Spectroscopic MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Spectroscopic - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संकल्पना:

अवरक्त (IR) सक्रियता और CO₂ के कंपन मोड

• CO₂ एक रेखीय अणु है और इसमें तीन प्रकार के कंपन मोड होते हैं:
  • सममितीय प्रसार कंपन
  • असममितीय प्रसार कंपन
  • बंकन कंपन (अपभ्रष्ट बंकन मोड)
• किसी कंपन के IR सक्रिय होने के लिए, उसे अणु के द्विध्रुवीय आघूर्ण में परिवर्तन करना होगा।
• CO₂ का सममितीय प्रसार कंपन द्विध्रुवीय आघूर्ण में परिवर्तन नहीं करता है, इसलिए यह IR निष्क्रिय है।
• असममितीय प्रसार कंपन और बंकन कंपन द्विध्रुवीय आघूर्ण में परिवर्तन करते हैं, जिससे वे IR सक्रिय हो जाते हैं।

व्याख्या:

• प्रश्न CO₂ के बारे में गलत कथन पूछता है।
• आइए विकल्पों का विश्लेषण करें:
  1. CO₂ में चार कंपन मोड होते हैं। सही - CO₂ में एक सममितीय प्रसार, एक असममितीय प्रसार और दो अपभ्रष्ट बंकन मोड होते हैं, कुल मिलाकर चार कंपन होते हैं।
  2. CO₂ का असममितीय प्रसार कंपन IR निष्क्रिय है। गलत - असममितीय प्रसार कंपन IR सक्रिय है क्योंकि यह द्विध्रुवीय आघूर्ण में परिवर्तन करता है।
  3. CO₂ का सममितीय प्रसार कंपन IR निष्क्रिय है। सही - सममितीय प्रसार द्विध्रुवीय आघूर्ण परिवर्तन का कारण नहीं बनता है, जिससे यह IR निष्क्रिय हो जाता है।
  4. CO₂ का बंकन कंपन IR सक्रिय है। सही - बंकन कंपन द्विध्रुवीय आघूर्ण परिवर्तन का कारण बनते हैं, जिससे वे IR सक्रिय हो जाते हैं।
• विश्लेषण के आधार पर, गलत कथन विकल्प 2 है: "CO₂ का असममितीय प्रसार कंपन IR निष्क्रिय है।"

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 2 है: CO₂ का असममितीय प्रसार कंपन IR निष्क्रिय है।

सही उत्तर 'गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन (डी.एल.एस.)' है।

Key Points 

• गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन (डी.एल.एस.):
  • डी.एल.एस. एक तकनीक है जिसका उपयोग निलंबन में छोटे कणों या विलयन में पॉलिमरों के आकार वितरण प्रोफ़ाइल को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
  • यह बिखरे हुए प्रकाश की तीव्रता में समय-निर्भर उतार-चढ़ाव को मापता है, जो कणों की ब्राउनी गति के कारण होता है।
  • स्टोक्स-आइंस्टीन समीकरण का उपयोग करके इन उतार-चढ़ावों से वृहदणु्स की हाइड्रोडायनामिक त्रिज्या की गणना की जा सकती है।
  • यह विधि प्रोटीन, पॉलिमर और कोलाइडल फैलाव के अध्ययन के लिए अत्यधिक प्रभावी है।

Additional Information 

• एन.एम.आर. स्पेक्ट्रोस्कोपी:
  • परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एन.एम.आर.) स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग मुख्य रूप से परमाणु स्तर पर कार्बनिक यौगिकों और प्रोटीन की संरचना निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
  • इसका उपयोग आमतौर पर विलयन में वृहदणु की हाइड्रोडायनामिक त्रिज्या को मापने के लिए नहीं किया जाता है।
• एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी:
  • एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी एक तकनीक है जिसका उपयोग क्रिस्टल की परमाण्विक और आण्विक संरचना निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
  • इस विधि के लिए वृहदणु का क्रिस्टलीय रूप में होना आवश्यक है तथा यह विलयन में हाइड्रोडायनामिक त्रिज्या को मापने के लिए उपयुक्त नहीं है।
• जेल वैद्युतकणसंचलन:
  • जेल वैद्युतकणसंचलन का उपयोग डी.एन.ए., आर.एन.ए. और प्रोटीन जैसे वृहत् अणुओं को उनके आकार और आवेश के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।
  • इसका उपयोग विलयन में उपस्थित वृहत् अणुओं की हाइड्रोडायनामिक त्रिज्या को मापने के लिए नहीं किया जाता है।

सही उत्तर 25 x 10^-6 s है।

संकल्पना:-

90^o स्पंद:

NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी में एक 90° स्पंद एक रेडियो आवृत्ति (RF) स्पंद है जो चुंबकीय क्षेत्र के अक्ष के चारों ओर परमाणु चक्रण को 90 डिग्री घुमाता है। यह NMR प्रयोगों में एक मौलिक प्रचालन है और इसका उपयोग नाभिक के चक्रण को हेरफेर करने के लिए किया जाता है।

90° स्पंद की अवधि NMR प्रयोगों में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, क्योंकि यह निर्धारित करता है कि चक्रण के वांछित घूर्णन को प्राप्त करने के लिए RF स्पंद को कब तक लागू करने की आवश्यकता है।

व्याख्या:-

लगभग क्षेत्र चौड़ाई उत्तेजना, \(RF_{क्षेत्र}\ =\ {1\over4\times90^o\ पल्स\ अवधि\ सेकंड\ में}\)

RF_{क्षेत्र} क्षेत्र की तीव्रता के कारण संबद्ध आवृत्ति है =\(2.5\times10^{-4} \times42.57 MHz=10642.5 Hz\) जहाँ 42.57 MHz प्रोटॉन के लिए चुंबकीय अनुपात है।

\(1064.5\ =\ {1\over4\times90^o\ पल्स\ अवधि\ सेकंड\ में}\\90^o\ पल्स\ अवधि\ सेकंड\ में\ =\ {1\over4\times1064.5}\)

90° स्पंद = 25 x 10^-6 s

निष्कर्ष:-

इस उपकरण में 90° स्पंद की अवधि 25 x 10^-6 s है।

सही उत्तर क्रमवीक्षण टनलिंग सूक्ष्मदर्शी यंत्र है

संकल्पना:-

• टनलिंग: टनलिंग एक क्वांटम यांत्रिक परिघटना है जो कणों को एक स्थितिज ऊर्जा अवरोध से गुजरने की अनुमति देती है, भले ही उनकी ऊर्जा अवरोध की ऊंचाई से कम हो।
• क्रमवीक्षण टनेलिंग सूक्ष्मदर्शी (STM): STM एक प्रकार का सूक्ष्मदर्शी है जो किसी पदार्थ की सतह को स्कैन करने के लिए एक तीक्ष्ण धातु के शीर्ष का उपयोग करता है। शीर्ष सतह के बहुत निकट स्थित होता है, और शीर्ष व सतह के बीच एक छोटी वोल्टता अनुप्रयुक्त की जाती है। यदि शीर्ष सतह के पर्याप्त निकट है, तो इलेक्ट्रॉन सतह से शीर्ष या शीर्ष से सतह तक टनलिंग कर सकते हैं। टनलिंग की धारा शीर्ष और सतह के बीच की दूरी के प्रति बहुत संवेदनशील होती है, इसलिए STM का उपयोग परमाणु पैमाने के विभेदन के साथ सतह के प्रतिबिंब बनाने के लिए किया जा सकता है।
• संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (TEM): TEM एक प्रकार की सूक्ष्मदर्शी है जो एक पतले नमूने से गुजरने के लिए इलेक्ट्रॉनों के किरण पुंज का उपयोग करती है। नमूने द्वारा इलेक्ट्रॉन प्रकीर्णित हुए हैं, और प्रकीर्णित प्रतिरूप का उपयोग नमूने का एक प्रतिबिम्ब बनाने के लिए किया जा सकता है। TEM का उपयोग परमाणु-पैमाने के विभेदन के साथ सामग्रियों की आंतरिक संरचना का प्रतिबिम्ब बनाने के लिए किया जा सकता है।

व्याख्या:-

• क्रमवीक्षण टनेलिंग सूक्ष्मदर्शी (STM) एक शक्तिशाली इमेजिंग तकनीक है जो वैज्ञानिकों को परमाणु पैमाने पर पदार्थों की सतह की कल्पना करने की अनुमति देती है। इसका आविष्कार 1981 में गेर्ड बिनिग और हेनरिक रोरर द्वारा किया गया था, जिसके लिए उन्हें 1986 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।
• STM किसी पदार्थ की सतह को स्कैन करने के लिए एक तीक्ष्ण धातु के शीर्ष का उपयोग करके कार्य करता है। शीर्ष पृष्ठ के बहुत निकट स्थित होता है, और शीर्ष और पृष्ठ के बीच एक छोटी वोल्टता अनुप्रयुक्त की जाती है। यदि शीर्ष पृष्ठ के पर्याप्त निकट है, तो इलेक्ट्रॉन पृष्ठ से शीर्ष तक या शीर्ष से पृष्ठ तक टनलिंग कर सकते हैं। टनलिंग बनाने वाली धारा शीर्ष और पृष्ठ के बीच की दूरी के प्रति बहुत संवेदनशील होती है, इसलिए STM का उपयोग परमाणु पैमाने के विभेदन के साथ पृष्ठ के प्रतिबिंब बनाने के लिए किया जा सकता है।
• STM की एक अद्वितीय विशेषता यह है कि इसका उपयोग चालक और कुचालक दोनों पदार्थों को प्रतिबिंबित करने के लिए किया जा सकता है। इसका कारण यह है कि टनलिंग की धारा पदार्थ की चालकता पर निर्भर नहीं करती है। STM का उपयोग धातुओं, अर्धचालकों, कुचालकों और कार्बनिक पदार्थों सहित विभिन्न प्रकार के पदार्थों को प्रतिबिंबित करने के लिए किया गया है।
• STM के अन्य इमेजिंग तकनीकों की तुलना में कई लाभ हैं, जैसे कि संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (TEM) और क्रमवीक्षण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (SEM)। STM परमाणवीय पैमाने के विभेदन के साथ पदार्थों की सतह को प्रतिबिंबित कर सकता है, और इसका उपयोग चालक और कुचालक दोनों पदार्थों को प्रतिबिंबित करने के लिए किया जा सकता है। STM एक अपेक्षाकृत गैर-विनाशी इमेजिंग तकनीक भी है, जिसका अर्थ है कि यह प्रतिबिंबित होने वाले पदार्थ की सतह को नुकसान नहीं पहुंचाता है।
• STM का उपयोग भौतिकी, रसायन विज्ञान और पदार्थ विज्ञान सहित कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण खोजों के लिए किया गया है। उदाहरण के लिए, STM का उपयोग सतहों की परमाणु संरचना को प्रतिबिंबित करने, पदार्थों के इलेक्ट्रॉनिक गुणों का अध्ययन करने और नए पदार्थों को विकसित करने के लिए किया गया है। STM एक शक्तिशाली उपकरण है जिसने वैज्ञानिकों द्वारा परमाणु पैमाने पर पदार्थों का अध्ययन करने के तरीके में क्रांति ला दी है।

निष्कर्ष:-

इसलिए, वह उपकरण जो सतह और शीर्ष के बीच टनलिंग बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों के कारण धारा का उपयोग करता है, उसे क्रमवीक्षण टनलिंग सूक्ष्मदर्शी कहा जाता है।

सही उत्तर SiH4 है। 

स्पष्टीकरण:-

प्रदान किए गए विकल्पों में से, वह अणु जो संभावित रूप से एक गोलाकार रोटर बन सकता है लेकिन फिर द्विध्रुवीय क्षण के लिए विकृत हो जाता है वह SiH4 (सिलिकॉन टेट्राहाइड्राइड या सिलेन) होगा।

CO₂ - कार्बन डाइऑक्साइड एक रैखिक अणु है और इसमें महत्वपूर्ण द्विध्रुव क्षण होने की उम्मीद नहीं है। CO₂ एक रैखिक अणु है जिसमें ऑक्सीजन परमाणु कार्बन परमाणु के दोनों ओर सममित रूप से बंधे होते हैं। CO₂ अणु गैर-ध्रुवीय होते हैं क्योंकि दो C=O बंधों से द्विध्रुव आघूर्ण एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध शून्य द्विध्रुव आघूर्ण होता है। चूँकि CO2 अपनी रैखिक संरचना बनाए रखता है और गोलाकार रोटर नहीं बनता है, इसलिए यह उत्तर नहीं है।

C2H4- एथीन (C2H4) एक समतल अणु है, और सामान्य परिस्थितियों में, यह सममित है और इसमें स्थायी द्विध्रुवीय आघूर्ण नहीं होता है।

एथिलीन में कार्बन-कार्बन दोहरे बंधन के साथ एक समतलीय ज्यामिति होती है और कार्बन परमाणुओं के चारों ओर एक त्रिकोणीय तलीय व्यवस्था में बंधे H परमाणु होते हैं। यह अणु गोलाकार रोटर भी नहीं है. इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन घनत्व के सममित वितरण के कारण यह अनिवार्य रूप से गैर-ध्रुवीय है, हालांकि आकार और इलेक्ट्रॉनिक संरचना गोलाकार होने या सामान्य परिस्थितियों में एक महत्वपूर्ण स्थायी द्विध्रुवीय क्षण की ओर ले जाने से भिन्न होती है।

C6H6- बेंजीन, जैसा कि पहले चर्चा की गई है, पर्याप्त रूप से विकृत होने पर एक अस्थायी द्विध्रुवीय आघूर्ण प्राप्त कर सकता है। बेंजीन एक समतल वलय अणु है जिसमें छह कार्बन परमाणु एक हेक्सागोनल वलय में बारी-बारी से दोहरे बंधन और प्रत्येक कार्बन से जुड़े एच परमाणुओं के साथ जुड़े होते हैं। यह अणु एक सममित व्यवस्था का भी पालन करता है और अत्यधिक सममित होते हुए भी गोलाकार रोटर आकार नहीं बनाता है। इसके अलावा, इसकी सममित संरचना के कारण इसका समग्र द्विध्रुव क्षण शून्य है।

SiH4 - सिलिकॉन टेट्राहाइड्राइड (SiH4) में टेट्राहेड्रल संरचना होती है और इसमें द्विध्रुवीय आघूर्ण होने की उम्मीद होती है।
SiH₄ आकार में चतुष्फलकीय है, जिसके केंद्र में सिलिकॉन है और इसके चारों ओर चार हाइड्रोजन परमाणु सममित रूप से व्यवस्थित हैं। अपनी आदर्श, अविकृत अवस्था में, यह शून्य के द्विध्रुव आघूर्ण के साथ गैर-ध्रुवीय है क्योंकि Si-H बांड के द्विध्रुव टेट्राहेड्रल समरूपता के कारण रद्द हो जाते हैं। हालाँकि, यदि विकृत हो (विशेषकर बाहरी विद्युत क्षेत्र, दबाव या विशिष्ट अंतःक्रियाओं के तहत), तो यह एक गैर-शून्य द्विध्रुवीय क्षण प्राप्त कर सकता है जैसा कि प्रश्न से पता चलता है। यह अणु शुरुआत के वर्णन के लिए सबसे उपयुक्त है, जिसे कोई अपने अत्यधिक सममित आकार के कारण अमूर्त रूप से "गोलाकार रोटर" मान सकता है (हालांकि, सख्ती से बोलते हुए, गोलाकार रोटर एक आदर्शीकरण है, और SiH₄ टेट्राहेड्रल है)। एक महत्वपूर्ण द्विध्रुव क्षण प्राप्त करने के लिए आवश्यक विकृति आकार में परिवर्तन के कारण हो सकती है जो समरूपता को तोड़ती है। 8.3 μD का एक प्रेरित द्विध्रुव आघूर्ण संभवतः इस विकृति के कारण इलेक्ट्रॉन बादल वितरण में परिवर्तन का संकेत देता है।

निष्कर्ष:-

तो, उत्तर 4) SiH₄ है। यह पहचान इस आधार पर की गई है कि प्रश्न में अणु एक सममित, गैर-ध्रुवीय विन्यास से शुरू होता है जिसे इसकी समरूपता और इलेक्ट्रॉन वितरण में "गोलाकार" माना जा सकता है, फिर एक उल्लेखनीय द्विध्रुवीय क्षण प्राप्त करने के लिए विकृत होता है।

संप्रत्यय:

→ एक परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोमीटर (AAS) एक विश्लेषणात्मक उपकरण है जो नमूने में विशिष्ट रासायनिक तत्वों की सांद्रता को तत्व के परमाणुओं द्वारा प्रकाश के अवशोषण का विश्लेषण करके मापता है।

→ यह आमतौर पर रासायनिक और पर्यावरणीय विश्लेषण, धातुकर्म और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है जहाँ ट्रेस तत्वों का परिमाण महत्वपूर्ण है।

→ AAS का मूल सिद्धांत यह है कि जब एक नमूना एक ज्वाला या ग्रेफाइट भट्टी परमाणुकारक में प्रस्तुत किया जाता है, तो मापा जा रहा तत्व के परमाणु एक उच्च-ऊर्जा प्रकाश स्रोत, जैसे कि एक खोखला कैथोड लैंप (HCL) द्वारा उत्तेजित होते हैं, और प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं जो तत्व की विशेषता है। परमाणुओं द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा नमूने में तत्व की सांद्रता के सीधे आनुपातिक है।