Textbook - STRUCTURE OF THE ATOM Questions in Gujarati

(B) કેનાલ કિરણો એ ધનભારિત વિકિરણો છે જે છિદ્રાળુ કેથોડ પ્લેટમાંથી પસાર થઈ શકે છે.
આ કિરણો ધનભારિત કણોના બનેલા હોય છે જેને પ્રોટોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેમની શોધ યુજેન ગોલ્ડસ્ટીન દ્વારા $1886$ માં કરવામાં આવી હતી.

(C) ઇલેક્ટ્રોન એ ઋણ વીજભારિત કણ છે,જ્યારે પ્રોટોન એ ધન વીજભારિત કણ છે.
તેમના વીજભારનું મૂલ્ય સમાન $(1.602 \times 10^{-19} \ C)$ હોય છે.
પરમાણુમાં એક ઇલેક્ટ્રોન ($-1$ વીજભાર) અને એક પ્રોટોન ($+1$ વીજભાર) હોવાથી,કુલ વીજભાર $(-1) + (+1) = 0$ થાય છે.
તેથી,એક ઇલેક્ટ્રોન અને એક પ્રોટોન ધરાવતો પરમાણુ કોઈ વીજભાર ધરાવશે નહીં અને તે તટસ્થ પરમાણુ હશે.

(N/A) થોમસનના પરમાણુ મોડેલ મુજબ,પરમાણુમાં ઋણ અને ધન બંને પ્રકારના વીજભારો હોય છે જે સંખ્યા અને મૂલ્યમાં સમાન હોય છે.
આથી,તેઓ એકબીજાની અસરને નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે પરમાણુ સમગ્ર રીતે વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે.

(B) રધરફોર્ડના આલ્ફા-કણ પ્રકીર્ણનના પ્રયોગ મુજબ,પરમાણુનો સમગ્ર ધન વીજભાર અને મોટાભાગનું દળ પરમાણુના ખૂબ જ નાના વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત હોય છે,જેને કોષકેન્દ્ર (કેન્દ્ર) કહેવામાં આવે છે.
કેન્દ્રમાં રહેલો ધન વીજભાર પ્રોટોનને કારણે હોય છે,તેથી એવું તારણ કાઢી શકાય છે કે પરમાણુના કેન્દ્રમાં પ્રોટોન હાજર હોય છે.

(N/A) બોહરનું પરમાણુ મોડેલ પરમાણુને એક નાના,ધન વીજભારિત ન્યુક્લિયસ તરીકે વર્ણવે છે,જેની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન વર્તુળાકાર કક્ષામાં ફરે છે.
આ કક્ષાઓને ઉર્જા સ્તર અથવા કોષ કહેવામાં આવે છે,જેને મુખ્ય ક્વોન્ટમ આંક $n$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
ત્રણ કક્ષા ધરાવતા પરમાણુ માટે,કક્ષાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. પ્રથમ કક્ષા $(n = 1)$ એ $K$-કોષ છે.
$2$. બીજી કક્ષા $(n = 2)$ એ $L$-કોષ છે.
$3$. ત્રીજી કક્ષા $(n = 3)$ એ $M$-કોષ છે.
ન્યુક્લિયસ આ સમકેન્દ્રી વર્તુળોના કેન્દ્રમાં હોય છે.

(B) જો $\alpha$-કણ પ્રકીર્ણનનો પ્રયોગ રધરફોર્ડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાયેલ સોનાના વરખ જેટલું જ પાતળું અન્ય કોઈ ધાતુનું વરખ વાપરીને કરવામાં આવે,તો અવલોકનોમાં કોઈ નોંધપાત્ર ફેરફાર થશે નહીં.
આનું કારણ એ છે કે પરમાણુનું મૂળભૂત બંધારણ (કેન્દ્રમાં નાનું,ધન વીજભારિત ન્યુક્લિયસ) તમામ તત્વો માટે સમાન હોય છે.
જો કે,અન્ય મોટાભાગની ધાતુઓ સોના જેટલી ટીપી શકાય તેવી (malleable) હોતી નથી,તેથી આટલું પાતળું વરખ મેળવવું અત્યંત મુશ્કેલ છે.
જો જાડું વરખ વાપરવામાં આવે,તો વધુ $\alpha$-કણો અથડાઈને પાછા ફેંકાશે,જેના કારણે પરમાણુમાં રહેલા ધન વીજભારિત દળનું ચોક્કસ સ્થાન અને સ્વરૂપ નક્કી કરવું રધરફોર્ડના મૂળ પ્રયોગ જેટલી ચોકસાઈથી શક્ય બનશે નહીં.

(B) પરમાણુના ત્રણ અપરમાણ્વીય કણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ પ્રોટોન: પરમાણુના કેન્દ્રમાં જોવા મળતા ધન વીજભારિત કણો.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રોન: પરમાણુના કેન્દ્રની આસપાસ પરિભ્રમણ કરતા ઋણ વીજભારિત કણો.
$(iii)$ ન્યુટ્રોન: પરમાણુના કેન્દ્રમાં જોવા મળતા તટસ્થ કણો.

(B) પરમાણુમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા પરમાણ્વીય દળમાંથી પ્રોટોનની સંખ્યા બાદ કરીને મેળવવામાં આવે છે.
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $=$ પરમાણ્વીય દળ $-$ પ્રોટોનની સંખ્યા
અહીં આપેલ છે કે પરમાણ્વીય દળ $4 \, u$ છે અને પ્રોટોનની સંખ્યા $2$ છે.
તેથી,ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 4 - 2 = 2$ થાય.

કાર્બન પરમાણુમાં કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $6$ છે. કાર્બન પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની વહેંચણી નીચે મુજબ છે:
પ્રથમ કક્ષા અથવા $K$-કોષ $= 2$ ઇલેક્ટ્રોન
બીજી કક્ષા અથવા $L$-કોષ $= 4$ ઇલેક્ટ્રોન
આમ,કાર્બન પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની વહેંચણી $2, 4$ તરીકે લખી શકાય.
સોડિયમ પરમાણુમાં કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $11$ છે. સોડિયમ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની વહેંચણી નીચે મુજબ છે:
પ્રથમ કક્ષા અથવા $K$-કોષ $= 2$ ઇલેક્ટ્રોન
બીજી કક્ષા અથવા $L$-કોષ $= 8$ ઇલેક્ટ્રોન
ત્રીજી કક્ષા અથવા $M$-કોષ $= 1$ ઇલેક્ટ્રોન
આમ,સોડિયમ પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની વહેંચણી $2, 8, 1$ તરીકે લખી શકાય.

(B) $K$ કક્ષાની મહત્તમ ક્ષમતા $2$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$L$ કક્ષાની મહત્તમ ક્ષમતા $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
જો બંને કક્ષાઓ સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોય,તો કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા બંને કક્ષાના ઇલેક્ટ્રોનનો સરવાળો થશે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન $= 2 + 8 = 10$ ઇલેક્ટ્રોન.

(N/A) જો કોઈ પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $4$ કે તેથી ઓછી હોય,તો તેની સંયોજકતા તે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી જ હોય છે.
જો સૌથી બહારની કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $4$ થી વધુ હોય,તો સંયોજકતા $8$ માંથી તે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા બાદ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક બંધારણ નીચે મુજબ છે:
ક્લોરિન $(Z=17)$: $2, 8, 7$
સલ્ફર $(Z=16)$: $2, 8, 6$
મેગ્નેશિયમ $(Z=12)$: $2, 8, 2$
ક્લોરિન માટે: સૌથી બહારની કક્ષામાં $7$ ઇલેક્ટ્રોન છે. $7 > 4$ હોવાથી,સંયોજકતા $= 8 - 7 = 1$ થાય.
સલ્ફર માટે: સૌથી બહારની કક્ષામાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન છે. $6 > 4$ હોવાથી,સંયોજકતા $= 8 - 6 = 2$ થાય.
મેગ્નેશિયમ માટે: સૌથી બહારની કક્ષામાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન છે. $2 \leq 4$ હોવાથી,સંયોજકતા $= 2$ થાય.

(A) $(i)$ તત્વનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક તેના પરમાણુના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોનની કુલ સંખ્યા તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે. પ્રોટોનની સંખ્યા $8$ હોવાથી,પરમાણ્વીય ક્રમાંક $8$ છે.
$(ii)$ પરમાણુ પરનો વીજભાર પ્રોટોન (ધન વીજભાર) અને ઇલેક્ટ્રોન (ઋણ વીજભાર) ની સંખ્યા વચ્ચેના તફાવત દ્વારા નક્કી થાય છે. પ્રોટોનની સંખ્યા $(8)$ અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(8)$ સમાન હોવાથી,કુલ વીજભાર $8 - 8 = 0$ થાય છે. આમ,પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ છે.

(A) પરમાણુનો દળ ક્રમાંક એટલે તેના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાનો સરવાળો.
ઓક્સિજન $(O)$ માટે:
પરમાણુ ક્રમાંક $= 8$ (પ્રોટોન $= 8$)
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 8$
દળ ક્રમાંક $= 8 + 8 = 16$
સલ્ફર $(S)$ માટે:
પરમાણુ ક્રમાંક $= 16$ (પ્રોટોન $= 16$)
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 16$
દળ ક્રમાંક $= 16 + 16 = 32$
તેથી,દળ ક્રમાંક અનુક્રમે $16$ અને $32$ છે.

(N/A) હાઇડ્રોજનના સમસ્થાનિકો પ્રોટિયમ $(H)$,ડ્યુટેરિયમ $(D)$ અને ટ્રિટિયમ $(T)$ છે. તત્વના તમામ સમસ્થાનિકોમાં પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોય છે,પરંતુ ન્યુટ્રોનની સંખ્યામાં તફાવત હોય છે. દરેક માટેના ઉપ-પરમાણ્વીય કણો નીચે મુજબ છે:

સંજ્ઞા	પ્રોટોન,ન્યુટ્રોન,ઇલેક્ટ્રોન
$H$ (પ્રોટિયમ)	$1$ પ્રોટોન,$0$ ન્યુટ્રોન,$1$ ઇલેક્ટ્રોન
$D$ (ડ્યુટેરિયમ)	$1$ પ્રોટોન,$1$ ન્યુટ્રોન,$1$ ઇલેક્ટ્રોન
$T$ (ટ્રિટિયમ)	$1$ પ્રોટોન,$2$ ન્યુટ્રોન,$1$ ઇલેક્ટ્રોન

(N/A) સમસ્થાનિકો એ એક જ તત્વના પરમાણુઓ છે જેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક સમાન હોય છે પરંતુ દળ ક્રમાંક અલગ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે,કાર્બનના સમસ્થાનિકો: ${}^{12}C_{6}$ અને ${}^{14}C_{6}$. બંનેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $6$ છે,તેથી તેમની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $(2, 4)$ છે.
સમભારીકો એ અલગ-અલગ તત્વોના પરમાણુઓ છે જેનો દળ ક્રમાંક સમાન હોય છે પરંતુ પરમાણ્વીય ક્રમાંક અલગ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે,${}^{22}Ne_{10}$ અને ${}^{22}Na_{11}$.
${}^{22}Ne_{10}$ $(Z=10)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના: $(2, 8)$.
${}^{22}Na_{11}$ $(Z=11)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના: $(2, 8, 1)$.

(N/A) પરમાણુના મૂળભૂત કણો જેવા કે ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન તેમના વીજભાર,દળ અને સ્થાનના આધારે નીચે મુજબ અલગ પડે છે:

કણ	વીજભારનો પ્રકાર	દળ	સ્થાન
ઇલેક્ટ્રોન	ઋણ વીજભારિત	$9.11 \times 10^{-31} \text{ kg}$	કેન્દ્રની બહાર (કક્ષામાં)
પ્રોટોન	ધન વીજભારિત	$1.672 \times 10^{-27} \text{ kg}$ (આશરે $1 \text{ amu}$)	કેન્દ્રમાં
ન્યુટ્રોન	તટસ્થ (વીજભાર રહિત)	$1.675 \times 10^{-27} \text{ kg}$ (આશરે $1 \text{ amu}$)	કેન્દ્રમાં

$1$. ઇલેક્ટ્રોન સૌથી હલકા કણો છે,જે ઋણ વીજભાર ધરાવે છે અને કેન્દ્રની આસપાસ ચોક્કસ કક્ષાઓમાં ફરે છે.
$2$. પ્રોટોન ધન વીજભારિત કણો છે જે પરમાણુના કેન્દ્રમાં આવેલા હોય છે અને પરમાણુના દળમાં મુખ્ય ફાળો આપે છે.
$3$. ન્યુટ્રોન વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ કણો છે જે કેન્દ્રમાં આવેલા હોય છે અને તેનું દળ પ્રોટોનના દળની લગભગ સમાન હોય છે.

(N/A) જે. જે. થોમસનના પરમાણુ મોડેલની મર્યાદાઓ નીચે મુજબ છે:
$\rightarrow$ તે રધરફોર્ડ દ્વારા કરવામાં આવેલા આલ્ફા-કણ પ્રકીર્ણનના પ્રયોગના પરિણામોને સમજાવી શક્યું ન હતું.
$\rightarrow$ આ મોડેલને સાબિત કરવા માટે કોઈ પ્રાયોગિક આધાર કે પુરાવા ન હતા.

(D) રધરફોર્ડના પરમાણુ મોડેલની મર્યાદાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. પરમાણુની સ્થિરતા: શાસ્ત્રીય વિદ્યુતચુંબકીય સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રવેગિત વીજભારિત કણ (જેમ કે ઇલેક્ટ્રોન) સતત વિકિરણ સ્વરૂપે ઉર્જા ગુમાવવો જોઈએ. જેમ ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જા ગુમાવે છે,તેમ તેની કક્ષા નાની થતી જાય અને અંતે તે કેન્દ્રમાં પડી જાય,જેનાથી પરમાણુ અસ્થિર બને. પરંતુ,પરમાણુઓ સ્થિર હોય છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રોનિક રચના: રધરફોર્ડનું મોડેલ કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણી અથવા તેમના ઉર્જા સ્તરો વિશે માહિતી આપતું નથી.
$3$. રેખીય વર્ણપટ: તે હાઇડ્રોજન અને અન્ય પરમાણુઓ માટે જોવા મળતા ચોક્કસ રેખીય વર્ણપટના ઉદભવને સમજાવવામાં નિષ્ફળ રહ્યું.

(N/A) $\rightarrow$ પરમાણુના કેન્દ્રમાં એક નાનું ધનભારિત કેન્દ્ર (ન્યુક્લિયસ) આવેલું હોય છે.
$\rightarrow$ પરમાણુનું સમગ્ર દળ તેના કેન્દ્રમાં કેન્દ્રિત હોય છે અને કેન્દ્રનું કદ પરમાણુના કદ કરતાં ઘણું નાનું હોય છે.
$\rightarrow$ પરમાણુના તમામ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન કેન્દ્રમાં સમાયેલા હોય છે.
$\rightarrow$ પરમાણુની અંદર ઇલેક્ટ્રોન માટે માત્ર અમુક ચોક્કસ કક્ષાઓ જ માન્ય છે,જેને વિવિક્ત કક્ષાઓ કહેવામાં આવે છે.
$\rightarrow$ આ વિવિક્ત કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ કરતી વખતે ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતા નથી. આ કક્ષાઓ અથવા કોષોને $K, L, M, N$ વગેરે અક્ષરો દ્વારા અથવા $n=1, 2, 3, 4, \dots$ જેવી સંખ્યાઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જે નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.

(N/A)

થોમસનનો નમૂનો	રધરફોર્ડનો નમૂનો	બોહરનો નમૂનો
પરમાણુ ધન વીજભારિત ગોળાનો બનેલો છે અને તેમાં ઇલેક્ટ્રોન જડિત થયેલા હોય છે.	પરમાણુમાં ધન વીજભારિત કેન્દ્ર હોય છે જેને કોષ (ન્યુક્લિયસ) કહેવાય છે. પરમાણુનું દળ મુખ્યત્વે આ કેન્દ્રને આભારી છે.	બોહરે રધરફોર્ડની લગભગ તમામ બાબતો સાથે સહમતી દર્શાવી હતી,સિવાય કે ઇલેક્ટ્રોનના પરિભ્રમણ અંગે. તેમણે ઉમેર્યું કે પરમાણુની અંદર માત્ર અમુક ચોક્કસ કક્ષાઓ જ હોય છે,જેને વિવિક્ત કક્ષાઓ કહેવાય છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની આસપાસ પરિભ્રમણ કરે છે.
ઋણ અને ધન વીજભારનું મૂલ્ય સમાન હોય છે. પરિણામે,પરમાણુ વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ હોય છે.	પરમાણુના કદની સરખામણીમાં કેન્દ્રનું કદ ખૂબ જ નાનું હોય છે.	જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન તેની વિવિક્ત કક્ષાઓમાં પરિભ્રમણ કરે છે,ત્યારે તે ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતા નથી.

(N/A) પ્રથમ અઢાર તત્વો માટે વિવિધ કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની વહેંચણી લખવાના નિયમો નીચે મુજબ છે:
$\rightarrow$ જો $n$ એ કક્ષા અથવા ઉર્જા સ્તરની સંખ્યા દર્શાવે છે,તો $2n^2$ એ આપેલી કક્ષા અથવા ઉર્જા સ્તરમાં સમાઈ શકતા ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યા દર્શાવે છે.
આમ:
- પ્રથમ કક્ષા અથવા $K$-કોષમાં મહત્તમ $2(1)^2 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે.
- બીજી કક્ષા અથવા $L$-કોષમાં મહત્તમ $2(2)^2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે.
- ત્રીજી કક્ષા અથવા $M$-કોષમાં મહત્તમ $2(3)^2 = 18$ ઇલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે.
$\rightarrow$ પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં મહત્તમ $8$ ઇલેક્ટ્રોન સમાઈ શકે છે.
$\rightarrow$ ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ કક્ષાઓમાં તબક્કાવાર રીતે ભરવામાં આવે છે,જે અંદરની કક્ષાથી શરૂ થાય છે. જ્યાં સુધી અંદરની કક્ષાઓ સંપૂર્ણપણે ભરાઈ ન જાય ત્યાં સુધી ઇલેક્ટ્રોન બહારની કક્ષામાં પ્રવેશતા નથી.

(N/A) કોઈપણ તત્વની સંયોજકતા એટલે તે તત્વની અન્ય તત્વો સાથે જોડાવાની ક્ષમતા.
તત્વની સંયોજકતા તેના પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાં રહેલા સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. સિલિકોનની સંયોજકતા: સિલિકોનનો પરમાણુ ક્રમાંક $14$ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 4$ છે. તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં $4$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે પોતાનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે આ $4$ ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે. તેથી,સિલિકોનની સંયોજકતા $4$ છે.
$2$. ઓક્સિજનની સંયોજકતા: ઓક્સિજનનો પરમાણુ ક્રમાંક $8$ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 6$ છે. તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે તેને $2$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે. તેથી,ઓક્સિજનની સંયોજકતા $2$ છે.

(A) $(i)$ પરમાણ્વીય ક્રમાંક: કોઈ તત્વના પરમાણુના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોનની કુલ સંખ્યાને તે તત્વનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક કહે છે. તેને $Z$ વડે દર્શાવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,નાઈટ્રોજનના પરમાણુમાં $7$ પ્રોટોન હોય છે,તેથી તેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $7$ છે.
$(ii)$ દળ ક્રમાંક: કોઈ તત્વના પરમાણુના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યાના સરવાળાને તે તત્વનો દળ ક્રમાંક કહે છે. તેને $A$ વડે દર્શાવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,બોરોનના પરમાણુમાં $5$ પ્રોટોન અને $6$ ન્યુટ્રોન હોય છે,તેથી તેનો દળ ક્રમાંક $5 + 6 = 11$ થાય છે.
સમસ્થાનિકોના ઉપયોગો:
$1$. યુરેનિયમના એક સમસ્થાનિકનો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટરમાં બળતણ તરીકે થાય છે.
$2$. આયોડિનના એક સમસ્થાનિકનો ઉપયોગ ગોઈટરના રોગની સારવારમાં થાય છે.

(N/A) $(i)$ સમસ્થાનિકો (Isotopes): આ એક જ તત્વના એવા પરમાણુઓ છે જેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક સમાન હોય છે,પરંતુ દળ ક્રમાંક અલગ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે,ક્લોરિનના બે સમસ્થાનિકો છે જેનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $17$ છે પરંતુ દળ ક્રમાંક $35$ અને $37$ છે,જે $_{17}^{35}Cl$ અને $_{17}^{37}Cl$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
$(ii)$ સમભારીકો (Isobars): આ અલગ-અલગ તત્વોના એવા પરમાણુઓ છે જેનો દળ ક્રમાંક સમાન હોય છે,પરંતુ પરમાણ્વીય ક્રમાંક અલગ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે,નિયોન $(Ne)$ નો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $10$ છે અને સોડિયમ $(Na)$ નો પરમાણ્વીય ક્રમાંક $11$ છે,પરંતુ બંનેનો દળ ક્રમાંક $22$ છે,જે $_{10}^{22}Ne$ અને $_{11}^{22}Na$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
સમસ્થાનિકોના બે ઉપયોગો:
$\to$ યુરેનિયમનો એક સમસ્થાનિક પરમાણુ રિએક્ટરમાં બળતણ તરીકે વપરાય છે.
$\to$ કોબાલ્ટનો એક સમસ્થાનિક કેન્સરની સારવારમાં વપરાય છે.

(N/A) સોડિયમ $(Na)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $11$ છે.
તટસ્થ સોડિયમ પરમાણુમાં $11$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 1$ છે.
જ્યારે સોડિયમ પરમાણુ એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને સોડિયમ આયન $(Na^{+})$ બનાવે છે,ત્યારે તેની પાસે $10$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે.
આ $10$ ઇલેક્ટ્રોનનું કક્ષાઓમાં વિતરણ નીચે મુજબ છે:
- $K$-કક્ષા: $2$ ઇલેક્ટ્રોન
- $L$-કક્ષા: $8$ ઇલેક્ટ્રોન
$K$-કક્ષાની મહત્તમ ક્ષમતા $2$ અને $L$-કક્ષાની $8$ હોવાથી,$Na^{+}$ માં બંને કક્ષાઓ સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે.

(B) સરેરાશ પરમાણ્વીય દળની ગણતરી તેમના ટકાવાર પ્રમાણના આધારે સમસ્થાનિકોના દળના ભારિત સરેરાશ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આપેલ સમસ્થાનિકો $_{35}^{79}Br$ $(49.7\%)$ અને $_{35}^{81}Br$ $(50.3\%)$ છે.
સરેરાશ પરમાણ્વીય દળ $= (79 \times 0.497) + (81 \times 0.503)$
$= 39.263 + 40.743$
$= 80.006\,u$

(C) ધારો કે સમસ્થાનિક $_8^{18}X$ ની ટકાવારી $y \%$ છે. તેથી,સમસ્થાનિક $_8^{16}X$ ની ટકાવારી $(100 - y) \%$ થશે.
સરેરાશ પરમાણ્વીય દળ નીચે મુજબ ગણી શકાય:
$\text{સરેરાશ પરમાણ્વીય દળ} = \frac{(16 \times (100 - y)) + (18 \times y)}{100} = 16.2$
બંને બાજુ $100$ વડે ગુણતા:
$1600 - 16y + 18y = 1620$
સમીકરણનું સાદું રૂપ આપતા:
$2y = 1620 - 1600$
$2y = 20$
$y = 10$
આમ,સમસ્થાનિક $_8^{18}X$ ની ટકાવારી $10 \%$ છે અને સમસ્થાનિક $_8^{16}X$ ની ટકાવારી $(100 - 10) \% = 90 \%$ છે.

(D) $Z = 3$ નો અર્થ એ છે કે તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક $3$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 1$ છે.
બાહ્યતમ કક્ષામાં માત્ર $1$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે તત્વને $1$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવો પડે છે.
તેથી,તત્વની સંયોજકતા $1$ છે.
પરમાણુ ક્રમાંક $Z = 3$ ધરાવતું તત્વ લિથિયમ છે.

(D) $X$ નો દળ ક્રમાંક $=$ પ્રોટોનની સંખ્યા $+$ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 6 + 6 = 12$.
$Y$ નો દળ ક્રમાંક $=$ પ્રોટોનની સંખ્યા $+$ ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 6 + 8 = 14$.
આ બે પરમાણ્વીય જાતિઓ $X$ અને $Y$ સમાન પરમાણ્વીય ક્રમાંક (પ્રોટોનની સંખ્યા $= 6$) ધરાવે છે,પરંતુ તેમના દળ ક્રમાંક અલગ-અલગ ($12$ અને $14$) છે. તેથી,તેઓ સમસ્થાનિકો (isotopes) છે.

(C) અસત્ય: જે.જે. થોમસને પ્લમ પુડિંગ મોડેલ આપ્યું હતું,ન્યુક્લિયસની શોધ અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડે કરી હતી.
$(b)$ અસત્ય: ન્યુટ્રોન એક મૂળભૂત અપરમાણ્વીય કણ છે અને તે ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોનના જોડાણથી બનતો નથી.
$(c)$ સત્ય: ઇલેક્ટ્રોનનું દળ પ્રોટોનના દળના લગભગ $\frac{1}{1837}$ થી $\frac{1}{2000}$ ગણું હોય છે.
$(d)$ અસત્ય: ટિંકચર આયોડિન એ આલ્કોહોલમાં આયોડિનનું દ્રાવણ છે,તે આયોડિનનું કોઈ ખાસ સમસ્થાનિક નથી.

(C) રધરફોર્ડના આલ્ફા-કણ પ્રકીર્ણનના પ્રયોગમાં સોનાના પાતળા વરખ પર આલ્ફા-કણોનો મારો ચલાવવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે મોટાભાગના આલ્ફા-કણો વરખમાંથી સીધા પસાર થઈ ગયા,પરંતુ ખૂબ જ ઓછી સંખ્યામાં કણો મોટા ખૂણે વિચલિત થયા અને કેટલાક કણો પાછા ફેંકાયા.
આના પરથી એ નિષ્કર્ષ નીકળ્યો કે પરમાણુનો ધન વીજભાર અને મોટાભાગનું દળ પરમાણુના કેન્દ્રમાં એક ખૂબ જ નાના અને ઘટ્ટ વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત હોય છે,જેને તેમણે પરમાણુનું કેન્દ્ર (ન્યુક્લિયસ) નામ આપ્યું.

(D) સમસ્થાનિકો એટલે એક જ તત્વના એવા પરમાણુઓ કે જેમના પરમાણ્વીય ક્રમાંક સમાન હોય પરંતુ પરમાણ્વીય દળ અલગ હોય છે. પરમાણ્વીય ક્રમાંક સમાન હોવાથી (પ્રોટોનની સંખ્યા સમાન),પ્રોટોનની સંખ્યા સમાન રહે છે. જોકે,પરમાણ્વીય દળ એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનો સરવાળો હોવાથી,દળમાં તફાવતનો અર્થ એ છે કે ન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ છે. તેથી,તત્વના સમસ્થાનિકોમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ હોય છે.

(A) ક્લોરિન $(Cl)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $17$ છે.
$Cl$ પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$ છે.
તટસ્થ $Cl$ પરમાણુમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $7$ છે (ત્રીજી કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન).
$Cl^-$ આયન તેની સંયોજકતા કક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને બને છે.
તેથી,$Cl^-$ આયનમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $7 + 1 = 8$ થાય.

(B) સોડિયમ $(Na)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $11$ છે.
બોહર-બરી યોજના મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન કક્ષાઓમાં $(K, L, M, N, ...)$ ભરાય છે,જેમાં દરેક કક્ષાની મહત્તમ ક્ષમતા $2n^2$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સોડિયમ $(Z = 11)$ માટે:
$K$-કક્ષા: $2$ ઇલેક્ટ્રોન
$L$-કક્ષા: $8$ ઇલેક્ટ્રોન
$M$-કક્ષા: $1$ ઇલેક્ટ્રોન
તેથી,તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8, 1$ છે.

(N/A) કોષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે,આપણે નીચેના સંબંધોનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$1$. $\text{પરમાણ્વીય ક્રમાંક} (Z) = \text{પ્રોટોનની સંખ્યા} = \text{ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા (તટસ્થ પરમાણુમાં)}$.
$2$. $\text{દળ ક્રમાંક} (A) = \text{પ્રોટોનની સંખ્યા} + \text{ન્યુટ્રોનની સંખ્યા}$.

પરમાણ્વીય ક્રમાંક	દળ ક્રમાંક	ન્યુટ્રોનની સંખ્યા	પ્રોટોનની સંખ્યા	ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા	પરમાણ્વીય જાતિનું નામ
$9$	$19$	$10$	$9$	$9$	ફ્લોરિન
$16$	$32$	$16$	$16$	$16$	સલ્ફર
$12$	$24$	$12$	$12$	$12$	મેગ્નેશિયમ
$1$	$2$	$1$	$1$	$1$	ડ્યુટેરિયમ
$1$	$1$	$0$	$1$	$0$	હાઇડ્રોજન આયન