Isotopes-Isotones and Nuclear isomers Questions in Hindi

(A) मान लीजिए $X$ की द्रव्यमान संख्या $A$ और परमाणु क्रमांक $Z_{num}$ है।
$X(A, Z_{num}) \xrightarrow{-\alpha} Y(A-4, Z_{num}-2)$
$Y(A-4, Z_{num}-2) \xrightarrow{-\beta} Z(A-4, Z_{num}-1)$
$Z(A-4, Z_{num}-1) \xrightarrow{-\beta} W(A-4, Z_{num})$
समस्थानिकों का परमाणु क्रमांक समान होता है लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है।
$X(A, Z_{num})$ और $W(A-4, Z_{num})$ की तुलना करने पर,उनका परमाणु क्रमांक $Z_{num}$ समान है लेकिन द्रव्यमान संख्या $A$ और $A-4$ भिन्न है।
अतः,$X$ और $W$ समस्थानिक हैं।

(B) अभिक्रिया क्रम इस प्रकार है: $_{92}U^{235}$ $\xrightarrow{-\alpha } (A)$ $\xrightarrow{-\beta } (B)$ $\xrightarrow{-\beta } (C)$
$1$. $_{92}U^{235}$ का अल्फा क्षय $(A)$ देता है:
$_{92}U^{235} \xrightarrow{-\alpha } _{90}A^{231}$
$2$. $(A)$ का बीटा क्षय $(B)$ देता है:
$_{90}A^{231} \xrightarrow{-\beta } _{91}B^{231}$
$3$. $(B)$ का बीटा क्षय $(C)$ देता है:
$_{91}B^{231} \xrightarrow{-\beta } _{92}C^{231}$
समस्थानिक वे तत्व होते हैं जिनका परमाणु क्रमांक समान होता है लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है। यहाँ,$_{92}U^{235}$ और $_{92}C^{231}$ दोनों का परमाणु क्रमांक $92$ है। अतः,समस्थानिक $_{92}U^{235}$ और $C$ हैं।

(A) कार्बन का रेडियोधर्मी समस्थानिक,$_{6}C^{14}$,का उपयोग पौधों में प्रकाश संश्लेषण की क्रियाविधि और चयापचय मार्गों का अध्ययन करने के लिए एक ट्रेसर के रूप में किया जाता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) मान लीजिए प्रारंभिक परमाणु $^m_Z X$ है।
$\alpha$-कण $(^4_2 He)$ के उत्सर्जन के बाद,यह $^{m-4}_{Z-2} Y$ बन जाता है।
फिर,दो $\beta$-कणों $(^0_{-1} e)$ के उत्सर्जन के बाद,द्रव्यमान संख्या $m-4$ रहती है और परमाणु क्रमांक $(Z-2) + 2 = Z$ हो जाता है।
चूंकि अंतिम तत्व का परमाणु क्रमांक $Z$ प्रारंभिक परमाणु के समान है,इसलिए यह एक आइसोटोप है।

(C) सही विकल्प $(C)$ है।
$Co^{60}$ (कोबाल्ट-$60$) एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है जो गामा किरणों का उत्सर्जन करता है,जिनका उपयोग कैंसर कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए रेडियोथेरेपी में किया जाता है।

(A) माना कि नाभिक $R$ को $_Z A^m$ के रूप में दर्शाया गया है।
$1$. $\alpha$-क्षय के बाद: $_Z A^m \xrightarrow{\alpha} _{Z-2} X^{m-4}$.
$2$. पहले $\beta$-क्षय के बाद: $_{Z-2} X^{m-4} \xrightarrow{\beta} _{Z-1} Y^{m-4}$.
$3$. दूसरे $\beta$-क्षय के बाद: $_{Z-1} Y^{m-4} \xrightarrow{\beta} _Z Z^{m-4}$.
इस प्रकार,$R$ $(_{Z} A^m)$ और $Z$ $(_{Z} Z^{m-4})$ का परमाणु क्रमांक $(Z)$ समान है लेकिन द्रव्यमान संख्या ($m$ और $m-4$) अलग है।
अतः,$R$ और $Z$ समस्थानिक (Isotopes) हैं।

(B) समस्थानिक एक ही तत्व के वे परमाणु होते हैं जिनका परमाणु क्रमांक $(Z)$ समान होता है लेकिन द्रव्यमान संख्या $(A)$ भिन्न होती है।
चूंकि परमाणु क्रमांक प्रोटॉन की संख्या द्वारा परिभाषित होता है,इसलिए समस्थानिकों में प्रोटॉन की संख्या समान होती है।
हालाँकि,क्योंकि द्रव्यमान संख्या प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का योग $(A = Z + N)$ होती है,द्रव्यमान संख्या में अंतर का अर्थ है कि न्यूट्रॉन की संख्या $(N)$ में अंतर है।
इसलिए,समस्थानिक न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होते हैं।

(C) समस्थानिक में परमाणु क्रमांक $(Z)$ समान होता है लेकिन द्रव्यमान संख्या $(A)$ भिन्न होती है।
जब एक नाभिक एक $\alpha$-कण $(_{2}He^{4})$ खोता है,तो परमाणु क्रमांक $2$ से घट जाता है और द्रव्यमान संख्या $4$ से घट जाती है।
जब एक नाभिक एक $\beta$-कण $(_{-1}e^{0})$ खोता है,तो परमाणु क्रमांक $1$ से बढ़ जाता है और द्रव्यमान संख्या अपरिवर्तित रहती है।
समान परमाणु क्रमांक $Z$ बनाए रखने के लिए,$Z$ में शुद्ध परिवर्तन शून्य होना चाहिए।
एक $\alpha$-कण $(Z-2)$ और उसके बाद दो $\beta$-कणों $(Z-2+1+1 = Z)$ के उत्सर्जन से परमाणु क्रमांक समान रहता है।
द्रव्यमान संख्या $-4$ से बदल जाती है,जिससे समस्थानिक का निर्माण होता है।
अतः,सही विकल्प $(C)$ है।

(D) आइसोटोन अलग-अलग तत्वों के वे परमाणु होते हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है लेकिन परमाणु क्रमांक $(Z)$ और द्रव्यमान संख्या $(A)$ अलग-अलग होती है।
उदाहरण के लिए,$_{18}^{39}Ar$ और $_{19}^{40}K$ दोनों में $21$ न्यूट्रॉन होते हैं ($39-18 = 21$ और $40-19 = 21$)।

(B) विभिन्न तत्वों के परमाणु जिनके परमाणु क्रमांक भिन्न होते हैं लेकिन द्रव्यमान संख्या समान होती है,उन्हें आइसोबार्स कहा जाता है।
दिए गए युग्म में,$_6C^{11}$ और $_5B^{11}$ दोनों की द्रव्यमान संख्या समान $(A = 11)$ है लेकिन परमाणु क्रमांक भिन्न ($Z = 6$ और $Z = 5$) हैं।
इसलिए,वे आइसोबार्स हैं।

(D) जब एक तत्व $A$ एक $\alpha$-कण $(^4_2He)$ उत्सर्जित करता है,तो उसकी द्रव्यमान संख्या $4$ से कम हो जाती है और परमाणु क्रमांक $2$ से कम हो जाता है।
माना $A$ को $^Z_A X^M$ के रूप में दर्शाया गया है,जहाँ $M$ द्रव्यमान संख्या है और $Z$ परमाणु क्रमांक है।
$\alpha$-उत्सर्जन के बाद,नया तत्व $B$ $^Z_{A-2} Y^{M-4}$ बनता है।
चूंकि द्रव्यमान संख्या $4$ और परमाणु क्रमांक $2$ बदलता है,इसलिए $A$ और $B$ के लिए न्यूट्रॉन की संख्या $(N = M - Z)$ का अंतर समान रहता है,जिसे आइसोडायस्फीयर कहा जाता है।

(B) विभिन्न तत्वों के परमाणु जिनके परमाणु क्रमांक भिन्न होते हैं लेकिन द्रव्यमान संख्या समान होती है,उन्हें संभारिक (Isobars) कहा जाता है।

(D) प्राकृतिक यूरेनियम में तीन मुख्य समस्थानिक होते हैं: $_{92}U^{238}$ (लगभग $99.27\%$),$_{92}U^{235}$ (लगभग $0.72\%$),और $_{92}U^{234}$ (लगभग $0.0055\%$)।
$_{92}U^{239}$ एक कृत्रिम समस्थानिक है जो परमाणु रिएक्टरों में $_{92}U^{238}$ द्वारा न्यूट्रॉन कैप्चर से उत्पन्न होता है और यह प्राकृतिक यूरेनियम में नहीं पाया जाता है।

(A) आइसोटोन वे नाभिक होते हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है $(n = A - Z)$।
$^{14}_{6}C$ के लिए: $n = 14 - 6 = 8$।
$^{15}_{7}N$ के लिए: $n = 15 - 7 = 8$।
$^{17}_{9}F$ के लिए: $n = 17 - 9 = 8$।
चूंकि तीनों नाभिकों में $8$ न्यूट्रॉन हैं,इसलिए वे आइसोटोनिक हैं।

(B) समस्थानिक एक ही तत्व के वे परमाणु होते हैं जिनका परमाणु क्रमांक समान होता है लेकिन परमाणु द्रव्यमान भिन्न होता है।
न्यूट्रॉन का परमाणु क्रमांक $0$ और परमाणु द्रव्यमान $1$ होता है।
इसलिए,न्यूट्रॉन का उत्सर्जन या अवशोषण परमाणु क्रमांक को बदले बिना द्रव्यमान संख्या को बदल देता है,जिससे समस्थानिक उत्पन्न होता है।
उदाहरण के लिए: $_{92}U^{238} + _{0}n^{1} \rightarrow _{92}U^{239}$

(C) क्षय प्रक्रिया: $_{35}X^{88}$ $\xrightarrow{I} Y$ $\xrightarrow{II} _{32}Z^{84}$ है।
चरण $I$: $_{35}X^{88} \rightarrow Y + _{1}e^{0}$ (पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन) से $Y = _{34}Y^{88}$ प्राप्त होता है।
चरण $II$: $_{34}Y^{88} \rightarrow _{32}Z^{84} + _{2}He^{4}$ ($\alpha$ क्षय)।
आइसोडायफर्स के लिए: आइसोडायफर्स का $(N-Z)$ मान समान होता है।
$Y$ $(_{34}Y^{88})$ के लिए: $N-Z = (88-34) - 34 = 20$ है।
$Z$ $(_{32}Z^{84})$ के लिए: $N-Z = (84-32) - 32 = 20$ है।
चूंकि दोनों का $(N-Z)$ मान $20$ है,इसलिए $Y$ और $Z$ आइसोडायफर्स हैं।

(B) आइसोटोन वे परमाणु होते हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है।
$_{32}Ge^{76}$ के लिए,न्यूट्रॉन की संख्या $= 76 - 32 = 44$ है।
$_{33}As^{77}$ के लिए,न्यूट्रॉन की संख्या $= 77 - 33 = 44$ है।
चूंकि दोनों में $44$ न्यूट्रॉन हैं,इसलिए $_{33}As^{77}$,$_{32}Ge^{76}$ का आइसोटोन है।

(A) आइसोटोन वे परमाणु या नाभिक होते हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है $(n = A - Z)$।
$_{6}^{14}C$ के लिए: $n = 14 - 6 = 8$।
$_{7}^{15}N$ के लिए: $n = 15 - 7 = 8$।
$_{9}^{17}F$ के लिए: $n = 17 - 9 = 8$।
चूंकि इन तीनों नाभिकों में $8$ न्यूट्रॉन हैं,इसलिए ये आइसोटोन हैं।

(D) . एक नाभिक $X$ एक $\beta$-कण को अवशोषित करता है और फिर एक न्यूट्रॉन और $\gamma$-किरण उत्सर्जित करके $Y$ बनाता है। नाभिकीय अभिक्रिया इस प्रकार है:
${}_{Z}X^{A} + {}_{-1}e^{0}$ $\rightarrow {}_{Z-1}X^{A}$ $\xrightarrow{-{}_{0}n^{1}} {}_{Z-1}Y^{A-1} + \gamma$
यहाँ,$A$ नाभिक $X$ की द्रव्यमान संख्या है और $Z$ नाभिक $X$ की परमाणु संख्या है।
$X$ में न्यूट्रॉन की संख्या = $A - Z$.
$Y$ में न्यूट्रॉन की संख्या = $(A - 1) - (Z - 1) = A - Z$.
चूँकि $X$ और $Y$ दोनों में न्यूट्रॉन की संख्या समान है,इसलिए वे आइसोटोंस हैं।

(B) विभिन्न तत्वों के वे परमाणु जिनके नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है,उन्हें आइसोटोन कहा जाता है।
न्यूट्रॉन की संख्या ज्ञात करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $n = A - Z$,जहाँ $A$ द्रव्यमान संख्या है और $Z$ परमाणु क्रमांक है।
${ }_{6}^{12}C$ के लिए: $n = 12 - 6 = 6$.
${ }_{5}^{11}B$ के लिए: $n = 11 - 5 = 6$.
चूंकि दोनों में $6$ न्यूट्रॉन हैं,इसलिए वे आइसोटोन हैं।

(D) विभिन्न तत्वों के वे परमाणु जिनके नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है,उन्हें आइसोटोन कहा जाता है।
न्यूट्रॉन की संख्या ज्ञात करने का सूत्र है: $n = A - Z$,जहाँ $A$ द्रव्यमान संख्या है और $Z$ परमाणु क्रमांक है।
$_{6}^{12}C$ के लिए: $n = 12 - 6 = 6$.
$_{5}^{11}B$ के लिए: $n = 11 - 5 = 6$.
चूंकि दोनों में $6$ न्यूट्रॉन हैं,इसलिए वे आइसोटोन हैं।

(D) आइसोटोन वे परमाणु या न्यूक्लाइड होते हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या $(N)$ समान होती है लेकिन प्रोटॉन की संख्या $(Z)$ अलग होती है,जिसके परिणामस्वरूप उनकी द्रव्यमान संख्या $(A = Z + N)$ भी अलग होती है।
चूंकि उनका परमाणु क्रमांक अलग होता है,इसलिए वे अलग-अलग रासायनिक गुण प्रदर्शित करते हैं और आवर्त सारणी में अलग-अलग स्थान पर स्थित होते हैं।

(B) $S^{35}$ सल्फर का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है।
जब यह त्वचा के संपर्क में आता है,तो यह त्वचा में जलन या डर्मेटाइटिस का कारण बन सकता है।

(C) आइसोटोन वे प्रजातियाँ हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है।
${ }_{19}K^{39}$ के लिए,न्यूट्रॉन की संख्या = $39 - 19 = 20$ है।
${ }_{20}Ca^{40}$ के लिए,न्यूट्रॉन की संख्या = $40 - 20 = 20$ है।
चूंकि दोनों में $20$ न्यूट्रॉन हैं,इसलिए वे आइसोटोन हैं।

(B) प्रकृति में ${}^{14}C$ समस्थानिक की सापेक्ष प्रचुरता अत्यंत कम,लगभग $10^{-10} \%$ होती है।
दिए गए विकल्पों में से,$2 \times 10^{-10}$ सही मान है।

(B) आइसोटोन वे प्रजातियां हैं जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या समान होती है।
$_{20}Ca^{40}$ में,न्यूट्रॉन की संख्या $40 - 20 = 20$ है।
$_{18}Ar^{40}$ में,न्यूट्रॉन की संख्या $40 - 18 = 22$ है।
चूंकि न्यूट्रॉन की संख्या अलग है,इसलिए $_{20}Ca^{40}$ और $_{18}Ar^{40}$ आइसोटोन नहीं हैं।
अतः,विकल्प $B$ में दिया गया कथन गलत है।

(C) मान लीजिए प्रारंभिक तत्व ${}_{Z}E^{M}$ है,जहाँ $Z$ परमाणु क्रमांक है और $M$ परमाणु द्रव्यमान है।
जब एक $\alpha$-कण $({}_{2}He^{4})$ उत्सर्जित होता है,तो परमाणु क्रमांक $2$ कम हो जाता है और परमाणु द्रव्यमान $4$ कम हो जाता है: ${}_{Z}E^{M} \rightarrow {}_{Z-2}E'^{M-4} + {}_{2}He^{4}$.
जब दो $\beta$-कण $({}_{-1}e^{0})$ उत्सर्जित होते हैं,तो प्रत्येक $\beta$-कण के लिए परमाणु क्रमांक $1$ बढ़ जाता है (कुल $2$ की वृद्धि),जबकि परमाणु द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है: ${}_{Z-2}E'^{M-4} \rightarrow {}_{Z}E''^{M-4} + 2({}_{-1}e^{0})$.
अंतिम तत्व ${}_{Z}E''^{M-4}$ है।
चूंकि अंतिम तत्व का परमाणु क्रमांक $Z$ प्रारंभिक तत्व $E$ के समान है लेकिन परमाणु द्रव्यमान $M-4$ अलग है,इसलिए यह $E$ का एक आइसोटोप है।