Class 11 Chemistry Notes Chapter 1 (रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाएँ) – Rasayan Vigyan Bhag-I Book

चलिए, आज हम रसायन विज्ञान के पहले अध्याय, 'रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाएँ' का गहन अध्ययन करते हैं। यह अध्याय आपकी सरकारी परीक्षाओं की तैयारी के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह रसायन विज्ञान की नींव रखता है। नीचे इस अध्याय के विस्तृत नोट्स और कुछ बहुविकल्पीय प्रश्न दिए गए हैं:

अध्याय 1: रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाएँ (Some Basic Concepts of Chemistry)

1. रसायन विज्ञान का महत्व (Importance of Chemistry):

• रसायन विज्ञान, विज्ञान की वह शाखा है जो पदार्थ के संघटन, संरचना, गुणधर्मों और रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान इनमें होने वाले परिवर्तनों का अध्ययन करती है।
• इसका महत्व दैनिक जीवन (साबुन, अपमार्जक, भोजन), उद्योग (उर्वरक, बहुलक, वस्त्र, औषधि), पर्यावरण संरक्षण, और नई सामग्रियों के विकास में है।

2. द्रव्य की प्रकृति (Nature of Matter):

• द्रव्य (Matter): कोई भी वस्तु जिसका द्रव्यमान होता है और जो स्थान घेरती है, द्रव्य कहलाती है।
• भौतिक वर्गीकरण (Physical Classification):
  • ठोस (Solid): निश्चित आयतन और निश्चित आकार। कण बहुत पास-पास और व्यवस्थित होते हैं।
  • द्रव (Liquid): निश्चित आयतन परन्तु अनिश्चित आकार (पात्र का आकार ले लेते हैं)। कण पास होते हैं लेकिन गति कर सकते हैं।
  • गैस (Gas): अनिश्चित आयतन और अनिश्चित आकार। कण बहुत दूर-दूर होते हैं और स्वतंत्र रूप से गति करते हैं।
• रासायनिक वर्गीकरण (Chemical Classification):
  • शुद्ध पदार्थ (Pure Substances): इनका संघटन निश्चित होता है।
    • तत्व (Element): एक ही प्रकार के परमाणुओं से बने होते हैं (जैसे- सोना (Au), ऑक्सीजन (O₂), हाइड्रोजन (H₂))। इन्हें भौतिक या रासायनिक विधियों द्वारा और सरल पदार्थों में विभाजित नहीं किया जा सकता।
    • यौगिक (Compound): भिन्न तत्वों के दो या दो से अधिक परमाणु एक निश्चित अनुपात में रासायनिक रूप से संयोजित होकर बनते हैं (जैसे- जल (H₂O), कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂))। यौगिकों के गुण उनके अवयवी तत्वों के गुणों से भिन्न होते हैं। इन्हें रासायनिक विधियों द्वारा अवयवी तत्वों में तोड़ा जा सकता है।
  • मिश्रण (Mixtures): दो या अधिक पदार्थों (तत्व या यौगिक) को किसी भी अनुपात में मिलाने पर बनते हैं, जो रासायनिक रूप से संयोजित नहीं होते। इनके गुण अवयवी पदार्थों के गुणों को दर्शाते हैं।
    • समांगी मिश्रण (Homogeneous Mixture): संघटन पूरे मिश्रण में एकसमान होता है (जैसे- चीनी का जलीय विलयन, हवा)।
    • विषमांगी मिश्रण (Heterogeneous Mixture): संघटन पूरे मिश्रण में एकसमान नहीं होता और विभिन्न घटकों के बीच स्पष्ट सीमाएँ होती हैं (जैसे- रेत और पानी का मिश्रण, दाल में कंकड़)।

3. पदार्थों के गुणधर्म और उनका मापन (Properties of Matter and their Measurement):

• भौतिक गुणधर्म (Physical Properties): वे गुण जिन्हें पदार्थ की पहचान या संघटन को परिवर्तित किए बिना मापा या देखा जा सकता है (जैसे- रंग, गंध, गलनांक, क्वथनांक, घनत्व)।
• रासायनिक गुणधर्म (Chemical Properties): वे गुण जिन्हें मापने या देखने के लिए रासायनिक परिवर्तन का होना आवश्यक है (जैसे- अम्लता, क्षारकता, दहनशीलता)।
• मात्रकों की अंतर्राष्ट्रीय पद्धति (SI Units - Système Internationale d'Unités):
  • सात आधार मात्रक (Seven Base Units):
    1. लंबाई (Length) - मीटर (m)
    2. द्रव्यमान (Mass) - किलोग्राम (kg)
    3. समय (Time) - सेकंड (s)
    4. विद्युत धारा (Electric Current) - ऐम्पियर (A)
    5. ऊष्मागतिक ताप (Thermodynamic Temperature) - केल्विन (K)
    6. पदार्थ की मात्रा (Amount of Substance) - मोल (mol)
    7. ज्योति तीव्रता (Luminous Intensity) - कैंडेला (cd)
  • व्युत्पन्न मात्रक (Derived Units): आधार मात्रकों से प्राप्त किए जाते हैं (जैसे- आयतन (m³), घनत्व (kg/m³), वेग (m/s))।
• द्रव्यमान और भार (Mass and Weight):
  • द्रव्यमान: पदार्थ की मात्रा; स्थिर रहता है। SI मात्रक kg है।
  • भार: वस्तु पर लगने वाला गुरुत्व बल; स्थान के साथ बदलता है।
• आयतन (Volume): वस्तु द्वारा घेरा गया स्थान। SI मात्रक m³ है। सामान्य मात्रक लीटर (L) (1 L = 1000 mL = 1000 cm³ = 1 dm³)।
• घनत्व (Density): प्रति इकाई आयतन का द्रव्यमान। घनत्व = द्रव्यमान / आयतन। SI मात्रक kg/m³ है। सामान्य मात्रक g/cm³ या g/mL।
• ताप (Temperature):
  • सेल्सियस (°C), फारेनहाइट (°F), केल्विन (K)।
  • K = °C + 273.15
  • °F = (9/5)°C + 32

4. मापन में अनिश्चितता (Uncertainty in Measurement):

• वैज्ञानिक संकेतन (Scientific Notation): संख्याओं को N × 10ⁿ के रूप में लिखना, जहाँ N, 1.000... और 9.999... के बीच की संख्या है और n एक पूर्णांक है (जैसे- 602,200,000,000,000,000,000,000 को 6.022 × 10²³)।
• सार्थक अंक (Significant Figures): वे अंक जो निश्चितता के साथ ज्ञात हों, तथा एक अंतिम अंक जो अनिश्चित हो।
  • नियम:
    1. सभी गैर-शून्य अंक सार्थक होते हैं। (जैसे- 285 में 3 सार्थक अंक)
    2. गैर-शून्य अंकों के मध्य आने वाले शून्य सार्थक होते हैं। (जैसे- 2005 में 4 सार्थक अंक)
    3. प्रथम गैर-शून्य अंक से पहले आने वाले शून्य सार्थक नहीं होते। (जैसे- 0.003 में 1 सार्थक अंक)
    4. दशमलव के दाईं ओर तथा किसी गैर-शून्य अंक के दाईं ओर आने वाले शून्य सार्थक होते हैं। (जैसे- 2.00 में 3 सार्थक अंक, 100. में 3 सार्थक अंक)
    5. बिना दशमलव वाली संख्या में दाईं ओर के शून्य सार्थक हो भी सकते हैं और नहीं भी। वैज्ञानिक संकेतन का प्रयोग स्पष्टता लाता है (जैसे- 100 को 1 × 10² (1 सार्थक अंक), 1.0 × 10² (2 सार्थक अंक), 1.00 × 10² (3 सार्थक अंक) लिखा जा सकता है)।
  • गणना में सार्थक अंक:
    • गुणा/भाग: परिणाम में उतने ही सार्थक अंक होने चाहिए जितने न्यूनतम सार्थक अंकों वाली संख्या में हैं।
    • जोड़/घटाव: परिणाम में दशमलव के बाद उतने ही अंक होने चाहिए जितने न्यूनतम दशमलव स्थानों वाली संख्या में हैं।
• विमीय विश्लेषण (Dimensional Analysis): गणनाओं में मात्रकों (विमाओं) का उपयोग करके एक पद्धति के मात्रकों को दूसरी पद्धति में बदलना।

5. रासायनिक संयोजन के नियम (Laws of Chemical Combination):

• द्रव्यमान संरक्षण का नियम (Law of Conservation of Mass - Lavoisier): किसी रासायनिक अभिक्रिया में, अभिकारकों का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है (द्रव्यमान को न तो उत्पन्न किया जा सकता है और न ही नष्ट)।
• स्थिर अनुपात का नियम (Law of Definite Proportions - Proust): किसी दिए गए यौगिक में तत्वों के द्रव्यमानों का अनुपात सदैव समान रहता है, चाहे उसे किसी भी स्रोत से प्राप्त किया गया हो (जैसे- जल (H₂O) में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का द्रव्यमान अनुपात हमेशा 1:8 होता है)।
• गुणित अनुपात का नियम (Law of Multiple Proportions - Dalton): यदि दो तत्व संयोजित होकर एक से अधिक यौगिक बनाते हैं, तो एक तत्व के निश्चित द्रव्यमान से संयोग करने वाले दूसरे तत्व के द्रव्यमानों में एक सरल पूर्णांक अनुपात होता है (जैसे- H₂O और H₂O₂ में, हाइड्रोजन के 2g से संयोग करने वाले ऑक्सीजन के द्रव्यमान 16g और 32g हैं, जिनका अनुपात 16:32 या 1:2 है)।
• गे-लुसैक का गैसीय आयतनों का नियम (Gay Lussac's Law of Gaseous Volumes): जब गैसें समान ताप और दाब पर रासायनिक अभिक्रिया करती हैं, तो उनके आयतनों में तथा बने गैसीय उत्पादों के आयतनों में एक सरल पूर्णांक अनुपात होता है।
• आवोगाद्रो का नियम (Avogadro's Law): समान ताप और दाब पर, सभी गैसों के समान आयतनों में अणुओं की संख्या समान होती है। (V ∝ n, जहाँ n मोलों की संख्या है)।

6. डाल्टन का परमाणु सिद्धांत (Dalton's Atomic Theory):

• द्रव्य अत्यंत छोटे अविभाज्य कणों से बना है, जिन्हें परमाणु कहते हैं।
• एक तत्व के सभी परमाणु द्रव्यमान सहित सभी गुणों में समान होते हैं। भिन्न तत्वों के परमाणु भिन्न होते हैं।
• यौगिक तब बनते हैं जब भिन्न तत्वों के परमाणु एक निश्चित सरल पूर्णांक अनुपात में संयोजित होते हैं।
• रासायनिक अभिक्रियाओं में परमाणु पुनर्व्यवस्थित होते हैं; वे न तो बनते हैं और न ही नष्ट होते हैं।
• सीमाएँ: समस्थानिकों (isotopes) और समभारिकों (isobars) की खोज, परमाणु की विभाज्यता (इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन की खोज) ने सिद्धांत के कुछ हिस्सों को संशोधित किया।

7. परमाणु द्रव्यमान और आण्विक द्रव्यमान (Atomic and Molecular Mass):

• परमाणु द्रव्यमान (Atomic Mass): एक परमाणु का द्रव्यमान। इसे कार्बन-12 समस्थानिक के एक परमाणु के द्रव्यमान के 1/12वें भाग के सापेक्ष व्यक्त किया जाता है। मात्रक 'एकीकृत परमाणु द्रव्यमान मात्रक' (unified atomic mass unit - u) है। 1 u = 1.66056 × 10⁻²⁴ g.
• औसत परमाणु द्रव्यमान (Average Atomic Mass): प्रकृति में पाए जाने वाले किसी तत्व के समस्थानिकों के परमाणु द्रव्यमानों का उनकी उपलब्धता के आधार पर औसत।
• आण्विक द्रव्यमान (Molecular Mass): किसी अणु में उपस्थित सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमानों का योग।
• सूत्र द्रव्यमान (Formula Mass): आयनिक यौगिकों (जो अणु के रूप में नहीं होते) के लिए प्रयुक्त होता है। यह सूत्र इकाई में उपस्थित सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमानों का योग होता है (जैसे- NaCl का सूत्र द्रव्यमान)।

8. मोल संकल्पना और मोलर द्रव्यमान (Mole Concept and Molar Mass):

• मोल (Mole - mol): पदार्थ की मात्रा का SI मात्रक। एक मोल किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें उतने ही कण (परमाणु, अणु, आयन आदि) होते हैं जितने कार्बन-12 समस्थानिक के ठीक 12 g में परमाणुओं की संख्या होती है।
• आवोगाद्रो स्थिरांक (Avogadro Constant - N<0xE2><0x82><0x90>): एक मोल में कणों की संख्या, N<0xE2><0x82><0x90> = 6.022 × 10²³ mol⁻¹।
• मोलर द्रव्यमान (Molar Mass - M): किसी पदार्थ के एक मोल का ग्राम में द्रव्यमान। संख्यात्मक रूप से यह परमाणु/आण्विक/सूत्र द्रव्यमान (u में) के बराबर होता है, लेकिन मात्रक g/mol होता है। (जैसे- H₂O का आण्विक द्रव्यमान = 18.02 u, H₂O का मोलर द्रव्यमान = 18.02 g/mol)।
• संबंध:
  • मोलों की संख्या (n) = दिया गया द्रव्यमान (w) / मोलर द्रव्यमान (M)
  • मोलों की संख्या (n) = दिए गए कणों की संख्या / आवोगाद्रो स्थिरांक (N<0xE2><0x82><0x90>)
  • STP (Standard Temperature and Pressure: 0°C या 273.15 K, 1 bar दाब) पर किसी गैस के 1 मोल का आयतन = 22.7 L (पुरानी परिभाषा 1 atm दाब पर 22.4 L)।

9. प्रतिशत संघटन (Percentage Composition):

• किसी यौगिक में उपस्थित प्रत्येक तत्व का द्रव्यमान प्रतिशत।
• तत्व का द्रव्यमान % = (यौगिक में उस तत्व का कुल द्रव्यमान / यौगिक का मोलर द्रव्यमान) × 100

10. मूलानुपाती सूत्र और आण्विक सूत्र (Empirical Formula and Molecular Formula):

• मूलानुपाती सूत्र (Empirical Formula): वह सूत्र जो किसी यौगिक में उपस्थित विभिन्न तत्वों के परमाणुओं का सरलतम पूर्णांक अनुपात दर्शाता है।
• आण्विक सूत्र (Molecular Formula): वह सूत्र जो किसी यौगिक के एक अणु में उपस्थित विभिन्न तत्वों के परमाणुओं की वास्तविक संख्या दर्शाता है।
• संबंध: आण्विक सूत्र = n × (मूलानुपाती सूत्र), जहाँ n = आण्विक द्रव्यमान / मूलानुपाती सूत्र द्रव्यमान।
• गणना: प्रतिशत संघटन से मोल अनुपात ज्ञात करके, फिर उसे सरलतम पूर्णांक अनुपात में बदलकर मूलानुपाती सूत्र ज्ञात किया जाता है। आण्विक द्रव्यमान ज्ञात होने पर आण्विक सूत्र निकाला जा सकता है।

11. स्टॉइकियोमीट्री और स्टॉइकियोमीट्री परिकलन (Stoichiometry and Stoichiometric Calculations):

• स्टॉइकियोमीट्री: रासायनिक अभिक्रियाओं में अभिकारकों और उत्पादों की मात्राओं (द्रव्यमान, मोल, आयतन) का परिकलन।
• संतुलित रासायनिक समीकरण (Balanced Chemical Equation): वह समीकरण जिसमें अभिक्रिया के दोनों ओर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होती है। यह अभिकारकों और उत्पादों के बीच मोल अनुपात बताता है।
• परिकलन: संतुलित समीकरण के आधार पर एक पदार्थ की ज्ञात मात्रा से दूसरे पदार्थ की अज्ञात मात्रा की गणना करना (मोल-मोल, द्रव्यमान-द्रव्यमान, द्रव्यमान-आयतन संबंध)।
• सीमान्त अभिकर्मक (Limiting Reagent): वह अभिकारक जो रासायनिक अभिक्रिया में पहले समाप्त हो जाता है और उत्पाद की बनने वाली मात्रा को सीमित करता है। गणनाएँ सीमान्त अभिकर्मक के आधार पर की जाती हैं।

12. विलयनों में अभिक्रियाएँ (Reactions in Solutions):

• विलयन की सांद्रता व्यक्त करना (Expressing Concentration of Solutions):
  • द्रव्यमान प्रतिशत (Mass Percent - w/w): (विलेय का द्रव्यमान / विलयन का कुल द्रव्यमान) × 100
  • मोल अंश (Mole Fraction - X): किसी घटक के मोलों की संख्या तथा विलयन में उपस्थित सभी घटकों के कुल मोलों की संख्या का अनुपात। X<0xE2><0x82><0x90> + X<0xE2><0x82><0x91> = 1 (द्विअंगी विलयन के लिए)।
  • मोलरता (Molarity - M): 1 लीटर (या 1 dm³) विलयन में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या। मात्रक: mol/L या M। (ताप पर निर्भर करती है)।
  • मोललता (Molality - m): 1 किलोग्राम (kg) विलायक में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या। मात्रक: mol/kg या m। (ताप पर निर्भर नहीं करती है)।

बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQs):

प्रश्न 1: ताप का SI मात्रक क्या है?
(a) °C
(b) °F
(c) K
(d) इनमें से कोई नहीं

प्रश्न 2: संख्या 0.0260 में सार्थक अंकों की संख्या कितनी है?
(a) 2
(b) 3
(c) 4
(d) 5

प्रश्न 3: यदि दो तत्व A और B मिलकर दो यौगिक AB₂ और A₂B₃ बनाते हैं, तो यह किस नियम की पुष्टि करता है?
(a) द्रव्यमान संरक्षण का नियम
(b) स्थिर अनुपात का नियम
(c) गुणित अनुपात का नियम
(d) आवोगाद्रो का नियम

प्रश्न 4: आवोगाद्रो स्थिरांक (N<0xE2><0x82><0x90>) का मान है:
(a) 6.022 × 10²² mol⁻¹
(b) 6.022 × 10²³ mol⁻¹
(c) 6.022 × 10⁻²³ mol⁻¹
(d) 6.022 × 10²⁴ mol⁻¹

प्रश्न 5: 44 g कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) में मोलों की संख्या कितनी है? (C=12 u, O=16 u)
(a) 0.5 मोल
(b) 1 मोल
(c) 2 मोल
(d) 44 मोल

प्रश्न 6: 1 लीटर विलयन में उपस्थित विलेय के मोलों की संख्या को कहते हैं:
(a) मोललता
(b) मोलरता
(c) मोल अंश
(d) द्रव्यमान प्रतिशत

प्रश्न 7: किसी यौगिक का मूलानुपाती सूत्र CH₂O है और उसका मोलर द्रव्यमान 180 g/mol है। यौगिक का आण्विक सूत्र क्या है? (C=12, H=1, O=16)
(a) CH₂O
(b) C₂H₄O₂
(c) C₆H₁₂O₆
(d) C₃H₆O₃

प्रश्न 8: रासायनिक अभिक्रिया में वह अभिकारक जो पहले समाप्त हो जाता है, कहलाता है:
(a) अतिरिक्त अभिकारक
(b) उत्पाद
(c) सीमान्त अभिकर्मक
(d) उत्प्रेरक

प्रश्न 9: ग्लूकोज (C₆H₁₂O₆) में कार्बन का द्रव्यमान प्रतिशत लगभग कितना है? (C=12, H=1, O=16)
(a) 20%
(b) 40%
(c) 50%
(d) 60%

प्रश्न 10: डाल्टन के परमाणु सिद्धांत का निम्नलिखित में से कौन सा अभिगृहीत अब मान्य नहीं है?
(a) तत्व परमाणुओं से बने होते हैं।
(b) परमाणु अविभाज्य होते हैं।
(c) भिन्न तत्वों के परमाणु भिन्न होते हैं।
(d) रासायनिक अभिक्रियाओं में परमाणु पुनर्व्यवस्थित होते हैं।

उत्तर कुंजी (MCQs):

1. (c)
2. (b)
3. (c)
4. (b)
5. (b) [CO₂ का मोलर द्रव्यमान = 12 + 2*16 = 44 g/mol; मोल = 44g / 44 g/mol = 1 मोल]
6. (b)
7. (c) [मूलानुपाती सूत्र द्रव्यमान = 12+2*1+16 = 30 g/mol; n = 180/30 = 6; आण्विक सूत्र = 6 × (CH₂O) = C₆H₁₂O₆]
8. (c)
9. (b) [ग्लूकोज का मोलर द्रव्यमान = 612 + 121 + 6*16 = 72 + 12 + 96 = 180 g/mol; कार्बन का द्रव्यमान % = (72/180) * 100 = 40%]
10. (b)

मुझे उम्मीद है कि ये नोट्स और प्रश्न आपकी परीक्षा की तैयारी में सहायक होंगे। ध्यान लगाकर पढ़ें और अभ्यास करते रहें!