सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (1)
योग्य उत्तर ते निश्चित कक्षेत केंद्रकाभोवती फिरतात हे आहे.
स्पष्टीकरण आणि महत्त्वाचे मुद्दे:
• इलेक्ट्रॉन हे उपअणु कण आहेत जे अणूच्या मध्यवर्ती केंद्रकाभोवती विशिष्ट गोलाकार मार्गांनी फिरतात, ज्यांना कक्षा किंवा कवच असे म्हणतात. या कक्षा विशिष्ट ऊर्जा स्तरांचे प्रतिनिधित्व करतात. म्हणून, विधान 1 योग्य आहे.
• अणूच्या केंद्रस्थानी असलेले केंद्रक हे प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनने बनलेले असते, ज्यांना एकत्रितपणे न्यूक्लियॉन म्हणतात. इलेक्ट्रॉन केंद्रकाच्या बाहेरील अतिरिक्त-केंद्रक क्षेत्रात असतात. म्हणून, विधान 2 अयोग्य आहे.
• इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान अंदाजे 9.11 x 10^-31 kg असते, जे प्रोटॉन किंवा हायड्रोजन अणूच्या वस्तुमानापेक्षा सुमारे 1/1836 पट कमी असते. ते खूप लहान असल्यामुळे, त्याचे वस्तुमान सहसा नगण्य मानले जाते. म्हणून, विधान 3 अयोग्य आहे.
• इलेक्ट्रॉनवर 1.602 x 10^-19 कुलॉम इतका ऋण विद्युतप्रभार असतो. याउलट, प्रोटॉन हे धनप्रभारित असतात. म्हणून, विधान 4 अयोग्य आहे.
• म्हणून, योग्य उत्तर ते निश्चित कक्षेत केंद्रकाभोवती फिरतात हे आहे.
पूरक माहिती:
• इलेक्ट्रॉनचा शोध:
• 1897 मध्ये सर जे.जे. थॉमसन यांनी कॅथोड रे ट्यूब्सच्या प्रयोगादरम्यान इलेक्ट्रॉनचा शोध लावला.
• त्यांनी निरीक्षण केले की किरणे विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांमुळे विचलित होतात, ज्यामुळे ते ऋणप्रभारित कणांचे बनलेले असल्याचे सूचित झाले.
• बोरचे अणू मॉडेल:
• 1913 मध्ये नील्स बोरने प्रस्तावित केलेले हे मॉडेल इलेक्ट्रॉन कक्षांच्या कल्पनेत सुधारणा करते.
• त्यांनी सांगितले की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा उत्सर्जित न करता निश्चित गोलाकार कक्षेत फिरतात. या कक्षा K, L, M, N या अक्षरांनी किंवा मुख्य क्वांटम संख्या n = 1, 2, 3, 4 ने दर्शविल्या जातात.
• प्रभार आणि वस्तुमान:
• प्रभार-ते-वस्तुमान गुणोत्तर (e/m) ची गणना प्रथम जे.जे. थॉमसन यांनी केली होती.
• इलेक्ट्रॉनचा अचूक ऋण प्रभार नंतर 1909 मध्ये रॉबर्ट मिलिकान यांनी ऑइल ड्रॉप प्रयोगान्वये निश्चित केला.
• संयुजा इलेक्ट्रॉन:
• सर्वात बाहेरील कवचातील इलेक्ट्रॉनला संयुजा इलेक्ट्रॉन म्हणतात. ते एखाद्या मूलद्रव्याच्या रासायनिक गुणधर्म आणि संयुजेसाठी जबाबदार असतात.
• कवचात सामावून घेता येणाऱ्या इलेक्ट्रॉन्सची कमाल संख्या 2n² या सूत्रानुसार दिली जाते.
महत्त्वाची टीप:
• अणूची उदासीनता: अणू विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतो कारण केंद्रकातील इलेक्ट्रॉनची संख्या (ऋण प्रभार) प्रोटॉनच्या संख्ये (धन प्रभार) इतकी असते.
• उपअणु वस्तुमान: एखाद्या मूलद्रव्याचे अणू वस्तुमान जवळजवळ पूर्णपणे केंद्रकामुळे (प्रोटॉन + न्यूट्रॉन) असते, कारण इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान खूप लहान असते (0.0005485 amu).
• क्वांटम स्वरूप: आधुनिक क्वांटम मेकॅनिक्समध्ये (1926 मध्ये श्रोडिंगरने विकसित केले), इलेक्ट्रॉन हे कठोर गोलाकार मार्गाऐवजी उच्च संभाव्यतेच्या क्षेत्रांमध्ये म्हणजेच ऑर्बिटल्समध्ये अस्तित्वात असल्याचे वर्णन केले आहे.
The correct answer is They revolve around the nucleus in fixed orbits..
Explanation & Key Takeaways:
• Electrons are subatomic particles that revolve around the central nucleus of an atom in specific circular paths known as orbits or shells. These orbits represent discrete energy levels. Hence, statement 1 is correct.
• The nucleus at the center of the atom contains protons and neutrons, which are collectively called nucleons. Electrons are located in the extranuclear region outside the nucleus. Hence, statement 2 is incorrect.
• The mass of an electron is approximately 9.11 x 10^-31 kg, which is about 1/1836 times the mass of a proton or a hydrogen atom. Because it is so small, its mass is usually considered negligible. Hence, statement 3 is incorrect.
• Electrons carry a negative electric charge of magnitude 1.602 x 10^-19 Coulombs. In contrast, protons are positively charged. Hence, statement 4 is incorrect.
• Hence, the correct answer is They revolve around the nucleus in fixed orbits.
Related Concepts:
• Discovery of the Electron:
• The electron was discovered by Sir J.J. Thomson in 1897 during his experiments with cathode ray tubes.
• He observed that the rays were deflected by electric and magnetic fields, suggesting they consisted of negatively charged particles.
• Bohr's Model of an Atom:
• Proposed by Niels Bohr in 1913, this model refined the idea of electron orbits.
• He stated that electrons move in fixed circular orbits without radiating energy. These orbits are designated by letters K, L, M, N or principal quantum numbers n = 1, 2, 3, 4.
• Charge and Mass:
• The charge-to-mass ratio (e/m) was first calculated by J.J. Thomson.
• The precise negative charge of the electron was later determined by Robert Millikan through the Oil Drop Experiment in 1909.
• Valence Electrons:
• Electrons in the outermost shell are called valence electrons. They are responsible for the chemical properties and valency of an element.
• The maximum number of electrons that can be accommodated in a shell is given by the formula 2n².
Important Notes:
• Atomic Neutrality: An atom is electrically neutral because the number of electrons (negative charge) is equal to the number of protons (positive charge) in the nucleus.
• Subatomic Mass: The atomic mass of an element is almost entirely due to the nucleus (protons + neutrons), as the electron mass is so tiny (0.0005485 amu).
• Quantum Nature: In modern Quantum Mechanics (developed by Schrödinger in 1926), electrons are described as existing in orbitals, which are regions of high probability rather than strict circular tracks.