Applied Chemistry-1 Hindi Notes PDF Download Part 1

1.1 Fundamental Particles: Mass and Charge of Electrons, Protons, and Neutrons

Atoms तीन fundamental particles से बने होते हैं: electrons, protons, और neutrons। इन particles की खोज अलग-अलग scientists ने की थी।

• Electron: Electron को J.J. Thomson ने 1897 में खोजा। यह एक negatively charged particle है जिसका charge $-1.602 \times 10^{-19} \, C$ है और इसका mass बहुत छोटा होता है, $9.109 \times 10^{-31} \, kg$। Electrons nucleus के चारों ओर घूमते हैं।

• Proton: Proton की खोज Ernest Rutherford ने 1917 में की। Proton का charge electron के charge के बराबर लेकिन विपरीत होता है, $+1.602 \times 10^{-19} \, C$, और इसका mass $1.672 \times 10^{-27} \, kg$ है। Protons nucleus में पाए जाते हैं।

• Neutron: Neutron को James Chadwick ने 1932 में खोजा। Neutron का कोई charge नहीं होता (neutral) और इसका mass proton के mass के समान होता है, $1.675 \times 10^{-27} \, kg$। Neutrons भी nucleus में स्थित होते हैं।

Protons और neutrons मिलकर nucleus बनाते हैं, जबकि electrons अलग-अलग energy levels में nucleus के चारों ओर orbit करते हैं।

Notes Download  करने के लिए नीचे scroll करें  

⇩⇩

1.2 Bohr’s Model of the Atom: Successes and Limitations

Bohr का model atomic theory में एक advancement था, जिसे 1913 में Niels Bohr ने प्रस्तुत किया था। इसने atom की संरचना और electrons के nucleus के चारों ओर fixed orbits में arrangement को समझाया, जहां प्रत्येक orbit का एक specific energy level होता है।

Successes:

• Atoms की stability को समझाया।
• Hydrogen के emission spectra को इस आधार पर समझाया कि electrons इन energy levels के बीच jump करते हैं, जिससे energy emit या absorb होती है।
• Quantized energy levels की अवधारणा प्रस्तुत की, जहां electrons fixed orbits में energy खोए बिना रहते हैं।

Limitations:

• यह model एक से अधिक electrons वाले atoms के spectra को समझाने में असफल रहा।
• Electrons की wave nature को समझाने में असफल रहा, जो बाद में quantum mechanics में खोजी गई।
• Heisenberg Uncertainty Principle का उल्लंघन किया, जो कहता है कि एक साथ electron की position और momentum को सही-सही जानना संभव नहीं है।

---

1.3 Atomic Number, Atomic Mass Number, Isotopes, and Isobars

• Atomic Number (Z): Nucleus में protons की संख्या, जो element को परिभाषित करती है।

• Atomic Mass Number (A): Nucleus में protons और neutrons की कुल संख्या।

• Isotopes: एक ही element के atoms जिनका atomic number समान लेकिन mass number भिन्न होता है, neutrons की अलग संख्या के कारण। उदाहरण के लिए, Carbon के तीन isotopes होते हैं: $^{12}C$, $^{13}C$, और $^{14}C$।

• Isobars: अलग-अलग elements के atoms जिनका mass number समान लेकिन atomic number भिन्न होता है। उदाहरण $^{40}Ar$ और $^{40}K$।

---

1.4 Orbits and Orbitals, Shapes of s and p Orbitals, Quantum Numbers

• Orbits: Bohr के model के अनुसार, यह nucleus के चारों ओर circular paths हैं, जिनमें electrons घूमते हैं।

• Orbitals: Modern quantum mechanics के अनुसार, orbitals वे regions हैं जहां electron मिलने की संभावना सबसे अधिक होती है। Orbitals के विभिन्न shapes होते हैं:

  • s-orbitals: Spherical shape के होते हैं।
  • p-orbitals: Dumbbell shape के होते हैं और x, y, या z axes के along aligned होते हैं।

• Quantum Numbers: Quantum numbers electrons की स्थिति को परिभाषित करते हैं और atomic structure को समझने में सहायक होते हैं। ये शामिल हैं:

  • Principal Quantum Number (n): Electron के मुख्य energy level को दर्शाता है।
  • Azimuthal Quantum Number (l): Orbital के shape को परिभाषित करता है।
  • Magnetic Quantum Number (m_l): Orbital की orientation को दर्शाता है।
  • Spin Quantum Number (m_s): Electron के spin को दर्शाता है, जो +1/2 या -1/2 हो सकता है।

1.5 Aufbau’s Principle, Pauli’s Exclusion Principle, and Hund’s Rule

• Aufbau’s Principle: Electrons सबसे कम energy वाले orbitals में पहले भरते हैं, और फिर higher energy orbitals में जाते हैं।

• Pauli’s Exclusion Principle: एक atom में दो electrons के पास एक समान set of four quantum numbers नहीं हो सकते, यानी प्रत्येक orbital में maximum दो electrons होते हैं जिनका spin विपरीत होता है।

• Hund’s Rule: Electrons degenerate orbitals (same energy वाले orbitals) में पहले single रहते हैं, और फिर pair होते हैं।

1.6 Modern Periodic Law and Periodic Table

Modern Periodic Law, Henry Moseley द्वारा प्रस्तुत किया गया था, जो कहता है कि elements के गुण periodic होते हैं उनके atomic numbers के function के रूप में।

• Groups: Periodic table की vertical columns, जो समान chemical properties वाले elements को दर्शाती हैं।

• Periods: Horizontal rows, जहां elements के गुण periodic रूप से बदलते हैं।

Elements का Classification:

• s-block: Groups 1 और 2 के elements (alkali और alkaline earth metals)।
• p-block: Groups 13 से 18 के elements (nonmetals, halogens, और noble gases)।
• d-block: Transition metals, Groups 3 से 12।
• f-block: Lanthanides और actinides।

1.7 Chemical Bonding: Ionic, Covalent Bonds, and Hybridization

• Ionic Bonding: Electrons का एक atom से दूसरे atom में transfer, जिससे positive और negative ions का formation होता है। जैसे NaCl में sodium electron खोता है और chlorine electron प्राप्त करता है, जिससे Na⁺ और Cl⁻ बनते हैं।

• Covalent Bonding: Electrons का atoms के बीच share होना। Covalent bonds के दो प्रकार होते हैं:

  • Sigma (σ) Bonds: Orbitals के head-on overlap से बनते हैं, जैसा H₂ में होता है।
  • Pi (π) Bonds: p-orbitals के side-by-side overlap से बनते हैं, जैसा Cl₂ में होता है।

• Hybridization: Atomic orbitals के mixing का concept, जिससे नए hybrid orbitals का formation होता है। उदाहरण:

  • BeCl₂ में sp hybridization।
  • BF₃ में sp² hybridization।
  • CH₄, NH₃, और H₂O में sp³ hybridization।

1.8 States of Matter and Metallic Bonding

• States of Matter: Matter तीन states में मौजूद होता है—solid, liquid, और gas—जो temperature और pressure पर निर्भर करता है।

• Metallic Bonding: Electron gas model यह समझाता है कि metals में valence electrons delocalized होते हैं और freely move कर सकते हैं, जिससे “sea of electrons” बनती है जो metal atoms को एक साथ hold करती है।

DOWNLOAD PDF NOTES - CLICK