Chapter 3: Atoms and Molecules – Class 9 Science NCERT Notes

Structure of Atoms – Glossary (English-Hindi) / अणु की संरचना – शब्दावली (English-Hindi)

  1. Atom – The smallest unit of an element that retains the properties of that element.
    अणु – तत्व की सबसे छोटी इकाई, जो तत्व के गुणों को बनाए रखती है।
  2. Element – A pure substance made up of only one kind of atom.
    तत्व – एक शुद्ध पदार्थ जो केवल एक प्रकार के अणुओं से बना होता है।
  3. Subatomic Particles – Particles smaller than an atom: electrons, protons, and neutrons.
    उपपरमाण्विक कण – अणु से छोटे कण जैसे इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन।
  4. Electron (e⁻) – A negatively charged subatomic particle found outside the nucleus.
    इलेक्ट्रॉन (e⁻) – ऋणात्मक आवेशित उपपरमाण्विक कण जो नाभिक के बाहर पाया जाता है।
  5. Proton (p⁺) – A positively charged subatomic particle found in the nucleus.
    प्रोटॉन (p⁺) – धनात्मक आवेशित उपपरमाण्विक कण जो नाभिक में पाया जाता है।
  6. Neutron (n⁰) – A neutral subatomic particle found in the nucleus.
    न्यूट्रॉन (n⁰) – उदासीन उपपरमाण्विक कण जो नाभिक में पाया जाता है।
  7. Nucleus – The central part of an atom containing protons and neutrons.
    नाभिक – अणु का केंद्र भाग जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं।
  8. Atomic Number (Z) – Number of protons in the nucleus of an atom.
    परमाणु संख्या (Z) – किसी अणु के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या।
  9. Mass Number (A) – The total number of protons and neutrons in an atom.
    द्रव्यमान संख्या (A) – किसी अणु में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की कुल संख्या।
  10. Isotopes – Atoms of the same element with different numbers of neutrons.
    समस्थानिक – एक ही तत्व के वे अणु जिनमें न्यूट्रॉन की संख्या अलग होती है।
  11. Isobars – Atoms with the same mass number but different atomic numbers.
    समभारिक – वे अणु जिनकी द्रव्यमान संख्या समान होती है लेकिन परमाणु संख्या भिन्न होती है।
  12. Electron Shells/Orbits – Paths around the nucleus where electrons are found.
    इलेक्ट्रॉन आवरण / कक्षा – नाभिक के चारों ओर वे पथ जहाँ इलेक्ट्रॉन स्थित होते हैं।
  13. Valence Electrons – Electrons in the outermost shell of an atom.
    संयोजक इलेक्ट्रॉन – किसी अणु के सबसे बाहरी आवरण में स्थित इलेक्ट्रॉन।
  14. Valency – The combining capacity of an atom.
    संयोजकता – किसी अणु की अन्य अणुओं से जुड़ने की क्षमता।
  15. Octet Rule – Atoms tend to have eight electrons in their outermost shell.
    ऑक्टेट नियम – अणु अपनी सबसे बाहरी कक्षा में आठ इलेक्ट्रॉन रखना पसंद करते हैं।
  16. Duplet Rule – Hydrogen and helium aim to have two electrons in the outermost shell.
    डुप्लेट नियम – हाइड्रोजन और हीलियम अपनी बाहरी कक्षा में दो इलेक्ट्रॉन रखने का प्रयास करते हैं।
  17. Energy Levels – Fixed energies that electrons can have in an atom.
    ऊर्जा स्तर – अणु में इलेक्ट्रॉनों की निश्चित ऊर्जा की अवस्थाएँ।
  18. Bohr’s Model – A model of atom with electrons in fixed orbits around the nucleus.
    बोर का मॉडल – अणु का एक मॉडल जिसमें इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर निश्चित कक्षाओं में घूमते हैं।
  19. Orbital – A region in an atom where there is a high probability of finding an electron.
    कक्ष (ऑर्बिटल) – अणु का वह क्षेत्र जहाँ इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना अधिक होती है।
  20. Electronic Configuration – Distribution of electrons in different shells or orbitals.
    इलेक्ट्रॉन विन्यास – विभिन्न आवरणों या कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों का वितरण।
  21. Stable Atom – An atom with a full outer electron shell.
    स्थिर अणु – ऐसा अणु जिसकी बाहरी इलेक्ट्रॉन कक्षा पूर्ण हो।
  22. Unstable Atom – An atom with an incomplete outer shell.
    अस्थिर अणु – ऐसा अणु जिसकी बाहरी कक्षा अधूरी हो।
  23. Quantum Number – A number that describes the energy levels and shape of orbitals.
    क्वांटम संख्या – जो कक्षा की ऊर्जा और आकार को दर्शाती है।
  24. Shell Notation (K, L, M, N…) – Representation of energy levels from inner to outer.
    आवरण संकेतन (K, L, M, N…) – ऊर्जा स्तरों का अंदर से बाहर की ओर संकेत।
  25. Charge – A property of particles that causes them to experience a force.
    आवेश – कणों की वह विशेषता जिससे वे बल का अनुभव करते हैं।

Chapter 3: Atoms and Molecules – Class 9 Science NCERT Notes

🔸 1. Laws of Chemical Combination

(a) Law of Conservation of Mass

  • Proposed by Antoine Lavoisier in 1789.
  • “Mass can neither be created nor destroyed in a chemical reaction.”
  • Total mass of reactants = Total mass of products.

(b) Law of Constant Proportions

  • Proposed by Joseph Proust in 1799.
  • “A pure chemical compound always contains the same elements combined in the same fixed ratio by mass.”
  • E.g., Water (H₂O) always has hydrogen and oxygen in the mass ratio of 1:8.

🔸 2. Dalton’s Atomic Theory

  • Proposed by John Dalton in 1808.
  • Major Postulates:
    1. All matter is made of indivisible atoms.
    2. Atoms of the same element are identical in mass and properties.
    3. Atoms of different elements have different masses and properties.
    4. Atoms combine in simple whole-number ratios to form compounds.
    5. Atoms can neither be created nor destroyed.

🔸 3. Atoms

  • The smallest unit of an element that can take part in a chemical reaction.
  • Atoms are neutral (no charge).
  • Represented by symbols.

Symbols of Elements

  • Introduced by Berzelius.
  • E.g., H for Hydrogen, O for Oxygen, Na for Sodium (from Latin Natrium), Fe for Iron (from Ferrum).

🔸 4. Atomic Mass

  • The mass of an atom of an element, compared to 1/12th the mass of one atom of Carbon-12 isotope.

Unit: Atomic Mass Unit (amu or u)

  • 1 u = 1.66 × 10⁻²⁷ kg

Examples:

  • H = 1 u,
  • C = 12 u,
  • O = 16 u,
  • Na = 23 u

🔸 5. Molecules

  • A molecule is the smallest unit of a compound or element which retains its chemical properties.
  • Formed by the combination of two or more atoms.

Types of Molecules

  1. Molecules of Elements:
    • Made up of same type of atoms.
    • E.g., O₂, H₂, N₂, Cl₂
  2. Molecules of Compounds:
    • Made up of different types of atoms.
    • E.g., H₂O, CO₂, NH₃

Atomicity (Number of atoms in a molecule)

  • Monoatomic: He, Ne (1 atom)
  • Diatomic: O₂, H₂ (2 atoms)
  • Triatomic: O₃ (3 atoms)
  • Polyatomic: P₄, S₈ (many atoms)

🔸 6. Ions

  • Charged particles formed when atoms gain or lose electrons.

Types of Ions

  1. Cation: Positively charged ion (loss of electrons)
    • E.g., Na⁺, Ca²⁺
  2. Anion: Negatively charged ion (gain of electrons)
    • E.g., Cl⁻, O²⁻

🔸 7. Chemical Formula

  • Represents the composition of a compound using symbols and number of atoms.
  • E.g., H₂O (2 Hydrogen, 1 Oxygen)

Rules for Writing Chemical Formula

  1. Cation (positive ion) is written first.
  2. Charges are balanced using cross multiplication method.
  3. Write formula using lowest whole number ratio.

Examples:

  • Na⁺ + Cl⁻ → NaCl
  • Ca²⁺ + Cl⁻ → CaCl₂
  • Al³⁺ + SO₄²⁻ → Al₂(SO₄)₃

🔸 8. Molecular Mass

  • Sum of atomic masses of all atoms in a molecule.

Formula:

Molecular Mass = (Number of atoms × Atomic mass of element)

Examples:

  • H₂O = (2 × 1) + (1 × 16) = 18 u
  • CO₂ = (1 × 12) + (2 × 16) = 44 u

🔸 9. Formula Unit Mass

  • Sum of atomic masses of all atoms in a formula unit of an ionic compound.
  • E.g., NaCl = 23 + 35.5 = 58.5 u

🔸 10. Mole Concept

  • Mole: The quantity containing 6.022 × 10²³ particles (Avogadro’s number).
  • These particles can be atoms, molecules, ions, etc.

1 Mole of:

  • Atoms = Atomic mass in grams
  • Molecules = Molecular mass in grams
  • Particles = 6.022 × 10²³ particles

🔸 11. Molar Mass

  • The mass of one mole of a substance in grams.
  • Same numerical value as atomic/molecular mass but in grams.

Examples:

  • 1 mole of O₂ = 32 g
  • 1 mole of H₂O = 18 g
  • 1 mole of NaCl = 58.5 g

🔸 12. Number of Particles (Moles Calculation)

Formulas:

  1. No. of Moles = Given Mass / Molar Mass
  2. No. of Particles = No. of Moles × Avogadro’s Number

🔸 13. Practice Examples

  1. What is the mass of 1 mole of CO₂?
    • C = 12, O = 16
    • Mass = 12 + 16×2 = 44 g
  2. How many molecules are present in 2 moles of water?
    • 2 × 6.022 × 10²³ = 1.2044 × 10²⁴ molecules

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🧪 अध्याय 3: परमाणु एवं अणु (Atoms and Molecules)


🔹 1. रासायनिक अभिक्रियाओं के नियम (Laws of Chemical Combination)

(क) द्रव्यमान संरक्षण का नियम (Law of Conservation of Mass)

  • प्रतिपादक: लाव्वाजिए (Lavoisier), 1789
  • “किसी रासायनिक अभिक्रिया में द्रव्यमान ना तो उत्पन्न होता है और ना ही नष्ट होता है।”
  • कुल अभिकारकों का द्रव्यमान = कुल उत्पादों का द्रव्यमान

(ख) नियत अनुपात का नियम (Law of Constant Proportions)

  • प्रतिपादक: जोसेफ प्राउस्ट (Joseph Proust), 1799
  • “एक शुद्ध यौगिक में तत्व हमेशा एक ही निश्चित अनुपात में उपस्थित होते हैं।”
  • उदाहरण: जल (H₂O) में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का द्रव्यमान अनुपात हमेशा 1:8 होता है।

🔹 2. डाल्टन का परमाणु सिद्धांत (Dalton’s Atomic Theory)

  • प्रतिपादक: जॉन डाल्टन, 1808
  • मुख्य बिंदु:
    1. सभी पदार्थ अत्यंत सूक्ष्म कणों (परमाणुओं) से बने होते हैं।
    2. एक ही तत्व के सभी परमाणु समान होते हैं।
    3. भिन्न तत्वों के परमाणु भिन्न-भिन्न होते हैं।
    4. परमाणु सरल पूर्णांक अनुपात में संयोग करके यौगिक बनाते हैं।
    5. परमाणु को ना तो उत्पन्न किया जा सकता है और ना ही नष्ट किया जा सकता है।

🔹 3. परमाणु (Atom)

  • किसी तत्व का वह सबसे छोटा कण जो रासायनिक अभिक्रिया में भाग ले सकता है।
  • परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है।
  • परमाणुओं को प्रतीकों (Symbols) द्वारा दर्शाया जाता है।

तत्वों के प्रतीक

  • प्रतिपादक: बेर्जेलियस (Berzelius)
  • उदाहरण:
    • H = हाइड्रोजन
    • O = ऑक्सीजन
    • Na = सोडियम (Natrium से)
    • Fe = लोहा (Ferrum से)

🔹 4. परमाणु द्रव्यमान (Atomic Mass)

  • किसी परमाणु का द्रव्यमान, कार्बन-12 परमाणु के 1/12 भाग के सापेक्ष मापा जाता है।

एकक (Unit): u या amu

  • 1 u = 1.66 × 10⁻²⁷ किग्रा

उदाहरण:

  • H = 1 u,
  • C = 12 u,
  • O = 16 u,
  • Na = 23 u

🔹 5. अणु (Molecules)

  • अणु किसी तत्व या यौगिक का सबसे छोटा कण होता है, जिसमें उसके सभी गुण होते हैं।
  • दो या अधिक परमाणुओं के संयोजन से बनते हैं।

अणुओं के प्रकार:

  1. तत्वों के अणु: एक ही प्रकार के परमाणुओं से बने (जैसे – O₂, H₂)
  2. यौगिकों के अणु: विभिन्न तत्वों के परमाणुओं से बने (जैसे – H₂O, CO₂)

एटॉमिकिटी (Atomicity) – किसी अणु में उपस्थित परमाणुओं की संख्या:

  • एकात्मक (Monoatomic): He, Ne
  • द्वि-आणविक (Diatomic): O₂, H₂
  • त्रि-आणविक (Triatomic): O₃
  • बहु-आणविक (Polyatomic): P₄, S₈

🔹 6. आयन (Ions)

  • जब कोई परमाणु इलेक्ट्रॉन खोता या प्राप्त करता है, तो वह आयन बनाता है।

प्रकार:

  1. धनायन (Cation): इलेक्ट्रॉन खोने से बना धनात्मक आयन
    • उदाहरण: Na⁺, Ca²⁺
  2. ऋणायन (Anion): इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने से बना ऋणात्मक आयन
    • उदाहरण: Cl⁻, O²⁻

🔹 7. रासायनिक सूत्र (Chemical Formula)

  • यह किसी यौगिक में उपस्थित तत्वों और उनके अनुपात को दर्शाता है।

नियम:

  1. धनायन (Cation) पहले लिखा जाता है।
  2. आवेश संतुलन के लिए क्रॉस गुणा विधि अपनाई जाती है।
  3. सबसे छोटे पूर्णांक अनुपात में लिखा जाता है।

उदाहरण:

  • Na⁺ + Cl⁻ → NaCl
  • Ca²⁺ + Cl⁻ → CaCl₂
  • Al³⁺ + SO₄²⁻ → Al₂(SO₄)₃

🔹 8. अणु द्रव्यमान (Molecular Mass)

  • किसी अणु में उपस्थित सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमानों का योग।

सूत्र:

Molecular Mass = (परमाणुओं की संख्या × उनके परमाणु द्रव्यमान)

उदाहरण:

  • H₂O = (2 × 1) + (1 × 16) = 18 u
  • CO₂ = (1 × 12) + (2 × 16) = 44 u

🔹 9. सूत्रात्मक इकाई द्रव्यमान (Formula Unit Mass)

  • किसी आयनिक यौगिक की एक इकाई के सभी परमाणुओं के द्रव्यमान का योग।
  • उदाहरण: NaCl = 23 + 35.5 = 58.5 u

🔹 10. मोल संकल्पना (Mole Concept)

  • मोल वह मात्रा है जिसमें 6.022 × 10²³ कण (Avogadro संख्या) होते हैं।
  • ये कण परमाणु, अणु या आयन हो सकते हैं।

1 मोल का अर्थ:

  • परमाणु = परमाणु द्रव्यमान (ग्राम में)
  • अणु = अणु द्रव्यमान (ग्राम में)
  • कण = 6.022 × 10²³ कण

🔹 11. मोलर द्रव्यमान (Molar Mass)

  • किसी पदार्थ के 1 मोल का द्रव्यमान (ग्राम में)।
  • इसका मान उसी पदार्थ के अणु/परमाणु द्रव्यमान के बराबर होता है, पर इकाई ग्राम में होती है।

उदाहरण:

  • 1 मोल O₂ = 32 g
  • 1 मोल H₂O = 18 g
  • 1 मोल NaCl = 58.5 g

🔹 12. कणों की संख्या निकालने के सूत्र

सूत्र:

  1. मोल = दिए गए द्रव्यमान / मोलर द्रव्यमान
  2. कणों की संख्या = मोल × अवोगाद्रो संख्या

🔹 13. प्रश्न अभ्यास (Examples)

  1. 1 मोल CO₂ का द्रव्यमान कितना होगा?
    • C = 12, O = 16
    • कुल = 12 + (16 × 2) = 44 ग्राम
  2. 2 मोल पानी में कितने अणु होंगे?
    • 2 × 6.022 × 10²³ = 1.2044 × 10²⁴ अणु

Useful Constants

Name / ConstantSymbolValueUnitNotes / Description
Electron Chargee⁻−1.602 × 10⁻¹⁹Coulombs (C)Negative charge particle
Electron Massme9.109 × 10⁻³¹kgLightest subatomic particle
Relative Charge of Electron−1Reference unit
Relative Mass of Electron~1/1836Compared to proton
Proton Chargep⁺+1.602 × 10⁻¹⁹Coulombs (C)Positively charged particle
Proton Massmp1.673 × 10⁻²⁷kgHeavier than electron
Relative Charge of Proton+1Reference unit
Relative Mass of Proton1Standard reference
Neutron Chargen⁰0Coulombs (C)Electrically neutral
Neutron Massmn1.675 × 10⁻²⁷kgSlightly heavier than proton
Relative Charge of Neutron0No charge
Relative Mass of Neutron1Similar to proton
Avogadro’s NumberNₐ6.022 × 10²³particles/molNumber of atoms in 1 mole
Speed of Light in Vacuumc3 × 10⁸m/sUsed in atomic & quantum calculations
Planck’s Constanth6.626 × 10⁻³⁴Joule·second (J·s)Quantum mechanics
Elementary Chargee1.602 × 10⁻¹⁹Coulombs (C)Charge of a single proton or electron
Permittivity of Free Spaceε₀8.854 × 10⁻¹²C²/N·m²Appears in electrostatics
Atomic Mass Unitu or amu1.66 × 10⁻²⁷kg1/12th of the mass of a C-12 atom
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