Is the atom truly the smallest piece of matter — or is there a whole world hidden inside it? Follow the 2000-year detective story from Kanada's parmanu to Bohr's shells, told in pictures.क्या atom सचमुच matter का सबसे छोटा टुकड़ा है — या उसके भीतर एक पूरी दुनिया छिपी है? Kanada के atom से Bohr के shells तक की 2000 साल पुरानी जासूसी कहानी चित्रों में देखिए।
Everything around you — your body, a brick wall, the air — is built from atoms. For a long time people thought atoms could not be split. Then experiments revealed three tinier pieces inside: electrons, protons and neutrons. This chapter is the story of how we found them.आपके चारों ओर सब कुछ — आपका शरीर, ईंट की दीवार, हवा — atoms से बना है। लंबे समय तक लोग सोचते थे atom को तोड़ा नहीं जा सकता। फिर experiments ने अंदर तीन और छोटे टुकड़े दिखाए: electron, proton और neutron। यह chapter उन्हें खोजने की कहानी है।
Source: Public-domain portrait of J. J. Thomson, who discovered the electron.Source: J. J. Thomson का public-domain photo, जिन्होंने electron की खोज की।Figure 8.1 — The atom's model kept improving as new experiments arrived. Each scientist fixed the flaw in the one before. Adapted from NCERT Fig. 8.16.Figure 8.1 — नए experiments आते ही atom का model सुधरता गया। हर scientist ने पिछले की कमी ठीक की। NCERT Fig. 8.16 से adapted।
1. Where the Idea Began [NCERT p.141]
Goal: Trace the atom idea from ancient thinkers to Dalton's first scientific theory.Goal: atom के idea को प्राचीन विचारकों से Dalton के पहले scientific theory तक जोड़ना।
🕉️Acharya Kanada (India)Acharya Kanada (भारत)>2000 yrs ago: divide matter (dravya) again and again and you reach an indivisible parmanu. (Vaisesika Sutras)2000+ वर्ष पूर्व: matter को बार-बार बाँटो तो indivisible atom तक पहुँचोगे। (Vaisheshika Sutra)
🏛️Leucippus & Democritus (Greece)Leucippus व Democritus (Greece)the same idea — indivisible particles called atomos ("uncuttable" in Greek).वही idea — indivisible particle जिन्हें atomos ("न कटने वाला", Greek में) कहा।
These were imagined ideas, not experiments. Then in 1808 John Dalton gave the first scientific atomic theory: all matter is made of tiny indivisible atoms — the building blocks of everything. This became the starting point for all later work.[NCERT p.141]ये imagined idea थे, experiments नहीं। फिर 1808 में John Dalton ने पहला scientist atomic theory दिया: सारा matter छोटे indivisible atoms से बना है — हर चीज़ की ईंटें। यही आगे के सारे काम का आरंभ-बिंदु बना।[NCERT p.141]
2. The Race to Picture the Atom [NCERT p.142-146]
Goal: Follow how each model — Thomson, Rutherford, Bohr — was tested and improved.Goal: देखना कि कैसे हर model — Thomson, Rutherford, Bohr — परखा और सुधारा गया।
A clue broke Dalton's "indivisible" idea: some elements give off radiation (radioactivity), so atoms must contain smaller parts. The hunt was on.[NCERT p.141]एक सुराग ने Dalton के "indivisible" idea को तोड़ा: कुछ element radiation छोड़ते हैं (radioactivity), इसलिए atoms में ज़रूर छोटे भाग हैं। खोज शुरू हुई।[NCERT p.141]
The electron — cathode rays (Thomson, 1897)Electron — cathode rays (Thomson, 1897)
Figure 8.2 — In a cathode ray tube, negative rays fly from cathode to anode. They are the same whatever gas or metal is used — so electrons are in every atom. Adapted from NCERT Fig. 8.1.Figure 8.2 — cathode ray tube में negative rays cathode से anode जाती हैं। कोई भी gas या metal हो, ये एक जैसी — इसलिए हर atom में electron है। NCERT Fig. 8.1 से adapted।
These negative particles — electrons — have far less mass than an atom and a charge of −1.602 × 10⁻¹⁹ C (written simply as −1 by convention).[NCERT p.142]ये negative particle — electron — atom से बहुत कम mass वाले हैं और इनका charge −1.602 × 10⁻¹⁹ C है (सुविधा के लिए बस −1 लिखते हैं)।[NCERT p.142]
Thomson's plum-pudding (watermelon) modelThomson का plum-pudding (तरबूज़) model
Figure 8.3 — Thomson: a ball of positive charge with electrons dotted throughout, like seeds in a watermelon. The whole atom is neutral. Adapted from NCERT Figs. 8.2–8.3.Figure 8.3 — Thomson: negative electron से भरी positive charge की गेंद, तरबूज़ के बीजों जैसी। पूरा atom उदासीन। NCERT Figs. 8.2–8.3 से adapted।
The gold-foil experiment (1911) — the big surpriseGold-foil experiment (1911) — बड़ा आश्चर्य
Geiger and Marsden (under Rutherford) fired positive alpha (α) particles at ultra-thin gold foil. If Thomson were right, all should pass nearly straight. Instead: most passed straight, some bent sharply, and a few bounced right back.[NCERT p.143]Geiger और Marsden (Rutherford के under) ने positive alpha (α) particles को अति-पतली सोने की foil पर दागा। यदि Thomson सही होते, सब लगभग सीधे निकलते। पर: ज़्यादातर सीधे निकले, कुछ तेज़ी से मुड़े, और कुछ तो सीधे वापस लौट आए।[NCERT p.143]
Figure 8.4 — The gold-foil (α-scattering) experiment. A few particles bouncing back meant a tiny, dense, positive core. Adapted from NCERT Fig. 8.4.Figure 8.4 — gold-foil (α-scattering) प्रयोग। कुछ particles का वापस लौटना एक छोटे, dense, positive centre का signal था। NCERT Fig. 8.4 से adapted।
Rutherford's nuclear modelRutherford का nuclear model
Mostly emptyज़्यादातर खालीmost α's pass → the atom is mostly empty space.ज़्यादातर α निकले → atom ज़्यादातर खाली जगह।
Dense nucleusDense nucleusa few bounce back → all positive charge & mass sit in a tiny nucleus.कुछ वापस → सारा positive charge व mass एक छोटे nucleus में।
Electrons orbitElectron orbitelectrons revolve around it like planets round the Sun.Electron इसके चारों ओर वैसे ही घूमते हैं जैसे Sun के चारों ओर planets।
How empty is an atom?Atom कितना खाली है? The nucleus is about 100000 (10⁵) times smaller than the atom (atom ≈ 10⁻¹⁰ m, nucleus ≈ 10⁻¹⁵ m). If an atom were as big as a cricket ground, the nucleus would be a single grain of black pepper at the centre![NCERT p.144] Nucleus atom से लगभग 100000 (10⁵) गुना छोटा है (atom ≈ 10⁻¹⁰ m, nucleus ≈ 10⁻¹⁵ m)। यदि atom एक cricket मैदान जितना बड़ा हो, nucleus बीच में काली मिर्च का एक दाना होगा![NCERT p.144]
Source: Public-domain photo of Ernest Rutherford, who proposed the nuclear model.Source: Ernest Rutherford का public-domain photo, जिन्होंने nuclear model का proposal दिया था।
A problem — and the protonएक समस्या — और proton
Rutherford's model had a flaw: an orbiting electron is always changing direction (accelerating), so it should lose energy and spiral into the nucleus — the atom would collapse! But real atoms are stable, so something was missing. Rutherford also identified the positive nuclear particle, the proton (+1, much heavier than an electron). For a neutral atom, protons = electrons.[NCERT p.145]Rutherford के model में खोट था: orbit करता electron हमेशा direction बदलता (accelerate) है, इसलिए उसे energy खोकर nucleus में spiral होकर गिरना चाहिए — atom ढह जाता! पर असली atoms स्थिर हैं, तो कुछ छूट रहा था। Rutherford ने positive nuclear particle proton (+1, electron से बहुत भारी) भी पहचाना। neutral atom में proton = electron।[NCERT p.145]
Figure 8.5 — Rutherford's puzzle: a radiating electron should spiral inward and the atom should collapse. Reality says it doesn't. Adapted from NCERT Fig. 8.6.Figure 8.5 — Rutherford की पहेली: radiate करता electron अंदर spiral होकर atom को ढहा देना चाहिए। पर ऐसा होता नहीं। NCERT Fig. 8.6 से adapted।
Bohr's shells (1913) — the fix for stabilityBohr के shells (1913) — stability का हल
Niels Bohr said electrons live only in fixed circular paths — shells (also called energy levels), labelled K, L, M, N... (or n = 1, 2, 3, 4...). While an electron stays in its shell it does not lose energy (a "stationary state"), so the atom is stable. To jump shells it must absorb or release an exact amount of energy. K (n=1), nearest the nucleus, has the least energy; energy rises outward.[NCERT p.146]Niels Bohr ने कहा electron केवल तय circular paths — shells (energy स्तर भी) — में रहते हैं, जिन्हें K, L, M, N... (या n = 1, 2, 3, 4...) कहते हैं। जब तक electron अपने shell में है, वह energy नहीं खोता ("stationary state"), इसलिए atom स्थिर है। shell बदलने के लिए उसे ठीक उतनी energy सोखनी या छोड़नी पड़ती है। K (n=1), nucleus के सबसे पास, सबसे कम energy का; बाहर की ओर energy बढ़ती है।[NCERT p.146]
Figure 8.6 — Bohr's shells: electrons ride fixed tracks and never lose energy while doing so. Adapted from NCERT Fig. 8.7.Figure 8.6 — Bohr के shells: electron तय पटरियों पर चलते हैं और ऐसा करते समय कभी energy नहीं खोते। NCERT Fig. 8.7 से adapted।Source: Public-domain photo of Niels Bohr, who proposed the shell model.Source: Niels Bohr का public-domain photo, जिन्होंने shell model का proposal दिया था।
Quick checkछोटा सवाल
A few alpha particles bounced right back off the gold foil. What did this prove?कुछ alpha particle gold foil से सीधे वापस लौटे। इसने क्या proved किया?
You now knowअब आप जानते हो
Thomson found electrons; the gold-foil test gave Rutherford's dense nucleus; Bohr's fixed shells explained why atoms don't collapse.Thomson ने electron खोजे; gold-foil test ने Rutherford का dense nucleus दिया; Bohr के तय shells ने बताया atom क्यों नहीं ढहते।
3. The Third Particle — the Neutron [NCERT p.147]
Goal: Explain why atoms weigh more than their protons, and meet all three subatomic particles.Goal: समझाना कि atom अपने protons से ज़्यादा भारी क्यों, और तीनों sub-atomic particles से मिलना।
A puzzle: helium has 2 protons but weighs about 4 times a hydrogen atom, not 2. Extra mass with no charge? In 1932 James Chadwick found the neutron — mass like a proton but zero charge. Neutrons sit in the nucleus of every atom (except ordinary hydrogen).[NCERT p.147]एक पहेली: helium में 2 proton पर weight hydrogen atom का लगभग 4 गुना, 2 नहीं। बिना charge के extra mass? 1932 में James Chadwick ने neutron खोजा — mass proton जैसा पर charge शून्य। Neutron हर atom के nucleus में होते हैं (आम hydrogen को छोड़)।[NCERT p.147]
Source: Public-domain photo of James Chadwick, who discovered the neutron.Source: James Chadwick का public-domain photo, जिन्होंने neutron की खोज की।
ParticleParticle
SymbolSymbol
ChargeCharge
Whereकहाँ
MassMass
ElectronElectron
e⁻
−1
outside (shells)बाहर (shells)
tiny (ignored)बहुत कम (छोड़ा जाता)
ProtonProton
p⁺
+1
nucleusNucleus
≈ 1 u
NeutronNeutron
n⁰
0
nucleusNucleus
≈ 1 u
Why don't the protons repel apart?Proton आपस में क्यों नहीं टूटते? Same-charge protons do push each other, but neutrons space them out and strengthen the strong nuclear force that binds the nucleus. Heavier atoms need extra neutrons (uranium: 92 protons, 146 neutrons).[NCERT p.147] समान charge वाले proton एक-दूसरे को धकेलते हैं, पर neutron उन्हें दूर रखते और nucleus को बाँधने वाले strong nuclear force को मज़बूत करते हैं। भारी atoms को extra neutron चाहिए (uranium: 92 proton, 146 neutron)।[NCERT p.147]
🇮🇳 India in atomic science — BARC & Dhruva🇮🇳 atom science में भारत — BARC व DhruvaThe Bhabha Atomic Research Centre (BARC), Mumbai, runs neutron-scattering experiments on its Dhruva reactor to study superconductors, battery electrodes and drug molecules — helping build better medicines and energy storage in India.Bhabha atom research centre (BARC), Mumbai, अपने Dhruva reactor पर neutron-scattering experiment करके superconductor, battery electrode व दवा-अणुओं का study करता है — भारत में बेहतर दवाएँ व ऊर्जा-भंडारण बनाने में मदद।
Bhabha Atomic Research Centre (BARC) in Trombay, Mumbai.Bhabha atom research centre (BARC) Trombay, मुंबई।
4. Symbols, Atomic Number & Mass Number [NCERT p.148-150]
Goal: Read an element's symbol notation and compute Z, A and neutrons.Goal: किसी element की symbol notation पढ़ना और Z, A व neutron निकालना।
Dalton drew pictures for elements; in 1813 Berzelius switched to letters from Latin names; today IUPAC approves symbols — first letter capital, second small (e.g. Co for cobalt, not CO). Some come from Latin: iron = Fe (ferrum), sodium = Na (natrium), gold = Au (aurum).[NCERT p.148-149]Dalton ने elements के चित्र बनाए; 1813 में Berzelius ने Latin नामों के अक्षरों पर switch किया; आज IUPAC symbol approve करता है — पहला अक्षर बड़ा, दूसरा छोटा (जैसे Co = cobalt, CO नहीं)। कुछ Latin से: iron = Fe (ferrum), sodium = Na (natrium), gold = Au (aurum)।[NCERT p.148-149]
Atomic number, ZAtomic number, Z= number of protons. It defines the element (and, in a neutral atom, = number of electrons).= protons की संख्या। यह element तय करती है (और neutral atom में = electrons की संख्या)।
Mass number, AMass number, A= protons + neutrons (the nucleons). Electrons are too light to count.= protons + neutrons (nucleons)। electron गिनने में बहुत हल्के।
Figure 8.7 — Standard notation: mass number A on top, atomic number Z below, symbol in the middle. Neutrons = A − Z. Adapted from NCERT p.150.Figure 8.7 — मानक लेखन: ऊपर mass number A, नीचे atomic number Z, बीच में प्रतीक। Neutron = A − Z। NCERT p.150 से adapted।
Quick sums (in-text)झटपट हिसाब (in-text)
Neutrons = A − Z. E.g. an atom with Z = 20 and A = 41 has 41 − 20 = 21 neutrons. An atom with 18 neutrons and Z = 17 has A = 17 + 18 = 35. An atom ²³X with 11 electrons (so Z = 11) has 23 − 11 = 12 neutrons.[NCERT p.150]Neutron = A − Z। जैसे Z = 20 और A = 41 वाले atom में 41 − 20 = 21 neutron। 18 neutron व Z = 17 वाले atom में A = 17 + 18 = 35। एक ²³X में 11 electron (यानी Z = 11) पर 23 − 11 = 12 neutron।[NCERT p.150]
5. How Electrons Fill the Shells [NCERT p.151-152]
Goal: Use the Bohr–Bury rules to write electronic configurations.Goal: Bohr–Bury laws से electronic configuration लिखना।
2n²a shell holds at most 2n²: K=2, L=8, M=18.एक shell में maximum 2n²: K=2, L=8, M=18।
Outermost ≤ 8Outer ≤ 8the outermost shell never holds more than 8 (first shell max 2).Outer shell में कभी 8 से ज़्यादा नहीं (पहला shell maximum 2)।
Fill inward-outअंदर से बाहर भरोfill K first, then L, then M — step by step.पहले K, फिर L, फिर M — क्रमशः भरो।
Example: sodium (Z = 11) fills K(2), L(8), M(1) → configuration 2, 8, 1. Every element up to argon follows the same stepwise filling (see Table 8.4 in the textbook).[NCERT p.151]Example: sodium (Z = 11) भरता है K(2), L(8), M(1) → configuration 2, 8, 1। argon तक हर element यही sequential भराव मानता है (textbook की Table 8.4 देखें)।[NCERT p.151]
6. Valency — an Atom's Combining Power [NCERT p.153]
Goal: Use the octet rule to find valency from the outermost electrons.Goal: octet law से outer electron देखकर valency निकालना।
The outermost shell is the valence shell; its electrons are valence electrons. Atoms with a full octet (8, or 2 for helium) are stable and unreactive. Others lose, gain or share electrons to reach an octet — and the number they lose/gain/share is the valency.[NCERT p.153]Outer shell valence shell है; इसके electron valence electron। पूरा octet (8, या helium के लिए 2) वाले atom स्थिर व अक्रियाशील हैं। बाकी octet पाने के लिए electron खोते, पाते या share करते हैं — और जितने खोते/पाते/share करते हैं वही valency है।[NCERT p.153]
Figure 8.8 — Three routes to an octet: sodium loses 1, oxygen gains 2, carbon shares 4. Adapted from NCERT p.153.Figure 8.8 — octet पाने के तीन रास्ते: sodium 1 खोता, oxygen 2 पाता, carbon 4 share करता। NCERT p.153 से adapted।
Shortcut:शॉर्टकट: fewer than 4 valence electrons → the atom loses them (valency = that number). More than 4 → it gains electrons (valency = 8 − that number). Exactly 4 → it shares.[NCERT p.153] 4 से कम valence electron → atom उन्हें खोता है (valency = वही संख्या)। 4 से ज़्यादा → electron पाता है (valency = 8 − वह संख्या)। ठीक 4 → share करता है।[NCERT p.153]
7. Isotopes, Average Mass & Isobars [NCERT p.154-156]
Goal: Tell isotopes from isobars and compute a weighted average atomic mass.Goal: isotopes को isobars से पहचानना और weighted average atomic mass निकालना।
Isotopes are atoms of the same element (same Z) with different numbers of neutrons (different A). Hydrogen has three: protium (¹H), deuterium (²H, 1 neutron), tritium (³H, 2 neutrons) — all with one proton and one electron, so identical chemistry.[NCERT p.154]Isotopesएक ही element के atom हैं (समान Z) जिनमें अलग संख्या में neutron (अलग A) हों। hydrogen के तीन: protium (¹H), deuterium (²H, 1 neutron), tritium (³H, 2 neutron) — सबमें एक proton व एक electron, इसलिए chemistry एक जैसा।[NCERT p.154]
Figure 8.9 — The three isotopes of hydrogen: same 1 proton + 1 electron, different neutron counts. Red = proton, grey = neutron, blue = electron. Adapted from NCERT Fig. 8.12.Figure 8.9 — hydrogen के तीन isotopes: समान 1 proton + 1 electron, अलग neutron। लाल = proton, सलेटी = neutron, नीला = electron। NCERT Fig. 8.12 से adapted।
⚛️²³⁵Ufuel in nuclear power plantsAtom बिजलीघरों का fuel
🩺⁶⁰Coradiation therapy for cancerCancer की radiation medical
🦋¹³¹Itreats goitre & thyroid cancerघेंघा व थायरॉइड cancer का इलाज
🦴¹⁴Cdating fossils & artefactsजीवाश्म व पुरावशेषों की आयु
A modern nuclear power plant generating electricity from uranium-235.यूरिनियम-235 से बिजली बनाने वाला एक modern atom बिजलीघर।
Weighted average atomic massWeighted average atomic mass
Chlorine is a mix of ³⁵Cl (75%) and ³⁷Cl (25%). A simple average (36 u) ignores how common each is. The weighted average uses the abundances: (75/100 × 35) + (25/100 × 37) = 35.5 u. No single atom weighs 35.5 u — it's the mix's average.[NCERT p.155]Chlorine, ³⁵Cl (75%) और ³⁷Cl (25%) का mixture है। साधारण average (36 u) यह भूलता है कि कौन ज़्यादा आम है। weighted average abundance लेता है: (75/100 × 35) + (25/100 × 37) = 35.5 u। किसी एक atom का weight 35.5 u नहीं — यह mixture का average है।[NCERT p.155]
Isotope 1 massIsotope 1 mass35 u, abundanceAbundance75% · Isotope 2 massIsotope 2 mass37 u
Average atomic mass =Average atomic mass =35.50 u
Isobars — same A, different elementIsobars — समान A, अलग element
Isobars are atoms of different elements (different Z) that happen to have the same mass number A. Example: argon (Z=18), potassium (Z=19) and calcium (Z=20) all have A = 40.[NCERT p.156]Isobarsअलग elements (अलग Z) के atom हैं जिनकी mass number A समान हो। example: argon (Z=18), potassium (Z=19) और calcium (Z=20) सभी की A = 40।[NCERT p.156]
IsotopesIsotopes (isotope)SAME element, same Z, different A (neutrons differ). Same chemistry.एक ही element, समान Z, अलग A (neutron अलग)। chemistry समान।
IsobarsIsobars (isobar)DIFFERENT elements, different Z, same A. Different chemistry.अलग element, अलग Z, समान A। chemistry अलग।
🇮🇳 Homi Jehangir Bhabha🇮🇳 Homi जहाँगीर BhabhaThe "father of India's nuclear programme". He founded TIFR and BARC to use atomic energy peacefully — for electricity, agriculture and medicine."भारत के nuclear programme के father"। उन्होंने nuclear energy के शांतिपूर्ण इस्तेमाल — बिजली, कृषि व medical — के लिए TIFR और BARC की स्थापना की।
Source: Government of India photo of Homi Jehangir Bhabha, father of India's nuclear programme.Source: भारत सरकार का Homi Jehangir Bhabha का photo, जो भारत के nuclear programme के father हैं।
Quick checkछोटा सवाल
Two atoms both have 11 protons, but one has 12 neutrons and the other 13. What are they?दो atom में 11-11 proton, पर एक में 12 neutron और दूसरे में 13। ये क्या हैं?
You now knowअब आप जानते हो
Isotopes: same Z, different A (same chemistry). Isobars: same A, different Z. Average atomic mass is a weighted average of the isotopes.Isotopes: समान Z, अलग A (chemistry समान)। Isobars: समान A, अलग Z। average atomic mass isotopes का weighted average है।
At a Glanceएक नज़र में
Termपद
Meaningमतलब
Atomic number ZAtomic number Z
number of protonsProtons की संख्या
Mass number AMass number A
protons + neutronsProtons + neutrons
ValencyValency
electrons lost/gained/shared for an octetOctet के लिए खोए/पाए/shared electron
IsotopesIsotope
same Z, different Aसमान Z, अलग A
IsobarsIsobar
same A, different Zसमान A, अलग Z
Solved NCERT Questions (Revise, Reflect, Refine)हल किए गए NCERT सवाल (Revise, Reflect, Refine)
Q1. Gold-foil experiment — which options are correct?Gold-foil experiment — कौन से option सही?
Correct: (ii) it disproved the plum-pudding model and pointed to a nucleus, and (iii) large deflections meant mass + positive charge are packed in a tiny centre. Wrong: (i) it did NOT show neutrons (Chadwick, 1932); (iv) it did not reveal how electrons move.[NCERT p.158]सही: (ii) इसने plum-pudding model ग़लत prove कर nucleus की ओर इशारा किया, और (iii) बड़े विक्षेपण का मतलब mass + positive charge एक छोटे centre में। ग़लत: (i) इसने neutron नहीं दिखाए (Chadwick, 1932); (iv) यह electron की motion नहीं बताता।[NCERT p.158]
Q2. Which statements match Bohr's model?कौन से statement Bohr के model से मेल खाते हैं?
(iii) is correct — electrons revolve in fixed-energy orbits without losing energy. (i), (ii), (iv) are wrong: in Bohr's model electrons do NOT lose energy in an orbit, do NOT sit anywhere, and are NOT found between levels.[NCERT p.158](iii) सही — electron fixed-energy orbits में बिना energy खोए घूमते हैं। (i), (ii), (iv) ग़लत: Bohr के model में electron orbit में energy नहीं खोते, कहीं भी नहीं रहते, और स्तरों के बीच नहीं मिलते।[NCERT p.158]
Q3. X (18p,19n), Y (17p,18n), Z (17p,20n) — relations?X (18p,19n), Y (17p,18n), Z (17p,20n) — relation?
(i) Y and Z: same protons (17) but different neutrons ⇒ isotopes. (ii) Z and X: mass numbers 37 (17+20) and 37 (18+19) are equal but Z differs ⇒ isobars.[NCERT p.158](i) Y व Z: समान proton (17) पर अलग neutron ⇒ isotopes। (ii) Z व X: mass number 37 (17+20) व 37 (18+19) बराबर पर Z अलग ⇒ isobars।[NCERT p.158]
Q4. What did Rutherford conclude from the bounced-back alphas?वापस लौटे alpha से Rutherford ने क्या conclusion निकाला?
The atom's positive charge and almost all its mass are concentrated in an extremely small, dense central region — the nucleus — while the rest of the atom is empty space.[NCERT p.158]Atom का positive charge और लगभग सारा mass एक बहुत छोटे, dense central region — nucleus — में जमा है, जबकि बाकी atom खाली जगह है।[NCERT p.158]
Q5. Put the atomic models in chronological order.Atom models को कालक्रम में रखो।
Q6. Why don't orbiting electrons fly away?Orbit करते electron उड़ क्यों नहीं जाते?
The negatively charged electrons are held by the electrostatic attraction of the positively charged nucleus, which provides the inward pull that keeps them in their orbits.[NCERT p.159]Negatively-charged electron positively-charged nucleus के electrostatic आकर्षण से बँधे हैं, जो उन्हें orbit में रखने वाला अंदरूनी pull देता है।[NCERT p.159]
(ii) Both A and R are true, but R is not the correct explanation of A. (Discovering the particles did help; but "electrons = protons" is a separate fact, not the reason.)[NCERT p.159](ii) A और R दोनों सही, पर R, A का सही explanation नहीं। (particle खोजना मददगार था; पर "electron = proton" अलग fact है, कारण नहीं।)[NCERT p.159]
Q8. Magnesium: A = 24, Z = 12. Protons, neutrons, electrons, arrangement?Magnesium: A = 24, Z = 12। proton, neutron, electron, configuration?
Q9. For an element's Bohr diagram, find name, symbol, electrons, valence electrons, valency, protons, Z.किसी element के Bohr diagram के लिए नाम, symbol, electron, valence electron, valency, proton, Z निकालो।
Read the shells to total the electrons (= Z = protons in a neutral atom); the outermost shell gives the valence electrons; valency = that number if ≤4, else 8 − that number. (E.g. a 2,8,1 atom: sodium, Na, 11 e⁻, 1 valence e⁻, valency 1, 11 p⁺, Z = 11.)[NCERT p.159]Shells जोड़कर कुल electron निकालो (= Z = neutral atom में proton); outer shell valence electron देता है; valency = वह संख्या यदि ≤4, वरना 8 − वह संख्या। (जैसे 2,8,1 atom: sodium, Na, 11 e⁻, 1 valence e⁻, valency 1, 11 p⁺, Z = 11।)[NCERT p.159]
Q10. Why did Rutherford's model fail on stability while Bohr's succeeded?Rutherford का model stability पर विफल पर Bohr का सफल क्यों?
In Rutherford's model an orbiting electron accelerates and should radiate energy, spiralling into the nucleus (collapse). Bohr fixed this by postulating stationary shells in which the electron does not lose energy, so the atom stays stable.[NCERT p.160]Rutherford के model में orbit करता electron accelerate होकर energy विकीर्ण कर nucleus में गिरना चाहिए (ढहना)। Bohr ने stationary shells माने जिनमें electron energy नहीं खोता, इसलिए atom स्थिर रहता है।[NCERT p.160]
Q11. ⁷⁰X has 31 electrons. Neutrons?⁷⁰X में 31 electron। neutron?
Z = 31 (electrons = protons). Neutrons = A − Z = 70 − 31 = 39.[NCERT p.160]Z = 31 (electron = proton)। neutron = A − Z = 70 − 31 = 39।[NCERT p.160]
Q12. 79 protons, A = 197. Neutrons and electrons?79 proton, A = 197। neutron व electron?
(i) Neutrons = 197 − 79 = 118. (ii) Electrons = protons = 79. (This is gold, Au.)[NCERT p.160](i) neutron = 197 − 79 = 118। (ii) electron = proton = 79। (यह gold, Au है।)[NCERT p.160]
Q13. Complete the atomic table.Atom तालिका पूरी करो।
Use Z = p = e, A = p + n. Row1: Z 5, A 11, n 6, e 5 → Boron. Row2: Z 7, A 14, n 7, e 7 → Nitrogen. Row3: Z 12, A 24, n 12, e 12 → Magnesium. Row4: Z 15, A 31, n 16, e 15 → Phosphorus. Row5: Z 1, A 1, n 0, e 1 → Hydrogen.[NCERT p.160]Z = p = e, A = p + n लगाओ। row1: Z 5, A 11, n 6, e 5 → Boron। row2: Z 7, A 14, n 7, e 7 → Nitrogen। row3: Z 12, A 24, n 12, e 12 → Magnesium। row4: Z 15, A 31, n 16, e 15 → Phosphorus। row5: Z 1, A 1, n 0, e 1 → Hydrogen।[NCERT p.160]
Q14. Element X: A = 35, 18 neutrons.Element X: A = 35, 18 neutron।
(i) Protons = electrons = 35 − 18 = 17. (ii) Z = 17. (iii) X is chlorine (Cl). (iv) Config = 2, 8, 7. (v) Valence electrons = 7. (vi) Add 2 neutrons ⇒ new A = 37. (vii) ³⁵Cl and ³⁷Cl are isotopes.[NCERT p.160](i) proton = electron = 35 − 18 = 17। (ii) Z = 17। (iii) X chlorine (Cl) है। (iv) configuration = 2, 8, 7। (v) valence electron = 7। (vi) 2 neutron जोड़ो ⇒ नई A = 37। (vii) ³⁵Cl व ³⁷Cl isotopes हैं।[NCERT p.160]
Q15. 12 protons, 12 neutrons; electrons replaced by particles 500× heavier but same charge. Effect on Z, atomic mass, A, overall charge?12 proton, 12 neutron; electron 500 गुना भारी पर समान charge वाले particles से बदले। Z, atomic mass, A, कुल charge पर असर?
(i) Z unchanged (still 12 protons). (ii) Atomic mass increases — the heavy particles now add noticeable mass. (iii) A (= p + n) is unchanged (defined by nucleons only). (iv) Overall charge still zero — the particles carry the same −1 charge as electrons.[NCERT p.160](i) Z unchanged (अब भी 12 proton)। (ii) atomic mass बढ़ता है — भारी particle अब ध्यान देने योग्य mass जोड़ते हैं। (iii) A (= p + n) unchanged (केवल nucleons से तय)। (iv) कुल charge अब भी zero — particles का charge electron जैसा −1 ही है।[NCERT p.160]
Previous-Year Style Questions (PYQ)पिछले सालों जैसे सवाल (PYQ)
PYQ 1. Define isotopes and give one example. (2 marks)Isotopes की definition दो और एक उदाहरण। (2 marks)
Isotopes are atoms of the same element (same atomic number) with different mass numbers, e.g. ¹²C and ¹⁴C.Isotopes एक ही element (समान atomic number) के atom हैं जिनकी mass number अलग हो, जैसे ¹²C और ¹⁴C।
PYQ 2. Write the electronic configuration and valency of sulfur (Z = 16). (2 marks)Sulfur (Z = 16) का electronic configuration व valency लिखो। (2 marks)
Configuration = 2, 8, 6. Valence electrons = 6, so it gains 2 to complete the octet ⇒ valency = 2.Configuration = 2, 8, 6। valence electron = 6, इसलिए octet पूरा करने को 2 पाता है ⇒ valency = 2।
PYQ 3. Why is the atomic mass of chlorine 35.5 u? (2 marks)Chlorine का atomic mass 35.5 u क्यों? (2 marks)
It is the weighted average of its isotopes ³⁵Cl (75%) and ³⁷Cl (25%): (0.75×35) + (0.25×37) = 35.5 u. No single atom weighs 35.5 u.यह इसके isotopes ³⁵Cl (75%) व ³⁷Cl (25%) का weighted average है: (0.75×35) + (0.25×37) = 35.5 u। किसी एक atom का weight 35.5 u नहीं।
PYQ 4. State two differences between Thomson's and Rutherford's models. (2 marks)Thomson व Rutherford के models में दो अंतर बताओ। (2 marks)
Thomson: positive charge spread evenly through the atom, electrons embedded in it. Rutherford: positive charge (and mass) packed in a tiny central nucleus, electrons revolving around mostly empty space.Thomson: positive charge पूरे atom में समान रूप से फैला, electron उसमें धँसे। Rutherford: positive charge (व mass) छोटे central nucleus में जमा, electron ज़्यादातर खाली जगह में घूमते।
The Journey Beyondआगे की यात्रा
The story is not over. Even Bohr's tidy orbits were later found to be too simple — today we picture electrons as fuzzy "electron clouds", and we can only say where they are likely to be, not exactly where. Powerful microscopes (STM, TEM) can now image single atoms on a surface. Try the PhET "Rutherford Scattering" and "Isotopes and Atomic Mass" simulations to explore further.[NCERT p.156-161]कहानी अभी ख़त्म नहीं। Bohr की साफ़-सुथरी orbits भी बाद में बहुत आसान पाई गईं — आज हम electron को धुंधले "electron बादल" मानते हैं, और केवल यह कह सकते हैं कि वे कहाँ होने की chance है, ठीक कहाँ नहीं। शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी (STM, TEM) अब surface पर single atom की image ले सकते हैं। और जानने को PhET के "Rutherford Scattering" व "Isotopes and Atomic Mass" simulations आज़माओ।[NCERT p.156-161]
A scanning tunneling microscope (STM) visualization showing individual cobalt atoms on a surface.एक स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (STM) विज़ुअलाइज़ेशन जिसमें surface पर व्यक्तिगत कोबाल्ट atoms को दर्शाया गया है।
What you can now doअब आप क्या कर सकते हो
Order the atomic models and say what each fixed.Atom models को क्रम में रखना और बताना हर एक ने क्या ठीक किया।
Name the three subatomic particles with their charge and location.तीनों sub-atomic particles को charge व स्थान सहित बताना।
Find Z, A and neutrons from an element's notation.किसी element के लेखन से Z, A व neutron निकालना।
Write electronic configurations and work out valency.Electronic configuration लिखना और valency निकालना।
Distinguish isotopes from isobars and compute average atomic mass.Isotopes को isobars से अलग करना और average atomic mass निकालना।
Sources:
NCERT Class 9 Science (Exploration, Reprint 2026-27), Chapter 8: Journey Inside the Atom, pp. 140–161.
