Textbook - ATOMS AND MOLECULES Questions in Hindi

(A) द्रव्यमान संरक्षण का नियम बताता है कि रासायनिक अभिक्रिया के दौरान द्रव्यमान न तो उत्पन्न किया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है।
इसका अर्थ है कि अभिकारकों का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होना चाहिए।
चरण $1$: अभिकारकों का कुल द्रव्यमान $(LHS)$ ज्ञात करें:
$\text{अभिकारकों का द्रव्यमान} = \text{सोडियम कार्बोनेट का द्रव्यमान} + \text{एसिटिक एसिड का द्रव्यमान} = 5.3 \, g + 6 \, g = 11.3 \, g$.
चरण $2$: उत्पादों का कुल द्रव्यमान $(RHS)$ ज्ञात करें:
$\text{उत्पादों का द्रव्यमान} = \text{सोडियम एसीटेट का द्रव्यमान} + \text{कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान} + \text{जल का द्रव्यमान} = 8.2 \, g + 2.2 \, g + 0.9 \, g = 11.3 \, g$.
चरण $3$: $LHS$ और $RHS$ की तुलना करें:
चूंकि $LHS = RHS = 11.3 \, g$,इसलिए कुल द्रव्यमान संरक्षित रहता है।
अतः,ये प्रेक्षण द्रव्यमान संरक्षण के नियम के अनुरूप हैं।

(B) 'स्थिर अनुपात का नियम' बताता है कि एक रासायनिक यौगिक में तत्व हमेशा द्रव्यमान के एक निश्चित अनुपात में मौजूद होते हैं।
दिए गए अनुपात के अनुसार,$1 \,g$ हाइड्रोजन गैस जल बनाने के लिए $8 \,g$ ऑक्सीजन गैस के साथ जुड़ती है।
इसलिए,$3 \,g$ हाइड्रोजन गैस के साथ पूर्णतः अभिक्रिया करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन गैस का द्रव्यमान होगा:
$3 \times 8 \,g = 24 \,g$।
अतः,$24 \,g$ ऑक्सीजन गैस की आवश्यकता होगी।

(A) डाल्टन के परमाणु सिद्धांत की जो अभिधारणा द्रव्यमान संरक्षण के नियम का परिणाम है,वह है: 'परमाणु अविभाज्य सूक्ष्म कण होते हैं,जो रासायनिक अभिक्रिया में न तो उत्पन्न किए जा सकते हैं और न ही नष्ट किए जा सकते हैं।'
यह नियम बताता है कि रासायनिक अभिक्रिया में द्रव्यमान को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है,जो सीधे तौर पर इस विचार के अनुरूप है कि अभिक्रिया से पहले और बाद में परमाणुओं की कुल संख्या स्थिर रहती है।

(B) डाल्टन के परमाणु सिद्धांत की वह अभिधारणा जो 'निश्चित अनुपात के नियम' की व्याख्या करती है,वह है:
'किसी दिए गए यौगिक में परमाणुओं की सापेक्ष संख्या और प्रकार निश्चित होते हैं।'
इसका अर्थ यह है कि किसी भी रासायनिक यौगिक में,तत्व हमेशा द्रव्यमान के अनुसार एक निश्चित अनुपात में मौजूद होते हैं,जो यौगिक बनाने वाले विभिन्न तत्वों के परमाणुओं की संख्या के निश्चित अनुपात का सीधा परिणाम है।

(N/A) एक परमाणु द्रव्यमान इकाई $(amu)$ वह द्रव्यमान इकाई है जो कार्बन-$12$ के एक परमाणु के द्रव्यमान के ठीक एक-बारहवें $(1/12^{th})$ भाग के बराबर होती है।
सभी तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान कार्बन-$12$ के परमाणु के संदर्भ में निर्धारित किए गए हैं।

(B) परमाणु आकार में अत्यंत सूक्ष्म होते हैं,इसलिए उन्हें नग्न आंखों से देखना संभव नहीं है।
सामान्यतः,परमाणु की त्रिज्या नैनोमीटर $(nm)$ के क्रम की होती है। उदाहरण के लिए,हाइड्रोजन परमाणु की परमाणु त्रिज्या लगभग $10^{-10} \, m$ (या $0.1 \, nm$) होती है।

(N/A) रासायनिक सूत्र लिखने के लिए,हम घटक आयनों की संयोजकता का उपयोग करते हैं:
$(i)$ सोडियम $(Na^+)$ की संयोजकता $1$ है और ऑक्साइड $(O^{2-})$ की संयोजकता $2$ है। संयोजकता का आदान-प्रदान (criss-cross) करने पर,हमें $Na_2O$ प्राप्त होता है।
$(ii)$ एल्युमीनियम $(Al^{3+})$ की संयोजकता $3$ है और क्लोराइड $(Cl^-)$ की संयोजकता $1$ है। संयोजकता का आदान-प्रदान करने पर,हमें $AlCl_3$ प्राप्त होता है।
$(iii)$ सोडियम $(Na^+)$ की संयोजकता $1$ है और सल्फाइड $(S^{2-})$ की संयोजकता $2$ है। संयोजकता का आदान-प्रदान करने पर,हमें $Na_2S$ प्राप्त होता है।
$(iv)$ मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ की संयोजकता $2$ है और हाइड्रॉक्साइड $(OH^-)$ की संयोजकता $1$ है। संयोजकता का आदान-प्रदान करने पर,हमें $Mg(OH)_2$ प्राप्त होता है।

(N/A) $(i) Al_{2}(SO_{4})_{3}$ एल्युमिनियम सल्फेट है।
$(ii) CaCl_{2}$ कैल्शियम क्लोराइड है।
$(iii) K_{2}SO_{4}$ पोटैशियम सल्फेट है।
$(iv) KNO_{3}$ पोटैशियम नाइट्रेट है।
$(v) CaCO_{3}$ कैल्शियम कार्बोनेट है।

(N/A) किसी यौगिक (या तत्व) का रासायनिक सूत्र उसके संघटन का प्रतीकात्मक निरूपण है। यह निम्नलिखित को दर्शाता है:
$(i)$ यौगिक के प्रति अणु में उपस्थित परमाणुओं की संख्या और प्रकार।
$(ii)$ यौगिक का एक मोल।
$(iii)$ यौगिक का मोलर द्रव्यमान।

(A) $(i)$ $H_2S$ अणु में,हाइड्रोजन के $2$ परमाणु और सल्फर का $1$ परमाणु होता है।
कुल परमाणु = $2 + 1 = 3$ परमाणु।
$(ii)$ $PO_4^{3-}$ आयन में,फास्फोरस का $1$ परमाणु और ऑक्सीजन के $4$ परमाणु होते हैं।
कुल परमाणु = $1 + 4 = 5$ परमाणु।

(C) $(i)$ $H_2$ (हाइड्रोजन) का आण्विक द्रव्यमान $= \text{हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान} \times 2 = 1 \times 2 = 2\,u$.
$(ii)$ $O_2$ (ऑक्सीजन) का आण्विक द्रव्यमान $= \text{ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान} \times 2 = 16 \times 2 = 32\,u$.
$(iii)$ $Cl_2$ (क्लोरीन) का आण्विक द्रव्यमान $= \text{क्लोरीन का परमाणु द्रव्यमान} \times 2 = 35.5 \times 2 = 71\,u$.

(D) $(i)$ $CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड) का आण्विक द्रव्यमान = (कार्बन का परमाणु द्रव्यमान $\times 1$) + (ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान $\times 2$) = $12 + (16 \times 2) = 12 + 32 = 44\,u$.
$(ii)$ $CH_4$ (मीथेन) का आण्विक द्रव्यमान = (कार्बन का परमाणु द्रव्यमान $\times 1$) + (हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान $\times 4$) = $12 + (1 \times 4) = 12 + 4 = 16\,u$.
$(iii)$ $C_2H_6$ (ईथेन) का आण्विक द्रव्यमान = (कार्बन का परमाणु द्रव्यमान $\times 2$) + (हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान $\times 6$) = $(12 \times 2) + (1 \times 6) = 24 + 6 = 30\,u$.

(A) $(i)$ $C_2H_4$ (एथीन) का आण्विक द्रव्यमान:
$= (\text{कार्बन का परमाणु द्रव्यमान} \times 2) + (\text{हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान} \times 4)$
$= (12 \times 2) + (1 \times 4) = 24 + 4 = 28\,u$.
$(ii)$ $NH_3$ (अमोनिया) का आण्विक द्रव्यमान:
$= (\text{नाइट्रोजन का परमाणु द्रव्यमान} \times 1) + (\text{हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान} \times 3)$
$= (14 \times 1) + (1 \times 3) = 14 + 3 = 17\,u$.
$(iii)$ $CH_3OH$ (मेथेनॉल) का आण्विक द्रव्यमान:
$= (\text{कार्बन का परमाणु द्रव्यमान} \times 1) + (\text{हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान} \times 4) + (\text{ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान} \times 1)$
$= (12 \times 1) + (1 \times 4) + (16 \times 1) = 12 + 4 + 16 = 32\,u$.

(B) $(i)$ $ZnO$ का सूत्र इकाई द्रव्यमान $= 65 + 16 = 81\,u$.
$(ii)$ $Na_2O$ का सूत्र इकाई द्रव्यमान $= (23 \times 2) + 16 = 46 + 16 = 62\,u$.
$(iii)$ $K_2CO_3$ का सूत्र इकाई द्रव्यमान $= (39 \times 2) + 12 + (16 \times 3) = 78 + 12 + 48 = 138\,u$.

(C) कार्बन परमाणुओं के एक मोल में $6.022 \times 10^{23}$ परमाणु (एवोगाद्रो संख्या) होते हैं।
कार्बन का मोलर द्रव्यमान $12 \, g/mol$ है।
अतः,$6.022 \times 10^{23}$ कार्बन परमाणुओं का द्रव्यमान $12 \, g$ है।
कार्बन के $1$ परमाणु का द्रव्यमान इस प्रकार निकाला जाता है:
$1$ परमाणु का द्रव्यमान $= \frac{\text{मोलर द्रव्यमान}}{\text{एवोगाद्रो संख्या}}$
$1$ परमाणु का द्रव्यमान $= \frac{12}{6.022 \times 10^{23}} \, g$
$1$ परमाणु का द्रव्यमान $\approx 1.99 \times 10^{-23} \, g$.

(D) किसी तत्व के दिए गए द्रव्यमान में परमाणुओं की संख्या की गणना इस सूत्र द्वारा की जाती है: $\text{परमाणुओं की संख्या} = \frac{\text{दिया गया द्रव्यमान}}{\text{परमाणु द्रव्यमान}} \times N_A$,जहाँ $N_A$ एवोगैड्रो संख्या $(6.022 \times 10^{23} \text{ mol}^{-1})$ है।
$100\,g$ सोडियम $(Na)$ के लिए:
$\text{परमाणुओं की संख्या} = \frac{100}{23} \times 6.022 \times 10^{23} \approx 2.618 \times 10^{24}$ परमाणु।
$100\,g$ लोहा $(Fe)$ के लिए:
$\text{परमाणुओं की संख्या} = \frac{100}{56} \times 6.022 \times 10^{23} \approx 1.075 \times 10^{24}$ परमाणु।
दोनों मानों की तुलना करने पर,$2.618 \times 10^{24} > 1.075 \times 10^{24}$।
अतः,$100\,g$ सोडियम में $100\,g$ लोहे की तुलना में परमाणुओं की संख्या अधिक है।

(A) यौगिक का द्रव्यमान $= 0.24 \, g$
बोरॉन का द्रव्यमान $= 0.096 \, g$
ऑक्सीजन का द्रव्यमान $= 0.144 \, g$
बोरॉन का प्रतिशत $= \frac{\text{बोरॉन का द्रव्यमान}}{\text{यौगिक का द्रव्यमान}} \times 100$
$= \frac{0.096 \, g}{0.24 \, g} \times 100 = 40\%$
ऑक्सीजन का प्रतिशत $= \frac{\text{ऑक्सीजन का द्रव्यमान}}{\text{यौगिक का द्रव्यमान}} \times 100$
$= \frac{0.144 \, g}{0.24 \, g} \times 100 = 60\%$
वैकल्पिक विधि:
ऑक्सीजन का प्रतिशत $= 100\% - \text{बोरॉन का प्रतिशत}$
$= 100\% - 40\% = 60\%$

(A) सबसे पहले,हम कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ में कार्बन और ऑक्सीजन के द्रव्यमान का अनुपात निर्धारित करते हैं।
कार्बन का परमाणु द्रव्यमान $12 \,u$ और ऑक्सीजन का $16 \,u$ है। $CO_2$ में,कार्बन और ऑक्सीजन का अनुपात $12 : (2 \times 16) = 12 : 32$ है,जो सरल होकर $3 : 8$ हो जाता है।
इसका अर्थ है कि $3.00 \,g$ कार्बन को $11.00 \,g$ $CO_2$ बनाने के लिए पूरी तरह से प्रतिक्रिया करने हेतु ठीक $8.00 \,g$ ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
जब $3.00 \,g$ कार्बन को $50.00 \,g$ ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कराई जाती है,तो केवल $8.00 \,g$ ऑक्सीजन ही कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करेगा और शेष $42.00 \,g$ ऑक्सीजन बिना प्रतिक्रिया किए बच जाएगा।
इसलिए,बनने वाली $CO_2$ का द्रव्यमान $11.00 \,g$ ही रहेगा।
यह परिणाम 'स्थिर अनुपात के नियम' द्वारा नियंत्रित होता है,जो बताता है कि एक रासायनिक पदार्थ में तत्व हमेशा द्रव्यमान के निश्चित अनुपात में मौजूद होते हैं।

(N/A) परमाणुओं का वह समूह जिस पर एक निश्चित आवेश (धनात्मक या ऋणात्मक) होता है और जो एक इकाई के रूप में व्यवहार करते हैं,उन्हें बहुपरमाणुक आयन कहा जाता है।
उदाहरण:
$(i)$ कार्बोनेट आयन: $CO_3^{2-}$
$(ii)$ सल्फेट आयन: $SO_4^{2-}$
$(iii)$ अमोनियम आयन: $NH_4^+$
$(iv)$ फॉस्फेट आयन: $PO_4^{3-}$

(N/A) $(i)$ मैग्नीशियम की संयोजकता $+2$ और क्लोराइड की $-1$ होती है। क्रिस-क्रॉस विधि द्वारा,सूत्र $MgCl_2$ प्राप्त होता है।
$(ii)$ कैल्शियम की संयोजकता $+2$ और ऑक्साइड की $-2$ होती है। अनुपात $1:1$ होने के कारण,सूत्र $CaO$ होता है।
$(iii)$ कॉपर $(II)$ की संयोजकता $+2$ और नाइट्रेट की $-1$ होती है। क्रिस-क्रॉस विधि द्वारा,सूत्र $Cu(NO_3)_2$ प्राप्त होता है।
$(iv)$ एल्युमीनियम की संयोजकता $+3$ और क्लोराइड की $-1$ होती है। क्रिस-क्रॉस विधि द्वारा,सूत्र $AlCl_3$ प्राप्त होता है।
$(v)$ कैल्शियम की संयोजकता $+2$ और कार्बोनेट की $-2$ होती है। अनुपात $1:1$ होने के कारण,सूत्र $CaCO_3$ होता है।

(N/A) बिना बुझा हुआ चूना कैल्शियम ऑक्साइड $(CaO)$ है। इसमें उपस्थित तत्व कैल्शियम $(Ca)$ और ऑक्सीजन $(O)$ हैं।
$(b)$ हाइड्रोजन ब्रोमाइड $(HBr)$ है। इसमें उपस्थित तत्व हाइड्रोजन $(H)$ और ब्रोमीन $(Br)$ हैं।
$(c)$ बेकिंग पाउडर सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट $(NaHCO_3)$ है। इसमें उपस्थित तत्व सोडियम $(Na)$,हाइड्रोजन $(H)$,कार्बन $(C)$ और ऑक्सीजन $(O)$ हैं।
$(d)$ पोटेशियम सल्फेट $(K_2SO_4)$ है। इसमें उपस्थित तत्व पोटेशियम $(K)$,सल्फर $(S)$ और ऑक्सीजन $(O)$ हैं।

(B) $C_2H_2$ का मोलर द्रव्यमान $= (2 \times C \text{ का परमाणु द्रव्यमान}) + (2 \times H \text{ का परमाणु द्रव्यमान})$
$= (2 \times 12) + (2 \times 1) = 24 + 2 = 26\,u$.
$(b)$ $S_8$ का मोलर द्रव्यमान $= 8 \times S \text{ का परमाणु द्रव्यमान}$
$= 8 \times 32 = 256\,u$.

(C) $P_4$ का मोलर द्रव्यमान $= 4 \times P$ का परमाणु द्रव्यमान $= 4 \times 31 = 124\,u$.
$(b)$ $HCl$ का मोलर द्रव्यमान $= H$ का परमाणु द्रव्यमान $+ Cl$ का परमाणु द्रव्यमान $= 1 + 35.5 = 36.5\,u$.
$(c)$ $HNO_3$ का मोलर द्रव्यमान $= H$ का परमाणु द्रव्यमान $+ N$ का परमाणु द्रव्यमान $+ (3 \times O$ का परमाणु द्रव्यमान) $= 1 + 14 + (3 \times 16) = 15 + 48 = 63\,u$.

(D) $N$ परमाणु का मोलर द्रव्यमान $=$ $N$ का परमाणु द्रव्यमान $= 14\, g/mol$.
$1$ मोल $N$ परमाणुओं का द्रव्यमान $= 1 \times 14 = 14\, g$.
$(b)$ $Al$ परमाणु का मोलर द्रव्यमान $= 27\, g/mol$.
$4$ मोल $Al$ परमाणुओं का द्रव्यमान $= 4 \times 27 = 108\, g$.
$(c)$ $Na_2SO_3$ का मोलर द्रव्यमान $= (23 \times 2) + 32 + (16 \times 3) = 46 + 32 + 48 = 126\, g/mol$.
$10$ मोल $Na_2SO_3$ का द्रव्यमान $= 10 \times 126 = 1260\, g$.

(A) ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ के लिए:
$O_2$ का मोलर द्रव्यमान $= 16 \times 2 = 32\, \text{g/mol}$.
मोलों की संख्या $= \frac{\text{दिया गया द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{12\, \text{g}}{32\, \text{g/mol}} = 0.375\, \text{mol}$.
$(b)$ जल $(H_2O)$ के लिए:
$H_2O$ का मोलर द्रव्यमान $= (2 \times 1) + 16 = 18\, \text{g/mol}$.
मोलों की संख्या $= \frac{20\, \text{g}}{18\, \text{g/mol}} \approx 1.11\, \text{mol}$.
$(c)$ कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ के लिए:
$CO_2$ का मोलर द्रव्यमान $= 12 + (2 \times 16) = 44\, \text{g/mol}$.
मोलों की संख्या $= \frac{22\, \text{g}}{44\, \text{g/mol}} = 0.5\, \text{mol}$.

(B) ऑक्सीजन परमाणु $(O)$ का मोलर द्रव्यमान $16 \, g/mol$ है।
$0.2$ मोल ऑक्सीजन परमाणु का द्रव्यमान $= \text{मोल की संख्या} \times \text{मोलर द्रव्यमान} = 0.2 \times 16 = 3.2 \, g$।
$(b)$ जल के अणु $(H_2O)$ का मोलर द्रव्यमान $(2 \times 1) + 16 = 18 \, g/mol$ है।
$0.5$ मोल जल के अणु का द्रव्यमान $= \text{मोल की संख्या} \times \text{मोलर द्रव्यमान} = 0.5 \times 18 = 9.0 \, g$।

(B) सल्फर $(S_8)$ का मोलर द्रव्यमान $= 32 \times 8 = 256 \, g/mol$.
$16 \, g$ में $S_8$ के मोलों की संख्या $= \frac{\text{दिया गया द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{16}{256} = 0.0625 \, mol$.
अणुओं की संख्या $= \text{मोलों की संख्या} \times \text{एवोगैड्रो स्थिरांक} (N_A)$.
अणुओं की संख्या $= 0.0625 \times 6.022 \times 10^{23} = 0.376375 \times 10^{23} \approx 0.376 \times 10^{23}$ अणु।

(D) $1$. एल्युमिनियम ऑक्साइड $(Al_{2}O_{3})$ का मोलर द्रव्यमान ज्ञात कीजिए:
मोलर द्रव्यमान = $(2 \times 27) + (3 \times 16) = 54 + 48 = 102 \, g/mol$.
$2$. $0.051 \, g$ $Al_{2}O_{3}$ में मोलों की संख्या ज्ञात कीजिए:
मोल = $\frac{\text{दिया गया द्रव्यमान}}{\text{मोलर द्रव्यमान}} = \frac{0.051}{102} = 0.0005 \, mol = 5 \times 10^{-4} \, mol$.
$3$. $Al_{2}O_{3}$ के मोल और $Al^{3+}$ आयनों के मोल के बीच संबंध:
एक मोल $Al_{2}O_{3}$ में $2$ मोल $Al^{3+}$ आयन होते हैं।
अतः,$5 \times 10^{-4} \, mol$ $Al_{2}O_{3}$ में $2 \times 5 \times 10^{-4} = 10^{-3} \, mol$ $Al^{3+}$ आयन होंगे।
$4$. आयनों की संख्या की गणना कीजिए:
आयनों की संख्या = $\text{मोल} \times \text{एवोगाड्रो संख्या} = 10^{-3} \times 6.022 \times 10^{23} = 6.022 \times 10^{20}$ आयन।