Mix Example - STRUCTURE OF THE ATOM Questions in Gujarati

(A) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $12$ છે.
બોહર-બરી યોજના મુજબ,કોઈ પણ કક્ષામાં સમાઈ શકતા ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2n^2$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ કક્ષાનો ક્રમ છે.
પ્રથમ કક્ષા ($K$-કક્ષા,$n=1$) માં મહત્તમ $2(1)^2 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન સમાઈ શકે છે.
બીજી કક્ષા ($L$-કક્ષા,$n=2$) માં મહત્તમ $2(2)^2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન સમાઈ શકે છે.
બાકીના ઇલેક્ટ્રોન ત્રીજી કક્ષા ($M$-કક્ષા,$n=3$) માં જાય છે.
$Mg$ $(Z=12)$ માટે,વિતરણ $K$-કક્ષામાં $2$,$L$-કક્ષામાં $8$ અને $M$-કક્ષામાં $2$ છે.
આમ,ઇલેક્ટ્રોનિક બંધારણ $2, 8, 2$ છે.

(B) રધરફોર્ડના આલ્ફા કણ પ્રકીર્ણનના પ્રયોગમાં જોવા મળ્યું કે મોટાભાગના આલ્ફા કણો સોનાના વરખમાંથી સીધા પસાર થઈ ગયા,પરંતુ ખૂબ જ નાનો અંશ મોટા ખૂણે વિચલિત થયો અને કેટલાક કણો પાછા ફર્યા. આ અવલોકન પરથી એ નિષ્કર્ષ નીકળ્યો કે પરમાણુનો ધન વીજભાર અને મોટાભાગનું દળ પરમાણુના કેન્દ્રમાં એક ખૂબ જ નાના અને ઘટ્ટ વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત હોય છે,જેને ન્યુક્લિયસ (કેન્દ્ર) નામ આપવામાં આવ્યું.

(C) કોઈપણ તત્વનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $(Z)$ એ તેમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલો હોય છે, જે તટસ્થ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલો જ હોય છે. અહીં, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $15$ છે, તેથી $Z = 15$ થશે.
પરમાણ્વીય દળ $(A)$ એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાનો સરવાળો છે. $A = Z + \text{ન્યુટ્રોનની સંખ્યા} = 15 + 16 = 31$.
તત્વનું પ્રમાણિત નિરૂપણ $_{Z}^{A}X$ તરીકે લખવામાં આવે છે, જ્યાં $Z$ એ પરમાણ્વીય ક્રમાંક (નીચે) અને $A$ એ પરમાણ્વીય દળ (ઉપર) છે.
તેથી, સાચું નિરૂપણ $_{15}^{31}X$ છે.

(D) ડાલ્ટનનો પરમાણ્વીય સિદ્ધાંત રાસાયણિક સંયોજનના નિયમો પર આધારિત હતો.
તેણે સફળતાપૂર્વક દળ સંચયનો નિયમ,નિશ્ચિત પ્રમાણનો નિયમ અને ગુણક પ્રમાણનો નિયમ સમજાવ્યો હતો.
જોકે,ડાલ્ટનનો સિદ્ધાંત રેડિયોએક્ટિવિટીના નિયમને સમજાવી શક્યો ન હતો,કારણ કે રેડિયોએક્ટિવિટીમાં પરમાણુના કેન્દ્રનું વિઘટન થાય છે,જે ડાલ્ટનના સમયમાં જાણીતું ન હતું.
તેથી,સાચા વિધાનો $(i), (ii)$ અને $(iv)$ છે.

(A) રધરફોર્ડના પરમાણુ મોડેલે સૂચવ્યું હતું કે પરમાણુનો ધન વીજભાર અને મોટાભાગનું દળ ખૂબ જ નાના વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત હોય છે જેને ન્યુક્લિયસ કહેવાય છે,જે ધન વીજભારિત છે $(i)$.
તેમણે આ મોડેલની સરખામણી સૂર્યમંડળ સાથે કરી હતી,જ્યાં ન્યુક્લિયસ સૂર્ય જેવું કાર્ય કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોન તેની આસપાસ ફરતા ગ્રહો જેવા છે $(iii)$.
જોકે $\alpha$-કણો હાઇડ્રોજન પરમાણુ કરતા ચાર ગણા ભારે હોય છે,તે પ્રયોગમાં વપરાયેલા કણોનો ગુણધર્મ હતો,મોડેલનું કોઈ વિશિષ્ટ પૂર્વધારણા નહોતી $(ii)$.
રધરફોર્ડનું મોડેલ થોમસનના મોડેલથી વિરોધાભાસી હતું કારણ કે થોમસનનું મોડેલ ધન વીજભારના સમાન વિતરણનું સૂચન કરતું હતું,જ્યારે રધરફોર્ડના મોડેલે સાબિત કર્યું કે તે કેન્દ્રમાં કેન્દ્રિત છે $(iv)$.

(B) તટસ્થ પરમાણુ માટે,પરમાણુ ક્રમાંકને ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે,જે ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે. તેથી,વિધાન $(iv)$ સાચું છે.
તત્વના પરમાણુ દળ આંકને પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાના સરવાળા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. તેથી,વિધાન $(ii)$ સાચું છે.
વિધાન $(i)$ ખોટું છે કારણ કે પરમાણુ ક્રમાંક એ પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનનો સરવાળો નથી.
વિધાન $(iii)$ ખોટું છે કારણ કે પરમાણુ દળ એ પ્રોટોન કે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા જેટલું હોતું નથી.
તેથી,વિધાન $(ii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(C) થોમસનનું પરમાણુ મોડેલ,જેને ઘણીવાર 'પ્લમ પુડિંગ' મોડેલ કહેવામાં આવે છે,તે સૂચવે છે કે:
$1$. પરમાણુ એક ધન વીજભારિત ગોળાનો બનેલો છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન જડિત હોય છે.
$2$. પરમાણુનું દળ સમગ્ર પરમાણુમાં સમાનરૂપે વિતરિત થયેલું માનવામાં આવે છે.
$3$. ધન વીજભાર પણ સમગ્ર પરમાણુમાં સમાનરૂપે વિતરિત થયેલો માનવામાં આવે છે.
$4$. ઇલેક્ટ્રોન આ ધન ગોળામાં તરબૂચના બીજની જેમ અથવા પુડિંગમાં પ્લમની જેમ જડિત હોય છે,એટલે કે તેઓ સમાનરૂપે વિતરિત થયેલા હોય છે.
$5$. વિધાન $(iv)$ ખોટું છે કારણ કે આ મોડેલ સૂચવે છે કે ધન વીજભાર ઇલેક્ટ્રોનના ઋણ વીજભારને સંતુલિત કરીને પરમાણુને સ્થિર કરે છે,નહીં કે ઇલેક્ટ્રોન એકબીજાને આકર્ષે છે.
તેથી,વિધાનો $(i)$,$(ii)$ અને $(iii)$ સાચા છે.

(D) રધરફોર્ડના $\alpha$-કણ પ્રકીર્ણન પ્રયોગના તારણો નીચે મુજબ છે:
$1$. મોટાભાગના $\alpha$-કણો સોનાના વરખમાંથી સીધા પસાર થઈ ગયા,જે દર્શાવે છે કે પરમાણુની અંદરનો મોટાભાગનો વિસ્તાર ખાલી છે (વિધાન $(iv)$ સાચું છે).
$2$. $\alpha$-કણોનો ખૂબ નાનો અંશ નાના ખૂણે વિચલિત થયો,જે પરમાણુમાં ધન વીજભારિત કેન્દ્ર (ન્યુક્લિયસ) ની હાજરી સૂચવે છે.
$3$. ખૂબ ઓછા $\alpha$-કણો પાછા ફેંકાયા,જે દર્શાવે છે કે પરમાણુનું સમગ્ર દળ અને ધન વીજભાર ખૂબ જ નાના કદમાં કેન્દ્રિત છે જેને ન્યુક્લિયસ કહેવાય છે (વિધાન $(ii)$ સાચું છે).
$4$. આ પ્રયોગે ઇલેક્ટ્રોનના ઋણ વીજભાર કે ન્યુટ્રોનના અસ્તિત્વ વિશે માહિતી આપી ન હતી.
તેથી,વિધાન $(ii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(A) દળ ક્રમાંક $(A)$ એ પ્રોટોન $(p)$ અને ન્યુટ્રોન $(n)$ નો સરવાળો છે. આપેલ છે કે $A = 27$ અને $n = 14$.
તેથી,પ્રોટોનની સંખ્યા (પરમાણુ ક્રમાંક) $p = A - n = 27 - 14 = 13$ થાય.
તટસ્થ પરમાણુમાં,ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે,તેથી તટસ્થ પરમાણુમાં $13$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આયન પર $3$ ધન વીજભાર છે,જેનો અર્થ છે કે તેણે $3$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યા છે.
આમ,આયનમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 13 - 3 = 10$ થાય.

(C) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $12$ છે,જેનો અર્થ છે કે તેમાં $12$ પ્રોટોન $(p=12)$ હોય છે.
તટસ્થ $Mg$ પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $2, 8, 2$ છે.
જ્યારે $Mg$ એ $Mg^{2+}$ આયન બનાવે છે,ત્યારે તે તેની સૌથી બહારની કક્ષામાંથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જેના પરિણામે તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $2, 8$ (કુલ $10$ ઇલેક્ટ્રોન) થાય છે.
તેથી,$Mg^{2+}$ આયનમાં $p=12$ અને તેની કક્ષાઓમાં કુલ $10$ ઇલેક્ટ્રોન હોવા જોઈએ.
આપેલી આકૃતિઓ જોતા:
- આકૃતિ $C$ માં $p=12$ અને $10$ ઇલેક્ટ્રોન (અંદરની કક્ષામાં $2$ અને બહારની કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન) દર્શાવેલ છે.
આમ,આકૃતિ $C$ એ $Mg^{2+}$ આયનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

(C) સમસ્થાનિકો એ એક જ તત્વના એવા પરમાણુઓ છે જે સમાન પરમાણુ ક્રમાંક (પ્રોટોન અને ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા) ધરાવે છે પરંતુ તેમના દળ ક્રમાંક અલગ-અલગ હોય છે.
દળ ક્રમાંકમાં આ તફાવત તેમના ન્યુક્લિયસમાં રહેલા ન્યુટ્રોનની અલગ સંખ્યાને કારણે ઉદ્ભવે છે.
કારણ કે નમૂનામાં ઓક્સિજન પરમાણુઓ વિવિધ સમસ્થાનિકો (જેમ કે $^{16}O$,$^{17}O$,અથવા $^{18}O$) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવી શકે છે,તેથી તેમની પાસે ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હશે પરંતુ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ હશે.

(D) $1$ સંયોજકતા ધરાવતા તત્વો ધાતુઓ અથવા અધાતુઓ હોઈ શકે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,સોડિયમ $(Na)$ એ $1$ સંયોજકતા ધરાવતી ધાતુ છે,જ્યારે ક્લોરિન $(Cl)$ એ $1$ સંયોજકતા ધરાવતી અધાતુ છે.
તેથી,$1$ સંયોજકતા ધરાવતા તત્વો ધાતુ અથવા અધાતુ બંને હોઈ શકે છે.

(A) પરમાણુનું પ્રથમ મોડેલ $J.J. Thomson$ દ્વારા $1904$ માં આપવામાં આવ્યું હતું. આ મોડેલને $Plum$ $Pudding$ મોડેલ અથવા તરબૂચના મોડેલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ મોડેલ મુજબ,પરમાણુ ધન વીજભારિત ગોળાનો બનેલો છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન એવી રીતે ગોઠવાયેલા છે જેમ તરબૂચમાં બીજ હોય છે.

(B) પરમાણુમાં પ્રોટોનની સંખ્યા તેના પરમાણુ ક્રમાંક જેટલી હોય છે. અહીં,પરમાણુ ક્રમાંક $3$ છે,જે લિથિયમ $(Li)$ તત્વને અનુરૂપ છે.
પરમાણુ તટસ્થ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી એટલે કે $3$ હોય છે.
આ પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 1$ છે.
બાહ્યતમ કક્ષામાં $1$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે પરમાણુ $1$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવશે.
તેથી,પરમાણુની સંયોજકતા $1$ છે.

(C) એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $13$ છે.
બોહર-બરી યોજના મુજબ,કોઈપણ કક્ષામાં સમાઈ શકતા ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2n^2$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ કક્ષાનો ક્રમાંક છે.
પ્રથમ કક્ષા $(n=1)$ માટે,ક્ષમતા $2(1)^2 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
બીજી કક્ષા $(n=2)$ માટે,ક્ષમતા $2(2)^2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
ત્રીજી કક્ષા $(n=3)$ માટે,બાકીના ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવવામાં આવે છે. $13 - 2 - 8 = 3$ હોવાથી,ત્રીજી કક્ષામાં $3$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આમ,ઇલેક્ટ્રોનની વહેંચણી $2, 8, 3$ છે. તેથી,વિકલ્પ $(C)$ સાચો છે.

(D) બોહરના મોડેલ મુજબ,$K$ કક્ષા (પ્રથમ કક્ષા) ની મહત્તમ ક્ષમતા $2$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$L$ કક્ષા (બીજી કક્ષા) ની મહત્તમ ક્ષમતા $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
આકૃતિ $(ii)$ માં $K$ કક્ષામાં $4$ ઇલેક્ટ્રોન દર્શાવવામાં આવ્યા છે,જે નિયમનું ઉલ્લંઘન કરે છે કારણ કે $K$ કક્ષામાં માત્ર $2$ ઇલેક્ટ્રોન જ રહી શકે છે.
આકૃતિ $(iv)$ માં $L$ કક્ષામાં $9$ ઇલેક્ટ્રોન દર્શાવવામાં આવ્યા છે,જે નિયમનું ઉલ્લંઘન કરે છે કારણ કે $L$ કક્ષામાં મહત્તમ $8$ ઇલેક્ટ્રોન રહી શકે છે.
તેથી,આકૃતિ $(ii)$ અને $(iv)$ બોહરના મોડેલનું યોગ્ય રીતે પ્રતિનિધિત્વ કરતી નથી.

(A) પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે કારણ કે તેમાં ધન વીજભારિત પ્રોટોન અને ઋણ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોય છે. જોકે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ-અલગ હોઈ શકે છે (જેને સમસ્થાનિકો કહેવાય છે),પરંતુ પરમાણુ તટસ્થ રહે તે માટે પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવી આવશ્યક છે.

(B) પરમાણુ મોડેલોના વિકાસનો સમયક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. થોમસનનું પરમાણુ મોડેલ (જેને પ્લમ પુડિંગ મોડેલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) $1904$ માં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું.
$2$. રધરફોર્ડનું પરમાણુ મોડેલ (આલ્ફા-કણ પ્રકીર્ણન પ્રયોગ પર આધારિત) $1911$ માં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું.
$3$. બોહરનું પરમાણુ મોડેલ (જેમાં ક્વોન્ટાઈઝ્ડ કક્ષાઓનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો) $1913$ માં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું.
તેથી,સાચો સમયક્રમ $(ii), (i), (iii)$ છે.

(N/A) હા,આ શક્ય છે. હાઇડ્રોજન $(H)$ તત્વના પરમાણુમાં એક પ્રોટોન અને એક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,પરંતુ તેમાં કોઈ ન્યુટ્રોન હોતા નથી. તેને $_1^1H$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) પરમાણુઓ વિભાજ્ય છે તે હકીકત નીચેના અવલોકનો દ્વારા સમર્થિત છે:
$1$. અપરમાણ્વીય કણોની શોધ: જે. જે. થોમસન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનની અને ઇ. ગોલ્ડસ્ટીન દ્વારા પ્રોટોનની શોધે સાબિત કર્યું કે પરમાણુઓ તેનાથી પણ નાના કણોના બનેલા છે.
$2$. સમસ્થાનિકો અને સંભારિકોનું અસ્તિત્વ: એક જ તત્વના વિવિધ સ્વરૂપો (સમસ્થાનિકો) અને સમાન દળ ક્રમાંક ધરાવતા વિવિધ તત્વો (સંભારિકો) નું અસ્તિત્વ સૂચવે છે કે પરમાણુની આંતરિક રચના જટિલ અને વિભાજ્ય છે.

(B) $^{35}Cl$ અને $^{37}Cl$ એ ક્લોરિનના સમસ્થાનિકો (isotopes) છે.
સમસ્થાનિકો એ એક જ તત્વના એવા પરમાણુઓ છે જેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક સમાન હોય છે પરંતુ પરમાણ્વીય દળ અલગ હોય છે.
તેમનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $(Z = 17)$ સમાન હોવાથી,તેઓ સમાન સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન ($17$ ઇલેક્ટ્રોન) ધરાવે છે અને તેમની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $(2, 8, 7)$ પણ સમાન હોય છે.
સંયોજકતા એ બાહ્યતમ કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે.
બંને સમસ્થાનિકોમાં બાહ્યતમ કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવાથી,તેમની સંયોજકતા સમાન હોય છે.

(B) સોનું અત્યંત ટીપી શકાય તેવી (malleable) ધાતુ છે,જેનો અર્થ છે કે તેને ટીપીને ખૂબ જ પાતળા પડમાં ફેરવી શકાય છે.
તેમના $\alpha$-કણ પ્રકીર્ણનના પ્રયોગમાં,રધરફોર્ડને શક્ય હોય તેટલી પાતળી ધાતુની શીટની જરૂર હતી,જેથી $\alpha$-કણો પરમાણુના અનેક સ્તરો દ્વારા થતી ન્યૂનતમ દખલગીરી સાથે પસાર થઈ શકે.
તેથી,સોનાની પસંદગી કરવામાં આવી હતી કારણ કે તેને લગભગ $1000$ પરમાણુ જેટલી જાડાઈ ધરાવતા વરખમાં ટીપી શકાય છે.

(N/A) આકૃતિ $(a)$ માં,પરમાણુની પ્રથમ કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન,બીજી કક્ષામાં $8$ અને ત્રીજી કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે. બાહ્યતમ કક્ષા સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી (અષ્ટકનો નિયમ),તેની સંયોજકતા $0$ છે.
આકૃતિ $(b)$ માં,પરમાણુની પ્રથમ કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન અને બીજી કક્ષામાં $7$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે તેને $1$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે,તેથી તેની સંયોજકતા $1$ છે.

(B) જ્યારે કોઈ પરમાણુ એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,ત્યારે તે એક ઋણ વીજભાર ગુમાવે છે,જેના પરિણામે ઇલેક્ટ્રોનની સાપેક્ષમાં પ્રોટોનની સંખ્યા વધી જાય છે.
તત્વ $X$ ની સૌથી બહારની કક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે આ એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવશે.
એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાથી,પરમાણુ પર $+1$ નો ચોખ્ખો ધન વીજભાર આવે છે.
તેથી,વીજભારનો પ્રકાર ધન છે અને તેનું મૂલ્ય $+1$ છે.

(A) ક્લોરિનનો પરમાણુ ક્રમાંક $17$ છે.
બોહર-બરી યોજના મુજબ,ઇલેક્ટ્રોનનું કક્ષાઓમાં વિતરણ નીચે મુજબ થાય છે:
$K$ કક્ષા $(n=1)$: $2$ ઇલેક્ટ્રોન
$L$ કક્ષા $(n=2)$: $8$ ઇલેક્ટ્રોન
$M$ કક્ષા $(n=3)$: $7$ ઇલેક્ટ્રોન
આમ,ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 8, 7$ છે.
$L$ કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

(B) સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી ઇલેક્ટ્રોનીય રચના (અષ્ટકનો નિયમ) પ્રાપ્ત કરવા માટે પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન હોવા જરૂરી છે.
તત્વ $X$ ની સૌથી બહારની કક્ષામાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે તેણે $8 - 6 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની જરૂર છે.
જ્યારે કોઈ પરમાણુ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે,ત્યારે તે ઋણ વીજભારિત આયન (એનાયન) બને છે.
તે $2$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે,તેથી બનતા આયન પરનો વીજભાર $-2$ હશે.

(N/A) પરમાણ્વીય ક્રમાંક એ પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલો હોય છે. દળ ક્રમાંક એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાનો સરવાળો છે. સંયોજકતા એ સૌથી બહારની કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

પરમાણુ	પરમાણ્વીય ક્રમાંક	દળ ક્રમાંક	સંયોજકતા
$X$	$5$	$11$	$3$
$Y$	$8$	$18$	$2$
$Z$	$15$	$31$	$3$

(N/A) વિદ્યાર્થીનું વિધાન ખોટું છે.
$1$. તટસ્થ પરમાણુમાં,પ્રોટોનની સંખ્યા હંમેશા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે.
$2$. પ્રોટોનની સંખ્યા ન્યુટ્રોનની સંખ્યા કરતા વધારે હોવી જરૂરી નથી. ઘણા સ્થિર આઇસોટોપ્સમાં,ન્યુટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી અથવા તેના કરતા વધારે હોય છે.
$3$. તેથી,સૂચિત સંબંધ (પ્રોટોન > ન્યુટ્રોન > ઇલેક્ટ્રોન) વૈજ્ઞાનિક રીતે અમાન્ય છે.

(A) કોઈપણ તત્વનો દળ ક્રમાંક $(A)$ એ તેના ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાનો સરવાળો છે.
આપેલ સંજ્ઞા $^{31}_{15}X$ મુજબ,દળ ક્રમાંક $A = 31$ અને પરમાણુ ક્રમાંક $Z$ (પ્રોટોનની સંખ્યા) $= 15$ છે.
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ શોધવાનું સૂત્ર: $n = A - Z$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $n = 31 - 15 = 16$.
તેથી,ન્યુક્લિયસમાં રહેલા ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $16$ છે.

(A) $(a)-(iii)$: અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડે પરમાણુનું ન્યુક્લિયર મોડેલ રજૂ કર્યું, જેમાં કોષકેન્દ્ર (nucleus) નો ખ્યાલ આપ્યો.
$(b)-(iv)$: જે.જે. થોમસને કેથોડ કિરણોના પ્રયોગો દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનની શોધ કરી.
$(c)-(i)$: જોન ડાલ્ટને પરમાણ્વીય સિદ્ધાંત આપ્યો, જેમાં જણાવ્યું કે પરમાણુ અવિભાજ્ય છે.
$(d)-(ii)$: નીલ્સ બોહરે સૂચવ્યું કે ઇલેક્ટ્રોન કોષકેન્દ્રની આસપાસ ચોક્કસ સ્થાયી કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ કરે છે.
$(e)-(vi)$: જેમ્સ ચેડવિકે ન્યુટ્રોનની શોધ કરી.
$(f)-(vii)$: ઇ. ગોલ્ડસ્ટીને ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબમાં કેનાલ કિરણો (પ્રોટોન) ની શોધ કરી.
$(g)-(v)$: હેનરી મોઝલેએ પરમાણ્વીય ક્રમાંકનો ખ્યાલ આપ્યો.

(B) જે તત્વોનો પરમાણ્વીય દળ આંક સમાન હોય પરંતુ પરમાણુ ક્રમાંક અલગ-અલગ હોય,તેમને સમદળીય (Isobars) કહેવામાં આવે છે.
આ કિસ્સામાં,કેલ્શિયમ $(Ca)$ અને આર્ગોન $(Ar)$ બંનેનો પરમાણ્વીય દળ આંક $40$ છે,પરંતુ તેમના પરમાણુ ક્રમાંક અનુક્રમે $20$ અને $18$ છે.
તેથી,તેમને સમદળીય તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(N/A) પ્રોટોનની સંખ્યા $(n_{(p)})$ અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $(n_{(n)})$ શોધવા માટે, આપણે ${ }_{Z}^{A} X$ સંકેતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, જ્યાં $Z$ એ પરમાણુ ક્રમાંક (પ્રોટોનની સંખ્યા) છે અને $A$ એ દળ ક્રમાંક (પ્રોટોન + ન્યુટ્રોન) છે.
$1$. ${ }_{17}^{35} Cl$ માટે: $n_{(p)} = Z = 17$. $n_{(n)} = A - Z = 35 - 17 = 18$.
$2$. ${ }_{6}^{12} C$ માટે: $n_{(p)} = Z = 6$. $n_{(n)} = A - Z = 12 - 6 = 6$.
$3$. ${ }_{35}^{81} Br$ માટે: $n_{(p)} = Z = 35$. $n_{(n)} = A - Z = 81 - 35 = 46$.

તત્વ	$n_{(p)}$	$n_{(n)}$
$Cl$	$17$	$18$
$C$	$6$	$6$
$Br$	$35$	$46$

(N/A) હિલિયમ પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે તેની પૂર્ણ દ્વિક (duplet) રચના દર્શાવે છે. તેની સૌથી બહારની કક્ષા પહેલેથી જ પૂર્ણ અને સ્થાયી હોવાથી,તેને સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની,મેળવવાની કે ભાગીદારી કરવાની જરૂર પડતી નથી. તેથી,તેની સંયોજકતા $0$ છે.

(N/A) આ પ્રયોગથી પરમાણુના કેન્દ્ર (atomic nucleus) ની શોધ થઈ.
$(b)$ સમસ્થાનિકો એ એક જ તત્વના પરમાણુઓ છે જે સમાન પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવે છે પરંતુ અલગ દળ ક્રમાંક ધરાવે છે.
$(c)$ નિયોન $(Z=10)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8$ છે,તેથી તેની સંયોજકતા $0$ છે. ક્લોરિન $(Z=17)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 7$ છે,તેથી તેને અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે $1$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે,જેથી તેની સંયોજકતા $1$ થાય છે.
$(d)$ સિલિકોન $(Z=14)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 4$ છે. સલ્ફર $(Z=16)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 6$ છે.

(0) તત્વ $X$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $2$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે તેની $K$ કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$K$ કક્ષામાં મહત્તમ $2$ ઇલેક્ટ્રોન સમાઈ શકે છે,તેથી તે સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે.
આથી,આ તત્વ સ્થાયી છે અને તેને ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની,ગુમાવવાની કે ભાગીદારી કરવાની જરૂર નથી.
તેથી,આ તત્વની સંયોજકતા $0$ છે.

(B) હિલિયમની એકમાત્ર ઉર્જા કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન (ડ્યુપ્લેટ) હોય છે,જ્યારે નિયોન અને આર્ગોનની સંયોજકતા કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન (ઓક્ટેટ) હોય છે.
આ તત્વોની સૌથી બહારની કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા હોવાથી,તેમની સંયોજકતા કક્ષા સંપૂર્ણપણે ભરાયેલી હોય છે.
આ સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાનો અર્થ એ છે કે તેઓ અન્ય તત્વો સાથે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની,ગુમાવવાની કે ભાગીદારી કરવાની કોઈ વૃત્તિ ધરાવતા નથી.
તેથી,તેમની સંયોજવાની ક્ષમતા,એટલે કે સંયોજકતા,$0$ જેટલી હોય છે.

(B) $(i)$ ગોળાનું ઘનફળ $V = \frac{4}{3} \pi r^3$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ધારો કે $R$ એ પરમાણુની ત્રિજ્યા છે અને $r$ એ ન્યુક્લિયસની ત્રિજ્યા છે.
આપેલ ગુણોત્તર $\frac{R}{r} = 10^5$ હોવાથી,$R = 10^5 r$ થાય.
તેમના ઘનફળનો ગુણોત્તર $\frac{V_{atom}}{V_{nucleus}} = \frac{\frac{4}{3} \pi R^3}{\frac{4}{3} \pi r^3} = \left( \frac{R}{r} \right)^3$ થશે.
કિંમત મૂકતા,$(10^5)^3 = 10^{15}$ મળે છે.
$(ii)$ જો પરમાણુને પૃથ્વી દ્વારા દર્શાવવામાં આવે,તો $R_{atom} = R_e = 6.4 \times 10^6 \, m$ થાય.
ન્યુક્લિયસની ત્રિજ્યા $r_{nucleus} = \frac{R_{atom}}{10^5}$ હોવાથી,$r_{nucleus} = \frac{6.4 \times 10^6 \, m}{10^5} = 6.4 \times 10^1 \, m = 64 \, m$ થાય.

(N/A) રધરફોર્ડના $\alpha -$ કણ પ્રકીર્ણનના પ્રયોગ પરથી નીચે મુજબના નિષ્કર્ષો તારવવામાં આવ્યા:
$(i)$ પરમાણુની અંદરનો મોટાભાગનો વિસ્તાર ખાલી છે કારણ કે મોટાભાગના $\alpha -$ કણો વિચલિત થયા વગર સોનાના વરખમાંથી પસાર થઈ ગયા.
$(ii)$ ખૂબ ઓછા કણો તેમના માર્ગથી વિચલિત થયા,જે સૂચવે છે કે પરમાણુનો ધન વીજભાર ખૂબ ઓછી જગ્યા રોકે છે.
$(iii)$ $\alpha -$ કણોનો ખૂબ જ નાનો અંશ $180^o$ ના ખૂણે વિચલિત થયો,જે સૂચવે છે કે સોનાના પરમાણુનો તમામ ધન વીજભાર અને દળ પરમાણુની અંદર ખૂબ જ નાના કદમાં કેન્દ્રિત થયેલ છે.
આ માહિતી પરથી તેમણે ગણતરી કરી કે ન્યુક્લિયસની ત્રિજ્યા પરમાણુની ત્રિજ્યા કરતા લગભગ $10^5$ ગણી નાની છે.

(N/A) રધરફોર્ડે એક એવું મોડેલ રજૂ કર્યું જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ ચોક્કસ કક્ષામાં પરિભ્રમણ કરે છે. પરમાણુમાં એક ધન વીજભારિત કેન્દ્ર હોય છે જેને ન્યુક્લિયસ કહેવામાં આવે છે. તેમણે એવું પણ સૂચવ્યું કે પરમાણુના કદની સરખામણીમાં ન્યુક્લિયસનું કદ ખૂબ જ નાનું હોય છે અને પરમાણુનું લગભગ તમામ દળ ન્યુક્લિયસમાં કેન્દ્રિત હોય છે.
જ્યારે,થોમસને પરમાણુનું મોડેલ ક્રિસમસ પુડિંગ જેવું હોવાનું સૂચવ્યું હતું. ઇલેક્ટ્રોન ક્રિસમસ પુડિંગમાં રહેલા કિસમિસની જેમ ધન વીજભારિત ગોળામાં જડાયેલા હોય છે અને પરમાણુનું દળ સમાન રીતે વિતરિત થયેલું માનવામાં આવતું હતું.

(A) શાસ્ત્રીય વિદ્યુતચુંબકીય સિદ્ધાંત મુજબ,વર્તુળાકાર કક્ષામાં ગતિ કરતો કોઈપણ વીજભારિત કણ પ્રવેગિત થાય છે અને ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે.
જેમ જેમ ઇલેક્ટ્રોન ફરે છે,તેમ તે સતત ઉર્જા ગુમાવશે.
આ ઉર્જાના ઘટાડાને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન સર્પાકાર માર્ગે અંદરની તરફ ગતિ કરશે અને અંતે કેન્દ્રમાં પડી જશે.
જો આ સાચું હોત,તો પરમાણુ અત્યંત અસ્થિર હોત અને આપણે જાણીએ છીએ તેવું દ્રવ્ય અસ્તિત્વમાં ન હોત.

(N/A) નીલ્સ બોહર દ્વારા પરમાણુના મોડેલ વિશે આપવામાં આવેલી અભિધારણાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ પરમાણુની અંદર ઇલેક્ટ્રોન માટે માત્ર અમુક ચોક્કસ કક્ષાઓ જ માન્ય છે,જેને ઇલેક્ટ્રોનની સ્વતંત્ર (discrete) કક્ષાઓ કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ આ સ્વતંત્ર કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતા નથી. આ કક્ષાઓને ઉર્જા સ્તર (energy levels) અથવા કોષો કહેવામાં આવે છે. પરમાણુમાં ઉર્જા સ્તરોને વર્તુળો દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. આ કક્ષાઓને $K, L, M, N, \dots$ અક્ષરો અથવા $n = 1, 2, 3, 4, \dots$ સંખ્યાઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

(N/A) સોડિયમ પરમાણુનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $11$ હોવાથી,તેમાં $11$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
ધન વીજભારિત સોડિયમ આયન $(Na^+)$ સોડિયમ પરમાણુમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર થવાથી બને છે.
તેથી,સોડિયમ આયનમાં $11 - 1 = 10$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આમ,સોડિયમ આયનનું ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ $2, 8$ થશે.
કોઈપણ તત્વનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક તેના પરમાણુમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલો હોય છે.
સોડિયમ પરમાણુ અને સોડિયમ આયન બંનેમાં પ્રોટોનની સંખ્યા સમાન હોવાથી,બંનેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $11$ છે.

(C) $50^o$ કરતા વધારે ખૂણે વિચલિત થતા $\alpha$-કણોની ટકાવારી $1\%$ છે.
તેથી,$50^o$ કરતા ઓછા ખૂણે વિચલિત થતા $\alpha$-કણોની ટકાવારી $100\% - 1\% = 99\%$ છે.
એક મોલ $\alpha$-કણોમાં $6.022 \times 10^{23}$ કણો (એવોગેડ્રો આંક) હોય છે.
$50^o$ કરતા ઓછા ખૂણે વિચલિત થતા $\alpha$-કણોની સંખ્યા નીચે મુજબ ગણી શકાય:
$\text{સંખ્યા} = \frac{99}{100} \times 6.022 \times 10^{23}$
$\text{સંખ્યા} = 0.99 \times 6.022 \times 10^{23}$
$\text{સંખ્યા} = 5.96178 \times 10^{23} \approx 5.96 \times 10^{23}$ કણો.

(B) પરમાણુનું દળ મુખ્યત્વે તેના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાના સરવાળા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આ કણોને સામૂહિક રીતે ન્યુક્લિયોન્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોનનું દળ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સરખામણીમાં નહિવત હોય છે,તેથી તે પરમાણ્વીય દળમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપતા નથી.

(C) પરમાણુ પ્રોટોન,ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોનનો બનેલો હોય છે.
પ્રોટોન ધન વીજભાર ધરાવે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઋણ વીજભાર ધરાવે છે.
તટસ્થ પરમાણુમાં,પ્રોટોનની સંખ્યા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે.
પ્રોટોનનો ધન વીજભાર અને ઇલેક્ટ્રોનનો ઋણ વીજભાર મૂલ્યમાં સમાન હોવાથી,તેઓ એકબીજાની અસરને નાબૂદ કરે છે.
તેથી,સમગ્ર પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે.

(N/A) $J. Chadwick$ દ્વારા શોધાયેલ કણ ન્યુટ્રોન છે.
તે પરમાણુના કેન્દ્ર (ન્યુક્લિયસ) માં પ્રોટોન સાથે આવેલો હોય છે.

(B) બોહરની અભિધારણા મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની આસપાસ ચોક્કસ,અલગ કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ કરે છે જેને સ્થાયી કક્ષાઓ કહેવામાં આવે છે. આ નિશ્ચિત કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ કરતી વખતે,ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતા નથી. આ પરમાણુની સ્થિરતા સમજાવે છે,કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જા ગુમાવતા નથી અને કેન્દ્રમાં પડતા નથી.

(N/A) હિલિયમ પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષા $K$-કક્ષા છે,જેમાં મહત્તમ $2$ ઇલેક્ટ્રોન સમાઈ શકે છે. કારણ કે $K$-કક્ષા $2$ ઇલેક્ટ્રોનથી સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,તેથી પરમાણુ સ્થાયી છે અને સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે તેને ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની,ગુમાવવાની કે ભાગીદારી કરવાની જરૂર પડતી નથી. તેથી,તેની સંયોજવાની ક્ષમતા અથવા સંયોજકતા $0$ છે.

(N/A) સંયોજકતા કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનનું અષ્ટક એટલે પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી. જે પરમાણુઓની સંયોજકતા કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે (હિલિયમ સિવાય,જેમાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે),તેઓ નિષ્ક્રિય વાયુઓ જેવી સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનીય રચના ધરાવે છે તેમ માનવામાં આવે છે. આ સ્થિતિને અષ્ટકનો નિયમ કહેવામાં આવે છે,જે સમજાવે છે કે શા માટે પરમાણુઓ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાનું,ગુમાવવાનું અથવા ભાગીદારી કરવાનું વલણ ધરાવે છે.

(N/A) તત્વો કુદરતમાં વિવિધ સમસ્થાનિકોના મિશ્રણ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જેમાંથી દરેકનું સાપેક્ષ પ્રમાણ નિશ્ચિત હોય છે. આ સમસ્થાનિકોના પરમાણ્વીય દળ અલગ-અલગ હોવાથી,કોઈ એક પરમાણ્વીય દળનું મૂલ્ય તે તત્વનું સચોટ પ્રતિનિધિત્વ કરી શકતું નથી. તેથી,કુદરતમાં મળી આવતા તમામ સમસ્થાનિકોના દળનું તેમના ટકાવારી પ્રમાણના આધારે ભારિત સરેરાશ (weighted average) કાઢીને સરેરાશ પરમાણ્વીય દળ નક્કી કરવામાં આવે છે.