Class 9 Science Chapter 4 Structure of the Atom परमाणु की संरचना
Class 9 Science Chapter 4 Structure of the Atom परमाणु की संरचना
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Question 1:
What are canal rays?
केनाल किरणें क्या हैं?
Answer
Canal rays are positively charged radiations. These rays consist of positively charged particles known as protons. They were discovered by Gold stein in 1886.
केनाल किरणें धनावेशित विकिरण हैं जो प्रोटॉनों से मिलकर बनी होती हैं। इसकी खोज 1886 में ई. गोल्डस्टीन ने की थी।
Question 2:
If an atom contains one electron and one proton, will it carry any charge or not?
यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन है, तो इसमें कोई आवेश होगा या नहीं?
Answer
An electron is a negatively charged particle, whereas a proton is a positively charged particle. The magnitude of their charges is equal. Therefore, an atom containing one electron and one proton will not carry any charge. Thus, it will be a neutral atom.
प्रोटॉन पर जितना धनात्मक आवेश होता है इलेक्ट्रॉन पर उतना ही ऋणात्मक आवेश होता है। अतः यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रान और एक प्रोटॉन है, तो इसमें कोई आवेश नहीं होगा। परमाणु विधुत उदासीन होगा।
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Question 1:
On the basis of Thomson’s model of an atom, explain how the atom is neutral as a whole.
परमाणु उदासीन है, इस तथ्य को टॉमसन के मॉडल के आधार पर स्पष्ट कीजिए|
Answer
According to Thomson’s model of the atom, an atom consists of both negatively and positively charged particles. These negative and positive charges are equal in magnitude. Thus, by counterbalancing each other’s effect, they make an atom neutral.
टॉमसन के मॉडल के आधार पर, परमाणु में ऋणात्मक और धनात्मक आवेश परिमाण में समान होते हैं। इसलिए परमाणु वैधुतीय रूप से उदासीन होते हैं।
Question 2:
On the basis of Rutherford’s model of an atom, which subatomic particle is present in the nucleus of an atom?
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु के नाभिक में कौन सा अवपरमाणुक कण विद्यमान है?
Answer
On the basis of Rutherford’s model of an atom, protons are present in the nucleus of an atom.
रदरफ़ोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन (धनात्मक आवेशित कण) विद्यमान है।
Question 3:
Draw a sketch of Bohr’s model of an atom with three shells.
तीन कक्षाओं वाले बोर के परमाणु मॉडल का चित्र बनाइए|
Answer
Question 4:
What do you think would be the observation if the α-particle scattering experiment is carried out using a foil of a metal other than gold?
क्या अल्फ़ा कणों का प्रकीर्णन प्रयोग सोने के अतिरिक्त दूसरी धातु की पन्नी से संभव होगा?
Answer
If the α-particle scattering experiment is carried out using a foil of metal rather than gold, there would be no change in the observation. In the α-particle scattering experiment, a gold foil was taken because gold is malleable and a thin foil gold can be easily made. It is difficult to make such foils from other metals.
अल्फ़ा कणों का प्रकीर्णन सोने की पतली पन्नी के अलावा किसी अन्य धातु की पन्नी से संभव नहीं है। क्योंकि किसी अन्य धातु की 1000 परमाणु मोटी पन्नी बनाना संभव नहीं है। प्रोटॉन पर जितना धनात्मक आवेश होता है इलेक्ट्रॉन पर उतना ही ऋणात्मक आवेश होता है। अतः यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन है, तो इसमें कोई आवेश नहीं होगा। परमाणु विद्युत उदासीन होगा।
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Question 1:
Name the three sub-atomic particles of an atom.
परमाणु के तीन अवपरमाणुक कणों के नाम लिखें|
Answer
The three sub-atomic particles of an atom are:
(i) Protons
(ii) Electrons, and
(iii) Neutrons
Question 2:
Helium atom has an atomic mass of 4 u and two protons in its nucleus. How many neutrons does it have?
हीलियम परमाणु का परमाणु द्रव्यमान 4 u है और उसके नाभिक में दो प्रोटॉन होते हैं| इसमें कितने न्यूटॉन होंगे?
Answer
Number of neutrons = Atomic mass – Number of protons
Therefore, the number of neutrons in the atom = 4 – 2 = 2
प्रोटॉन + न्यूटॉन = परमाणु द्रव्यमान
2 + न्यूटॉन = 4
न्यूटॉन = 4 – 2 = 2
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Question 1:
Write the distribution of electrons in carbon and sodium atoms
कार्बन और सोडियम के परमाणुओं के लिए इलेक्ट्रॉन-वितरण लिखिए|
Answer
Total number of electrons in carbon atom is 6.
The distribution of electrons in carbon atom is given by:
K L
2, 4
Total number of electrons in a sodium atom is 11.
The distribution of electrons in sodium atom is given by:
K L M
2, 8, 1
कार्बन के परमाणु में एलेक्ट्रॉनों की संख्या = 6
अतः, इलेक्ट्रान-वितरण
K L
2, 4
सोडियम के परमाणु में इलेक्ट्रॉन की संख्या = 11
अतः इलेक्ट्रान वितरण
K L M
2, 8, 1
Question 2:
If K and L shells of an atom are full, then what would be the total number of electrons in the atom?
अगर किसी परमाणु का K और L कोश भरा है, तो उस परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या क्या होगी?
Answer
The maximum capacity of K shell is 2 electrons and L shell can accommodate maximum 8 electrons in it. Therefore, there will be ten electrons in the atom.
K कोश में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या = 2; L कोश में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या = 8 इसलिए, कुल इलेक्ट्रॉन = 2 + 8 = 10 अतः, उस परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 10 होगी।
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Question 1:
How will you find the valency of chlorine, sulphur and magnesium?
क्लोरीन, सल्फर और मैग्नीशियम की परमाणु संख्या से आप इनकी संयोजकता कैसे प्राप्त करेंगे?
Answer
(1) Atomic number of chlorine = 17
Number of electrons in chlorine atom = 17
Hence, electron-distribution
K L M
2, 8, 7
Chlorine needs 1 electron to get 8 in its last cell M.
Hence, its valency is 1.
क्लोरीन की परमाणु संख्या = 17
क्लोरीन के परमाणु में इलेक्ट्रॉन की संख्या = 17
अतः इलेक्ट्रान-वितरण
K L M
2, 8, 7
क्लोरीन को अपने अंतिम कक्ष M में अष्टम प्राप्त करने के लिए 1 इलेक्ट्रान की आवश्यकता है।
अतः इसकी संयोजकता 1 है।
(2) Atomic number of Sulphur = 16
Number of electrons in Sulphur atom = 16
Hence, electron-distribution
K L M
2, 8, 6
Sulfur needs 2 electrons to get the eighth in its last cell M.
Hence, its valency is 2.
सल्फ़र की परमाणु संख्या = 16
सल्फ़र के परमाणु में इलेक्ट्रॉन की संख्या = 16
अतः इलेक्ट्रान-वितरण
K L M
2, 8, 6
सल्फ़र को अपने अंतिम कक्ष M में अष्टम प्राप्त करने के लिए 2 इलेक्ट्रानों की आवश्यकता है।
अतः इसकी संयोजकता 2 है।
(3) Atomic number of magnesium = 12
Number of electrons in magnesium atom = 12
Hence, electron-distribution
K L M
2, 8, 2
Magnesium needs to sacrifice 2 electrons to get the eighth in its final cell M.
Hence, its valency is 2.
मैग्नीशियम की परमाणु संख्या = 12
मैग्नीशियम के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 12
अतः इलेक्ट्रान-वितरण
K L M
2, 8, 2
मैग्नीशियम को अपने अंतिम कक्ष M में अष्टम प्राप्त करने के लिए 2 इलेक्ट्रानों का त्याग करने की आवश्यकता है।
अतः इसकी संयोजकता 2 है।
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Question 1:
If number of electrons in an atom is 8 and number of protons is also 8, then (i) what is the atomic number of the atom and (ii) what is the charge on the atom?
यदि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 8 है और प्रोटॉनों की संख्या भी 8 है तब,
(i) परमाणु की परमाणुक संख्या क्या है?
(ii) परमाणु का क्या आवेश है?
Answer
(i) The atomic number is equal to the number of protons. Therefore, the atomic number of the atom is 8.
(ii) Since the number of both electrons and protons is equal, therefore, the charge on the atom is 0.
(i) हम जानते हैं कि, परमाणु संख्या = प्रोटॉनों की संख्या
अतः, परमाणु की परमाणु संख्या = 8
(ii) परमाणु का आवेश = प्रोटॉनों की संख्या – इलेक्ट्रॉनों की संख्या
= 8 – 8 = 0
अतः, परमाणु पर कोई आवेश नहीं है और परमाणु उदासीन है।
Question 2:
With the help of Table 4.1, find out the mass number of oxygen and sulphur atom.
सारणी 4.1 की सहायता से ऑक्सीजन और सल्फर-परमाणु की द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए|
Answer
Mass number of oxygen = Number of protons + Number of neutrons = 8 + 8 = 16
Mass number of sulphur = Number of protons + Number of neutrons = 16 +16 = 32
ऑक्सीजन परमाणु की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉनों की संख्या + न्यूटॉनों की संख्या = 8u + 8u = 16 u
तथा सल्फ़र परमाणु की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉनों की संख्या + न्यूटॉनों की संख्या= 16 u + 16 u = 32 u
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Question 1:
For the symbol H, D and T tabulate three sub-atomic particles found in each of them.
चिन्ह H, D और T के लिए प्रत्येक में पाए जाने वाले तीन अवपरमाणुक कणों को सारणीबद्ध कीजिए|
Answer
| Symbol चिन्ह | Proton प्रोटॉन | Neutron न्यूटॉन | Electron इलेक्ट्रॉन |
| H | 1 | 0 | 1 |
| D | 1 | 1 | 1 |
| T | 1 | 2 | 1 |
Question 2:
Write the electronic configuration of any one pair of isotopes and isobars.
समस्थानिक और समभारिक के किसी एक युग्म का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए|
Answer
(1) Isotopes have same electronic configuration.
एक ही तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है, समस्थानिक कहलाते हैं।
(2) Isobars have different electronic configuration.
अलग अलग तत्वों के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है, समभारिक कहलाते हैं।
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Exercise
Question 1:
Compare the properties of electrons, protons and neutrons.
इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गुणों की तुलना कीजिए|
Answer
| Particle | Nature of Charge | Mass | Location |
| Electron | Electrons are negatively charged. | 9 x 10–31 kg | Extra nuclear part distributed in different shell or orbits. |
| Proton | Protons are positively charged. | 1.672 x 10–27 kg (1 µ)(approx. 2000 times that of the electron) | Nucleus |
| Neutron | Neutrons are neutral. | Equal to mass of proton | Nucleus |
Question 2:
What are the limitations of J.J. Thomson’s model of the atom?
जे.जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं?
Answer
The limitations of J.J. Thomson’s model of the atom are:
→ It could not explain the result of scattering experiment performed by rutherford.
→ It did not have any experiment support.
Question 3:
What are the limitations of Rutherford’s model of the atom?
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं?
Answer
The limitations of Rutherford’s model of the atom are
→ It failed to explain the stability of an atom.
→ It doesn’t explain the spectrum of hydrogen and other atoms.
Question 4:
Describe Bohr’s model of the atom.
बोर के परमाणु मॉडल की व्याख्या कीजिए|
Answer
→ The atom consists of a small positively charged nucleus at its center.
→ The whole mass of the atom is concentrated at the nucleus and the volume of the nucleus is much smaller than the volume of the atom.
→ All the protons and neutrons of the atom are contained in the nucleus.
→ Only certain orbits known as discrete orbits of electrons are allowed inside the atom.
→ While revolving in these discrete orbits electrons do not radiate energy. These orbits or cells are represented by the letters K, L, M, N etc. or the numbers, n = 1, 2, 3, 4, . . as shown in below figure.
Question 5:
Compare all the proposed models of an atom given in this chapter.
इस अध्याय में दिए गए सभी परमाणु मॉडलों की व्याख्या कीजिए|
Answer
| Thomson’s model | Rutherford’s model | Bohr’s model |
| → An atom consists of a positively charged sphere and the electrons are embedded in it. → The negative and positive charges are equal in magnitude. As a result the atom is electrically neutral. | → An atom consists of a positively charged center in the atom called the nucleus. The mass of the atom is contributed mainly by the nucleus. → The size of the nucleus is very small as compared to the size of the atom. → The electrons revolve around the nucleus in well-defined orbits. | → Bohr agreed with almost all points as said by Rutherford except regarding the revolution of electrons for which he added that there are only certain orbits known as discrete orbits inside the atom in which electrons revolve around the nucleus. → While revolving in its discrete orbits the electrons do not radiate energy. |
Question 6:
Summarize the rules for writing of distribution of electrons in various shells for the first eighteen elements.
पहले अठारह तत्वों के विभिन्न कक्षों में इलेक्ट्रॉन वितरण के नियम को लिखिए|
Answer
The rules for writing of the distribution of electrons in various shells for the first eighteen elements are given below.
→ If n gives the number of orbit or energy level, then 2n2 gives the maximum number of electrons possible in a given orbit or energy level. Thus,
First orbit or K-shell will have 2 electrons,
Second orbit or L-shell will have 8 electrons,
Third orbit or M-shell will have 18 electrons.
→ If it is the outermost orbit, then it should have not more than 8 electrons.
→ There should be step-wise filling of electrons in different orbits, i.e., electrons are not accompanied in a given orbit if the earlier orbits or shells are incompletely filled.
Question 7:
Define valency by taking examples of silicon and oxygen.
लिकॉन और ऑक्सीजन का उदाहरण लेते हुए संयोजकता की परिभाषा दीजिए|
Answer
(1) Valency of Silicon: It has electronic configuration: 2,8,4
Thus, the valency of silicon is 4 as these electrons can be shared with others to complete octet.
(2) Valency of Oxygen: It has electronic configuration: 2,6
Thus, the valency of oxygen is 2 as it will gain 2 electrons to complete its octet.
Question 8:
Explain with examples (i) Atomic number, (ii) Mass number, (iii) Isotopes and (iv) Isobars. Give any two uses of isotopes.
उदाहरण के साथ व्याख्या कीजिए- परमाणु संख्या, द्रव्यमान संख्या, समस्थानिक और समभारिक समस्थानिकों के कोई दो उपयोग लिखिए|
Answer
(i) Atomic number: The atomic number of an element is the total number of protons present in the atom of that element. For example, nitrogen has 7 protons in its atom. Thus, the atomic number of nitrogen is 7.
(ii) Mass number: The mass number of an element is the sum of the number of protons and neutrons present in the atom of that element. For example, the atom of boron has 5 protons and 6 neutrons. So, the mass number of boron is 5 + 6 = 11.
(iii) Isotopes: These are atoms of the same element having the same atomic number, but different mass numbers. For example, chlorine has two isotopes with atomic number 17 but mass numbers 35 and 37 represented by
(iv) Isobars: These are atoms having the same mass number, but different atomic numbers i.e., isobars are atoms of different elements having the same mass number. For example, Ne has atomic number 10 and sodium has atomic number 11 but both of them have mass numbers as 22 represented by –
Two uses of isotopes:
(1) One isotope of uranium is used as a fuel in nuclear reactors.
(2) One isotope of cobalt is used in the treatment of cancer.
Question 9:
Na+ has completely filled K and L shells. Explain.
Na+ के पूरी तरह से भरे हुए K व L कोश होते हैं- व्याख्या कीजिए|
Answer
The atomic number of sodium is 11. So, neutral sodium atom has 11 electrons and its electronic configuration is 2, 8, 1. But Na+ has 10 electrons. Out of 10, K-shell contains 2 and L-shell 8 electrons respectively. Thus, Na+ has completely filled K and L shells.
Quesiton 10:
If bromine atom is available in the form of, say, two isotopes 79 / 35Br (49.7%) and 81 / 35Br (50.3%), calculate the average atomic mass of bromine atom.
अगर ब्रोमीन परमाणु दो समस्थानिकों [79 / 35Br (49.7%) तथा 81 / 35Br (50.3%)] के रूप में है, तो ब्रोमीन परमाणु के औसत परमाणु द्रव्यमान की गणना कीजिए|
Answer
It is given that two isotopes of bromine are 79 / 35Br (49.7%) and 81 / 35Br (50.3%). Then, the average atomic mass of bromine atom is given by:
Question 11:
The average atomic mass of a sample of an element X is 16.2 u. What are the percentages of isotopes 16 / 8 X and 18 / 8 X in the sample?
एक तत्व X का परमाणु द्रव्यमान 16.2 u है तो इसके किसी एक नमूनें में समस्थानिक 16 / 8 X और 18 / 8 X का प्रतिशत क्या होगा?
Answer
It is given that the average atomic mass of the sample of element X is 16.2 u.
Let the percentage of isotope 18 / 8 X be y%. Thus, the percentage of isotope 16 / 8 X will be (100 – y) %.
Therefore,
8y + 1600 – 16y = 1620
2y + 1600 = 1620
2y = 1620 – 1600
y= 10
Therefore, the percentage of isotope 18 / 8 X is 10%.
And, the percentage of isotope 16 / 8 X is (100 – 10) % = 90%.
Question 12:
If Z = 3, what would be the valency of the element? Also, name the element.
यदि तत्व का Z = 3 हो तो तत्व की संयोजकता क्या होगी? तत्व का नाम भी लिखिए|
Answer
By Z = 3, we mean that the atomic number of the element is 3. Its electronic configuration is 2, 1. Hence, the valency of the element is 1 (since the outermost shell has only one electron).
Therefore, the element with Z = 3 is lithium.
Question 13:
Composition of the nuclei of two atomic species X and Y are given as under
X Y
Protons = 6 6
Neutrons = 6 8
Give the mass numbers of X and Y. What is the relation between the two species?
दो परमाणु स्पीशीज के केंद्रकों का संघटन नीचे दिया गया है
X और Y की द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए| इन दोनों स्पीशीज में क्या संबंध है?
Answer
Mass number of X = Number of protons + Number of neutrons = 6 + 6 = 12
Mass number of Y = Number of protons + Number of neutrons = 6 + 8= 14
These two atomic species X and Y have the same atomic number, but different mass numbers. Hence, they are isotopes.
Question 14:
For the following statements, write T for ‘True’ and F for ‘False’.
निम्नलिखित वक्तव्यों में गलत के लिए F और सही के लिए T लिखें|
(a) J.J. Thomson proposed that the nucleus of an atom contains only nucleons.
जे.जे. टॉमसन ने यह प्रस्तावित किया था कि परमाणु के केंद्रक में केवल न्यूक्लीयोन्स होते हैं|
(b) A neutron is formed by an electron and a proton combining together. Therefore, it is neutral.
(b) एक इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन मिलकर न्यूट्रॉन का निर्माण करते हैं इसलिए यह अनावेशित होता है|
(c) The mass of an electron is about 1 / 2000times that of proton.
(c) इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन से लगभग 1/2000 गुना होता है|
(d) An isotope of iodine is used for making tincture iodine, which is used as a medicine.
(d) आयोडीन के समस्थानिक का इस्तेमाल टिंक्चर आयोडीन बनाने में होता है| इसका उपयोग दवा के रूप में होता है|
Answer
(a) False
(b) False
(c) True
(d) False
Question 15:
Rutherford’s alpha-particle scattering experiment was responsible for the discovery of
(a) Atomic nucleus
(b) Electron
(c) Proton
(d) Neutron
रदरफोर्ड का अल्फ़ा कण प्रकीर्णन प्रयोग किसकी खोज के लिए उत्तरदायी था-
(a) परमाणु केंद्रक
(b) इलेक्ट्रॉन
(c) प्रोटॉन
(d) न्यूट्रॉन
Answer
(a) Atomic nucleus
Question 16:
Isotopes of an element have
(a) the same physical properties
(b) different chemical properties
(c) different number of neutrons
(d) different atomic numbers
एक तत्व के समस्थानिक में होते हैं-
(a) समान भौतिक गुण
(b) भिन्न रासायनिक गुण
(c) न्यूट्रॉनों की अलग-अलग संख्या
(d) भिन्न परमाणु संख्या
Answer
(c) different number of neutrons
17. Number of valence electrons in Cl –ion are:
(a) 16
(b) 8
(c) 17
(d) 18
Cl– आयन में संयोजकता- इलेक्ट्रॉनों की संख्या है-
(a) 16
(b) 8
(c) 17
(d) 18
► (b) 8
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Question 18:
Which one of the following is a correct electronic configuration of sodium?
सोडियम का सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्न में कौन सा है?
(a) 2, 8
(b) 8, 2, 1
(c) 2, 1, 8
(d) 2, 8, 1
► (d) 2, 8, 1
19. Complete the following table.
| Atomic number | Mass number | Number of Neutrons | Number of protons | Number of electrons | Name of the Atomic species |
| 9 | − | 10 | − | − | − |
| 16 | 32 | − | − | − | Sulphur |
| − | 24 | − | 12 | − | − |
| − | 2 | − | 1 | − | − |
| − | 1 | 0 | 1 | 0 | − |
निम्नलिखित सारणी को पूरा कीजिए-
Answer
| Atomic number | Mass number | Number of Neutrons | Number of protons | Number of electrons | Name of the Atomic species |
| 9 | 19 | 10 | 9 | 9 | Fluorine |
| 16 | 32 | 16 | 16 | 16 | Sulphur |
| 12 | 24 | 12 | 12 | 12 | Magnesium |
| 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | Deuterium |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | Hydrogen ion |
