थिर होती थी।
एटम का रासायनिक व्यवहार
एटम के रासायनिक गुण और प्रतिक्रियाएँ मुख्य रूप से इसके बाहरी इलेक्ट्रॉन की संख्या और व्यवस्था पर निर्भर करती हैं। एटम रासायनिक बंधन (Chemical Bonding) बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन आदान-प्रदान या साझा करते हैं। इस प्रकार, एटम का रासायनिक व्यवहार उसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना द्वारा निर्धारित होता है।
एटम के बारे में यह बुनियादी जानकारी विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में आगे की पढ़ाई और अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण है।