इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की थी और कब | कैसे हुई इलेक्ट्रान की खोज

इलेक्ट्रॉन परमाणु में पाया जाने वाला एक नेगेटिव चार्ज पार्टिकल है। एक परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉन एक ऋणात्मक आवेश (नेगेटिव चार्ज) बनाते हैं, जो परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन के धनात्मक आवेश को संतुलित करता है।

परमाणु के अन्य सभी भागों की तुलना में इलेक्ट्रॉन बहुत छोटे होते हैं। एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान एक प्रोटॉन के द्रव्यमान से लगभग 1,000 गुना छोटा होता है।

इलेक्ट्रॉन एटम के clouds में पाए जाते हैं, जो एक परमाणु के नाभिक को घेरे रहते हैं। ये clouds नाभिक से विशिष्ट दूरी पर होते हैं और आम तौर पर shells में व्यवस्थित होते हैं।

चूंकि इलेक्ट्रॉन बहुत तेजी से चलते हैं, इसलिए यह देखना असंभव है कि वे समय के एक विशिष्ट क्षण में कहां पर हैं। वर्षों के प्रयोग के बाद, वैज्ञानिकों ने विशिष्ट क्षेत्रों की खोज की जहाँ इलेक्ट्रॉनों के पाए जाने की संभावना है।

किसी तत्व में कितने इलेक्ट्रॉन हैं, इसके आधार पर shells का समग्र आकार बदलता है। परमाणु संख्या जितनी अधिक होगी, परमाणु में उतने ही अधिक shells और इलेक्ट्रॉन होंगे।

इसके अलावा shells का आकार भी अधिक जटिल होगा (सबऑर्बिटल्स के कारण) क्योंकि आपके पास अधिक इलेक्ट्रॉन हैं। सभी chemical bonds में इलेक्ट्रॉन एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं।

यह एक प्रकार का bond होता है, जिसे इलेक्ट्रोवलेंट बॉन्डिंग (आयनिक) कहा जाता है। जहां एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन दूसरे परमाणु में स्थानांतरित होता है। इस दौरान आप दो आयनों का निर्माण करते हैं क्योंकि एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खोता है और एक प्राप्त करता है।

दूसरे प्रकार के बॉन्ड को सहसंयोजक बॉन्ड कहा जाता है, जहां clouds में वास्तव में दो या दो से अधिक परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों को शेयर किया जाता है। दोनों प्रकार के बॉन्ड के विशिष्ट फायदे और कमजोरियां हैं।

इलेक्ट्रॉन क्या है?

electron kya hai

इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में इलेक्ट्रॉन बहुत महत्वपूर्ण हैं। ये बहुत छोटे कण तारों और सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, जिससे बिजली की धाराएँ बनती हैं। इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक रूप से आवेशित भागों से धनात्मक रूप से आवेशित भागों की ओर बढ़ते हैं।

किसी भी सर्किट के नेगेटिव रूप से आवेशित टुकड़ों में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि पॉज़िटिव रूप से आवेशित टुकड़े अधिक इलेक्ट्रॉन खींचना चाहते हैं। इलेक्ट्रॉन तब एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में गति करते हैं।

जब इलेक्ट्रॉन चलते हैं, तो सिस्टम के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। इस तरह से इलेक्ट्रॉन आज की विज्ञान के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। बिन इलेक्ट्रॉन की खोज के शायद आज हम विज्ञान में इतना आगे नहीं बढ़ पाते।

एक इलेक्ट्रॉन नकारात्मक रूप से आवेशित subatomic particle है, जो या तो एक परमाणु से बंधा होता है या मुक्त होता है। इलेक्ट्रॉन परमाणु के भीतर तीन प्राथमिक कणों में से एक है- अन्य दो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन हैं।

इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन मिलकर एक परमाणु के नाभिक का निर्माण करते हैं। प्रोटॉन का धनात्मक आवेश होता है जो इलेक्ट्रॉन के ऋणात्मक आवेश को संतुलित करता है। जब किसी परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है, तो वह न्यूट्रल अवस्था में होता है।

इलेक्ट्रॉन अन्य कणों से कई मायनों में यूनिक हैं। ये नाभिक के बाहर मौजूद होते हैं, जो द्रव्यमान में काफी छोटे होते हैं। इलेक्ट्रॉन तरंग-जैसी और कण-जैसी दोनों विशेषताओं को प्रदर्शित करते हैं।

एक इलेक्ट्रॉन एक प्राथमिक कण है, जिसका अर्थ है कि यह छोटे घटकों से नहीं बना है। माना जाता है कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन क्वार्क से बने होते हैं, इसलिए ये प्रारंभिक कण नहीं हैं।

इलेक्ट्रॉनों के लक्षण

परमाणु पदार्थ की संरचना की सबसे छोटी इकाई है। नाभिक परमाणु के मूल में होता है, जिसके चारों ओर एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन परिक्रमा करते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, जिन्हें न्यूक्लियॉन कहा जाता है, मिलकर न्यूक्लियस (नाभिक) बनाते हैं।

प्रोटॉन 1.00867 amu के द्रव्यमान के साथ electrically neutral particles होते हैं, जबकि न्यूट्रॉन 1.00728 amu के द्रव्यमान वाले positively charged particles कण होते हैं। 0.000549 amu के द्रव्यमान के साथ इलेक्ट्रॉन negatively charged particles होते हैं।

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का वजन इलेक्ट्रॉनों की तुलना में लगभग 1836 गुना अधिक होता है। इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक तत्व का नयुट्रल चार्ज होता है।

किसी तत्व की रासायनिक विशेषताएं उसकी इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था से निर्धारित होती हैं, जबकि परमाणु संरचना परमाणु की स्थिरता और radioactive transition को निर्धारित करती है।

इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की थी और कब?

electron ki khoj kisne ki thi

प्राथमिक कणों की खोज का मूल विचार डाल्टन के परमाणु सिद्धांत (Dalton’s Atomic Theory) द्वारा उत्पन्न हुआ था। जॉन डाल्टन ने 1808 में परमाणुओं के बारे में पहला वैज्ञानिक सिद्धांत दिया, जिसमें उन्होंने बताया कि परमाणु किसी भी पदार्थ का सबसे छोटा कण होता है।

इसमें उन्होंने कहा की ये indivisible और indestructible हैं। डाल्टन के परमाणु सिद्धांत के अनुसार:

  • पदार्थ में छोटे-छोटे अविभाज्य कण होते हैं, जिन्हें परमाणु कहा जाता है।
  • परमाणु न तो बनाए जा सकते हैं और न ही नष्ट किए जा सकते हैं।
  • एक ही तत्व के परमाणु सभी प्रकार से समान होते हैं लेकिन वे विभिन्न तत्वों के परमाणुओं से भिन्न होते हैं।
  • एक तत्व के परमाणु अणु बनाने के लिए एक अनुपात में संयोजित होते हैं।

उपरोक्त कथनों को डाल्टन के परमाणु सिद्धांत की अभिधारणाएँ कहा जाता है। लेकिन बाद में ये अवधारणाएँ गलत साबित हुईं, क्योंकि sub-atomic particles का पहला संकेत फैराडे द्वारा स्थैतिक बिजली के अध्ययन के कारण आया था। जो कहता है कि बिजली का प्रवाह आवेशित कणों के कारण होता है।

सर जे.जे. थॉमसन ने सबसे पहले इलेक्ट्रॉन नामक परमाणु के भीतर नकारात्मक रूप से आवेशित कणों के अस्तित्व को सिद्ध किया। इस प्रकार इलेक्ट्रॉन खोजा जाने वाला पहला sub-atomic particle है और इसने अन्य सभी sub-atomic particles (यानी प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) और परमाणु की वास्तविक संरचना की खोज का मार्ग प्रशस्त किया।

आज हम विलियम क्रूक द्वारा कैथोड रे ट्यूब का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनों की खोज और बाद में जे.जे. द्वारा इलेक्ट्रॉनों की वास्तविक खोज पर चर्चा करेंगे।

जे.जे. थॉमसन और इलेक्ट्रॉन की खोज

joseph john thomson

जे.जे. थॉमसन ने 1900 की शुरुआत में कैथोड रे ट्यूब के साथ काम करना शुरू किया। कैथोड रे ट्यूब वैक्यूम-सील्ड ग्लास ट्यूब होते हैं, जिनमें अधिकांश हवा निकाल दी जाती है।

ट्यूब के एक छोर पर, दो इलेक्ट्रोड के बीच एक उच्च वोल्टेज रखा जाता है, जिससे कणों की एक धारा कैथोड (नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड) से एनोड (सकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड) में प्रवाहित होती है।

क्योंकि कण beam या कैथोड ray, कैथोड पर शुरू होती है, इसलिए इन ट्यूबों को कैथोड रे ट्यूब कहा जाता है। एनोड से परे ट्यूब के अंत में फॉस्फोर पेंट करके बीम का पता लगाया जा सकता है।

जब कैथोड किरण फॉस्फोर से टकराती है, तो वे चमकते हैं या प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। कणों की विशेषताओं की जांच करने के लिए थॉमसन ने कैथोड ray को दो विपरीत आवेशित विद्युत प्लेटों से ढक दिया।

फिर कैथोड ray को ऋणात्मक रूप से आवेशित विद्युत प्लेट से धनात्मक रूप से आवेशित प्लेट पर redirected किया गया था। इसके अनुसार कैथोड किरण ऋणावेशित कणों से बनी थी।

थॉमसन ने ट्यूब के दोनों ओर दो चुंबक भी लगाए और देखा कि चुंबकीय क्षेत्र द्वारा कैथोड ray को मोड़ दिया गया था। थॉमसन ने इन परीक्षणों के निष्कर्षों का उपयोग कैथोड रे कणों के द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात की गणना करने के लिए किया। इससे एक आश्चर्यजनक खोज हुई।

प्रत्येक कण का द्रव्यमान किसी भी ज्ञात परमाणु की तुलना में बहुत कम था। थॉमसन ने इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में कई धातुओं के साथ अपना परीक्षण जारी रखा और पाया कि कैथोड किरण की विशेषताएं कैथोड सामग्री की परवाह किए बिना सुसंगत थीं।

मतलब सभी cathode material पर cathode ray की विशेषताएँ समान थी। थॉमसन ने इस साक्ष्य के आधार पर निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले:-

  • ऋणावेशित कण cathode ray बनाते हैं।
  • क्योंकि प्रत्येक कण का द्रव्यमान हाइड्रोजन परमाणु का ∼ 1/2000 है, तो वह परमाणु का हिस्सा होना चाहिए।
  • सभी तत्वों के परमाणुओं के भीतर, ये subatomic particles पाए जाते हैं।

थॉमसन की खोजें शुरू में विवादास्पद थीं, लेकिन धीरे-धीरे उन्हें वैज्ञानिकों द्वारा स्वीकार कर लिया गया। उनके कैथोड रे पार्टिकल्स को अंततः एक नाम दिया गया: इलेक्ट्रॉन। तो इस तरह से जे.जे. थॉमसन ने इलेक्ट्रॉन की खोज की थी।

इलेक्ट्रॉन की खोज ने डाल्टन के परमाणु सिद्धांत की धारणा का खंडन किया कि परमाणु अविभाज्य थे। इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति को ध्यान में रखते हुए एक बिल्कुल नए परमाणु मॉडल की आवश्यकता थी।

कैथोड रे और कैथोड रे ट्यूब क्या हैं?

जे जे थॉमसन ने एक ग्लास ट्यूब का निर्माण किया जिसे आंशिक रूप से खाली कर दिया गया था, जिसका अर्थ है कि हवा की एक महत्वपूर्ण मात्रा को बाहर निकाल दिया गया था।

फिर उन्होंने बड़े विद्युत वोल्टेज को लागू करने के लिए ट्यूब के दोनों छोर पर दो इलेक्ट्रोड का इस्तेमाल किया। उन्होंने नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड (कैथोड) से सकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड (एनोड) तक यात्रा करने वाले कणों (ray) की एक धारा देखी।

इस ray को कैथोड ray कहा जाता है, और संपूर्ण structure को कैथोड रे ट्यूब कहा जाता है। कैथोड रे ट्यूब वास्तव में पूरी तरह से एक निर्वात है, इस कारण इसमें प्रयोग करना काफी आसान होता है।

Electrons और electricity के बीच संबंध

electron and electricity

विद्युत कंडक्टरों में एक परमाणु से दूसरे परमाणु में जंप करने वाले वाले इलेक्ट्रॉनों के परिणामस्वरूप धारा (current) प्रवाहित होती है क्योंकि ये नकारात्मक से सकारात्मक विद्युत ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं।

सेमीकंडक्टर मटीरियल में करंट इलेक्ट्रॉन की गति से उत्पन्न होता है। हालाँकि यह गति परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन की कमी पर आधारित होती है। अर्धचालक में इलेक्ट्रॉन की कमी वाले परमाणु को छिद्र कहा जाता है।

इस स्थिति में विद्युत धारा धनात्मक से ऋणात्मक विद्युत ध्रुवों की ओर चलती है। एकल इलेक्ट्रॉन के आवेश को इकाई विद्युत आवेश कहा जाता है। यह एक ऋणात्मक आवेश वहन करता है जो एक प्रोटॉन या छिद्र पर धनात्मक आवेश के बराबर लेकिन विपरीत होता है।

हालाँकि विद्युत आवेश की मात्रा आमतौर पर एक इलेक्ट्रॉन पर नहीं मापी जाती है क्योंकि यह राशि बहुत कम होती है। इसके बजाय विद्युत आवेश की मानक इकाई कूलम्ब (C द्वारा चिन्हित) है। एक कूलॉम में लगभग 6.24 x 1018 इलेक्ट्रॉन होते हैं।

एक इलेक्ट्रॉन का आवेश (e द्वारा प्रतीकित) लगभग 1.60 x 10-19 C है। स्थिर अवस्था में एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान लगभग 9.11 x 10-31 किलोग्राम (किग्रा) है।

यदि इलेक्ट्रॉनों को लगभग प्रकाश की गति से त्वरित किया जाता है, जैसा कि एक कण त्वरक में होता है, तो सापेक्ष प्रभाव के कारण उनका द्रव्यमान अधिक होगा। इस तरह से इलेक्ट्रॉन बिजली का प्रवाह करते हैं।

एटम के शेल्स, सबशेल्स और ऑर्बिटल्स क्या है?

atom ke baare me jankari

इलेक्ट्रॉन परमाणु के नाभिक के चारों और चक्कर लगाते हैं। परमाणु के नाभिक के चारों और के इस क्षेत्र को तीन भागों में बांटा गया है, जो इस प्रकार से हैं।

1. शेल्स (Shells)

शेल की अवधारणा Bohr model से उत्पन्न होती है। हालांकि shells के आसपास का सिद्धांत विकसित हो चुका है। भौतिक विज्ञानी अब मानते हैं कि एक shell नाभिक के आस-पास probability का एक क्षेत्र है।

परमाणु के प्रकार के आधार पर एक परमाणु में सात इलेक्ट्रॉन shells होते हैं। Shells नाभिक के चारों ओर विभिन्न लेवल्स पर मौजूद होते हैं। नाभिक से सबसे दूर के shell में ऊर्जा की मात्रा सबसे अधिक होती है और जो निकटतम होते हैं उनमें सबसे कम होती है।

प्रत्येक कोश इलेक्ट्रॉनों की एक विशिष्ट संख्या तक सीमित होता है, जो उसके स्तर और विन्यास पर निर्भर करता है। एक shell में एक या एक से अधिक subshells होते हैं, और एक subshells में एक या अधिक orbitals होते हैं।

2. Subshells

Subshell एक विशिष्ट प्रकार के एक या एक से अधिक orbitals का संग्रह है। चार प्रकार के ऑर्बिटल्स और चार प्रकार के सबशेल्स होते हैं। उनके ऑर्बिटल्स के आधार पर s, p, d और f के रूप में नामित किया गया है।

एक s subshell में एक s orbital होता है। a व p subshell में तीन p orbitals होते हैं। इसके अलावा a d subshell में पाँच d orbital होते हैं, और एक f subshell में सात f orbital होते हैं।

यह भी सिद्धांत दिया गया है कि एक परमाणु g subshell बना सकता है जिसमें नौ g orbital होते हैं।

3. ऑर्बिटल्स (Orbitals)

एक orbital नाभिक के चारों ओर का एक विशेष आकार का क्षेत्र है, जहां इलेक्ट्रॉन सबसे अधिक पाया जाता है। दूसरे शब्दों में यह वह क्षेत्र है जिसमें इलेक्ट्रॉन होने की उच्चतम संभावना (90% से अधिक) है क्योंकि यह नाभिक के चारों ओर घूमता है।

एक orbital का आकार गोले (s कक्षीय), डंबल (p कक्षीय) या अधिक जटिल आकार (d और f कक्षकों) के समान हो सकता है। इसका आकार जो भी हो, एक orbital में अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन पाए जाते हैं।

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निष्कर्ष:

तो ये था इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की थी, हम आशा करते है की आर्टिकल को पूरा पढ़ने के बाद आपको पता चल गया होगा की इलेक्ट्रॉन की खोज कब और कैसे हुई थी.

यदि आपको ये आर्टिकल हेल्पफुल लगी तो इसको शेयर जरूर करें ताकि अधिक से अधिक लोगों को इलेक्ट्रॉन की खोज के बारे में सही जानकारी मिल पाए.

इसके अलावा इलेक्ट्रॉन से रिलेटेड आपके पास और कोई जानकारी है तो उसको आप कमेंट में हमारे साथ अवश्य शेयर करें.

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