Mix Example - STRUCTURE OF THE ATOM Questions in Gujarati

(A) રધરફોર્ડે સોનાના વરખની પસંદગી કરી કારણ કે તેમને શક્ય તેટલું પાતળું પડ જોઈતું હતું. આ સોનાનો વરખ આશરે $1000$ પરમાણુઓ જેટલો જાડો હતો.
$(b)$ $(i)$ મોટાભાગના આલ્ફા કણો કોઈપણ વિચલન વગર સોનાના વરખમાંથી પસાર થઈ ગયા,જેનો અર્થ એ છે કે તેમના માર્ગમાં કોઈ અવરોધ આવ્યો નથી. આ સૂચવે છે કે પરમાણુનો મોટાભાગનો વિસ્તાર ખાલી છે.
$(ii)$ ખૂબ જ ઓછા આલ્ફા કણો નાના ખૂણે વિચલિત થયા હતા,જે સૂચવે છે કે પરમાણુનું કેન્દ્ર ધનભારિત છે,કારણ કે આલ્ફા કણો પોતે ધનભારિત હોવાથી તેઓ કેન્દ્ર દ્વારા અપાકર્ષાયા હતા.
$(c)$ રધરફોર્ડના નમૂનાની બે મુખ્ય મર્યાદાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. ક્લાસિકલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિદ્ધાંત મુજબ,વર્તુળાકાર કક્ષામાં ફરતો કોઈપણ વિદ્યુતભારિત કણ સતત ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. પરિણામે,ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જા ગુમાવીને અંતે કેન્દ્રમાં પડી જવો જોઈએ,જે પરમાણુને અસ્થિર બનાવે છે.
$2$. આ નમૂનો પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના અથવા પરમાણુની સ્થિરતા સમજાવવામાં નિષ્ફળ રહ્યો હતો.

(N/A) એક જ તત્વના સમસ્થાનિકોનો પરમાણુ ક્રમાંક અને ઇલેક્ટ્રોનીય રચના સમાન હોય છે. રાસાયણિક ગુણધર્મો ઇલેક્ટ્રોનીય રચના પર આધારિત હોવાથી,સમસ્થાનિકો સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
$(b)$ પરમાણુમાં પ્રોટોન (ધનભારિત) અને ઇલેક્ટ્રોન (ઋણભારિત) ની સંખ્યા સમાન હોય છે. વિરુદ્ધ વીજભાર એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે,તેથી પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ રહે છે.
$(c)$ નિષ્ક્રિય વાયુઓની બાહ્યતમ કક્ષા પૂર્ણ હોય છે (સ્થાયી અષ્ટક અથવા દ્વિક રચના),જેના કારણે તેઓ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય અથવા સૌથી ઓછી સક્રિયતા ધરાવે છે.
$(d)$ પરમાણુનું કેન્દ્ર પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનું બનેલું છે. પ્રોટોન ધનભારિત હોય છે અને પ્રોટોન તથા ન્યુટ્રોનનું દળ ઇલેક્ટ્રોન કરતા ઘણું વધારે હોવાથી કેન્દ્ર ભારે અને ધનભારિત હોય છે.
$(e)$ આયનો વધુ સ્થાયી હોય છે કારણ કે તેઓ તેમની બાહ્યતમ કક્ષામાં પૂર્ણ અષ્ટક અથવા દ્વિક રચના પ્રાપ્ત કરે છે,જે નિષ્ક્રિય વાયુઓ જેવી સ્થાયી સ્થિતિ છે.

(N/A) ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબના એનોડ પર ઉત્પન્ન થતા એનોડ કિરણોને કેનાલ કિરણો કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે કેથોડના છિદ્રો (કેનાલ) માંથી પસાર થાય છે.
$(b)$ $(i)$ પરમાણુ ધનભારિત ગોળાનો બનેલો છે અને તેમાં ઇલેક્ટ્રોન જડિત થયેલા હોય છે.
$(ii)$ ઋણભાર અને ધનભારના મૂલ્યો સમાન હોય છે, જેનાથી પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ બને છે.
$(c)$ પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની તુલના:

અનુક્રમ નં.	પ્રોટોન	ઇલેક્ટ્રોન
$(i)$	ધનભારિત.	ઋણભારિત.
$(ii)$	દળ આશરે $1 \, u$ ($H$ પરમાણુ જેટલું).	દળ નહિવત ($1/1840$ પ્રોટોનનું દળ).

(D) અલગ-અલગ પરમાણ્વીય ક્રમાંક ધરાવતા પરંતુ સમાન દળ ક્રમાંક ધરાવતા તત્વોના પરમાણુઓને આઈસોબાર કહેવામાં આવે છે.
$(b)$ $(i)$ $Y$ $(Z=17)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 7$ છે.
$(ii)$ $Y$ માં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $7$ છે.
$(iii)$ અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે,$Y$ ને $8 - 7 = 1$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
$(iv)$ $Y$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે $1$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની વૃત્તિ ધરાવે છે,તેથી તે અધાતુ છે.
$(c)$ $Na$ $(Z=11)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 1$ છે. નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે,$Na$ માટે $7$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવા કરતા તેનો $1$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવો ઊર્જાની દ્રષ્ટિએ વધુ સરળ છે. તેથી,તેની સંયોજકતા $1$ છે,$7$ નથી.

(D) $(i)$ ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $K=2, L=8, M=2$ છે. ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા $2 + 8 + 2 = 12$ છે. તેથી, પરમાણુ ક્રમાંક $12$ છે.
$(ii)$ $12$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું તત્વ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ છે.
$(iii)$ તેની સૌથી બહારની કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી, તે સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે $2$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે. આમ, તેની સંયોજકતા $2$ છે.
$(iv)$ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે: $\text{ન્યુટ્રોનની સંખ્યા} = \text{દળ ક્રમાંક} - \text{પરમાણુ ક્રમાંક} = 24 - 12 = 12$.

(N/A) ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર $-1.602 \times 10^{-19} \text{ C}$ છે.
ઇલેક્ટ્રોનનું દળ આશરે $9.109 \times 10^{-31} \text{ kg}$ છે,જે પ્રોટોનના દળ કરતાં લગભગ $\frac{1}{1837}$ (ઘણીવાર $\frac{1}{2000}$ તરીકે લેવામાં આવે છે) ગણું ઓછું છે.

(N/A) સમસ્થાનિકો એ એક જ તત્વના એવા પરમાણુઓ છે જેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક સમાન હોય છે પરંતુ દળ ક્રમાંક અલગ-અલગ હોય છે.
યુરેનિયમ $(U)$ માટે,પરમાણ્વીય ક્રમાંક $92$ છે.
યુરેનિયમના બે સામાન્ય સમસ્થાનિકો નીચે મુજબ છે:
$1$. યુરેનિયમ-$238$: જે ${ }_{92}^{238} U$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
$2$. યુરેનિયમ-$235$: જે ${ }_{92}^{235} U$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(D) આપેલા પરમાણુઓની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના નીચે મુજબ છે:
$Na (11): 2, 8, 1$
$Cl (17): 2, 8, 7$
$Al (13): 2, 8, 3$
$Ar (18): 2, 8, 8$
$Ar_{18}^{40}$ એ સૌથી સ્થાયી પરમાણુ છે કારણ કે તેની સૌથી બહારની કક્ષા $8$ ઇલેક્ટ્રોનથી સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,જે સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરે છે.

(N/A) પરમાણ્વીય દળ: પરમાણુનું પરમાણ્વીય દળ એ કાર્બન-$12$ ના એક પરમાણુના દળના $1/12$ ભાગ જેટલું દળ છે.
દળ ક્રમાંક: પરમાણુના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યાના સરવાળાને દળ ક્રમાંક કહેવામાં આવે છે.

(B) તત્વ $= X$
પરમાણુ ક્રમાંક $= 16$
ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $= 2, 8, 6$
બાહ્યતમ કક્ષામાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે તત્વને $2$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે.
સંયોજકતા $= 8 - 6 = 2$.

(N/A) એલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટનું રાસાયણિક સૂત્ર $Al_{2}(SO_{4})_{3}$ છે. આ સંયોજનમાં,એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ ની સંયોજકતા $3$ છે.
સોડિયમ સલ્ફેટનું રાસાયણિક સૂત્ર $Na_{2}SO_{4}$ છે. આ સંયોજનમાં,સોડિયમ $(Na)$ ની સંયોજકતા $1$ છે.

(N/A) પરમાણુ ક્રમાંકને વધુ મૂળભૂત ગુણધર્મ માનવામાં આવે છે કારણ કે તે પરમાણુના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે,જે તત્વની ઓળખને અનન્ય રીતે વ્યાખ્યાયિત કરે છે.
દળ ક્રમાંકથી વિપરીત,જે ન્યુટ્રોનની અલગ-અલગ સંખ્યા (સમસ્થાનિકો) ને કારણે બદલાઈ શકે છે,પ્રોટોનની સંખ્યા ચોક્કસ તત્વના તમામ પરમાણુઓ માટે સમાન રહે છે.
વધુમાં,તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો મુખ્યત્વે તેની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી દ્વારા નક્કી થાય છે,જે સીધી રીતે પરમાણુ ક્રમાંક (તટસ્થ પરમાણુમાં પ્રોટોન/ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રોનનું દળ નગણ્ય હોય છે; તેથી,પરમાણુનું દળ વ્યવહારિક રીતે કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(b)$ કેન્દ્ર ધન વીજભારિત હોય છે કારણ કે તે ધન વીજભારિત પ્રોટોન ધરાવે છે.
$(c)$ સોનાના વરખનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો કારણ કે તે અત્યંત ટીપી શકાય તેવી (malleable) ધાતુ છે અને તેને આશરે $1000$ પરમાણુઓ જેટલી પાતળી બનાવી શકાય છે,જે આલ્ફા કણોને ન્યૂનતમ અવરોધ સાથે પસાર થવા માટે જરૂરી હતું.

(N/A) $(i)$ રધરફોર્ડના મોડેલની મુખ્ય મર્યાદા એ હતી કે તે પરમાણુની સ્થિરતા સમજાવી શકતું નહોતું. ક્લાસિકલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સિદ્ધાંત મુજબ,વર્તુળાકાર કક્ષામાં ગતિ કરતો કોઈપણ વીજભારિત કણ પ્રવેગિત થાય છે અને ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. આમ,પરિભ્રમણ કરતો ઇલેક્ટ્રોન સતત ઉર્જા ગુમાવે અને અંતે કેન્દ્રમાં પડી જાય,જેનાથી પરમાણુ અસ્થિર બની જાય.
$(ii)$ તે પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના અથવા રેખીય વર્ણપટ (line spectra) ની ઉત્પત્તિ સમજાવી શક્યું નહીં.
$(b)$ આ મર્યાદાઓને દૂર કરવા માટે બોહરની અભિધારણાઓ:
$(i)$ ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની આસપાસ માત્ર અમુક ચોક્કસ કક્ષાઓમાં જ પરિભ્રમણ કરે છે,જેને વિવિક્ત (discrete) અથવા સ્થાયી કક્ષાઓ કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ આ વિવિક્ત કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ કરતી વખતે,ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતા નથી.

(N/A) ક્લોરિન કુદરતમાં $35\, u$ અને $37\, u$ પરમાણ્વીય દળ ધરાવતા બે સમસ્થાનિકો (isotopes) તરીકે $3:1$ ના પ્રમાણમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તેથી,ક્લોરિનનું સરેરાશ પરમાણ્વીય દળ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$\text{સરેરાશ પરમાણ્વીય દળ} = (35 \times \frac{3}{4}) + (37 \times \frac{1}{4}) = 26.25 + 9.25 = 35.5\, u$.
આનો અર્થ એ નથી કે ક્લોરિનના કોઈ વ્યક્તિગત પરમાણુનું દળ $35.5\, u$ છે. તેનો અર્થ એ છે કે ક્લોરિનના કોઈપણ કુદરતી નમૂનામાં બંને સમસ્થાનિકો હાજર હોય છે અને આ પરમાણુઓનું ભારિત સરેરાશ દળ $35.5\, u$ થાય છે.

(N/A) રધરફોર્ડે તેમના પ્રયોગ માટે સોનાની પસંદગી કરી કારણ કે:
$1$. સોનું અત્યંત તન્ય (malleable) ધાતુ છે,જેના કારણે તેઓ ખૂબ જ પાતળું વરખ (આશરે $1000$ પરમાણુઓ જેટલું જાડું) મેળવી શક્યા. પાતળું વરખ હોવાથી કણોનું બહુવિધ પ્રકીર્ણન ઓછું થાય છે,જેથી અવલોકિત વિચલનો મુખ્યત્વે ન્યુક્લિયસ સાથેની એકલ આંતરક્રિયાને કારણે જ હોય છે.
$2$. સોનાનો પરમાણુ ક્રમાંક ઊંચો $(Z = 79)$ છે,જે એક મોટું,ઘટ્ટ અને ધન વીજભારિત ન્યુક્લિયસ પૂરું પાડે છે. આનાથી આપાત આલ્ફા કણો અને સોનાના ન્યુક્લિયસ વચ્ચેનું સ્થિત-વિદ્યુતીય અપાકર્ષણ નોંધપાત્ર બને છે,જેના કારણે સ્પષ્ટ અને માપી શકાય તેવા વિચલનો જોવા મળે છે.
$(b)$ રધરફોર્ડ દ્વારા મારો ચલાવવા માટે પસંદ કરાયેલ કણ આલ્ફા કણ છે. તેની સંજ્ઞા $\alpha$ છે.

(N/A) સંયોજકતા: તત્વના પરમાણુની જોડાવાની ક્ષમતાને તેની સંયોજકતા કહેવામાં આવે છે.
સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનથી તફાવત: સંયોજકતા એ પરમાણુની જોડાવાની ક્ષમતા છે,જ્યારે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$O$ અને $F$ ની સંયોજકતા: ઓક્સિજન $(O)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $8$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 6$ છે. અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે તેને $2$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની જરૂર છે,તેથી તેની સંયોજકતા $2$ છે.
ફ્લોરિન $(F)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $9$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 7$ છે. અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે તેને $1$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની જરૂર છે,તેથી તેની સંયોજકતા $1$ છે.

(N/A) 'He' નો પરમાણુ ક્રમાંક $2$ છે,તેથી તેની $K$-કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે પ્રથમ ઉર્જા સ્તર છે અને તેની મહત્તમ ક્ષમતા $2$ ઇલેક્ટ્રોન સમાવવાની છે. આમ,તેની સંયોજકતા કક્ષા સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી તે નિષ્ક્રિય વાયુ છે. બીજી તરફ,'Be' નો પરમાણુ ક્રમાંક $4$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 2$ છે. તેની $L$-કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન છે,જેની ક્ષમતા $8$ ઇલેક્ટ્રોન સમાવવાની છે. તેની સંયોજકતા કક્ષા અપૂર્ણ હોવાથી,'Be' $2$ ની સંયોજકતા ધરાવતી ધાતુ તરીકે વર્તે છે.
$(b)$ હાઇડ્રોજન ત્રણ સમસ્થાનિક સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: પ્રોટીયમ $({ }_{1}^{1} H)$,ડ્યુટેરિયમ (${ }_{1}^{2} H$ અથવા $D$) અને ટ્રિટિયમ (${ }_{1}^{3} H$ અથવા $T$). ત્રણેય સમસ્થાનિકોનો પરમાણુ ક્રમાંક $1$ સમાન છે,જેનો અર્થ છે કે તેમની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના ($K$-કક્ષામાં $1$ ઇલેક્ટ્રોન) સમાન છે. તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના દ્વારા નક્કી થતા હોવાથી,હાઇડ્રોજનના તમામ સમસ્થાનિકો રાસાયણિક રીતે સમાન વર્તણૂક દર્શાવે છે.

(N/A) પરમાણુની અંદરનો મોટાભાગનો વિસ્તાર ખાલી છે.
$(b)$ આ સૂચવે છે કે પરમાણુનો ધન વીજભાર ખૂબ જ ઓછી જગ્યા રોકે છે.
$(c)$ સોનાના પરમાણુનો તમામ ધન વીજભાર અને દળ પરમાણુની અંદર ખૂબ જ નાના કદમાં કેન્દ્રિત હતા,જેને પાછળથી ન્યુક્લિયસ (કેન્દ્ર) નામ આપવામાં આવ્યું.

(A) પરમાણુનો દળ ક્રમાંક એ તેના ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાનો સરવાળો છે.
$M: 3 + 4 = 7$
$N: 9 + 10 = 19$
$O: 8 + 8 = 16$
$P: 8 + 10 = 18$
$(b)$ ધન આયન (cation) એ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાથી બનતો ધન વીજભારિત આયન છે (પ્રોટોનની સંખ્યા > ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા). કણ $M$ માં,પ્રોટોન = $3$ અને ઇલેક્ટ્રોન = $2$ છે,તેથી તે ધન આયન છે.
ઋણ આયન (anion) એ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાથી બનતો ઋણ વીજભારિત આયન છે (ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા > પ્રોટોનની સંખ્યા). કણ $N$ માં,ઇલેક્ટ્રોન = $10$ અને પ્રોટોન = $9$ છે,તેથી તે ઋણ આયન છે.

(A) $M^{2+}$ આયન $2$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાથી બને છે. આયનમાં $10$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તટસ્થ પરમાણુ $M$ માં $10 + 2 = 12$ ઇલેક્ટ્રોન હોય. તટસ્થ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે,તેથી પરમાણ્વીય ક્રમાંક $12$ છે. દળ ક્રમાંક એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનો સરવાળો છે: $12 + 12 = 24$.
$(b)$ ના,તે શક્ય નથી. પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે કારણ કે ધનભારિત પ્રોટોનની સંખ્યા ઋણભારિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. જો પરમાણુમાં $12$ પ્રોટોન અને $13$ ઇલેક્ટ્રોન હોય,તો તે આયન બને,તટસ્થ પરમાણુ નહીં.
$(c)$ હિલિયમ વાયુ નિષ્ક્રિય છે કારણ કે તેની સૌથી બહારની કક્ષા ($K$ કક્ષા) $2$ ઇલેક્ટ્રોનથી સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,જે તેને સ્થાયી અને રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય બનાવે છે.

(N/A) આઈસોટોપ્સના કેટલાક ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ યુરેનિયમનો એક આઈસોટોપ $(U-235)$ ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં બળતણ તરીકે વપરાય છે.
$(ii)$ કોબાલ્ટનો એક આઈસોટોપ $(Co-60)$ કેન્સરની સારવારમાં વપરાય છે.
$(iii)$ આયોડિનનો એક આઈસોટોપ $(I-131)$ ગોઈટર (ગલગંડ) ની સારવારમાં વપરાય છે.
$(iv)$ સોડિયમનો એક આઈસોટોપ $(Na-24)$ રુધિરાભિસરણ તંત્રમાં અવરોધ અને લોહીના ગઠ્ઠા શોધવા માટે વપરાય છે.
$(v)$ ક્રોમિયમનો એક આઈસોટોપ $(Cr-51)$ રક્ત સંબંધિત રોગોના અભ્યાસ માટે વપરાય છે.
$(vi)$ વનસ્પતિઓ દ્વારા ફોસ્ફરસનું શોષણ ફોસ્ફરસના આઈસોટોપ $(P-32)$ નો ઉપયોગ કરીને અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

(N/A) $X^{2+}$ આયનમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $18$ છે.
ધન આયન તટસ્થ પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાથી બને છે,અને ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા આયન પરના ધન વીજભારના એકમો જેટલી હોય છે.
તેથી,તટસ્થ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 18 + 2 = 20$ થાય.
તટસ્થ પરમાણુ માટે,પરમાણુ ક્રમાંક એ પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલો હોય છે,જે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલો પણ હોય છે.
આમ,તત્વ $X$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $= 20$ છે.
તત્વ $X$ નો દળ ક્રમાંક એ પ્રોટોનની સંખ્યા અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાનો સરવાળો છે,જે $20 + 20 = 40$ થાય છે.
પરમાણુ ક્રમાંક $20$ ધરાવતું તત્વ કેલ્શિયમ $(Ca)$ છે.

(N/A) $Y^{3-}$ આયનમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $18$ છે.
તટસ્થ પરમાણુ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાથી ઋણ વીજભાર ઉત્પન્ન થાય છે,અને મેળવેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા તે આયન પરના ઋણ વીજભારના એકમો જેટલી હોય છે.
તેથી,તટસ્થ પરમાણુ $Y$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $18 - 3 = 15$ છે.
તટસ્થ પરમાણુ માટે,પરમાણુ ક્રમાંક એ પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલો હોય છે,જે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલો પણ હોય છે.
તેથી,તત્વ $Y$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $15$ છે.
તત્વનું પરમાણુ દળ એ પ્રોટોનની સંખ્યા અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાનો સરવાળો છે.
પરમાણુ દળ $= 15 + 16 = 31$.
પરમાણુ ક્રમાંક $15$ ધરાવતું તત્વ $Y$ એ ફોસ્ફરસ $(P)$ છે.

(N/A) જેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધે છે,તેમ ક્રમિક કોષો વચ્ચેની ઉર્જાનો તફાવત ઘટે છે. પરિણામે,$M$ અને $N$ ઉર્જા કોષો એટલા નજીક આવે છે કે તેઓ એકબીજા પર વ્યાપ્ત (overlap) થાય છે. આ હકીકતને કારણે,જ્યારે $M$-કોષમાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન ભરાઈ જાય છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન $N$-કોષમાં પ્રવેશવાનું શરૂ કરે છે. પરંતુ જ્યારે $N$-કોષમાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન ભરાઈ જાય છે,ત્યારે $M$-કોષ નીચી ઉર્જા સ્તરે આવે છે અને બાકીના ઇલેક્ટ્રોન $M$-કોષમાં પ્રવેશ કરે છે.
$(b)$ દળ ક્રમાંક હંમેશા એક પૂર્ણાંક સંખ્યા હોય છે (કારણ કે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન હંમેશા પૂર્ણાંક સંખ્યામાં હોય છે),જ્યારે પરમાણ્વીય દળ સામાન્ય રીતે પૂર્ણાંક સંખ્યા હોતી નથી (કારણ કે તે $C-12$ પરમાણુના દળની સાપેક્ષમાં લેવામાં આવતું સાપેક્ષ દળ છે). જો કે,મોટાભાગના હેતુઓ માટે,પરમાણ્વીય દળને દળ ક્રમાંક જેટલું જ ગણવામાં આવે છે.

(N/A) એક જ તત્વના તમામ સમસ્થાનિકોની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના સમાન હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેમની સંયોજકતા કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોય છે. રાસાયણિક ગુણધર્મો સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા નક્કી થતા હોવાથી,તત્વના તમામ સમસ્થાનિકો સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
$(b)$ તત્વનું પરમાણ્વીય દળ તેના કુદરતી રીતે મળી આવતા સમસ્થાનિકોના દળની ભારિત સરેરાશ છે. આ સમસ્થાનિકોના દળ અલગ-અલગ હોય છે અને તે કુદરતમાં ચોક્કસ પ્રમાણમાં મળી આવે છે,તેથી સરેરાશ પરમાણ્વીય દળ ઘણીવાર અપૂર્ણાંકમાં હોય છે.
$(c)$ પરમાણુઓ નજીકના નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનીય રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે (અષ્ટક અથવા દ્વિકનો નિયમ) અન્ય પરમાણુઓ સાથે જોડાય છે,જેથી તેમની સ્થિતિ ઊર્જા ઘટે છે અને તેઓ વધુ સ્થાયી બને છે.

(N/A) રધરફોર્ડે આલ્ફા-કણ પ્રકીર્ણનનો પ્રયોગ કર્યો અને પરમાણુનું એક મોડેલ રજૂ કર્યું જેને રધરફોર્ડનું ન્યુક્લિયર મોડેલ કહેવામાં આવે છે. આ મોડેલની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ પરમાણુમાં એક કેન્દ્રીય ભાગ હોય છે જેને ન્યુક્લિયસ (કેન્દ્ર) કહેવામાં આવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોનથી ઘેરાયેલું હોય છે.
$(ii)$ પરમાણુનું ન્યુક્લિયસ ધન વીજભારિત હોય છે.
$(iii)$ પરમાણુના કદની સરખામણીમાં ન્યુક્લિયસનું કદ ખૂબ જ નાનું હોય છે.
$(iv)$ પરમાણુનું દળ મુખ્યત્વે તેના ન્યુક્લિયસમાં કેન્દ્રિત હોય છે.
$(v)$ પરમાણુ સમગ્ર રીતે વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે,એટલે કે,પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા અને તેની આસપાસ રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોય છે.
$(vi)$ ન્યુક્લિયસ ઘન અને સખત હોય છે,અને પરમાણુનો મોટાભાગનો ભાગ ખાલી હોય છે.
$(vii)$ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષણને કારણે ન્યુક્લિયસમાં કેમ પડી જતા નથી તે સમજાવવા માટે,રધરફોર્ડે કહ્યું કે ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર નથી પરંતુ ચોક્કસ વર્તુળાકાર કક્ષામાં ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે. આકર્ષણ બળ એ પરિભ્રમણને કારણે ઉદ્ભવતા કેન્દ્રત્યાગી બળ દ્વારા સંતુલિત થાય છે.
રધરફોર્ડનું ન્યુક્લિયર મોડેલ આપણા સૌરમંડળ જેવું છે,જ્યાં ન્યુક્લિયસ સૂર્ય જેવું છે અને ઇલેક્ટ્રોન ગ્રહો જેવા છે.

(N/A) $(a) (i)$ આ નીલ્સ બોહરનું પરમાણુ મોડેલ છે.
$(ii)$ બોહરના મોડેલની અભિધારણાઓ:
$1$. પરમાણુના કેન્દ્રમાં ધનભારિત ન્યુક્લિયસ હોય છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ નિશ્ચિત વર્તુળાકાર માર્ગોમાં ફરે છે,જેને કક્ષા અથવા કોષ કહેવામાં આવે છે,જેમને $K, L, M, N, \dots$ અથવા $1, 2, 3, 4$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$3$. કક્ષાઓને ઉર્જા સ્તર પણ કહેવામાં આવે છે કારણ કે દરેક કક્ષા નિશ્ચિત ઉર્જા સાથે સંકળાયેલી હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન જ્યારે કોઈ ચોક્કસ કક્ષામાં પરિભ્રમણ કરે છે ત્યારે તે ઉર્જા ગુમાવતા કે મેળવતા નથી.
$(iii)$ કોઈ પણ કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2n^2$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે. $M$ કક્ષા માટે $n = 3$ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2(3)^2 = 2 \times 9 = 18$ થાય.
$(b)$ કેનાલ કિરણો એ ધનભારિત વિકિરણો છે જે ધનભારિત કણોના બનેલા હોય છે. તેની શોધ $E. \text{ Goldstein}$ દ્વારા કરવામાં આવી હતી.
કેનાલ કિરણોની લાક્ષણિકતાઓ:
$1$. તે ધનભારિત કણો ધરાવે છે.
$2$. તે સીધી રેખામાં ગતિ કરે છે.
$3$. તેમનો વીજભાર ઇલેક્ટ્રોનના વીજભાર જેટલો જ હોય છે પરંતુ વિરુદ્ધ સંજ્ઞા ધરાવે છે.

(N/A) આ આકૃતિ સોનાના વરખ દ્વારા $\alpha$-કણોનું પ્રકીર્ણન દર્શાવે છે (રધરફોર્ડનો $\alpha$-કણ પ્રકીર્ણન પ્રયોગ).
$(b)$ અવલોકનો:
$(i)$ મોટાભાગના $\alpha$-કણો સોનાના વરખમાંથી સીધા પસાર થઈ ગયા.
$(ii)$ કેટલાક $\alpha$-કણો વરખ દ્વારા નાના ખૂણે વિચલિત થયા.
$(iii)$ દર $12000$ કણોમાંથી એક કણ પાછો ફેંકાયો (rebound થયો).
$(c)$ નિષ્કર્ષ:
$(i)$ પરમાણુની અંદરનો મોટાભાગનો વિસ્તાર ખાલી છે.
$(ii)$ પરમાણુનો ધન વીજભાર ખૂબ જ ઓછી જગ્યા રોકે છે.
$(iii)$ પરમાણુનો તમામ ધન વીજભાર અને દળ પરમાણુની અંદર ખૂબ જ નાના કદમાં કેન્દ્રિત હોય છે.
$(d)$ રધરફોર્ડનું પરમાણુ મોડેલ:
$(i)$ પરમાણુમાં એક ધન વીજભારિત કેન્દ્ર હોય છે જેને ન્યુક્લિયસ કહેવાય છે,જેમાં પરમાણુનું સમગ્ર દળ સમાયેલું હોય છે.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ ચોક્કસ કક્ષામાં પરિભ્રમણ કરે છે.
$(iii)$ પરમાણુના કદની સરખામણીમાં ન્યુક્લિયસનું કદ ખૂબ જ નાનું હોય છે.

(N/A) ન્યુટ્રોનની શોધ જેમ્સ ચેડવિકે કરી હતી.
$(b)$ થોમસનના પરમાણુ મોડેલ મુજબ,પરમાણુમાં ઋણ અને ધન વીજભારનું મૂલ્ય સમાન હોય છે,જેના કારણે પરમાણુ સમગ્ર રીતે વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે.
$(c)$ પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં વધુમાં વધુ $8$ ઇલેક્ટ્રોન સમાઈ શકે છે.
$(d)$ સમાન પરમાણ્વીય દળ પરંતુ ભિન્ન પરમાણ્વીય ક્રમાંક ધરાવતા જુદા જુદા તત્વોના પરમાણુઓને આઇસોબાર (Isobars) કહેવામાં આવે છે.
$(e)$ હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં $0$ ન્યુટ્રોન હોય છે.

(N/A) પરમાણુ મોડેલનો વિકાસ વિવિધ તબક્કાઓમાંથી પસાર થયો છે:
$1$. થોમસનનું મોડેલ: જે.જે. થોમસને સૂચવ્યું કે પરમાણુ એ ધન વીજભારિત ગોળો છે જેમાં ઋણ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોન જડિત હોય છે,જેમ કે તરબૂચમાં બીજ હોય છે. કુલ ધન અને ઋણ વીજભાર સમાન હોય છે.
$2$. રધરફોર્ડનું મોડેલ: અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડે સૂચવ્યું કે પરમાણુમાં કેન્દ્રમાં ખૂબ જ નાનું,ધન વીજભારિત ન્યુક્લિયસ (કેન્દ્રક) હોય છે જેમાં પરમાણુનું લગભગ તમામ દળ સમાયેલું હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન આ ન્યુક્લિયસની આસપાસ વર્તુળાકાર માર્ગમાં ફરે છે.
$3$. બોહરનું મોડેલ: નીલ્સ બોહરે આ મોડેલને સુધારીને સૂચવ્યું કે ઇલેક્ટ્રોન ચોક્કસ,સ્થિર કક્ષામાં ફરે છે અને ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતા નથી.
હાલમાં સ્વીકૃત મોડેલ (બોહર-રધરફોર્ડ મોડેલ) ની લાક્ષણિકતાઓ:
$(i)$ પરમાણુના કેન્દ્રમાં એક નાનું,ઘટ્ટ અને ધન વીજભારિત ન્યુક્લિયસ હોય છે જેમાં પરમાણુનું સમગ્ર દળ કેન્દ્રિત થયેલું હોય છે.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ ચોક્કસ અને સુનિશ્ચિત વર્તુળાકાર કક્ષાઓમાં ફરે છે,જેને અસતત ઉર્જા સ્તરો અથવા કક્ષાઓ કહેવામાં આવે છે,અને આ કક્ષાઓમાં ફરતી વખતે તેઓ ઉર્જા ગુમાવતા નથી.

(D) ક્લોરિન $(Cl)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $17$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 8, 7$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે તેની તટસ્થ અવસ્થામાં $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
જ્યારે તે ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^{-})$ બનાવે છે,ત્યારે તે તેની અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે.
$Cl^{-}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 8, 8$ થાય છે.
તેથી,$Cl^{-}$ આયનમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $8$ છે.

(A) પરમાણુનો પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ તેના ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોન $(p)$ ની સંખ્યા જેટલો હોય છે. અહીં,$Z = 9$ છે,તેથી પ્રોટોનની સંખ્યા $9$ છે.
તટસ્થ પરમાણુમાં,ઇલેક્ટ્રોન $(e)$ ની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે. તેથી,ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $9$ છે.
દળ ક્રમાંક $(A)$ એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન $(n)$ ની સંખ્યાનો સરવાળો છે.
$A = p + n$
$19 = 9 + n$
$n = 19 - 9 = 10$.
આમ,પરમાણુમાં $9$ પ્રોટોન,$10$ ન્યુટ્રોન અને $9$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

(B) આલ્ફા કણ ($\alpha$-particle) $2$ પ્રોટોન અને $2$ ન્યુટ્રોનનો બનેલો હોય છે.
તે મૂળભૂત રીતે હિલિયમ પરમાણુનું કેન્દ્ર છે.
તેમાં ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ હોવાથી, તે $+2e$ જેટલો ધન વીજભાર ધરાવે છે.
તેથી, આલ્ફા કણને બેવડો વીજભારિત હિલિયમ આયન $(He^{2+})$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) થોમસનના પરમાણુ મોડેલ મુજબ:
$1$. પરમાણુ એક ધન વીજભારિત ગોળાનો બનેલો છે જેમાં દળ સમાન રીતે વિતરિત થયેલું માનવામાં આવે છે.
$2$. ધન વીજભાર પણ આ ગોળામાં સમાન રીતે વિતરિત થયેલો માનવામાં આવે છે.
$3$. પરમાણુને વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન આ ધન વીજભારિત ગોળામાં જડિત હોય છે.
$4$. વિધાનો $(i), (ii)$ અને $(iii)$ આ પૂર્વધારણાઓનું યોગ્ય વર્ણન કરે છે.
$5$. વિધાન $(iv)$ ખોટું છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન પરમાણુને સ્થિર કરવા માટે એકબીજાને આકર્ષતા નથી; પરંતુ ધન વીજભારિત ગોળા અને ઋણ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
તેથી,સાચા વિધાનો $(i), (ii)$ અને $(iii)$ છે.

(D) રધરફોર્ડના $\alpha-$ કણ પ્રકીર્ણનના પ્રયોગથી નીચેના તારણો મળ્યા:
$1$. મોટાભાગના $\alpha-$ કણો સોનાના વરખમાંથી સીધા પસાર થઈ ગયા,જે દર્શાવે છે કે પરમાણુની અંદરનો મોટાભાગનો વિસ્તાર ખાલી છે.
$2$. $\alpha-$ કણોનો એક નાનો અંશ નાના ખૂણે વિચલિત થયો,જે પરમાણુમાં ધન વીજભારિત કેન્દ્ર એટલે કે ન્યુક્લિયસની હાજરી સૂચવે છે.
$3$. $\alpha-$ કણોનો ખૂબ જ નાનો અંશ પાછો ફેંકાયો,જે દર્શાવે છે કે પરમાણુનું સમગ્ર દળ અને ધન વીજભાર ખૂબ જ નાના કદમાં એટલે કે ન્યુક્લિયસમાં કેન્દ્રિત છે.
વિધાન $(ii)$ અને $(iv)$ આ પ્રયોગના સીધા તારણો છે. વિધાન $(i)$ જે.જે. થોમસનના કાર્યથી જાણીતું હતું,અને વિધાન $(iii)$ ની શોધ પાછળથી જેમ્સ ચેડવિક દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેથી,સાચો વિકલ્પ $(ii)$ અને $(iv)$ છે.

(A) સમસ્થાનિકો (isotopes) એ એક જ તત્વના એવા પરમાણુઓ છે જે સમાન પરમાણુ ક્રમાંક (પ્રોટોન અને ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા) ધરાવે છે,પરંતુ તેમના ન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ હોવાને કારણે તેમના પરમાણુ દળ અલગ હોય છે.
આપેલ નમૂનામાં બંને ઓક્સિજન પરમાણુઓ પાસે ઈલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન છે (જે તત્વને ઓક્સિજન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે) પરંતુ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ છે,તેથી તેઓ ઓક્સિજનના સમસ્થાનિકો છે.
તેથી,સાચું કારણ એ છે કે બંને ઓક્સિજન પરમાણુઓ સમસ્થાનિકો છે.

(B) બોહરના મોડેલ મુજબ,કોઈ પણ કક્ષામાં સમાઈ શકતા ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2n^2$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ કક્ષાનો ક્રમ છે.
પ્રથમ કક્ષા $(n=1)$ માટે,મહત્તમ ક્ષમતા $2(1)^2 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
બીજી કક્ષા $(n=2)$ માટે,મહત્તમ ક્ષમતા $2(2)^2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
આકૃતિ $(ii)$ માં,પ્રથમ કક્ષામાં $3$ ઇલેક્ટ્રોન દર્શાવ્યા છે,જે નિયમનું ઉલ્લંઘન કરે છે (મહત્તમ $2$ હોવા જોઈએ). તેથી,આ ખોટું છે.
આકૃતિ $(iv)$ માં,જો ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણી નિયમ મુજબ ન હોય,તો તે પણ ખોટું ગણાય. સામાન્ય રીતે,આ પ્રકારના પ્રશ્નોમાં $(ii)$ અને $(iv)$ ને ખોટા મોડેલ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(C) તટસ્થ પરમાણુમાં,ઋણ વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા હંમેશા કેન્દ્રમાં રહેલા ધન વીજભારિત પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે. આ સંતુલન સુનિશ્ચિત કરે છે કે પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ રહે. જોકે ન્યુટ્રોનની સંખ્યા બદલાઈ શકે છે (જેનાથી આઈસોટોપ્સ બને છે),પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન વચ્ચેની સમાનતા એ કોઈપણ તટસ્થ પરમાણુનો મૂળભૂત ગુણધર્મ છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોનનો મૂળભૂત વીજભાર ભૌતિકવિજ્ઞાન અને રસાયણવિજ્ઞાનમાં એક અચળ મૂલ્ય છે.
પ્રાયોગિક રીતે તેનું મૂલ્ય આશરે $1.602 \times 10^{-19} \text{ C}$ નક્કી કરવામાં આવ્યું છે.
ઇલેક્ટ્રોન એ ઋણ વીજભારિત અપરમાણ્વીય કણ હોવાથી,તેનો વીજભાર $-1.6 \times 10^{-19} \text{ C}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) કોબાલ્ટનો આઈસોટોપ,$Co-60$,કેન્સરની સારવાર માટે રેડિયોથેરાપીમાં વ્યાપકપણે વપરાય છે કારણ કે તે ગામા કિરણોનું ઉત્સર્જન કરે છે જે કેન્સરના કોષોનો નાશ કરી શકે છે.
આયોડિન-$131$ $(I-131)$ એ આયોડિનનો રેડિયોએક્ટિવ આઈસોટોપ છે જેનો ઉપયોગ ગોઈટર (થાઈરોઈડ ગ્રંથિ સંબંધિત રોગ) અને અન્ય થાઈરોઈડની સમસ્યાઓની સારવારમાં થાય છે.

(B) પરમાણુ રિએક્ટરમાં,યુરેનિયમનું જે આઈસોટોપ સામાન્ય રીતે બળતણ તરીકે વપરાય છે તે $U-235$ છે,કારણ કે તે વિખંડનક્ષમ છે અને શૃંખલા પ્રતિક્રિયા જાળવી શકે છે.
રેડિયોકાર્બન ડેટિંગ એ કાર્બનિક પદાર્થોની ઉંમર નક્કી કરવાની પદ્ધતિ છે,જેમાં નમૂનામાં રહેલા રેડિયોએક્ટિવ આઈસોટોપ $C-14$ ના જથ્થાને માપવામાં આવે છે.
તેથી,સાચી જોડી $U-235$ અને $C-14$ છે.

(C) સંયોજકતા એ તત્વની સંયોજાવાની ક્ષમતા છે.
$1$ સંયોજકતા ધરાવતા તત્વો ધાતુ અથવા અધાતુ હોઈ શકે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,સોડિયમ $(Na)$ એ $1$ સંયોજકતા ધરાવતી ધાતુ છે (તે $1$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે).
ક્લોરિન $(Cl)$ એ $1$ સંયોજકતા ધરાવતું અધાતુ છે (તે $1$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે).
તેથી,$1$ સંયોજકતા ધરાવતા તત્વો કાં તો ધાતુ અથવા અધાતુ હોઈ શકે છે.

(D) $J. J. Thomson$ એ $1904$ માં પરમાણુનું પ્રથમ મોડેલ રજૂ કર્યું હતું,જેને 'પ્લમ પુડિંગ' મોડેલ અથવા 'તરબૂચ' મોડેલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ મોડેલ મુજબ,પરમાણુ એ ધન વીજભારિત ગોળો છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન એવી રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે જે રીતે તરબૂચમાં બીજ હોય છે.

(A) પરમાણુમાં પ્રોટોનની સંખ્યા તેના પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ ને નક્કી કરે છે.
અહીં,પ્રોટોનની સંખ્યા $3$ છે,તેથી પરમાણુ ક્રમાંક $3$ છે.
$3$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 1$ છે.
પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં $1$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે આ $1$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવશે.
તેથી,પરમાણુની સંયોજકતા $1$ છે.

(B) એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $13$ છે.
બોહર-બરી યોજના મુજબ,કોઈ પણ કક્ષામાં સમાઈ શકતા ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2n^2$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ કક્ષાનો ક્રમાંક છે.
$K$ કક્ષા $(n=1)$ માટે,ક્ષમતા $2(1)^2 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$L$ કક્ષા $(n=2)$ માટે,ક્ષમતા $2(2)^2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
બાકીના ઇલેક્ટ્રોન $M$ કક્ષા $(n=3)$ માં જાય છે.
$13$ ઇલેક્ટ્રોન માટે,વહેંચણી $K$ કક્ષામાં $2$,$L$ કક્ષામાં $8$ અને $M$ કક્ષામાં $3$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોનની વહેંચણી $2, 8, 3$ છે.

(B) બોહર-બરી યોજના મુજબ,કોઈપણ કક્ષામાં સમાઈ શકતા ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2n^2$ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે,જ્યાં '$n$' એ કક્ષાનો ક્રમ (મુખ્ય ક્વોન્ટમ આંક) દર્શાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$K$-કક્ષા $(n=1)$ માટે,ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2(1)^2 = 2$ છે.
$L$-કક્ષા $(n=2)$ માટે,ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા $2(2)^2 = 8$ છે.
આમ,સાચું સૂત્ર $2n^2$ છે.

(D) હાઇડ્રોજન પરમાણુ તેના ન્યુક્લિયસમાં એક પ્રોટોન અને તેની આસપાસ ફરતા એક ઇલેક્ટ્રોનનો બનેલો હોય છે.
હાઇડ્રોજનના ન્યુક્લિયસમાં માત્ર એક જ પ્રોટોન હોય છે અને કોઈ ન્યુટ્રોન હોતા નથી,તેથી તેને સામાન્ય રીતે પ્રોટોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) રધરફોર્ડના પરમાણુ મોડેલ મુજબ:
$(i)$ પરમાણુનો ધન વીજભાર અને મોટાભાગનું દળ પરમાણુના કેન્દ્રમાં એક નાના ભાગમાં કેન્દ્રિત હોય છે,જેને ન્યુક્લિયસ કહેવાય છે.
$(ii)$ $\alpha$-કણો એ હિલિયમ ન્યુક્લિયસ $(He^{2+})$ છે,જેનું દળ $4 \ u$ હોય છે,જે હાઇડ્રોજન પરમાણુ $(1 \ u)$ કરતા ચાર ગણું ભારે છે.
$(iii)$ ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ વર્તુળાકાર કક્ષામાં ફરે છે,જે સૂર્યની આસપાસ ગ્રહોના ભ્રમણ જેવું છે,તેથી તેને સૌરમંડળ સાથે સરખાવવામાં આવે છે.
$(iv)$ તે થોમસનના મોડેલથી વિપરીત હતું,કારણ કે થોમસનના મોડેલમાં ધન વીજભારનું સમાન વિતરણ સૂચવવામાં આવ્યું હતું,જ્યારે રધરફોર્ડે કેન્દ્રિત ન્યુક્લિયસનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો.
તેથી,વિધાનો $(i)$,$(ii)$ અને $(iii)$ સાચા છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી $(i)$ અને $(iii)$ સૌથી યોગ્ય હોવાથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(B) કોઈપણ તટસ્થ પરમાણુ માટે:
$1$. પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ એ પરમાણુના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે. તટસ્થ પરમાણુમાં,પ્રોટોનની સંખ્યા એ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. તેથી,પરમાણુ ક્રમાંક $=$ પ્રોટોનની સંખ્યા $=$ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા. વિધાન $(iv)$ સાચું છે.
$2$. દળ ક્રમાંક $(A)$ એ કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાના સરવાળા તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે. તેથી,દળ ક્રમાંક $=$ પ્રોટોનની સંખ્યા $+$ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા. વિધાન $(ii)$ સાચું છે.
$3$. વિધાન $(i)$ ખોટું છે કારણ કે પરમાણુ ક્રમાંક એ પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનનો સરવાળો નથી.
$4$. વિધાન $(iii)$ ખોટું છે કારણ કે પરમાણ્વીય દળ એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સમાનતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત નથી.
તેથી,વિધાનો $(ii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.