उत्तर:
मुल्द्रव्याची संयुजा :
अणूच्या बाह्यतम कक्षेत द्विक अथवा अष्टक स्थिती प्राप्त होण्यासाठी किंवा अणूची बाह्यतम कक्षा स्थिर होण्यासाठी दिल्या किंवा घेतल्या जाणाऱ्या इलेक्ट्रॉनची संख्या म्हणजे त्या मूलद्रव्याची ‘संयुजा’ होय.
संयुजा इलेक्ट्रॉन : बाह्यतम कवचातील इलेक्ट्रॉन म्हणजे संयुजा इलेक्ट्रॉन होत.
हेलियम आणि निऑन, या दोन्ही वायू मूलद्रव्यांचे अणू इतर कोणत्याही अणूशी संयोग पावत नाहीत. ही मूलद्रव्ये रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय आहेत. म्हणजेच त्यांची संयुजा ‘शून्य’ आहे. हेलियम अणूमध्ये दोन इलेक्ट्रॉन असतातव ते ‘K’ ह्या पहिल्या कवचात सामावलेले असतात. ‘K’ कवचाची इलेक्ट्रॉन धारकता (2n2 ) ही ‘दोन’ आहे म्हणजेच हेलिअमचे बाह्यतम कवच पूर्ण भरलेले असते. ह्यालाच हेलिअममध्ये इलेक्ट्रॉन द्विक असते असे म्हणतात.
निऑन ह्या निष्क्रीय वायूच्या इलेक्ट्रॉन संरूपणात ‘K’ व ‘L’ ही दोन कवचे असून ‘L’ हे संयुजा कवच आहे. ‘L’ कवचाची इलेक्ट्रॉन धारकता ‘आठ’ आहे. ह्यालाच निऑनमध्ये इलेक्ट्रॉन अष्टक आहे असे म्हणतात. K, L व M ह्या कवचांमध्ये इलेक्ट्रॉन असलेला निष्क्रीय वायू म्हणजे अरगॉन होय.
निष्क्रीय वायूंच्या संयुजा कवचात आठ इलेक्ट्रॉन असतात, म्हणजेच संयुजा कवचात इलेक्ट्रॉन अष्टक असते. इलेक्ट्रॉन अष्टक (किंवा द्विक) पूर्ण असते तेव्हा संयुजा शून्य असते.
निष्क्रीय वायू वगळता इतर सर्व मूलद्रव्यांच्या अणूंमध्ये इतर अणंूबरोबर संयोग पावण्याची प्रवृत्ती असते. म्हणजेच त्यांची संयुजा शून्य नसते. हायड्रोजनच्या संयोगाने तयार झालेल्या रेणूंच्या सूत्रांवरून (उदा. H2 , HCl) हायड्रोजनची संयुजा ‘एक’ आहे, हायड्रोजनच्या इलेक्ट्रॉन संरूपणावरून दिसते की हायड्रोजनमध्ये एक इलेक्ट्रॉन ‘K’ ह्या कवचात आहे म्हणजे हायड्रोजनमध्ये ‘पूर्ण द्विक’ स्थितीपेक्षा एक इलेक्ट्रॉन कमी आहे.
याचा अर्थ असा आहे की, मूलद्रव्यांची संयुजा व त्यांच्या संयुजा कवचातील इलेक्ट्रॉन संख्या यात काहीतरी संबंध आहे.
इ. अणुवस्तुमानांक म्हणजे काय ? कार्बनचा अणुअंक 6 तर अणुवस्तुमानांक 12 आहे. हे कसे ते स्पष्ट करा.
उत्तर:
1. अणूच्या केंद्रकातील प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनच्या एकूण संख्येला अणू वस्तुमान संख्या म्हणतात.
2.कार्बन चा अणुअंक म्हणजे कार्बनची प्रोटॉन संख्या 6 आहे. आणि वस्तुमान संख्या ही कार्बनमधील प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनची एकूण संख्या आहे, म्हणजे 6 प्रोटॉन + 6 न्यूट्रॉन = 12. म्हणून, कार्बनचा अणुक्रमांक 6 आणि वस्तुमान क्रमांक 12 आहे.
ई. अवअणुकण म्हणजे काय? विद्युतप्रभार, वस्तुमान व स्थान ह्या संदर्भात तीन अवअणुकणांची थोडक्यात माहिती लिहा.
उत्तर: जो कण अणूचा एक भाग असतो आणि अणूपेक्षाही लहान असतो अशाला अवअणुकण असे म्हणतात.
केंद्रामध्ये प्रोटॉन व न्यूट्रॉन हे दोन प्रकारचे अवअणुकण असतात आणि केंद्राकाबाहेरील भागात इलेक्ट्रॉन हा अवअणुकण असतो.
प्रोटॉन
· विद्युतप्रभार +1 e असतो.
· वस्तुमान 1 u असते.
· स्थान अणूच्या केंद्रकात असते. प्रोटॉन हा अणुकेंद्रकात असणारा धनप्रभारित अवअणुकण असून केंद्रकावरील धनप्रभार हा त्याच्यातील प्रोटॉनांमुळे असतो.
न्यूट्रॉन
· विद्युतप्रभार शून्य प्रभार असतो.
· वस्तुमान 1 u असते.
· स्थान अणूच्या केंद्रकात असते.
1 u इतके अणुवस्तुमान असलेल्या हायड्रोजनचा अपवाद वगळता सर्व मूलद्रव्यांच्या अणुकेंद्रकांमध्ये न्यूट्रॉन असतात.
इलेक्ट्रॉन:
· विद्युतप्रभार ऋण प्रभार (-1e) असतो.
· वस्तुमान हे प्रोटॉन च्या अणूवस्तुमानापेक्षा 1800 पटीने कमी आहे.
· स्थान : अणूच्या केंद्रकाबाहेरील भागातील इलेक्ट्रॉन हे केंद्रकाभोवती असलेल्या वेगवेगळ्या कक्षांमध्ये परिभ्रमण करतात. भ्रमणकक्षेचे स्वरूप त्रिमित असल्याने ‘कक्षा’ ह्या पदाऐवजी ‘कवच’ (shell) हे पद वापरतात. इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा तो ज्या कवचात असतो त्यावरून ठरते.
2. शास्त्रीय कारणे लिहा.
अ. अणूचे सगळे वस्तुमान केंद्रकात एकवटलेले असते.
उत्तर:
१) अणूच्या केंद्रभागी धनप्रभारित केंद्रक असते , केंद्रकात प्रोटॉन व न्यूट्रॉन असतात.
२) इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांच्या वस्तुमानांच्या तुलनेत नगण्य असते तसेच अनुचे एकूण वस्तुमान केंद्रकातील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांच्या संख्येवर अवलंबून असते त्यामुळे अणूचे सगळे वस्तुमान केंद्रकात एकवटलेले असते.
आ.अणू विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतो.
उत्तर:
१) केंद्रक व केंद्रकाबाहेरील भाग यांचा मिळून अणू बनतो.
२) अणूचे केंद्रक धनप्रभारित असते, तर इलेक्ट्रॉन हे ऋणप्रभारित असतात व ते अणूच्या केंद्रकाबाहेरील भागातील इलेक्ट्रॉन हे केंद्रकाभोवती असलेल्या वेगवेगळ्या कक्षांमध्ये परिभ्रमण करतात.
३) अणुकेंद्रकाबाहेरील इलेक्ट्रॉनांची संख्या केंद्रकामधील प्रोटॉनसंख्येइतकीच (Z) असते. त्यामुळे विद्युतप्रभारांचे संतुलन होऊन अणू विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतो.
इ. अणुवस्तुमानांक पूर्णांकात असते.
उत्तर:
१) अणूमधील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांच्या एकत्रित संख्येला त्या मूलद्रव्याचा अणुवस्तुमानांक म्हणतात.
२) प्रोटॉन व न्यूट्रॉन पूर्णांकात असल्यानेच अणुवस्तूमानांक सुद्धा पूर्णांकात असते.
ई. परिभ्रमण करणारे प्रभारित इलेक्ट्रॉन असूनही सामान्यपणे अणुंना स्थायीभाव असतो.
उत्तर:
१) अणूचे एकूण वस्तुमान हे केंद्रकातील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांच्या संख्येवर अवलंबून असते. त्यामुळे अणूचे सगळे वस्तुमान धनप्रभारित केंद्राकामध्ये एकवटलेले असते.
२) ऋणप्रभारित इलेक्ट्रॉन्स केंद्रकाभोवती कक्षांमध्ये परिभ्रमण करतात.
३) केंद्रकाबाहेरील इलेक्ट्रॉन्सवरील एकूण ऋणप्रभार हा केंद्राकावरील धनप्रभाराने संतुलित राहतो म्हणजे अणुला स्थायीभाव प्राप्त होतो.
3. व्याख्या लिहा.
अ. अणू
उत्तर: अणू हे द्रव्याचे सर्वांत लहान एकक आहे. सर्व भौतिक व रासायनिक बदलांमध्ये आपली रासायनिक ओळख कायम राखणारा मूलद्रव्याचा लहानात लहान कण म्हणजे अणू होय.
ब. समस्थानिके
उत्तर: मूलद्रव्यांचा अणुअंक हा मूलद्रव्याचा मूलभूत गुणधर्म व त्याची रासायनिक ओळख आहे. निसर्गातील काही मूलद्रव्यांमध्ये अणुअंक समान परंतु अणुवस्तुमानांक मात्र विभिन्न असे अणू असतात. एकाच मूलद्रव्याच्या अशा भिन्न अणुवस्तूमानांक असलेल्या अणूंना समस्थानिके म्हणतात.
क. अणुअंक
उत्तर: अणूमधील इलेक्ट्रॉन किंवा प्रोटॉनच्या संख्येला अणुक्रमांक म्हणतात. अणुक्रमांक z द्वारे दर्शविला जातो.
ड. अणुवस्तुमानांक
उत्तर: अणूच्या केंद्रकातील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांच्या एकत्रित संख्येला त्या मूलद्रव्याचा अणुवस्तुमानांकअसे म्हणतात. अणुवस्तुमानांक ‘A’ या अक्षराने दर्शविला जातो.
इ. अणुभट्‍टीतील मंदक
उत्तर:अणुभट्टीमध्ये निर्माण होणाऱ्या न्यूट्रॉन्सचा वेग कमी करण्यासाठी जो पदार्थ वापरला जातो त्याला मंदक असे म्हणतात.
5. रिकाम्या जागा भरा.
अ. इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन हे अणूमध्ये असणारे ..................... आहेत.
उत्तर: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन हे अणूमध्ये असणारे अवअणुकण आहेत.
आ. इलेक्ट्रॉनवर........ प्रभार असतो.
उत्तर: इलेक्ट्रॉनवर ऋण प्रभार असतो.
इ. अणुकेंद्रकापासून सर्वांत जवळचे इलेक्ट्रॉन कवच ......... हे आहे.
उत्तर: अणुकेंद्रकापासून सर्वांत जवळचे इलेक्ट्रॉन कवच K हे आहे.
ई. मॅग्नेशिअमचे इलेक्ट्रॉन संरूपण 2, 8, 2 आहे. यावरून असे समजते की मॅग्नेशिअमचे संयुजा कवच .......हे आहे.
उत्तर: मॅग्नेशिअमचे इलेक्ट्रॉन संरूपण 2, 8, 2 आहे. यावरून असे समजते की मॅग्नेशिअमचे संयुजा कवच M हे आहे.
उ. H2O ह्या रेणुसूत्रानुसार हायड्रोजनची संयुजा 1 आहे. त्यामुळे Fe2O 3 ह्या सूत्रानुसार Fe ची संयुजा ..............ठरते.
उत्तर: H2O ह्या रेणुसूत्रानुसार हायड्रोजनची संयुजा 1 आहे. त्यामुळे Fe2O 3 ह्या सूत्रानुसार Fe ची संयुजा 3 ठरते.