कक्षा 11 रसायन विज्ञान के अध्याय 02: "परमाणु की संरचना" (Structure of Atom) VVI MCQ Question | DBB Prep Guide

कैथोड किरणों (Cathode Rays) की खोज और इलेक्ट्रॉन के आवेश एवं द्रव्यमान के अनुपात ($e/m$) का निर्धारण सर्वप्रथम किस वैज्ञानिक ने किया था?

• जॉन डाल्टन
• जे. जे. थॉमसन
• रदरफोर्ड
• जेम्स चैडविक

व्याख्या: कैथोड किरण डिस्चार्ज ट्यूब प्रयोगों द्वारा जे. जे. थॉमसन ने इलेक्ट्रॉन के आवेश और द्रव्यमान के अनुपात ($e/m = 1.758820 \times 10^{11}\text{ C kg}^{-1}$) का मान निर्धारित किया था। [12, 15]

वर्ष 1932 में बेरिलियम (Be) पर $\alpha$-कणों की बौछार करके विद्युत-उदासीन कण 'न्यूट्रॉन' (Neutron) की खोज किसने की थी?

• ई. गोल्डस्टीन
• आर. ए. मिलिकन
• जेम्स चैडविक
• नील्स बोर

व्याख्या: न्यूट्रॉन एक विद्युत-उदासीन अव-परमाण्विक कण है जिसकी खोज वर्ष 1932 में जेम्स चैडविक ने बेरिलियम पर $\alpha$-कणों के प्रहार द्वारा की थी। [14]

इलेक्ट्रॉन पर मूल विद्युत आवेश ($-1.602 \times 10^{-19}\text{ C}$) का सटीक मान ज्ञात करने के लिए कौन-सा प्रसिद्ध प्रयोग किया गया था?

• मिलिकन का तेल बूँद प्रयोग (Oil Drop Experiment)
• रदरफोर्ड का स्वर्ण पत्र प्रयोग
• कैथोड किरण नली प्रयोग
• स्पेक्ट्रम रेखा प्रयोग

व्याख्या: आर. ए. मिलिकन ने तेल बूँद प्रयोग (Oil Drop Experiment) द्वारा इलेक्ट्रॉन पर आवेश का मान $-1.602 \times 10^{-19}\text{ C}$ निर्धारित किया। [12]

कथन: रदरफोर्ड के $\alpha$-कण प्रकीर्णन प्रयोग से यह सिद्ध हुआ कि परमाणु का लगभग संपूर्ण द्रव्यमान और समस्त धनावेश उसके केंद्र में स्थित अत्यंत सूक्ष्म 'नाभिक' (Nucleus) में केंद्रित होता है। क्या यह कथन सत्य है?

• सत्य (True)
• असत्य (False)

व्याख्या: सत्य। रदरफोर्ड के स्वर्ण पत्र पर $\alpha$-कण प्रकीर्णन प्रयोग से परमाणु के नाभिक (Nucleus) की खोज हुई। [17]

किसी उदासीन परमाणु में न्यूट्रॉनों की संख्या ज्ञात करने का सही सूत्र क्या है? (जहाँ $A = \text{द्रव्यमान संख्या}$ और $Z = \text{परमाणु संख्या}$)

• $N = A + Z$
• $N = Z - A$
• $N = Z \times A$
• $N = A - Z$

व्याख्या: द्रव्यमान संख्या $A = Z + N$ (प्रोटॉन + न्यूट्रॉन)। अतः न्यूट्रॉनों की संख्या $N = A - Z$ होती है। [18]

ऐसे परमाणु जिनकी परमाणु संख्या ($Z$) समान हो परंतु द्रव्यमान संख्या ($A$) भिन्न-भिन्न हो, क्या कहलाते हैं?

• समभारिक (Isobars)
• समस्थानिक (Isotopes)
• समइलेक्ट्रॉनी (Isoelectronic)
• समन्यूट्रॉनिक (Isotones)

व्याख्या: समान परमाणु संख्या परंतु भिन्न द्रव्यमान संख्या वाले परमाणुओं को समस्थानिक (Isotopes) कहते हैं (जैसे- $_1^1\text{H}, _1^2\text{H}, _1^3\text{H}$)। [19]

निम्नलिखित स्पीशीज़ में से कौन-सी आपस में 'समइलेक्ट्रॉनी' (Isoelectronic) हैं, जिनमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान (10 इलेक्ट्रॉन) है?

• $\text{Na}^+$ और $\text{Ca}^{2+}$
• $\text{K}^+$ और $\text{Cl}^-$
• $\text{Na}^+$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{F}^-$ तथा $\text{O}^{2-}$
• $\text{Fe}^{2+}$ और $\text{Fe}^{3+}$

व्याख्या: $\text{Na}^+$ (11-1=10), $\text{Mg}^{2+}$ (12-2=10), $\text{F}^-$ (9+1=10) और $\text{O}^{2-}$ (8+2=10) सभी में 10 इलेक्ट्रॉन हैं। [59]

प्लांक के क्वांटम सिद्धांत के अनुसार किसी विकिर्ण ऊर्जा के एक क्वांटम/फोटॉन की ऊर्जा ($E$) उसकी आवृत्ति ($\nu$) के किस प्रकार समानुपाती होती है?

• $E = h\nu$
• $E = \frac{h}{\nu}$
• $E = h\lambda$
• $E = \frac{hc^2}{\lambda}$

व्याख्या: प्लांक के अनुसार $E = h\nu$, जहाँ $h$ प्लांक स्थिरांक ($6.626 \times 10^{-34}\text{ J s}$) है। [25]

प्रकाश का वेग ($c$), तरंगदैर्ध्य ($\lambda$) और आवृत्ति ($\nu$) में सही गणितीय संबंध कौन-सा है?

• $\nu = c \cdot \lambda$
• $\lambda = c \cdot \nu$
• $c = \nu \cdot \lambda$
• $c = \frac{\nu}{\lambda}$

व्याख्या: विद्युतचुंबकीय तरंगों के लिए प्रकाश का वेग $c = \nu \lambda$ होता है, अतः $\nu = \frac{c}{\lambda}$। [20]

प्रकाश-विद्युत प्रभाव की सफल व्याख्या आइंस्टीन ने वर्ष 1905 में प्रकाश की किस प्रकृति के आधार पर की थी?

• तरंग प्रकृति (Wave nature)
• कणीय प्रकृति (Particle nature / Photon)
• केवल विवर्तन (Diffraction)
• ध्रुवण (Polarization)

व्याख्या: आइंस्टीन ने प्रकाश-विद्युत प्रभाव की व्याख्या प्रकाश के फोटॉन/कणीय व्यवहार के आधार पर की थी। [23]

नील्स बोर के अनुसार, इलेक्ट्रॉन केवल उन्हीं स्थिर कक्षाओं में घूम सकते हैं जिनमें उनका कोणीय संवेग ($mvr$) क्या होता है?

• $\frac{h}{\pi}$ का पूर्ण गुणक
• $\frac{2\pi}{nh}$ का गुणांक
• $\frac{nh}{4\pi}$
• $\frac{h}{2\pi}$ का पूर्ण पूर्णांक गुणक ($mvr = \frac{nh}{2\pi}$)

व्याख्या: बोर का कोणीय संवेग क्वांटीकरण नियम है: $mvr = \frac{nh}{2\pi}$, जहाँ $n = 1, 2, 3...$ मुख्य क्वांटम संख्या है। [31]

हाइड्रोजन परमाणु की प्रथम स्थिर कक्षा ($n = 1$) की बोर त्रिज्या ($r_1$) का मान कितना होता है?

• $52.9\text{ pm}$ ($0.529\text{ Å}$)
• $108\text{ pm}$
• $2.18\text{ pm}$
• $0.0529\text{ cm}$

व्याख्या: $r_n = n^2 a_0$, जहाँ $a_0 = 52.9\text{ pm}$ प्रथम बोर कक्षा की त्रिज्या होती है। [33]

हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम की कौन-सी श्रेणी स्पेक्ट्रम के 'दृश्य क्षेत्र' (Visible Region) में पड़ती है?

• लाइमन श्रेणी (Lyman series)
• बामर श्रेणी (Balmer series)
• पाश्चन श्रेणी (Paschen series)
• ब्रैकेट श्रेणी (Brackett series)

व्याख्या: बामर श्रेणी ($n_1 = 2$) दृश्य क्षेत्र में पड़ती है, जबकि लाइमन श्रेणी ($n_1 = 1$) पराबैंगनी (UV) क्षेत्र में पड़ती है। [30]

हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम की रेखाओं की तरंग-संख्या ($\bar{\nu}$) ज्ञात करने का रिडबर्ग सूत्र क्या है?

• $\bar{\nu} = R_H \left(n_1^2 - n_2^2\right)$
• $\bar{\nu} = R_H \left(\frac{1}{n_1} - \frac{1}{n_2}\right)$
• $\bar{\nu} = R_H \left(\frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2}\right)\text{ cm}^{-1}$
• $\bar{\nu} = \frac{R_H}{n_1^2 + n_2^2}$

व्याख्या: रिडबर्ग सूत्र: $\bar{\nu} = R_H \left(\frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2}\right)$, जहाँ $R_H = 109,677\text{ cm}^{-1}$ रिडबर्ग स्थिरांक है। [30]

द्रव्य के द्वैत व्यवहार के अनुसार, $m$ द्रव्यमान और $v$ वेग से गतिमान किसी सूक्ष्म कण की दे ब्रॉग्ली तरंगदैर्ध्य ($\lambda$) का सूत्र क्या है?

• $\lambda = \frac{h}{mv} = \frac{h}{p}$
• $\lambda = \frac{mv}{h}$
• $\lambda = h \cdot m \cdot v$
• $\lambda = \frac{h}{m v^2}$

व्याख्या: दे ब्रॉग्ली समीकरण $\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}$ कण और तरंग प्रकृति को जोड़ता है। [39]

हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत किसी इलेक्ट्रॉन जैसे सूक्ष्म कण की स्थिति ($\Delta x$) और संवेग ($\Delta p$) की अनिश्चितता के लिए क्या व्यंजक देता है?

• $\Delta x \cdot \Delta p = h$
• $\Delta x \cdot \Delta p \le \frac{h}{2\pi}$
• $\Delta x + \Delta p \ge 4\pi$
• $\Delta x \cdot \Delta p \ge \frac{h}{4\pi}$

व्याख्या: हाइजेनबर्ग के अनुसार किसी गतिशील सूक्ष्म कण की स्थिति और संवेग का एक साथ यथार्थ निर्धारण असंभव है: $\Delta x \cdot \Delta p \ge \frac{h}{4\pi}$। [40]

मुख्य क्वांटम संख्या ($n$) मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन के संबंध में किस गुण को निर्धारित करती है?

• कक्षक का त्रिविमीय विन्यास (Orientation)
• मुख्य कोश, कक्षक का आकार और ऊर्जा स्तर
• इलेक्ट्रॉन के चक्रण की दिशा
• केवल कक्षक की आकृति (Shape)

व्याख्या: मुख्य क्वांटम संख्या ($n = 1, 2, 3...$) इलेक्ट्रॉन के मुख्य कोश (Shell), कक्षक के आकार (Size) और ऊर्जा स्तर को दर्शाती है। [47, 48]

दिगंशी क्वांटम संख्या $l = 2$ किस उपकोश (Subshell) और कक्षक की आकृति को प्रदर्शित करती है?

• $s$-उपकोश (गोलाकार)
• $p$-उपकोश (डंबलाकार)
• $d$-उपकोश (द्विडंबलाकार - Double Dumbbell)
• $f$-उपकोश (जटिल)

व्याख्या: $l=0 \rightarrow s$, $l=1 \rightarrow p$, $l=2 \rightarrow d$ (द्विडंबलाकार आकृति) और $l=3 \rightarrow f$। [49, 53]

दिगंशी क्वांटम संख्या $l = 1$ ($p$-उपकोश) के लिए चुंबकीय क्वांटम संख्या ($m_l$) के कुल कितने मान संभव हैं?

• 3 मान ($-1, 0, +1$)
• 1 मान ($0$)
• 5 मान ($-2, -1, 0, +1, +2$)
• 7 मान

व्याख्या: किसी उपकोश के लिए $m_l$ के कुल $(2l + 1)$ मान होते हैं। $l=1$ के लिए $2(1)+1 = 3$ मान ($-1, 0, +1$) जो तीन $p$-कक्षकों ($p_x, p_y, p_z$) को दर्शाते हैं। [48]

मुख्य क्वांटम संख्या $n = 3$ वाले मुख्य कोश में अनुमति प्राप्त कक्षकों (Orbitals) की कुल संख्या कितनी होगी?

• 3
• 9 ($n^2$)
• 18 ($2n^2$)
• 6

व्याख्या: मुख्य कोश $n$ में कुल कक्षकों की संख्या $n^2$ होती है। $n=3$ के लिए कुल $3^2 = 9$ कक्षक ($1s$ कक्षक, $3p$ कक्षक, $5d$ कक्षक $= 1+3+5 = 9$) होते हैं। [48]

किसी मुख्य कोश ($n$) में समाहित हो सकने वाले इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या किस सूत्र द्वारा दी जाती है?

• $n^2$
• $2l + 1$
• $4l + 2$
• $2n^2$

व्याख्या: प्रत्येक कक्षक में विपरीत चक्रण के अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन आ सकते हैं, अतः $n$ कोश में कुल इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या $2n^2$ होती है। [57]

पाउली के अपवर्जन नियम के अनुसार किसी परमाणु में किन्हीं दो इलेक्ट्रॉनों के लिए चारों क्वांटम संख्याओं के मान क्या समान हो सकते हैं?

• नहीं, चारों क्वांटम संख्याएँ कभी समान नहीं हो सकतीं (कम से कम चक्रण $m_s$ भिन्न होगा)
• हाँ, चारों समान हो सकती हैं
• केवल मुख्य और दिगंशी समान नहीं हो सकतीं
• केवल ताप पर निर्भर करता है

व्याख्या: पाउली के अपवर्जन नियम के अनुसार, "किसी परमाणु में दो इलेक्ट्रॉनों की चारों क्वांटम संख्याएँ एक समान नहीं हो सकतीं।" एक कक्षक में अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन आ सकते हैं जिनका चक्रण विपरीत होता है। [56]

हुंड के अधिकतम बहुकता नियम (Hund's Rule) के अनुसार समान ऊर्जा वाले (समभ्रंश/Degenerate) कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन (Pairing) कब प्रारंभ होता है?

• प्रारंभ से ही युग्मन शुरू हो जाता है
• जब पहला कक्षक भर जाए
• जब तक कि उस उपकोश के सभी कक्षकों में एक-एक इलेक्ट्रॉन (अयुग्मित) न आ जाए
• जब ताप 273 K हो

व्याख्या: हुंड के नियम अनुसार, किसी उपकोश के समभ्रंश कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन तब तक नहीं होता जब तक कि सभी कक्षकों में एक-एक समानांतर चक्रण वाला इलेक्ट्रॉन न भर जाए। [57]

ऑफ़बाऊ नियम और $(n+l)$ नियम के अनुसार $4s$ और $3d$ कक्षकों में से किसकी ऊर्जा कम होती है और इलेक्ट्रॉन पहले किसमें प्रवेश करता है?

• $3d$ कक्षक में (क्योंकि $n=3$ कम है)
• $4s$ कक्षक में (क्योंकि $4s$ के लिए $n+l = 4+0 = 4$, जबकि $3d$ के लिए $n+l = 3+2 = 5$)
• दोनों की ऊर्जा समान है
• इलेक्ट्रॉन सीधे $4p$ में प्रवेश करता है

व्याख्या: $(n+l)$ नियम के अनुसार: $4s \rightarrow 4+0 = 4$; $3d \rightarrow 3+2 = 5$। अतः $4s$ कक्षक की ऊर्जा कम होती है और इलेक्ट्रॉन पहले $4s$ में भरता है। [56]

क्रोमियम ($\text{Cr}, Z = 24$) का सही और अति-स्थायी तलीय अवस्था (Ground State) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?

• $[\text{Ar}] 3d^4 4s^2$
• $[\text{Ar}] 3d^6 4s^0$
• $[\text{Ar}] 4s^2 4p^4$
• $[\text{Ar}] 3d^5 4s^1$

व्याख्या: क्रोमियम ($\text{Cr}$) का विन्यास $[\text{Ar}] 3d^5 4s^1$ होता है, क्योंकि अर्ध-पूरित ($3d^5$) $d$-उपकोश में उच्च सममिति और विनिमय ऊर्जा के कारण विशेष स्थायित्व होता है। [57]