समस्थानिक तथा समभारिक की परिभाषा || समस्थानिक तथा समभारिक उदाहरण || महत्वपूर्ण प्रश्न -

Ques.1. समस्थानिक तथा समभारिक की परिभाषा दीजिए। प्रत्येक के कम से कम दो उदाहरण दीजिए।

उत्तर :-

समस्थानिक (Isotopes) एवं समभारिक ( Isobars) : –

तत्त्वों का परमाणु भार (atomic weight) नाभिक में स्थित प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों के भारों का योग होता है। प्रोटॉनों तथा न्यूट्रॉनों, दोनों का भार परमाणु भार मापक्रम पर 1 है। अतः विभिन्न परमाणु भार लगभग पूर्णांकों में होने चाहिए। परन्तु रसायनिक विधियों से ज्ञात किए गए अनेक तत्त्वों के परमाणु भार पूर्णांक नहीं होते हैं। उदाहरणार्थ, क्लोरीन का परमाणु भार 35.43 है

जो लगभग 35 और 36 के मध्य है। अब प्रश्न उठता है कि सभी तत्त्वों के परमाणु भार पूर्णांक क्यों नहीं होते? इस प्रश्न का उत्तर सर जे०जे० थॉमसन, फ्रांसिस विलियम ऑस्टिन आदि वैज्ञानिकों ने दिया। इन्होंने द्रव्यमान स्पेक्ट्रो ग्राफ (mass spectrograph) द्वारा ज्ञात किया कि किसी तत्त्व के सभी परमाणु रसायनिक दृष्टि से तो समान होते हैं, परन्तु उनके परमाणु भार एक जैसे नहीं होते हैं। किसी तत्त्व के ऐसे परमाणु जिनके रसायनिक गुणधर्म तो समान हों परन्तु परमाणु भार भिन्न हों, समस्थानिक (Isotopes) कहलाते हैं।

समस्थानिक किसी तत्त्व के ऐसे परमाणु होते हैं जिनके नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या तो एक जैसी होती है परन्तु न्यूट्रॉनों की संख्या भिन्न-भिन्न होने के कारण उसके परमाणु द्रव्यमान में अन्तर आ जाता है। परमाणुओं में प्रोटॉनों की संख्या इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है और उनका रसायनिक व्यवहार इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर होता है। अतः समस्थानिकों के रसायनिक गुणधर्म एक जैसे होते हैं, परन्तु परमाणु द्रव्यमान भिन्न होने के कारण उनके कुछ भौतिक गुणधर्मों में भिन्नता आ जाती है।

* उदाहरण

1* हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक ज्ञात हैं। इन तीनों का परमाणु क्रमांक समान हैं परन्तु परमाणु द्रव्यमान अलग है। साधारण हाइड्रोजन (प्रोटियम) के नाभिक में एक प्रोटॉन होता है, परन्तु न्यूट्रॉन नहीं होता, इसका परमाणु द्रव्यमान है। हाइड्रोजन का दूसरा समस्थानिक ड्यूटीरियम है। इसके नाभिक में 1 प्रोटॉन तथा 1 न्यूट्रॉन रहता है और बाहर 1 इलेक्ट्रॉन होता है। ट्राइटिम समस्थानिक के नाभिक में 1 प्रोटॉन व 2 न्यूट्रॉन होते हैं इसका परमाणु द्रव्यमान 3 होता है।

2* ऑक्सीजन के 3 समस्थानिक ज्ञात हैं। इन तीनों का परमाणु द्रव्यमान क्रमशः 16, 17 व 18 है। इसमें से प्रत्येक के नाभिक में 8 प्रोटॉन हैं परन्तु न्यूट्रॉन की संख्या क्रमशः 8 9 व 10 होती है।

3* क्लोरीन के दो समस्थानिकों के विपरीत कुछ परमाणु ऐसे ज्ञात हुए है जिनके परमाणु क्रमांक तो भिन्न होते हैं परन्तु परमाणु द्रव्यमान एक से होते हैं। उदाहरणार्थ आर्गन (Ar), पोटेशियम (K) और कैल्शियम (Ca) सभी का का द्रव्यमान 40 है परन्तु इनके परमाणु क्रमांक क्रमशः 18, 19 व 20 है। इस प्रकार के परमाणुओं को समभारिक (Isobars) कहते हैं। अतः समभारिक वे तत्व है जिनके परमाणु भार समान तथा परमाणु क्रमांक भिन्न होते हैं।

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