विज्ञान

परमाणु क्या है? संरचना, उदाहरण और परमाणु मॉडल

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परमाणु किसी तत्व की वह सबसे छोटी इकाई है जो उस तत्व की रासायनिक पहचान बनाए रखती है। लोहे के टुकड़े को बार-बार काटते जाइए, एक जगह ऐसा सबसे छोटा टुकड़ा बचेगा जो अब भी लोहा है: लोहे का एक परमाणु। उसे भी तोड़ दीजिए तो जो बचेगा वह लोहा नहीं, बस प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन का ढेर होगा।

यह शब्द यूनानी atomos यानी «अविभाज्य» से आया है, क्योंकि ईसा से पाँच सदी पहले माना जाता था कि पदार्थ ऐसी ईंटों पर आकर रुक जाता है जिन्हें काटा नहीं जा सकता। आज हम जानते हैं कि परमाणु तोड़ा जा सकता है, और उसके भीतर के प्रोटॉन-न्यूट्रॉन भी क्वार्क नाम के और छोटे कणों से बने हैं। फिर भी परिभाषा वहीं सही बैठती है जहाँ मायने रखती है: रासायनिक रूप से परमाणु ही सबसे छोटी अविभाज्य इकाई है।

⚛️ परमाणु — एक नज़र में
परिभाषातत्व के गुण रखने वाला सबसे छोटा कण
किससे बनाप्रोटॉन (+), न्यूट्रॉन (उदासीन), इलेक्ट्रॉन (−)
संरचनाघना नाभिक, चारों ओर इलेक्ट्रॉन बादल
आकारलगभग 0.1 नैनोमीटर (10⁻¹⁰ मी) व्यास
द्रव्यमान कहाँ99.9 % से ज़्यादा नाभिक में
पहचान तय करता हैप्रोटॉन संख्या = परमाणु क्रमांक (Z)
ज्ञात तत्व118 तत्व; इनमें 94 प्रकृति में मिलते हैं
उदाहरणकार्बन-12: 6 प्रोटॉन, 6 न्यूट्रॉन, 6 इलेक्ट्रॉन

परमाणु किन कणों से बना है?

तीन तरह के कणों से। दो नाभिक में रहते हैं, तीसरा उसके चारों ओर घूमता है।

कणआवेशद्रव्यमान (u)द्रव्यमान (kg)स्थान
प्रोटॉन+11.007281.6726 × 10⁻²⁷नाभिक
न्यूट्रॉन01.008661.6749 × 10⁻²⁷नाभिक
इलेक्ट्रॉन−10.0005499.109 × 10⁻³¹नाभिक के चारों ओर

तालिका का सबसे चौंकाने वाला आँकड़ा इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान है: एक प्रोटॉन उससे लगभग 1,836 गुना भारी होता है। इसीलिए व्यवहार में परमाणु का द्रव्यमान सिर्फ़ नाभिक से गिना जाता है — इलेक्ट्रॉनों का योगदान हज़ारवें हिस्से से भी कम है।

आवेश का संतुलन भी उतना ही सीधा है। उदासीन परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन बराबर होते हैं, धन और ऋण एक-दूसरे को काट देते हैं, और बाहर से परमाणु आवेशरहित दिखता है। इलेक्ट्रॉन लेते या देते ही यह संतुलन टूटता है और परमाणु आयन बन जाता है।

नाभिक

नाभिक की खोज 1911 में न्यूज़ीलैंड के भौतिकशास्त्री अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने की। परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान यहीं सिमटा होता है, फिर भी आयतन बेहद छोटा है: नाभिक का व्यास लगभग 1.7 फेम्टोमीटर (हाइड्रोजन) से 15 फेम्टोमीटर (यूरेनियम) तक होता है, यानी परमाणु से दस हज़ार से एक लाख गुना छोटा।

पुरानी उपमा इसे साफ़ कर देती है: परमाणु को फुटबॉल स्टेडियम जितना बड़ा मान लीजिए, तो नाभिक बीच मैदान में रखा एक चना होगा। बीच का सारा हिस्सा खाली है, वहाँ केवल इलेक्ट्रॉन हैं। यानी आप जिस भी ठोस चीज़ को छूते हैं वह आयतन के हिसाब से लगभग पूरी तरह खाली है; हाथ मेज़ के आर-पार इसलिए नहीं जाता कि वहाँ «ठोस पदार्थ भरा» है, बल्कि इसलिए कि इलेक्ट्रॉन बादल एक-दूसरे को धकेलते हैं।

तो समान आवेश वाले प्रोटॉन एक-दूसरे को धकेलते हैं, फिर नाभिक बिखरता क्यों नहीं? प्रबल नाभिकीय बल के कारण, जो बहुत कम दूरी पर विद्युत प्रतिकर्षण से कहीं भारी पड़ता है, पर जिसकी पहुँच नाभिक के आकार तक ही सीमित है। नाभिक जितना बड़ा होता जाए, प्रतिकर्षण उतना हावी होता जाता है — भारी तत्वों के अस्थिर और रेडियोसक्रिय होने की वजह यही है।

प्रोटॉन

प्रोटॉन नाभिक के धनावेशित कण हैं और परमाणु की पहचान इन्हीं से बनती है। इनकी संख्या ही परमाणु क्रमांक (Z) है और वह कभी नहीं बदलती: 6 प्रोटॉन वाला हर परमाणु कार्बन है, 79 प्रोटॉन वाला हर परमाणु सोना है। एक प्रोटॉन और जोड़ दीजिए तो तत्व ही बदल जाएगा।

आवर्त सारणी ठीक इसी पर टिकी है — तत्व बढ़ते प्रोटॉन क्रम में सजाए जाते हैं। अंग्रेज़ भौतिकशास्त्री हेनरी मोज़ली ने 1913 में एक्स-किरण मापों से यह सिद्ध किया, और तब से क्रम परमाणु भार की जगह परमाणु क्रमांक से तय होने लगा।

न्यूट्रॉन

न्यूट्रॉन नाभिक के आवेशरहित कण हैं। रदरफोर्ड ने 1920 में इनकी भविष्यवाणी की और उनके शिष्य जेम्स चैडविक ने 1932 में बेरिलियम पर अल्फ़ा कणों की बौछार करके इन्हें प्रयोग से खोजा।

ये तत्व की पहचान नहीं बदलते, पर उसका द्रव्यमान और स्थायित्व बदल देते हैं। एक ही तत्व के, अलग-अलग न्यूट्रॉन संख्या वाले रूपों को समस्थानिक कहते हैं। जब न्यूट्रॉन-प्रोटॉन अनुपात एक सँकरी पट्टी से बाहर चला जाता है, नाभिक अस्थिर होकर क्षय करने लगता है। नाभिक में न्यूट्रॉन होने के नियम का एक मशहूर अपवाद साधारण हाइड्रोजन है, जिसका नाभिक केवल एक प्रोटॉन है।

इलेक्ट्रॉन

इलेक्ट्रॉन ऋणावेशित और बेहद हल्के होते हैं। जे. जे. थॉमसन ने 1897 में कैथोड किरण नली से इन्हें खोजा — यही पहला प्रमाण था कि परमाणु तोड़ा जा सकता है।

इनकी व्यवस्था पुरानी किताबों वाले «छोटे सौरमंडल» जैसी बिलकुल नहीं है। क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार इलेक्ट्रॉन की स्थिति और संवेग दोनों एक साथ ठीक-ठीक नहीं जाने जा सकते; जो पता होता है वह है किसी क्षेत्र में उसके मिलने की प्रायिकता। इन्हीं प्रायिकता मानचित्रों को कक्षक (ऑर्बिटल) कहते हैं और सबको मिलाकर इलेक्ट्रॉन बादल बनता है। इस बादल में सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन कैसे सजे हैं, यही परमाणु की पूरी रसायन तय करता है: वह किससे बंध बनाएगा और पदार्थ चालक होगा या कुचालक।

परमाणु क्रमांक, द्रव्यमान संख्या और न्यूट्रॉन संख्या

तीन संख्याएँ किसी परमाणु को पूरी तरह परिभाषित कर देती हैं:

  • परमाणु क्रमांक (Z) = प्रोटॉन की संख्या। तत्व तय करता है।
  • द्रव्यमान संख्या (A) = प्रोटॉन + न्यूट्रॉन, यानी कुल न्यूक्लिऑन।
  • न्यूट्रॉन संख्या (N) = A − Z।

लिखने का तरीका AXZ है, या रोज़मर्रा में «कार्बन-14»। यहाँ 14 द्रव्यमान संख्या है; कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 होने से न्यूट्रॉन 14 − 6 = 8 निकलते हैं।

हल किया हुआ उदाहरण: सोडियम-23 में Z = 11 और A = 23, इसलिए N = 23 − 11 = 12। परमाणु उदासीन हो तो इलेक्ट्रॉन भी 11 होंगे। एक इलेक्ट्रॉन खोकर वह Na⁺ बने तो प्रोटॉन 11 ही रहते हैं, इलेक्ट्रॉन 10 रह जाते हैं, और द्रव्यमान संख्या बिलकुल नहीं बदलती — इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान इतना कम है कि गिनती में ही नहीं आता।

इलेक्ट्रॉन किस क्रम में सजते हैं?

इलेक्ट्रॉन मनमाने ढंग से नहीं बैठते; वे ऊर्जा स्तरों (कोशों) को क्रम से भरते हैं। हर कोश की अधिकतम क्षमता 2n² नियम से मिलती है:

  • पहला कोश: 2 इलेक्ट्रॉन
  • दूसरा कोश: 8 इलेक्ट्रॉन
  • तीसरा कोश: 18 इलेक्ट्रॉन
  • चौथा कोश: 32 इलेक्ट्रॉन

सबसे बाहरी कोश के इलेक्ट्रॉन संयोजी इलेक्ट्रॉन कहलाते हैं, और लगभग पूरी रसायन इन्हीं की कहानी है। परमाणु ऐसा व्यवहार करते हैं जिससे उनका बाहरी कोश आठ इलेक्ट्रॉन (पहले कोश के लिए दो) से पूरा हो जाए — यही अष्टक नियम है।

सोडियम के बाहरी कोश में एक ही इलेक्ट्रॉन है, उसे देना फ़ायदेमंद है। क्लोरीन के पास सात हैं, उसे एक लेना फ़ायदेमंद है। दोनों मिलते हैं तो सोडियम अपना इलेक्ट्रॉन क्लोरीन को दे देता है और खाने का नमक बन जाता है। नियॉन जैसी उत्कृष्ट गैसों का बाहरी कोश पहले से भरा है, इसीलिए वे किसी से क्रिया नहीं करतीं।

परमाणु के उदाहरण

सबसे ज़्यादा पूछे जाने वाले उदाहरण, उनके सामान्य समस्थानिक के साथ:

तत्वप्रतीकप्रोटॉन (Z)न्यूट्रॉनइलेक्ट्रॉनसामान्य समस्थानिक
हाइड्रोजनH101हाइड्रोजन-1
हीलियमHe222हीलियम-4
कार्बनC666कार्बन-12
नाइट्रोजनN777नाइट्रोजन-14
ऑक्सीजनO888ऑक्सीजन-16
सोडियमNa111211सोडियम-23
क्लोरीनCl171817क्लोरीन-35
लोहाFe263026आयरन-56
सोनाAu7911879गोल्ड-197
यूरेनियमU9214692यूरेनियम-238

ब्रह्मांड का सबसे सरल और सबसे भरपूर परमाणु हाइड्रोजन है: एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन, कोई न्यूट्रॉन नहीं। द्रव्यमान के हिसाब से ब्रह्मांड लगभग 74 % हाइड्रोजन और 24 % हीलियम है; बाकी सारे तत्व मिलकर करीब 2 % में सिमटे हैं। हीलियम ब्रह्मांड में दूसरे नंबर पर है, पर धरती पर दुर्लभ है, क्योंकि इतना हल्का है कि वायुमंडल से निकल भागता है।

पैमाने का अंदाज़ा

एक गिलास पानी में करीब 10²⁵ परमाणु होते हैं। एक वयस्क इंसान का शरीर लगभग 7 × 10²⁷ परमाणुओं से बना है। पेंसिल से लगाए एक बिंदु में अरबों कार्बन परमाणु होते हैं। इतनी बड़ी संख्याओं के साथ काम करने के लिए रसायनज्ञ मोल का इस्तेमाल करते हैं: 1 मोल = 6.022 × 10²³ कण, यानी आवोगाद्रो संख्या।

परमाणु, अणु, तत्व और यौगिक

इन चार शब्दों को अलग कर लेना «परमाणु के उदाहरण» वाले सवाल का आधा जवाब है:

  • परमाणु: एक अकेला कण। उदाहरण: ऑक्सीजन का एक परमाणु (O)।
  • अणु: दो या अधिक जुड़े हुए परमाणु। उदाहरण: जिस ऑक्सीजन में हम साँस लेते हैं वह असल में O₂ है।
  • तत्व: एक ही प्रकार के परमाणुओं से बना शुद्ध पदार्थ। उदाहरण: सोना, ताँबा, लोहा।
  • यौगिक: अलग-अलग तत्व निश्चित अनुपात में जुड़े हुए। उदाहरण: पानी (H₂O), नमक (NaCl)।

तो पानी परमाणु नहीं है; वह दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु से बना अणु है। हवा भी परमाणु नहीं, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के अणुओं का मिश्रण है।

परमाणुओं के प्रकार: समस्थानिक, समन्यूट्रॉनिक, समभारिक और आयन

«परमाणु के प्रकार» से आमतौर पर यही चार वर्गीकरण समझे जाते हैं, और सब उन्हीं तीन संख्याओं (Z, N, A) से तय होते हैं:

  • समस्थानिक
    प्रोटॉन समान, न्यूट्रॉन अलग। तत्व वही रहता है, रसायन लगभग एक जैसी, सिर्फ़ द्रव्यमान बदलता है। उदाहरण: कार्बन-12, कार्बन-13, कार्बन-14।
  • समन्यूट्रॉनिक
    न्यूट्रॉन समान, प्रोटॉन अलग। तत्व अलग-अलग होते हैं। उदाहरण: कार्बन-13 और नाइट्रोजन-14, दोनों में 7 न्यूट्रॉन।
  • समभारिक
    द्रव्यमान संख्या समान, प्रोटॉन अलग। ये भी अलग तत्व होते हैं। उदाहरण: आर्गन-40 और कैल्शियम-40।
  • आयन
    इलेक्ट्रॉन की संख्या प्रोटॉन के बराबर नहीं रही। इलेक्ट्रॉन देने वाला परमाणु धनात्मक (धनायन, Na⁺) और लेने वाला ऋणात्मक (ऋणायन, Cl⁻) हो जाता है।

समस्थानिक रोज़मर्रा में उम्मीद से कहीं ज़्यादा काम आते हैं। कार्बन-14 की अर्ध-आयु 5,730 वर्ष है और रेडियोकार्बन तिथि-निर्धारण इसी पर टिका है। चिकित्सा इमेजिंग में रेडियोसक्रिय अनुरेखक इस्तेमाल होते हैं। और परमाणु बिजलीघरों को यूरेनियम-235 चाहिए, जो प्राकृतिक यूरेनियम में सिर्फ़ 0.7 % होता है — इस अनुपात को बढ़ाने की प्रक्रिया ही संवर्धन कहलाती है।

अस्थिर परमाणु और रेडियोसक्रियता

हर नाभिक हमेशा नहीं टिकता। जब न्यूट्रॉन-प्रोटॉन अनुपात स्थायित्व की पट्टी से बाहर होता है, नाभिक देर-सबेर कोई कण या ऊर्जा छोड़कर दूसरे नाभिक में बदल जाता है। यही रेडियोसक्रिय क्षय है, और इसके तीन मुख्य रूप हैं: अल्फ़ा (हीलियम नाभिक निकलना), बीटा (न्यूट्रॉन का प्रोटॉन बनना और इलेक्ट्रॉन छोड़ना) और गामा (शुद्ध ऊर्जा विकिरण)।

गति अर्ध-आयु से नापी जाती है, यानी किसी नमूने के आधे परमाणुओं के क्षय होने में लगा समय। इसका दायरा बहुत बड़ा है: कार्बन-14 के लिए 5,730 वर्ष, यूरेनियम-238 के लिए 4.47 अरब वर्ष और कुछ कृत्रिम तत्वों के लिए सेकंड का दस लाखवाँ हिस्सा।

भारी नाभिक के टूटने को विखंडन और हल्के नाभिकों के जुड़ने को संलयन कहते हैं। परमाणु बिजलीघर विखंडन से चलते हैं; सूर्य हर सेकंड करोड़ों टन हाइड्रोजन को हीलियम में बदलकर सौरमंडल को गर्म रखता है। दोनों में ऊर्जा का स्रोत एक ही है: उत्पादों का कुल द्रव्यमान शुरुआती से थोड़ा कम होता है, और यही कमी E = mc² के अनुसार ऊर्जा बनकर निकलती है।

परमाणु आपस में कैसे जुड़ते हैं?

हमारे आसपास कुछ भी अकेले परमाणुओं से नहीं बना। जुड़ने के तीन बुनियादी तरीके हैं।

  • आयनिक बंध: इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से दूसरे के पास चला जाता है और विपरीत आवेश वाले आयन एक-दूसरे को खींचते हैं। खाने का नमक इसका आदर्श उदाहरण है — इसीलिए उसका गलनांक ऊँचा है और घोलने पर वह बिजली का चालन करता है।
  • सहसंयोजी बंध: परमाणु इलेक्ट्रॉन साझा करते हैं। पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और सारे कार्बनिक अणु इसी तरह बनते हैं।
  • धात्विक बंध: धातु परमाणु अपने संयोजी इलेक्ट्रॉन एक साझा «समुद्र» में छोड़ देते हैं। धातुओं की चालकता, पिटवाँपन और चमक इसी से आती है।

परमाणु मॉडल: यह विचार यहाँ तक कैसे पहुँचा

परमाणु किसी एक व्यक्ति की खोज नहीं है; यह दो हज़ार साल लंबी सुधारों की कड़ी है।

  • लगभग 440 ई.पू. · डेमोक्रिटस
    तर्क दिया कि बार-बार विभाजन आख़िर किसी अविभाज्य चीज़ पर रुकेगा और उसे atomos नाम दिया। यह विशुद्ध तर्क था, प्रयोग नहीं। अरस्तू का चार तत्वों वाला मत हावी रहा और यह विचार करीब 2,000 साल दबा रहा।
  • 1803 · जॉन डाल्टन
    रासायनिक मापों पर टिका पहला वैज्ञानिक परमाणु सिद्धांत: हर तत्व के परमाणुओं का अपना द्रव्यमान होता है और यौगिक निश्चित अनुपात में बनते हैं। कमी: उन्होंने परमाणु को ठोस, अविभाज्य गोली माना।
  • 1897 · जे. जे. थॉमसन
    कैथोड किरण नली में इलेक्ट्रॉन खोजा; साफ़ हो गया कि परमाणु के हिस्से होते हैं। 1904 में «प्लम पुडिंग» मॉडल दिया: धन आवेशित लोई में धँसे इलेक्ट्रॉन। कमी: इसमें नाभिक था ही नहीं।
  • 1909-1911 · अर्नेस्ट रदरफोर्ड
    सोने की पन्नी के प्रयोग में अल्फ़ा कणों का बहुत छोटा हिस्सा वापस लौट आया — यह घने, धनावेशित नाभिक का प्रमाण था और यह भी कि परमाणु ज़्यादातर खाली है। कमी: चिरसम्मत भौतिकी के अनुसार चक्कर लगाते इलेक्ट्रॉन को ऊर्जा खोकर नाभिक में गिर जाना चाहिए था।
  • 1913 · नील्स बोर
    कहा कि इलेक्ट्रॉन केवल कुछ निश्चित ऊर्जा स्तरों पर रह सकते हैं और स्तर बदलते समय ऊर्जा लेते या छोड़ते हैं। हाइड्रोजन के रेखा स्पेक्ट्रम की पहली व्याख्या यहीं मिली। कमी: जटिल परमाणुओं पर यह मॉडल टिका नहीं।
  • 1926 · एर्विन श्रोडिंगर
    उनके तरंग समीकरण से क्वांटम (इलेक्ट्रॉन बादल) मॉडल मिला: इलेक्ट्रॉन की कोई निश्चित कक्षा नहीं, केवल प्रायिकता वितरण है। 1927 के हाइज़नबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत के साथ यही आज का मान्य मॉडल है।
  • 1932 · जेम्स चैडविक
    प्रयोग से न्यूट्रॉन खोजा, जिससे नाभिक का बचा हुआ द्रव्यमान और समस्थानिकों का होना दोनों समझ में आ गए।
  • 1964-1969 · क्वार्क मॉडल
    मरे गेल-मान और जॉर्ज ज़्वाइग ने क्वार्क की भविष्यवाणी की; SLAC के प्रकीर्णन प्रयोगों ने प्रोटॉन के भीतर बिंदु-सदृश संरचनाएँ पुष्ट कीं। प्रोटॉन में दो अप और एक डाउन क्वार्क, न्यूट्रॉन में एक अप और दो डाउन।
💡

परीक्षा में सबसे ज़्यादा पूछा जाने वाला अंतर: डाल्टन कहते हैं परमाणु अविभाज्य है; थॉमसन कहते हैं इलेक्ट्रॉन हैं पर नाभिक नहीं; रदरफोर्ड कहते हैं नाभिक है पर इलेक्ट्रॉन की जगह अनिश्चित; बोर कहते हैं इलेक्ट्रॉन निश्चित कोशों में हैं; आधुनिक मॉडल कहता है इलेक्ट्रॉन की जगह एक प्रायिकता है। ये मॉडल एक-दूसरे को झुठलाते नहीं — हर एक उस प्रयोग को समझाता है जिसे पिछला नहीं समझा सका।

क्या परमाणु देखा जा सकता है?

दृश्य प्रकाश की तरंगदैर्ध्य 400-700 नैनोमीटर होती है, यानी परमाणु से हज़ारों गुना बड़ी; इसलिए प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी से परमाणु देखना भौतिक रूप से असंभव है। लेकिन दूसरे रास्ते हैं:

  • 1955 — एर्विन म्यूलर के फ़ील्ड आयन सूक्ष्मदर्शी ने अलग-अलग परमाणुओं की पहली छवियाँ दीं।
  • 1981 — गर्ड बिनिग और हाइनरिख रोहरर ने स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (STM) बनाया, जो सतह के परमाणुओं का एक-एक करके नक्शा बनाता है। इसके लिए उन्हें 1986 का भौतिकी नोबेल मिला।
  • 1989 — IBM के शोधकर्ताओं ने 35 ज़ीनॉन परमाणु सरकाकर कंपनी का लोगो लिखा और दिखाया कि परमाणु सिर्फ़ देखे ही नहीं, हिलाए भी जा सकते हैं।

इनमें से कोई भी छवि सामान्य अर्थ में «तस्वीर» नहीं है; ये सतह और बारीक सुई के बीच की धारा या बल के नक्शे हैं।

परमाणु आए कहाँ से

पहले परमाणु महाविस्फोट के लगभग 3,80,000 साल बाद बने। उससे पहले ब्रह्मांड इतना गर्म था कि नाभिक इलेक्ट्रॉन थाम ही नहीं पाते थे; पर्याप्त ठंडा होने पर नाभिकों ने इलेक्ट्रॉन पकड़े और पहले उदासीन परमाणु बने — लगभग पूरी तरह हाइड्रोजन और हीलियम।

भारी तत्व तारों के भीतर बने, जो हाइड्रोजन को हीलियम में और फिर क्रमशः कार्बन, ऑक्सीजन से लेकर लोहे तक बदलते हैं। लोहे से भारी अधिकांश तत्व सुपरनोवा विस्फोटों और न्यूट्रॉन तारों की टक्करों में गढ़े गए और अंतरिक्ष में बिखर गए। आपकी हड्डियों का कैल्शियम, खून का लोहा और उँगली का सोना — सब अरबों साल पहले मर चुके तारों से आया है।

चार आम ग़लतफ़हमियाँ

  1. «परमाणु का विभाजन नहीं हो सकता।» नाम यही कहता है, पर यह सही नहीं; 1897 से हम जानते हैं कि इसे तोड़ा जा सकता है। सही बात यह है कि रासायनिक तरीक़ों से इसका विभाजन नहीं होता।
  2. «इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर ग्रहों की तरह घूमते हैं।» यह 1913 का बोर मॉडल है, जो कब का पीछे छूट चुका। इलेक्ट्रॉन की कोई कक्षा नहीं, केवल उपस्थिति की प्रायिकता है।
  3. «परमाणु ब्रह्मांड की सबसे छोटी चीज़ है।» प्रोटॉन और न्यूट्रॉन क्वार्क से बने हैं; आज की जानकारी के अनुसार क्वार्क और इलेक्ट्रॉन ही मूल कण हैं।
  4. «ठोस चीज़ें अंदर तक ठोस होती हैं।» आयतन के हिसाब से वे लगभग पूरी तरह खाली हैं। ठोसपन इलेक्ट्रॉन बादलों के आपसी प्रतिकर्षण से आता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

परमाणु क्या है, सरल शब्दों में? यह वह सबसे छोटी इकाई है जो किसी तत्व के रासायनिक गुण रखती है: प्रोटॉन-न्यूट्रॉन का नाभिक और उसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन।

परमाणु किससे बना होता है? तीन कणों से — धनावेशित प्रोटॉन, आवेशरहित न्यूट्रॉन और ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन। प्रोटॉन-न्यूट्रॉन नाभिक में रहते हैं, इलेक्ट्रॉन उसके चारों ओर के बादल में।

परमाणु की खोज किसने की? विचार डेमोक्रिटस ने लगभग 440 ई.पू. में रखा और जॉन डाल्टन ने 1803 में इसे वैज्ञानिक सिद्धांत बनाया। भीतरी संरचना बाद में थॉमसन (1897), रदरफोर्ड (1911) और चैडविक (1932) से सामने आई।

परमाणु के प्रकार कौन-कौन से हैं? प्रोटॉन समान और न्यूट्रॉन अलग हों तो समस्थानिक, न्यूट्रॉन समान हों तो समन्यूट्रॉनिक, द्रव्यमान संख्या समान हो तो समभारिक। जिस परमाणु में इलेक्ट्रॉन की संख्या प्रोटॉन के बराबर न हो, वह आयन है।

परमाणु क्रमांक क्या बताता है? नाभिक में प्रोटॉन की संख्या, जो तत्व की पहचान है। उदासीन परमाणु में यह इलेक्ट्रॉन की संख्या के बराबर भी होती है।

द्रव्यमान संख्या कैसे निकालें? प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जोड़कर। उल्टे क्रम में, न्यूट्रॉन की संख्या द्रव्यमान संख्या में से परमाणु क्रमांक घटाकर मिलती है।

सबसे छोटा परमाणु कौन-सा है? हाइड्रोजन। इसके नाभिक में केवल एक प्रोटॉन होता है और सबसे आम समस्थानिक में एक भी न्यूट्रॉन नहीं।

क्या परमाणु के भीतर खालीपन है? आयतन के हिसाब से हाँ। 99.9 % से ज़्यादा द्रव्यमान उस नाभिक में है जो परमाणु के आयतन का बहुत ही छोटा हिस्सा घेरता है।

क्या पानी एक परमाणु है? नहीं। पानी एक अणु है, जो दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु के सहसंयोजी बंध से बनता है।

क्या सूक्ष्मदर्शी से परमाणु दिखता है? प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी से नहीं, क्योंकि प्रकाश की तरंगदैर्ध्य हज़ारों गुना बड़ी है। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप से परमाणुओं की स्थिति का नक्शा बनाया जा सकता है।

कुल कितने तत्व हैं? आवर्त सारणी में 118 तत्व परिभाषित हैं; इनमें 94 प्रकृति में मिलते हैं और बाकी प्रयोगशाला में बनाए गए हैं।

लगभग पूरा द्रव्यमान नाभिक में ही क्यों होता है? क्योंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन इलेक्ट्रॉन से करीब 1,836 गुना भारी हैं; सारे इलेक्ट्रॉन मिलकर भी परमाणु के द्रव्यमान का हज़ारवाँ हिस्सा नहीं बनाते।

स्रोत

  1. Britannica — परमाणु: संरचना, इतिहास और गुण
  2. Jefferson Lab — उप-परमाणु कणों के द्रव्यमान की तुलना
  3. लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी — आवर्त सारणी और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास
  4. Chemistry LibreTexts — परमाणु सिद्धांत और परमाणु की संरचना
  5. CERN — मानक मॉडल और मूल कण
  6. Nobel Prize — 1986 का भौतिकी नोबेल: स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप

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