Who discovered the electron, proton and neutron?

The electron emerged from cathode ray discharge tube experiments, with J. J. Thomson measuring its charge-to-mass ratio in 1897 and Robert Millikan determining its charge in 1909. The proton was identified by E. Goldstein through anode (canal) rays in 1886, with hydrogen giving the lightest positive particle. The neutron was discovered by James Chadwick in 1932 from beryllium bombarded with alpha particles.

Why is the e/m ratio of cathode rays the same for all gases?

Because cathode ray particles come from the cathode itself and are identical whatever gas or electrode material is used — proving the electron is a universal constituent of all matter. In contrast, the e/m ratio of anode (canal) rays depends on the gas, because the positive particles are simply ionised gas atoms or molecules, which differ from gas to gas.

How was the charge of the electron measured?

Robert Millikan measured it in 1909 using his oil drop experiment: tiny charged oil droplets were suspended between plates by balancing gravity against the electric force. The charges on droplets were always whole-number multiples of 1.6022 × 10⁻¹⁹ C — the charge of one electron. Dividing by Thomson's e/m ratio gave the electron's mass, 9.109 × 10⁻³¹ kg.

How was the neutron discovered and why did it take so long?

In 1932 James Chadwick bombarded beryllium with alpha particles — ⁹Be + ⁴He → ¹²C + n — and found an uncharged radiation that knocked protons out of paraffin. It took until 1932 because the neutron carries no charge: it is undeflected by electric or magnetic fields and leaves no ion trails, so every charge-based detection method missed it. Its mass, 1.675 × 10⁻²⁷ kg, is slightly greater than the proton's.

§ 2.1NCERT Class 11 · Chemistry · Chapter 2

अवपरमाणुक कणों की खोज: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन

1850 के दशक में, जब काँच की नलिकाएँ उच्च वोल्टेज पर चमकने लगीं, परमाणु अविभाज्य नहीं रहा। विसर्जन नलिकाओं, तेल की बूँदों और बेरिलियम लक्ष्यों के चौहत्तर वर्षों ने वे तीन कण दिए जिनका विवरण यह पेज देता है — साथ में खोज-श्रेय वाले वे प्रश्न जो NTA को बहुत पसंद हैं।

QCC Notes · Class 11 Chemistry NCERT & NTA aligned UPDATED 24 SEP 2026 8 MIN READ

1/1837

Electron mass ÷ hydrogen-atom mass
The atom’s mass lives in the nucleus — 99.9% of it
Yet the electron runs the chemistry

कण कैसे खोजे गए? — पूर्ण सिद्धांत

इलेक्ट्रॉन — चमकती नलिकाओं से। बहुत कम दाब पर गैस से भरी विसर्जन नलिका में उच्च वोल्टेज प्रवाहित करने पर कैथोड से किरणें निकलती हैं जो सामने की दीवार को चमका देती हैं। ये कैथोड किरणें सीधी रेखा में चलती हैं (अपने मार्ग में रखी वस्तुओं की छाया बनाती हैं) और ऋणावेशित कणों की तरह व्यवहार करती हैं — विद्युत क्षेत्र में ये धन प्लेट की ओर मुड़ती हैं। 1897 में जे. जे. थॉमसन ने विद्युत और चुंबकीय विक्षेपों को संतुलित करके इनका आवेश-द्रव्यमान अनुपात मापा: e/m = 1.758820 × 10¹¹ C/kg। चौंकाने वाली बात यह थी कि यह मान हर गैस और हर कैथोड पदार्थ के लिए समान है — अर्थात यह कण सभी द्रव्यों का एक सार्वत्रिक घटक है।

प्रोटॉन — दूसरे सिरे से। 1886 में ई. गोल्डस्टीन ने देखा कि छिद्रयुक्त कैथोड से होकर नई किरणें कैथोड किरणों की विपरीत दिशा में जाती हैं — ये ऐनोड किरणें या कैनाल किरणें हैं, धनावेशित कणों की धाराएँ। कैथोड किरणों के विपरीत, इनका व्यवहार गैस पर निर्भर करता है — हर गैस अपने धन आयन देती है। सबसे हल्का और सरलतम धनावेशित कण हाइड्रोजन से प्राप्त होता है: प्रोटॉन, जिसका आवेश +1.6022 × 10⁻¹⁹ C और द्रव्यमान 1.672 × 10⁻²⁷ kg है — इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का 1837 गुना।

आवेश — गिरती बूँदों से। थॉमसन के पास e/m था, परंतु न अकेला e और न अकेला m। 1909 में रॉबर्ट मिलिकन ने आवेशित तेल की सूक्ष्म बूँदों को दो प्लेटों के बीच गुरुत्व और विद्युत बल को संतुलित करके स्थिर रखा। हर बूँद का आवेश 1.6022 × 10⁻¹⁹ C का पूर्णांक गुणज निकला — यही मौलिक आवेश है। दोनों को मिलाकर: m = e ÷ (e/m) = 9.109 × 10⁻³¹ kg।

न्यूट्रॉन — अदृश्य कण। परमाणु द्रव्यमानों से स्पष्ट था कि नाभिक में एक उदासीन और भारी कण भी होना चाहिए, परंतु उदासीनता ने उसे अदृश्य बना दिया: न क्षेत्र में विक्षेपण, न आयन-पथ। 1932 में जेम्स चैडविक ने बेरिलियम पर α-कणों की बौछार की और पैराफिन मोम से बाहर निकाले गए प्रोटॉनों को मापा:

तालिका 1 — अवपरमाणुक कणों की पूरी सूची (हर कॉलम याद करें)
कण	खोजकर्ता · वर्ष · प्रयोग	आवेश (C)	सापेक्ष आवेश	द्रव्यमान (kg)	सापेक्ष द्रव्यमान (u ≈)
इलेक्ट्रॉन e⁻	थॉमसन 1897 (e/m) · मिलिकन 1909 (आवेश)	−1.6022 × 10⁻¹⁹	−1	9.109 × 10⁻³¹	0 (1/1837)
प्रोटॉन p	ई. गोल्डस्टीन 1886 (कैनाल किरणें)	+1.6022 × 10⁻¹⁹	+1	1.672 × 10⁻²⁷	1.00727 (≈ 1)
न्यूट्रॉन n	जे. चैडविक 1932 (⁹Be + α)	0	0	1.675 × 10⁻²⁷	1.00867 (≈ 1)

NTA ट्रैप · सार्वत्रिकता — केवल एक दिशा में

कैथोड किरणें: e/m गैस और इलेक्ट्रोड पदार्थ से स्वतंत्र है (सार्वत्रिक इलेक्ट्रॉन)। ऐनोड किरणें: e/m गैस पर निर्भर करता है (ये केवल आयनित गैस कण हैं)। कथन वाले प्रश्न इन दोनों दिशाओं को आपस में बदल देते हैं — “धन किरणों का e/m सभी गैसों के लिए समान होता है” गलत है। एक शब्द, पूरा अंक।

NTA ट्रैप · श्रेय और क्रम

परीक्षा पूछती है “इलेक्ट्रॉन का आवेश किसने ज्ञात किया?” — मिलिकन ने, थॉमसन ने नहीं (थॉमसन ने e/m मापा था)। इलेक्ट्रॉन के आँकड़े इसी क्रम में आए: e/m (1897) → आवेश (1909) → द्रव्यमान (गणना से)। साथ ही: न्यूट्रॉन हर नाभिक के अंदर होते हुए भी सबसे अंत में (1932) खोजा गया — ठीक इसलिए कि आवेश-रहित कण हर क्षेत्र-आधारित संसूचक से बच निकलता है।

खोज को देखें और कणों की तुलना करें

चार दशक, तीन कण — पहले समय-रेखा, फिर एक तुलनित्र जो तीनों को बार-ग्राफ सहित साथ-साथ रखता है।

FIG. 1 — Discovery was a relay: Thomson’s e/m and Millikan’s charge together gave the electron’s mass; Goldstein’s canal rays handed over the proton; Chadwick’s uncharged radiation completed the census in 1932.

Try it live

Particle Comparator

Particle

Charge−1.6022 × 10⁻¹⁹ C

Relative charge−1

Mass9.109 × 10⁻³¹ kg

Relative mass1/1837

e/m ratio1.758820 × 10¹¹ C/kg

DiscovererThomson · Millikan

Year1897 · 1909

ExperimentCathode rays · oil drop

Mass vs proton (log scale, 10⁻³¹ → 10⁻²⁷ kg)0.05%

Charge (centre = neutral)negative

e/m of the electron is the largest of any known particle — tiny mass, full charge. Proton’s e/m is 1837 times smaller; the neutron’s is exactly zero, jo uski 1932 tak chhupne ki wajah hai.

हल किए गए उदाहरण (चरण-दर-चरण)

आँकड़े → बीजगणित → पहचान। जो क्रम यहाँ चलता है, वही ऊपर के तुलनित्र (comparator) में लाइव चलता है।

उदाहरण 01आधारभूत · इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान

दो मापन, एक द्रव्यमान

थॉमसन ने e/m = 1.758820 × 10¹¹ C/kg मापा और मिलिकन ने e = 1.6022 × 10⁻¹⁹ C मापा। इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।

सूत्रm = e ÷ (e/m) — अनुपात को उसके भागों में बाँटने का यही एकमात्र तरीका है।
मान रखेंm = 1.6022×10⁻¹⁹ ÷ 1.758820×10¹¹
परिणामm = 9.109 × 10⁻³¹ kg — तुलनित्र पर जाँच लें।
टिप्पणीयह इसलिए संभव हुआ क्योंकि दोनों मापन अलग-अलग प्रयोगों से आए — इतिहास की रिले दौड़, भौतिकी का भाग।

m_e = 9.109 × 10⁻³¹ kg

उदाहरण 02JEE Main · e/m अनुपात

प्रोटॉन का e/m 1837 गुना छोटा क्यों है

प्रोटॉन का e/m अनुपात ज्ञात कीजिए और इसकी तुलना इलेक्ट्रॉन के 1.758820 × 10¹¹ C/kg से कीजिए। (m_p = 1.672 × 10⁻²⁷ kg)

मान रखेंe/m(p) = 1.6022×10⁻¹⁹ ÷ 1.672×10⁻²⁷
परिणामe/m(p) = 9.58 × 10⁷ C/kg
अनुपात1.758820×10¹¹ ÷ 9.58×10⁷ = 1836 ≈ 1837
क्योंआवेश बराबर और विपरीत हैं — इसलिए e/m अनुपात केवल द्रव्यमान से तय होता है, और प्रोटॉन 1837 गुना भारी है। आवेश समान, e/m छोटा।

e/m(p) = 9.58 × 10⁷ C/kg — इलेक्ट्रॉन के मान का ठीक 1/1837

उदाहरण 03NEET · चैडविक

चैडविक की नाभिकीय अभिक्रिया को संतुलित करना

चैडविक द्वारा प्रयुक्त नाभिकीय अभिक्रिया को पूरा और संतुलित कीजिए: ⁹Be + ⁴He → ? + ?, और बताइए कि उत्सर्जित कण का पता लगाना इतना कठिन क्यों था।

द्रव्यमान संतुलन9 + 4 = 13 → उत्पादों में कुल 13 न्यूक्लिऑन होंगे।
आवेश संतुलन4 + 2 = 6 → कुल नाभिकीय आवेश 6 (बेरिलियम के अपने इलेक्ट्रॉनों को छोड़कर)।
परिणाम⁹Be + ⁴He → ¹²C + ¹n — कार्बन-12 और एक न्यूट्रॉन।
क्यों छिपा रहाशून्य आवेश → न विद्युत/चुंबकीय विक्षेपण, न आयनन-पथ; केवल इसकी टक्कर मारने की क्षमता (पैराफिन से प्रोटॉन बाहर निकालना) ने इसे उजागर किया।

⁹Be + ⁴He → ¹²C + ¹n — उदासीनता ही इसका छलावरण थी

मुख्य आँकड़े और सार बिंदु

डेटा कार्ड

आठ पंक्तियाँ जो यह विषय हल कर देती हैं

e/m (इलेक्ट्रॉन) = 1.758820 × 10¹¹ C/kgथॉमसन, 1897 — सभी गैसों और इलेक्ट्रोडों के लिए समान।

e = 1.6022 × 10⁻¹⁹ Cमिलिकन का तेल-बूँद प्रयोग, 1909 — आवेश e की इकाइयों में आता है।

m = e ÷ (e/m)इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9.109 × 10⁻³¹ kg — दो प्रयोगों का भाग।

कैथोड किरणें: ऋणात्मक, सीधी, सार्वत्रिक+ प्लेट की ओर मुड़ती हैं; e/m गैस से स्वतंत्र।

कैनाल किरणें: धनात्मक, गैस पर निर्भरगोल्डस्टीन, 1886 — H से प्रोटॉन मिलता है।

प्रोटॉन: +e · 1.672 × 10⁻²⁷ kg · e/m = 9.58 × 10⁷इलेक्ट्रॉन का 1837 गुना द्रव्यमान; e/m इलेक्ट्रॉन के मान का ठीक 1/1837।

न्यूट्रॉन: 0 आवेश · 1.675 × 10⁻²⁷ kgचैडविक, 1932 — ⁹Be + ⁴He → ¹²C + n; प्रोटॉन से थोड़ा >।

खोज का क्रम: e/m → आवेश → द्रव्यमान → न्यूट्रॉन1897 → 1909 → गणना → 1932।

स्थिरांक: e = 1.6022 × 10⁻¹⁹ C · m_e = 9.109 × 10⁻³¹ kg · m_p = 1.672 × 10⁻²⁷ kg · m_n = 1.675 × 10⁻²⁷ kg · 1 u = 1.6605 × 10⁻²⁴ g

इलेक्ट्रॉन को टुकड़ों में मापा गया — e/m थॉमसन ने, आवेश मिलिकन ने, द्रव्यमान भाग देकर; श्रेय वाले प्रश्न इसी रिले पर आधारित होते हैं।
सार्वत्रिकता केवल एक दिशा में है — कैथोड किरणें सभी गैसों के लिए समान; कैनाल किरणें हर गैस के लिए अलग। इस खंड का सबसे अधिक पूछा जाने वाला उलट-फेर।
e/m वास्तव में द्रव्यमान का पैमाना है — आवेशों का परिमाण समान होने से यह अनुपात कणों को केवल द्रव्यमान के आधार पर क्रमबद्ध करता है।
उदासीनता ने न्यूट्रॉन की खोज में देर कराई — 1932 में चैडविक के टक्कर प्रयोग तक यह हर क्षेत्र-आधारित संसूचक के लिए अदृश्य रहा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की खोज किसने की?

इलेक्ट्रॉन कैथोड किरण विसर्जन नलिका के प्रयोगों से सामने आया — 1897 में जे. जे. थॉमसन ने इसका आवेश-द्रव्यमान अनुपात मापा और 1909 में रॉबर्ट मिलिकन ने इसका आवेश ज्ञात किया। प्रोटॉन की पहचान 1886 में ई. गोल्डस्टीन ने ऐनोड (कैनाल) किरणों द्वारा की; सबसे हल्का धनावेशित कण हाइड्रोजन से मिलता है। न्यूट्रॉन की खोज 1932 में जेम्स चैडविक ने बेरिलियम पर अल्फा कणों की बौछार करके की।

कैथोड किरणों का e/m अनुपात सभी गैसों के लिए समान क्यों होता है?

क्योंकि कैथोड किरणों के कण स्वयं कैथोड से आते हैं और किसी भी गैस या इलेक्ट्रोड पदार्थ के साथ एक जैसे रहते हैं — इससे सिद्ध होता है कि इलेक्ट्रॉन सभी द्रव्यों का सार्वत्रिक घटक है। इसके विपरीत, ऐनोड (कैनाल) किरणों का e/m अनुपात गैस पर निर्भर करता है, क्योंकि उनके धनावेशित कण केवल आयनित गैस परमाणु या अणु होते हैं, जो हर गैस में अलग होते हैं।

इलेक्ट्रॉन का आवेश कैसे मापा गया?

रॉबर्ट मिलिकन ने 1909 में अपने तेल-बूँद प्रयोग से इसे मापा: आवेशित तेल की सूक्ष्म बूँदों को दो प्लेटों के बीच गुरुत्व और विद्युत बल को संतुलित करके स्थिर रखा गया। बूँदों पर आवेश हमेशा 1.6022 × 10⁻¹⁹ C का पूर्णांक गुणज होता था — यही एक इलेक्ट्रॉन का आवेश है। इसे थॉमसन के e/m अनुपात से भाग देने पर इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9.109 × 10⁻³¹ kg प्राप्त हुआ।

न्यूट्रॉन की खोज कैसे हुई और इसमें इतना समय क्यों लगा?

1932 में जेम्स चैडविक ने बेरिलियम पर अल्फा कणों की बौछार की — ⁹Be + ⁴He → ¹²C + n — और एक आवेश-रहित विकिरण पाया जो पैराफिन से प्रोटॉन बाहर निकाल देता था। इसमें 1932 तक का समय इसलिए लगा क्योंकि न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता: यह विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र में विक्षेपित नहीं होता और कोई आयन-पथ नहीं छोड़ता, इसलिए आवेश पर आधारित हर संसूचन विधि इसे पकड़ नहीं पाई। इसका द्रव्यमान, 1.675 × 10⁻²⁷ kg, प्रोटॉन से थोड़ा अधिक है।

Practice Questions (With Solutions)

पहले सभी प्रश्न खुद हल करें, फिर सबमिट दबाकर अपना स्कोर और हर प्रश्न का पूरा हल देखें, चाहे उत्तर सही हो या गलत। प्रश्नों की भाषा बदलने के लिए ऊपर दिए भाषा टॉगल का उपयोग करें।

Your progress

Track this topic

केवल इसी डिवाइस पर सेव — कोई अकाउंट या साइन-इन नहीं।

QCC Notes — Class 11 Chemistry

Strictly NCERT-aligned notes for JEE Main & NEET, prepared by QCC Notes (Padho Likho JEE). Content follows the latest NCERT edition and current NTA exam pattern.

Last updated
24 Sep 2026