अणूसंरचना | Atomic Structure

October 12, 2020

This Article Contains

कणाद ऋषि (इ. स. पूर्व 6 वे शतक) : त्यांनी या कणांना ‘परमाणु’ असे संबोधले.
डेमोक्रिट्स (इ. स. पूर्व 430) : या ग्रीक विचारवंताच्या मते द्रव्य हे ‘आटोमोस’ या अत्यंत लहान व अविभाज्य कणांपासून बनले आहे.

डाल्टनचा अणूसिद्धांत : जॉन डाल्टन 1803

त्याच्या मते द्रव्य हे अतिसूक्ष्म अविभाज्य कणांचे बनले आहे.
अणूंची निर्मिती अथवा नाश करता येत नाही. (हे नंतर चुकीचे ठरले)
अणू हा कडक भरीव गोळा आहे.
एकाच मूलद्रव्याचे अणू एकरूप असतात तर भिन्न मूलद्रव्यांचे भिन्न असतात.
अणूच्या प्रभाराविषयी स्पष्टीकरण नाही.

जे. जे. थॉमसन (1867) :

धनप्रभारीत कणांना ‘प्रोटॉन’ हे नाव दिले व ऋणप्रभारीत इलेक्ट्रॉन्सचा शोध लावला.
- अणूला सर्वप्रथम भेदणारा माणूस.
- अणू विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतो हे थौमसनने स्पष्ट केले.
- कालिंगडाची उपमा दिली. लाल भाग म्हणजे प्रोटॉन आणि काळ्या बिया म्हणजे ऋण प्रभार इलेक्ट्रॉन.

हेनरी बेक्वेरेल : 1896 साली बेक्वेरेलने युरेनियम (U) क्षारातून आल्फा, बीटा व गॅंमा प्रारणे उत्स्फूर्तपणे बाहेर पडतात असे संबोधन केले.

विल्यम क्रूक: ऋणप्रभारीत कॅथोड किरणांचा शोध लावला.

गोल्डस्टाईन: धन प्रभारीत कण मिळवले.

रुदरफोर्डचा विकिरणाचा प्रयोग व अनुप्रारूप:

रुदरफोर्डने 1911 मध्ये अणुकेंद्रकाचा शोध लावला व थौमसनचा अणुसिद्धांत रद्द ठरवला. रुदरफोर्डच्या मते अणूंच्या केंद्रस्थानी अणूंचे सर्व वजन एकवटलेले असते. त्यास केंद्रक म्हणतात. केंद्रकाभोवतीच्या मोठ्या पोकळीत इलेक्ट्रॉन फिरत असतात.

रुदरफोर्डने अंनुसंरचना म्हणजे ‘सूर्यमालेची’ छोटी ‘प्रतिकृती’ मानली.

रुदरफोर्डच्या अनुसिद्धांतात इलेक्ट्रॉनच्या गतीशीलतेचे परिणाम स्पष्ट होऊ शकत नाहीत.

चॅडविक – न्यूट्रॉनचा शोध (1932):

चॅडविकच्या मते – न्यूट्रॉन हे उदासीन असतात. अणुकेंद्राकात प्रोटॉन व न्यूट्रॉन असतात. बाहेरील पोकळीत इलेक्ट्रॉन फिरत असतात.
जेवढे प्रोटॉन्स केंद्रकात असतात, तितकेच इलेक्ट्रॉन केंद्रकाबाहेरील कक्षेत फिरत असतात.
न्यूट्रॉन्सची संख्या प्रोटॉन्सच्या संख्येएवढी असतेच असे नाही.

नील्स बोरचा अणुसिद्धांत:

नील्स बोरने रुदरफोर्डच्या अनुसिद्धांतात पुढीलप्रमाणे सुधारणा सुचविली.
स्थीर अशा कक्षांमध्ये परिभ्रमन करणारे इलेक्ट्रॉन्स एका कक्षेतून दुसर्‍या कक्षेत उडी मारू शकतात. यावेळी काही विशिष्ट ऊर्जा शोषली जाते अथवा उत्सर्जित केली जाते.

संशोधक व शोध:

जॉन डाल्टन – अणुसिद्धांत (1803 – अणु अविभाज्य आहे.)
विल्यम क्रूक – ऋणप्रभारीत कॅथोड किरणांचा शोध
गोल्डस्टाईन – धनप्रभारीत प्रोटॉन्स कण (1896)
जे. जे. थौमसन – प्रोटॉन हे नाव सुचवले व इलेक्ट्रॉनचा शोध (1867)
रुदरफोर्ड – अणुकेंद्रकाचा शोध (1911)
चॅडविक – न्यूट्रॉनचा शोध (1932) (उदासीन कण)

मूलद्रव्यांच्या अणूंमधील इलेक्ट्रॉन संरूपण

प्रत्येक कक्षेतील इलेक्ट्रॉन्सची संख्या 2n² (n – केंद्रकापासून कक्षेचा क्रमांक)

कक्षा : K L M N

कक्षा : 2 8 18 32

संयुजा कक्षा : कोणत्याही अणुतील बाह्यतम कक्षेत जास्तीत जास्त 8 इलेक्ट्रॉन असतात. बाह्यतम कक्षांतील इलेक्ट्रॉन्सना ‘संयुजा इलेक्ट्रॉन्स’ म्हणतात.

मूलद्रव्य	अणुक्रमांक	इलेक्ट्रॉन संरूपण
हायड्रोजन	01	1
हीलियम	02	2
कार्बन	06	2,4
नायट्रोजन	07	2,5
ऑक्सिजन	08	2,6
फ्लोरिन	09	2,7
नियॉन	10	2,8
सोडियम	11	2,8,1
मॅग्नीशियम	12	2,8,2
अॅल्युमिनियम	13	2,8,3
सिलिकॉन	14	2,8,4
फॉस्फरस	15	2,8,5
सल्फर	16	2,8,6
क्लोरीन	17	2,8,7
ऑरगॉन	18	2,8,8
पोटॅशियम	19	2,8,8,1
कॅल्शियम	20	2,8,8,2

अणुअंक (अणुक्रमांक- Atomic Number ‘Z’) = अणुतील प्रोटॉन्सची संख्या
अणुवस्तुमानांक (Atomic Mass Number ‘A’) = प्रोटॉन्स व न्यूट्रॉन्सची एकत्रित संख्या.
अणुवस्तुमान डाल्टन या एककात मोजतात.
1 डाल्टन =1.6 X 10^-27 Kg

हायड्रोजन 1 डाल्टन
कार्बन 12 डाल्टन
ऑक्सिजन 16 डाल्टन
सोडियम 23 डाल्टन
मॅग्नीशियम 24 डाल्टन
सल्फर 32 डाल्टन
क्लोरीन 35.5 डाल्टन
कॅल्शियम 40 डाल्टन

समस्थानिके | Isotopes:

एकाच मूलद्रव्याच्या भिन्न अणूंचा अणुक्रमांक एकच असून अणुवस्तुमानांक मात्र भिन्न असतील तर त्यांना समस्थानिके म्हणतात.

अणुकेंद्रकातील न्यूट्रॉन्सची संख्या भिन्न असल्यामुळे समस्थानिके तयार होतात.
समस्थानिकांचा अणुक्रमांक एकच असल्याने त्यांचे गुणधर्म सारखेच असतात.

समस्थानिके:

क्लोरीन – 17Cl35, 17Cl37 (अणुअंकClअणुवस्तुमानांक)
हायड्रोजन – 1H1 (प्रोटियम P), 1H2 (ड्युटेरियम D), 1H3 (ट्रीटियम T)
ऑक्सिजन – 8O16, 8O17, 8O18

समभार मूलद्रव्ये | Isobars:

काही मूलद्रव्यांमध्ये अणुवस्तुमानांक समान आढळतो त्यांना समभार मूलद्रव्ये म्हणतात.

पोटॅशियम (19p+21n=40)
कॅल्शियम (20p+20n=40)
आरगॉन (18p+22n=40)

रेणुभार (रेणुभारांक) | Molecular Weight:

पदार्थाच्या रेणुचे वजन आणि कार्बन-12 च्या रेणुसूत्राच्या 1/12 वजन यांचे गुणोत्तर म्हणजे रेणुभारांक. ग्रॅममध्ये व्यक्त केल्यास तो ग्रॅम रेणुभारांक ठरतो.

सममूल्यभार | Equivalent Weight :

एखाद्या मूलद्रव्याचा जो भार 1.008 भार वस्तुमानाच्या हयड्रोजनशी किंवा 8.00 भार वस्तुमानाच्या ऑक्सिजनशी किंवा 35.45 भार वस्तुमानाच्या क्लोरीनशी संयोग पावतो आणि तेवढ्याच त्याच्या भाराला विस्थापित करतो, तो भार दाखविणार्‍या संख्येला त्या मूलद्रव्याचा सममूल्यभार म्हणतात.

सममूल्यभार = अणुभारांक/संयुजा

आम्लाचा सममूल्यभार:

आम्लाचे जे वजन एक सममूल्यभार हयड्रोजन विस्थापित करते ते त्या आम्लाचा सममूल्यभार होय.

H₂SO₄ चा सममूल्यभार =49

अल्कलीचा सममूल्यभार:

अल्कलीच्या ज्या वजनामध्ये एक भाग हयड्रोक्जिल (OH) असतो, त्या वाजनास त्या अल्कलीचा सममूल्यभार म्हणतात.

NaOH चा सममूल्यभार = 40

सममूल्यभार X संयुजा = मूलद्रव्याचा अणुभारांक

एखाद्या मूलद्रव्याच्या अणुस अष्टक अथवा द्विक स्थिति प्राप्त करण्यास जेवढ्या इलेक्ट्रॉन्सची देवघेव अथवा भागीदारी करावी लागते. त्या इलेक्ट्रॉन्सच्या संख्येस संयुजा म्हणतात.

परावर्ती संयुजा: काही मूलद्रव्ये दोन प्रकारची संयुजा दर्शवतात त्यांना परावर्ती संयुजा म्हणतात.

मूलद्रव्यांची क्रियाशीलता: अष्टक अथवा द्विक स्थिति प्राप्त करण्यासाठी मूलद्रव्याला जितके कमी इलेक्ट्रॉन द्यावे किंवा घ्यावे लागतील, तितकी मूलद्रव्याची क्रियाशीलता अधिक असते.

धातू इलेक्ट्रॉन देणारे असतात म्हणून त्यांचे धन आयन (कॅटायन) तयार होतात.
आधातु इलेक्ट्रॉन घेणारे असतात, म्हणून त्यांचे ऋण आयन (अॅनायन) तयार होतात.

आयनिक बंध: विजातीय आयन बद्ध ठेऊन जेंव्हा आयनिक संयुग तयार होते तेंव्हा त्यांच्यात आयनिक बंध बनतो. धातू आणि आधातु यांच्या संयोगात आयनिक बंध तयार होतो.

सहसंयुज बंध: जेंव्हा दोन अणू आपआपल्या बाह्यतम कक्षेतील इलेक्ट्रॉन्स एकत्र आणून बननार्‍या इलेक्ट्रॉन्सच्या जोडीने एकमेकांशी बद्ध होतात. उदा. सर्व सेंद्रिय संयुगे सहसंयुज बंधांची बनलेली असते.

आधातूंच्या अणुमध्ये सहसंयुज बंध तयार होतो. यामध्ये इलेक्ट्रॉन्सची भागीदारी किंवा जोडी तयार होते.

Post Views: 3,355