परीक्षा अभ्यास

परमाणुमा प्रोटोन र इलेक्ट्रोनको सङ्ख्या बराबर हुन्छ। हरेक प्रोटोनमा एक एकाइ धनात्मक चार्ज र हरेक इलेक्ट्रोनमा उत्तिकै ऋणात्मक चार्ज हुन्छ। त्यसैले यी चार्ज ठ्याक्कै सन्तुलित हुन्छन्। न्युट्रोनमा चार्ज हुँदैन। यसरी पूरै परमाणुमा कुनै चार्ज बाँकी रहँदैन।

क्लोरिन (पारमाणविक सङ्ख्या 17) को इलेक्ट्रोन विन्यास 2, 8, 7 हो, अर्थात् यसमा 7 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन हुन्छन्। बाहिरी सेलमा 8 पुर्‍याउन यसलाई 1 मात्र इलेक्ट्रोन चाहिन्छ। त्यसैले यसले 1 इलेक्ट्रोन लिन्छ (वा 1 इलेक्ट्रोन साझेदारी गर्छ)। स्थायित्व प्राप्त गर्न यसले लिने इलेक्ट्रोनको सङ्ख्या 1 भएकाले क्लोरिनको संयुज्यता 1 हुन्छ।

रासायनिक प्रतिक्रियामा भाग लिन सक्ने तत्त्वको सबैभन्दा सानो कणलाई परमाणु भनिन्छ। परमाणुको केन्द्रमा प्रोटोन र न्युट्रोन भएको न्युक्लियस हुन्छ र यसको वरिपरि सेलहरूमा इलेक्ट्रोन घुमिरहन्छन्। परमाणुलाई नाङ्गो आँखाले देख्न सकिँदैन।

• i.संयुज्यता Mg 2, O 2 → Mg₂O₂ → 2 ले भाग → MgO
• ii.संयुज्यता Na 1, Cl 1 → Na₁Cl₁ → NaCl
• iii.संयुज्यता K 1, O 2 → K₂O₁ → K₂O
• iv.संयुज्यता Al 3, Cl 1 → Al₁Cl₃ → AlCl₃
• v.संयुज्यता N 3, H 1 → N₁H₃ → NH₃

परमाणुको न्युक्लियसको वरिपरि इलेक्ट्रोन घुम्ने निश्चित बाटोलाई सेल वा अर्बिट भनिन्छ। हरेक सेलको ऊर्जा निश्चित हुने भएकाले सेललाई इनर्जी लेभल पनि भनिन्छ। न्युक्लियसबाट बाहिरतिर क्रमशः सेलहरूलाई K, L, M र N भनिन्छ।

Bohr र Bury को 2n² नियमबाट कुनै सेलमा बढीमा कतिओटा इलेक्ट्रोन अटाउँछन् भन्ने थाहा हुन्छ। यहाँ n सेलको क्रम सङ्ख्या हो। परमाणुका इलेक्ट्रोनलाई सेलहरूमा मिलाउन, अर्थात् इलेक्ट्रोन विन्यास लेख्न यो नियम प्रयोग गरिन्छ। यसअनुसार K सेलमा 2, L मा 8, M मा 18 र N मा 32 इलेक्ट्रोन अटाउँछन्।

परमाणुको सबैभन्दा बाहिरी सेललाई संयुज्यता सूचक सेल भनिन्छ। यसमा भएको इलेक्ट्रोनलाई संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन भनिन्छ।

स्थायित्व प्राप्त गर्न (बाहिरी सेलमा 2 वा 8 इलेक्ट्रोन पुर्‍याउन) कुनै तत्त्वको परमाणुले जतिओटा इलेक्ट्रोन दिन्छ, लिन्छ वा साझेदारी गर्छ, त्यो सङ्ख्यालाई त्यस तत्त्वको संयुज्यता भनिन्छ। संयुज्यता संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोनको सङ्ख्यामा भर पर्छ। यो सङ्ख्या तत्त्वको इलेक्ट्रोन विन्यासमा र त्यसैले पारमाणविक सङ्ख्यामा भर पर्छ।

यसको अर्थ त्यस तत्त्वको परमाणुको बाहिरी सेल पहिल्यै भरिएको छ (हिलियममा 2, नियोन र आर्गनमा 8 इलेक्ट्रोन)। त्यसैले यसलाई कुनै इलेक्ट्रोन दिन, लिन वा साझेदारी गर्नुपर्दैन। यस्ता तत्त्वलाई निष्क्रिय ग्याँस भनिन्छ र यिनले रासायनिक प्रतिक्रियामा लगभग भाग लिँदैनन्।

यसको संयुज्यता 1 हुन्छ। यसको सबैभन्दा बाहिरी सेलमा 1 इलेक्ट्रोन छ। त्यो 1 इलेक्ट्रोन दिँदा 2, 8, 8 बाँकी रहन्छ र बाहिरी सेलमा पूरा 8 इलेक्ट्रोन हुन्छन्। 7 ओटा इलेक्ट्रोन लिनुभन्दा यसो गर्न धेरै सजिलो हुन्छ। यो तत्त्व पोटासियम (19 इलेक्ट्रोन) हो।

तत्त्व वा यौगिकको एउटा अणुलाई सङ्केत र सङ्ख्याको प्रयोग गरी छोटकरीमा देखाउने तरिकालाई आणविक सूत्र भनिन्छ, जस्तै: H₂O र CO₂। यौगिकको आणविक सूत्र लेख्न (1) यौगिक बनाउने तत्त्वहरू (तिनका सङ्केत) र (2) ती हरेक तत्त्वको संयुज्यता थाहा हुनुपर्छ।

पोटासियममा 19 प्रोटोन र 20 न्युट्रोन हुन्छन्: पारमाणविक भार = 19 + 20 = 39 amu।
क्याल्सियम क्लोराइडको सूत्र CaCl₂ हो (Ca = 40, Cl = 35.5):
आणविक भार = 40 + 2 × 35.5 = 40 + 71 = 111 amu।
(Cl = 35 लिँदा 40 + 70 = 110 amu हुन्छ।)

पारमाणविक सङ्ख्या = प्रोटोन = इलेक्ट्रोन। पारमाणविक पिण्ड = प्रोटोन + न्युट्रोन, त्यसैले न्युट्रोन = पारमाणविक पिण्ड − पारमाणविक सङ्ख्या।

क्लोरिनको 35 धेरै पाइने किसिमको क्लोरिन परमाणुको प्रोटोन र न्युट्रोनको योगफल हो। सबै क्लोरिन परमाणुको औसत भार भने 35.5 हुन्छ।

तटस्थ परमाणुका रूपमा रहन सक्दैन। तटस्थ हुन परमाणुमा जति प्रोटोन छन्, त्यति नै इलेक्ट्रोन हुनुपर्छ। परमाणुका सबै इलेक्ट्रोन हटाइएमा धनात्मक चार्जयुक्त न्युक्लियस मात्र बाँकी रहन्छ। यो परमाणु नभई आयोन हो। यसको व्यवहार पूरै फरक हुन्छ र यसले नजिकको जुनसुकै कुराबाट तुरुन्तै इलेक्ट्रोन खोसिहाल्छ। (एउटा इलेक्ट्रोन गुमाएको हाइड्रोजन परमाणु प्रोटोन मात्र, अर्थात् H⁺ हुन्छ।) यसका साथै रासायनिक प्रतिक्रियामा परमाणुलाई अरू परमाणुसँग जोड्ने पनि इलेक्ट्रोन नै हुन्।

सोडियमको पारमाणविक सङ्ख्या 11 हो, यसमा 12 न्युट्रोन हुन्छन् र यसको इलेक्ट्रोन विन्यास 2, 8, 1 हो। उनको चित्रमा भएका सबै कुरा गन्नुहोस्।

1. उनले 6 प्रोटोन कोरेकी छन्। सोडियमको पारमाणविक सङ्ख्या 11 भएकाले यसमा 11 प्रोटोन हुन्छन्। 6 प्रोटोन भएको परमाणु त कार्बन हुन्थ्यो।
2. उनले 8 न्युट्रोन कोरेकी छन्। सोडियममा 12 न्युट्रोन हुन्छन् (11 + 12 = 23 amu)।
3. उनले 2, 7, 1 गरी 10 इलेक्ट्रोन कोरेकी छन्। सोडियममा 2, 8, 1 गरी 11 इलेक्ट्रोन हुन्छन्। M सेलमा कुनै इलेक्ट्रोन जानुअघि L सेलमा 8 इलेक्ट्रोन पुगिसक्नुपर्छ।

प्रोटोनको सङ्ख्या, अर्थात् पारमाणविक सङ्ख्या 19 भएकाले यो तत्त्व पोटासियम (K) हो।
यसका 19 इलेक्ट्रोन 2, 8, 8, 1 गरी मिलेका हुन्छन्। चित्र कोर्दा न्युक्लियसमा 19p⁺ र 20n⁰ लेखेर K सेलमा 2, L मा 8, M मा 8 र N मा 1 इलेक्ट्रोन देखाउनुपर्छ, चित्र 9.10 मा जस्तै।
पारमाणविक भार निकाल्न प्रोटोनको सङ्ख्या र न्युट्रोनको सङ्ख्या चाहिन्छ। परमाणुको लगभग सबै पिण्ड यिनै दुईमा हुन्छ। इलेक्ट्रोन अति हलुका हुने भएकाले तिनको पिण्ड छोड्न सकिन्छ। यहाँ 19 + 20 = 39 amu हुन्छ।

तत्त्वको सङ्ख्या 118 पुगिसकेकाले तिनलाई एक एक गरी अध्ययन गर्न र सम्झन धेरै गाह्रो हुन्छ। वर्गीकरण गर्दा समान गुण भएका तत्त्व एकै ठाउँमा पर्छन्। त्यसैले ग्रुपको एउटा तत्त्वबारे सिकेर अरू तत्त्वका गुण अनुमान गर्न सकिन्छ। यसरी तत्त्वको अध्ययन सजिलो र छिटो हुन्छ तथा लामो समयसम्म सम्झन पनि सकिन्छ।

सोडियम (2, 8, 1) मा 1 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन हुन्छ र यो 1 इलेक्ट्रोन दिएर स्थिर हुन्छ। क्लोरिन (2, 8, 7) मा 7 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन हुन्छन् र यो 1 इलेक्ट्रोन लिएर स्थिर हुन्छ। यिनमा संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोनको सङ्ख्या फरक भएकाले यी फरक ग्रुप (1 र 17) मा पर्छन्। तर दुवैले एउटा मात्र इलेक्ट्रोन दिने वा लिने भएकाले दुवैको संयुज्यता 1 हुन्छ।

पेरियोडिक तालिकामा समान गुण भएका तत्त्व एउटै ग्रुपमा राखिएका हुन्छन् र हरेक पिरियडमा गुण कसरी बदलिन्छन् भन्ने पनि देखिन्छ। त्यसैले 118 तत्त्वलाई छुट्टाछुट्टै सिक्नुको सट्टा ढाँचा सिक्दा पुग्छ। कुनै तत्त्वको स्थानबाट त्यसका सेलको सङ्ख्या, संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन, संयुज्यता र त्यो धातु हो कि अधातु भन्ने थाहा पाउन सकिन्छ।

रासायनिक प्रतिक्रियामा प्रतिक्रियारत पदार्थका परमाणुका पुराना जोड टुट्छन् र परमाणु नयाँ तरिकाले जोडिन्छन्। उत्पादित पदार्थ उही परमाणु फरक तरिकाले मिलेर बनेका नयाँ पदार्थ हुन्, त्यसैले तिनका गुण पनि नयाँ हुन्छन्। सोडियम नरम र खतरनाक धातु हो भने क्लोरिन विषालु ग्याँस। तर यी दुई मिलेर बनेको सोडियम क्लोराइड हामीले खाने नुन हो।

धातुमा 1–3 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन हुन्छन् र तिनले इलेक्ट्रोन दिन्छन् भने अधातुमा 5–7 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन हुन्छन् र तिनले इलेक्ट्रोन लिन्छन्। यसरी धातु र अधातुका गुण उल्टा हुन्छन्। पेरियोडिक तालिकामा तत्त्वलाई पारमाणविक सङ्ख्याको क्रममा राखिने भएकाले हरेक पिरियडमा बायाँबाट दायाँ जाँदा संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोनको सङ्ख्या बढ्दै जान्छ। त्यसैले इलेक्ट्रोन दिने तत्त्व (धातु) बायाँ र बिचमा पर्छन् भने इलेक्ट्रोन लिने तत्त्व (अधातु) दायाँ पर्छन्।

बढ्दो पारमाणविक सङ्ख्याको क्रममा सबै तत्त्वलाई लहर (पिरियड) र महल (ग्रुप) मा मिलाएर बनाइएको तालिकालाई पेरियोडिक तालिका भनिन्छ। यस तालिकामा समान गुण भएका तत्त्व एउटै महलमा पर्छन्।

“तत्त्वहरूका भौतिक र रासायनिक गुणहरू तिनीहरूको पारमाणविक सङ्ख्याको आवधिक कार्यस्वरूप हुन्छन्।” अर्थात् तत्त्वलाई बढ्दो पारमाणविक सङ्ख्याको क्रममा मिलाउँदा समान गुण निश्चित अन्तरालमा दोहोरिन्छन्।

इलेक्ट्रोन दिने तत्त्वलाई धातु भनिन्छ। धातुमा 1–3 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन हुन्छन्। धातु पेरियोडिक तालिकाको बायाँ भाग र बिचमा हुन्छन्: ग्रुप 1 (हाइड्रोजनबाहेक, अल्काली धातु), ग्रुप 2 (अल्कलाइन अर्थ धातु), ग्रुप 3–12 (सङ्क्रमण धातु) तथा ग्रुप 13 देखि 16 का तल्ला भाग (जस्तै आल्मिनियम, टिन र सिसा)। धेरैजसो तत्त्व धातु नै हुन्।

ग्रुपमा माथिबाट तल जाँदा धातुको गुण बढ्दै जान्छ। हरेक तत्त्वमा माथिको तत्त्वभन्दा एउटा सेल बढी हुने भएकाले त्यसका संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन न्युक्लियसबाट टाढा हुन्छन्। यस्ता इलेक्ट्रोन खुकुलो गरी समातिएका हुने भएकाले परमाणुले तिनलाई सजिलै गुमाउँछ। ग्रुप 1 को तलतिर पर्ने सिजियम टुप्पोको लिथियमभन्दा धेरै बढी क्रियाशील हुन्छ।

बायाँबाट दायाँ जाँदा धातुको गुण घट्दै जान्छ। पिरियडमा अघि बढ्दा संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोनको सङ्ख्या र न्युक्लियसको तान दुवै बढ्दै जान्छन्। त्यसैले परमाणुलाई इलेक्ट्रोन दिन गाह्रो र लिन सजिलो हुँदै जान्छ। पिरियडको सुरुमा अति क्रियाशील धातु (जस्तै सोडियम) हुन्छन् भने अन्त्यतिर अधातु (जस्तै क्लोरिन) र निष्क्रिय ग्याँस हुन्छन्।

परमाणुको संयोजन, विच्छेदन वा साटफेर भई नयाँ गुण भएका नयाँ पदार्थ बन्ने रासायनिक परिवर्तनलाई रासायनिक प्रतिक्रिया भनिन्छ। उदाहरणका लागि जिङ्क र पातलो हाइड्रोक्लोरिक अम्लबिच प्रतिक्रिया हुँदा जिङ्क क्लोराइड र हाइड्रोजन बन्छन्।

रासायनिक प्रतिक्रियालाई सङ्केत र सूत्रको प्रयोग गरी छोटकरीमा लेख्ने तरिकालाई रासायनिक समीकरण भनिन्छ। यसमा प्रतिक्रियारत पदार्थ वाण चिह्नको बायाँ र उत्पादित पदार्थ दायाँ लेखिन्छन्, जस्तै: 2Na + Cl₂ → 2NaCl।

पहिले समीकरणको दुवैतिर हरेक तत्त्वका परमाणु गनिन्छ। कुनै तत्त्वका परमाणुको सङ्ख्या फरक भएमा दुवैतिर बराबर नहुन्जेल सूत्रको अगाडि गुणाङ्क (पूर्ण सङ्ख्या) राखिन्छ। सूत्रलाई भने कहिल्यै बदल्नुहुँदैन।
उदाहरण: H₂ + O₂ → H₂O मा बायाँ 2 O छन् तर दायाँ 1 मात्र। H₂O को अगाडि 2 राख्दा H₂ + O₂ → 2H₂O हुन्छ। अब दायाँ 4 H भएकाले H₂ को अगाडि पनि 2 राख्दा 2H₂ + O₂ → 2H₂O हुन्छ। जाँच: दुवैतिर 4 H र 2 O।

• i.MgO + H₂ → Mg + H₂O (पहिल्यै सन्तुलित: दुवैतिर 1 Mg, 1 O, 2 H)
• ii.CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂
• iii.2K + Cl₂ → 2KCl
• iv.4Na + O₂ → 2Na₂O
• v.2H₂ + O₂ → 2H₂O

(i) को समीकरण कागजमा सन्तुलित हुन्छ, तर प्रयोगशालामा हाइड्रोजनले म्याग्नेसियमबाट अक्सिजन खोस्न सक्दैन। कपर अक्साइडबाट भने हाइड्रोजनले अक्सिजन खोस्छ: CuO + H₂ → Cu + H₂O।

सल्फ्युरिक अम्लको सूत्र H₂SO₄ हो र यस प्रतिक्रियामा जिङ्क सल्फेट (ZnSO₄) लवण बन्छ:
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂
(पहिल्यै सन्तुलित: दुवैतिर 1 Zn, 2 H, 1 S र 4 O।)

यो ग्रुप 2 हो। यस ग्रुपका तत्त्वलाई अल्कलाइन अर्थ धातु भनिन्छ।

1. हरेक तत्त्वमा 2 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन हुन्छन् (Be 2, 2; Mg 2, 8, 2; Ca 2, 8, 8, 2), त्यसैले हरेकको संयुज्यता 2 हुन्छ।
2. यी धातु हुन्: प्रतिक्रियामा यिनले आफ्ना 2 संयुज्यता सूचक इलेक्ट्रोन दिन्छन्।
3. हरेक पाइलामा एउटा सेल थपिने भएकाले Be बाट Ca सम्म यिनको पारमाणविक आकार बढ्दै जान्छ।
4. बेरिलियमबाट क्याल्सियमतिर तल जाँदा यिनको धातुको गुण र क्रियाशीलता बढ्दै जान्छ।
5. यिनका रासायनिक गुण समान हुन्छन्, जस्तै: हरेकले MO सूत्र भएको अक्साइड (BeO, MgO, CaO) बनाउँछ।