निम्नलिखित में से कौन से जोड़े अनिवार्य रूप से एक ही तत्व का प्रतिनिधित्व करते हैं?

Question

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The correct answer is D: समान परमाणु संख्या, भिन्न द्रव्यमान संख्या. एक ही तत्व से संबंधित परमाणुओं को विशेष रूप से उनकी परमाणु संख्या (प्रोटॉन की संख्या) द्वारा परिभाषित किया जाता है। यदि दो परमाणुओं की द्रव्यमान संख्या अलग-अलग है लेकिन परमाणु संख्या समान है, तो उन्हें एक ही तत्व के समस्थानिक (isotopes) कहा जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक ही तत्व से संबंधित परमाणुओं को विशेष रूप से उनकी परमाणु संख्या (प्रोटॉन की संख्या) द्वारा परिभाषित किया जाता है। यदि दो परमाणुओं की द्रव्यमान संख्या अलग-अलग है लेकिन परमाणु संख्या समान है, तो उन्हें एक ही तत्व के समस्थानिक (isotopes) कहा जाता है।

Working Principle: किसी तत्व की रासायनिक पहचान उसके नाभिक में प्रोटॉन की संख्या द्वारा निर्धारित होती है, जो इलेक्ट्रॉन विन्यास और परिणामस्वरूप, उसके रासायनिक गुणों को निर्धारित करती है। समस्थानिक तब होते हैं जब परमाणुओं में प्रोटॉन की संख्या ($Z$) समान होती है लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या ($N$) अलग होती है, जिससे कुल द्रव्यमान संख्या ($A = Z + N$) बदल जाती है। चूंकि $Z$ स्थिर रहता है, इसलिए वे आवर्त सारणी में एक ही स्थान पर होते हैं।

Key Formulas: $A = Z + N$ — जहाँ $A$ द्रव्यमान संख्या है, $Z$ परमाणु संख्या (प्रोटॉन) है, और $N$ न्यूट्रॉन की संख्या है।; $_Z^AX$ — तत्व $X$ के लिए मानक निरूपण, जहाँ $Z$ परमाणु संख्या है और $A$ द्रव्यमान संख्या है।

Key Points: परमाणु संख्या ($Z$) प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है।; समस्थानिक समान इलेक्ट्रॉनिक संरचना के कारण लगभग समान रासायनिक गुण प्रदर्शित करते हैं।; द्रव्यमान अंतर के कारण समस्थानिकों के बीच घनत्व और विसरण दर जैसे भौतिक गुण भिन्न हो सकते हैं।

Advantages: समस्थानिकों का उपयोग मेडिकल इमेजिंग (उदाहरण के लिए, $^{131}I$) में व्यापक रूप से किया जाता है।; कार्बन डेटिंग ($^{14}C$) समस्थानिकों के अस्तित्व पर निर्भर करती है।

Disadvantages: यदि उपयुक्त विकिरण परिरक्षण (radiation shielding) के साथ नियंत्रित न किया जाए तो रेडियोधर्मी समस्थानिक हानिकारक हो सकते हैं।

Applications: यूरेनियम-235 का उपयोग करके परमाणु ऊर्जा उत्पादन।; कोबाल्ट-60 का उपयोग करके कैंसर रेडियोथेरेपी।

Additional Info: विकल्प A समभारिकों (isobars) का वर्णन करता है (भिन्न तत्व, समान द्रव्यमान)।. विकल्प B समन्यूट्रॉनिक (isotones) का वर्णन करता है (भिन्न तत्व, समान न्यूट्रॉन संख्या)।. विकल्प C रसायन विज्ञान में किसी मानक श्रेणीबद्ध जोड़े का वर्णन नहीं करता है; यह पूरी तरह से भिन्न तत्वों का संकेत देता है।

Answer: D सही है — समान परमाणु संख्या वाले परमाणु समस्थानिक होते हैं, जो परिभाषा के अनुसार एक ही तत्व होने चाहिए।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि प्रोटॉन तत्व को परिभाषित करते हैं; इलेक्ट्रॉन रासायनिक व्यवहार (संयोजकता) को परिभाषित करते हैं, और न्यूट्रॉन समस्थानिक/स्थिरता को परिभाषित करते हैं।

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Option A: समान द्रव्यमान संख्या, भिन्न परमाणु संख्या

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Option B: समान न्यूट्रॉन संख्या, भिन्न परमाणु संख्या

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Option C: भिन्न प्रोटॉन संख्या, समान न्यूट्रॉन संख्या

Correct Answer

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