रसायन विज्ञान
आवर्त सारणी
- 1869 में, रूसी वैज्ञानिक दिमित्री मेंडेलीव ने सभी ज्ञात तत्वों का एक चार्ट बनाया। उन्होंने इसे आवर्त सारणी कहा।
- उस समय, केवल 59 तत्व ज्ञात थे। लेकिन मेंडेलीव ने सोचा कि अवश्य ही और अधिक तत्व होंगे जो अभी तक खोजे नहीं गए हैं।
- उन्होंने इन अज्ञात तत्वों के लिए अपनी सारणी में 33 रिक्त स्थान छोड़े।
- मेंडेलीव ने इन अज्ञात तत्वों को “एकासिलिकॉन,” “एकाअल्युमिनियम,” और “एकाबोरॉन” जैसे नाम दिए। इन नामों का अर्थ था “सिलिकॉन जैसा एक,” “अल्युमिनियम जैसा एक,” और “बोरॉन जैसा एक।”
- 1939 तक, मेंडेलीव के सभी रिक्त स्थान भर दिए गए थे। अंतिम खोजा गया तत्व “एकासीज़ियम” था, जिसे अब फ्रांसियम कहा जाता है।
ट्रांसयूरेनिक तत्व
- आज, 118 ज्ञात तत्व हैं।
- इनमें से 92 तत्व प्रकृति में पाए जाते हैं।
- इनमें से 26 तत्व मानव निर्मित हैं।
- मानव निर्मित तत्वों को ट्रांसयूरेनिक तत्व (कृत्रिम तत्व) कहा जाता है।
- नेप्ट्यूनियम (तत्व 93) खोजा जाने वाला पहला ट्रांसयूरेनिक तत्व था। इसकी खोज 1940 में एडविन मैकमिलन और फिलिप एच. एबेलसन ने की थी। 1961 में अल्बर्ट घिओर्सो, ग्लेन टी. सीबोर्ग और अन्य के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम द्वारा लॉरेंशियम (Lr) की खोज के बाद, वैज्ञानिकों ने और नए तत्व पाए। उनमें से कुछ यहां दिए गए हैं:
- रदरफोर्डियम (Rf) परमाणु क्रमांक 104 के साथ।
- डार्मस्टेडशियम (Ds) परमाणु क्रमांक 110 के साथ।
- डब्नियम (Db) परमाणु क्रमांक 105 के साथ।
- रॉन्टजेनियम (Rg) परमाणु क्रमांक 111 के साथ।
- सीबोर्गियम (Sg) परमाणु क्रमांक 106 के साथ।
- कोपरनिसियम (Cr) परमाणु क्रमांक 112 के साथ।
- बोहरियम (Bh) परमाणु क्रमांक 107 के साथ।
- फ्लेरोवियम (Fl) परमाणु क्रमांक 114 के साथ।
- हैसियम (Hs) परमाणु क्रमांक 108 के साथ।
- लिवरमोरियम (Lv) परमाणु क्रमांक 116 के साथ।
- माइटनेरियम (Mt) परमाणु क्रमांक 109 के साथ।
चार और तत्व हैं जिनके बारे में वैज्ञानिकों को लगता है कि उन्होंने पाया है, लेकिन उन्हें पक्का करने के लिए और परीक्षण करने की आवश्यकता है। इन तत्वों को यूनन्ट्रियम (तत्व 113), यूननपेंटियम (तत्व 115), यूननसेप्टियम (तत्व 117), और यूननॉक्टियम (तत्व 118) कहा जाता है।
2003 में, रूसी वैज्ञानिकों ने कहा कि उन्होंने तत्व 115 पाया है, लेकिन अन्य वैज्ञानिकों ने उन पर विश्वास नहीं किया। वे चाहते थे कि रूसी वैज्ञानिक यह साबित करने के लिए कि उन्होंने वास्तव में तत्व पाया है, और परीक्षण करें। हेल्महोल्त्ज़ केंद्र ने और परीक्षण किए, और अब अन्य वैज्ञानिक उनके काम की समीक्षा कर रहे हैं।
इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) और इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड फिजिक्स (IUPAP) आवर्त सारणी में एक नया तत्व जोड़ने पर काम कर रहे हैं।
- उन्होंने पहले ही तत्व 116 (लिवरमोरियम), 117 (यूननसेप्टियम), और 118 (यूननॉक्टियम) के नामों को मंजूरी दे दी है, लेकिन उन्होंने अंतिम दो के लिए स्थायी नामों पर अभी तक निर्णय नहीं लिया है।
- यूननॉक्टियम का अर्ध-आयुकाल बहुत कम, केवल 0.89 मिलीसेकंड है।
तत्वों को दो मुख्य समूहों में बांटा गया है: धातु और अधातु
- धातु वे तत्व हैं जैसे सीसा, सोना और पारा।
- अधातु वे तत्व हैं जैसे क्लोरीन, ब्रोमीन और कार्बन।
- कुछ तत्व, जैसे बोरॉन, सिलिकॉन, जर्मेनियम और एंटीमनी, धातु और अधातु दोनों की तरह व्यवहार कर सकते हैं। इन तत्वों को उपधातु कहा जाता है।
- कुछ तत्व ऐसे भी हैं जो न तो धातु हैं और न ही अधातु। इन तत्वों को अक्रिय गैसें कहा जाता है। हीलियम, आर्गन, नियॉन, क्रिप्टॉन, रेडॉन और ज़ेनॉन अक्रिय गैसें हैं जो वायुमंडल में पाई जाती हैं।
धातु
- तत्वों को दो समूहों में बांटा जा सकता है: धातु और अधातु। अधिकांश तत्व (लगभग 80%) धातु हैं।
- धातु कठोर, चमकदार होती हैं और आसानी से खींचकर या पीटकर विभिन्न आकार दिए जा सकते हैं। वे ऊष्मा और बिजली का भी अच्छा संचालन करती हैं। सभी धातुएं कमरे के तापमान पर ठोस होती हैं, पारा और गैलियम को छोड़कर, जो तरल हैं। धातुओं के गलनांक और क्वथनांक उच्च होते हैं।
अधात्विक पदार्थ क्या हैं
प्राकृतिक पदार्थ जो ऊष्मा या बिजली उत्पन्न नहीं करते हैं और संरचनात्मक रूप से भंगुर होते हैं, अधातु के रूप में जाने जाते हैं।
धातुओं के रासायनिक गुण
- धातुएं अन्य पदार्थों के साथ अभिक्रिया करते समय इलेक्ट्रॉन खो देती हैं। जब वे अम्लों के साथ अभिक्रिया करती हैं, तो वे आमतौर पर अम्ल में हाइड्रोजन को विस्थापित कर देती हैं। हालांकि, तांबा, चांदी और सोना इस नियम के अपवाद हैं।
- धातु क्लोराइड वास्तविक लवण होते हैं, और धातु ऑक्साइड आमतौर पर क्षारकीय होते हैं। धातु हाइड्राइड आयनिक, अस्थिर और अभिक्रियाशील होते हैं।
- सभी धातुएं अभिक्रियाशील होती हैं, अर्थात वे ऑक्सीजन (हवा में), हाइड्रोजन, हैलोजन, सल्फर, पानी और अम्ल जैसे सामान्य पदार्थों के साथ अभिक्रिया कर सकती हैं। हालांकि, वे जिस सीमा तक अभिक्रिया करती हैं, वह भिन्न होती है।
धातुएं और उनकी अभिक्रियाएं
प्रत्येक धातु अपने परिवेश के प्रति अलग तरह से प्रतिक्रिया करती है।
मुक्त धातुएं
केवल सोना, प्लैटिनम और चांदी सामान्य परिस्थितियों में हवा और पानी से प्रभावित नहीं होते हैं। इन धातुओं को मुक्त धातु के रूप में जाना जाता है।
खनिज और अयस्क
धातुओं के विभिन्न यौगिक, जिन्हें खनिज कहा जाता है, प्रकृति में पाए जाते हैं। इन खनिजों का खनन किया जा सकता है।
वह खनिज जिससे धातु का आर्थिक रूप से निष्कर्षण किया जा सकता है, अयस्क कहलाता है।
धातुकर्म
अपने अयस्कों से धातुओं को निकालने की प्रक्रिया को धातुकर्म कहा जाता है। धातुकर्म में कई चरण शामिल हैं:
भर्जन: सांद्रित अयस्क को वायु की अनुपस्थिति में गर्म किया जाता है।
उद्धवन: अयस्क को अतिरिक्त हवा में गर्म किया जाता है।
प्रगलन: भुने हुए अयस्क को कोक के साथ मिलाकर एक भट्ठी में गर्म किया जाता है ताकि मुक्त धातु प्राप्त हो सके।
इस्पात और लोहा
इस्पात लोहे का एक रूप है। लोहे से इस्पात बनाने के लिए, कार्बन सामग्री को 5% से घटाकर 0.5-1.5% कर दिया जाता है।
इस्पात का ऊष्मा उपचार
शमन: यदि इस्पात को चमकदार लाल रंग तक गर्म किया जाता है और फिर अचानक पानी या तेल में ठंडा किया जाता है, तो यह असाधारण रूप से कठोर और भंगुर हो जाता है।
पान चढ़ाना: नियंत्रित तापन और शीतलन द्वारा, शमित इस्पात की कठोरता और भंगुरता को कम किया जा सकता है, जिससे यह मजबूत और अधिक टिकाऊ बन जाता है।
अनीलन:
- शमित इस्पात को 250-325 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर गर्म करने से इसकी भंगुरता दूर हो सकती है बिना इसकी कठोरता को प्रभावित किए।
- इस प्रक्रिया को अनीलन कहा जाता है, और इसमें इस्पात को लाल गर्म से कम तापमान पर गर्म करना और फिर ठंडा करना शामिल है, जिससे यह नरम हो जाता है।
लोहे में जंग लगना:
- अधिकांश धातुएं प्रकृति में संयुक्त रूप में पाई जाती हैं और उन्हें उनके अयस्कों से निकालना पड़ता है।
- जब ये धातुएं हवा के संपर्क में आती हैं, तो वे जंग लगने की प्रक्रिया के माध्यम से अपने मूल रूप में लौटने की प्रवृत्ति रखती हैं।
- लोहे के मामले में, इस प्रक्रिया को जंग लगना कहा जाता है।
- जंग लगने में जलयुक्त फेरिक ऑक्साइड का निर्माण शामिल होता है, और इसे होने के लिए पानी और ऑक्सीजन दोनों की आवश्यकता होती है। पानी या विद्युत अपघट्य के बिना, जंग नहीं लग सकती।
- जंग लगने के दौरान, लोहे में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन तत्व जुड़ जाते हैं, जिससे इसका द्रव्यमान बढ़ जाता है।
- लोहे की सतह को धातुओं या अधातुओं से लेपित करके, या अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु बनाकर जंग लगने से रोका जा सकता है।
विद्युत लेपन और गर्म डुबकी
विद्युत लेपन एक प्रक्रिया है जहां विद्युत धारा का उपयोग करके एक सतह पर धातु की परत चढ़ाई जाती है। निकल और क्रोमियम का उपयोग आमतौर पर विद्युत लेपन के लिए किया जाता है।
गर्म डुबकी एक प्रक्रिया है जहां एक सतह को पिघली हुई धातु के स्नान में डुबोकर उस पर धातु की परत चढ़ाई जाती है। जब जस्ता को गर्म डुबकी का उपयोग करके लोहे पर लगाया जाता है, तो इसे जस्तीकरण कहा जाता है।
अधातु
अधातु वे तत्व हैं जो ऋणायन कहलाने वाले ऋणात्मक आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं। वे आमतौर पर पाउडर या गैस के रूप में पाए जाते हैं, ब्रोमीन को छोड़कर, जो कमरे के तापमान पर एक तरल है।
अधातु चमकदार नहीं होते हैं और ऊष्मा या बिजली का अच्छा संचालन नहीं करते हैं। उन्हें धातुओं की तरह चादरों में चपटा या तारों में खींचा नहीं जा सकता है। उनके गलनांक भी धातुओं की तुलना में कम होते हैं।
मिश्र धातुएं
मिश्र धातुएं दो या दो से अधिक धातुओं या अधातुओं के मिश्रण होती हैं। वे अक्सर उन व्यक्तिगत तत्वों की तुलना में अधिक उपयोगी होती हैं जिनसे वे बनी होती हैं। यहां कुछ महत्वपूर्ण मिश्र धातुएं दी गई हैं:
एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं
- AA-8000: बिल्डिंग वायर विद्युत चालक, पैकेजिंग, ऑटोमोटिव उद्योग के लिए उपयोग किया जाता है।
- Al-Li (एल्यूमीनियम-लिथियम): एयरोस्पेस अनुप्रयोगों, परिवहन, सैन्य में उपयोग किया जाता है।
- Al-Cu (एल्यूमीनियम-तांबा): विद्युत वायरिंग और कुकवेयर, ऑटोमोटिव, समुद्री में उपयोग किया जाता है।
लिथियम मिश्र धातुएं
- लिथियम-सोडियम मिश्र धातु (लिथियम, सोडियम) बैटरियों में उपयोग किया जाता है।
- लिथियम-पारा मिश्र धातु (लिथियम, पारा) बैटरियों और शोध अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
अल्निको मिश्र धातुएं
- अल्निको (एल्यूमीनियम, निकल, तांबा) स्थायी चुंबक, इलेक्ट्रिक मोटर, माइक्रोफोन, सेंसर, स्पीकर, हियरिंग एड्स में उपयोग किया जाता है।
ड्यूरालुमिन मिश्र धातुएं
- ड्यूरालुमिन (तांबा, एल्यूमीनियम) हल्के वजन वाले खेल उपकरण निर्माण जैसे साइकिल फ्रेम और अन्य गियर, सैन्य, ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस में उपयोग किया जाता है।
मैग्नालियम मिश्र धातुएं
- मैग्नालियम (एल्यूमीनियम, 5% मैग्नीशियम) एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, खेल सामान, इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए घटकों में उपयोग किया जाता है।
मैग्नॉक्स मिश्र धातुएं
- मैग्नॉक्स (मैग्नीशियम ऑक्साइड, एल्यूमीनियम) परमाणु रिएक्टर, ऊष्मा विनिमायक, एयरोस्पेस में उपयोग किया जाता है।
नाम्बे मिश्र धातुएं
- नाम्बे (एल्यूमीनियम प्लस सात अन्य अनिर्दिष्ट धातुएं) घरेलू सामान, कला और सजावट में उपयोग किया जाता है।
सिलुमिन मिश्र धातुएं
- सिलुमिन (एल्यूमीनियम, सिलिकॉन) एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव में उपयोग किया जाता है।
ज़ामक मिश्र धातुएं
- ज़ामक (जस्ता, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, तांबा) ऑटोमोटिव, गहने और सजावटी वस्तुओं, औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
एल्यूमीनियम जटिल मिश्र धातुएं
- एल्यूमीनियम मैग्नीशियम, मैंगनीज और प्लैटिनम के साथ अन्य जटिल मिश्र धातुएं बनाता है जिनका उपयोग निर्माण, समुद्री, एयरोस्पेस, सैन्य में किया जाता है।
बिस्मथ मिश्र धातुएं
- वुड की धातु (बिस्मथ, सीसा, टिन, कैडमियम)
- रोज़ धातु (बिस्मथ, सीसा, टिन)
- फील्ड की धातु
- सेरोबेंड
कोबाल्ट मिश्र धातुएं
- स्टेलाइट (कोबाल्ट, क्रोमियम, टंगस्टन या मोलिब्डेनम, कार्बन)
- टैलोनाइट (कोबाल्ट, क्रोमियम)
- अल्टीमेट (कोबाल्ट, क्रोमियम, निकल, मोलिब्डेनम, लोहा, टंगस्टन)
तांबा मिश्र धातुएं
- बेरिलियम तांबा (तांबा, बेरिलियम)
- बिलोन (तांबा, चांदी)
- पीतल (तांबा, जस्ता)
- कैलामाइन पीतल (तांबा, जस्ता)
- चीनी चांदी (तांबा, जस्ता)
- डच धातु (तांबा, जस्ता)
- गिल्डिंग धातु (तांबा, जस्ता)
- मंट्ज धातु (तांबा, जस्ता)
- पिंचबेक (तांबा, जस्ता)
- प्रिंस की धातु (तांबा, जस्ता)
एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, औद्योगिक, निर्माण में उपयोग किया जाता है।
1. पीतल (तांबा और जस्ता)
2. कांस्य (तांबा और टिन)
3. टोम्बैक (तांबा और जस्ता)
4. एल्यूमीनियम कांस्य (तांबा और एल्यूमीनियम)
5. आर्सेनिकल कांस्य (तांबा और आर्सेनिक)
6. घंटी धातु (तांबा और टिन)
7. फ्लोरेंटाइन कांस्य (तांबा, एल्यूमीनियम, या टिन)
8. ग्लूसीड्योर (बेरिलियम, तांबा, और लोहा)
9. गुआनिन (संभवतः तांबा, मैंगनीज, आयरन सल्फाइड और अन्य सल्फाइड के साथ मैंगनीज कांस्य)
10. गनमेटल (तांबा, टिन, और जस्ता)
11. फॉस्फर कांस्य (तांबा, टिन, और फॉस्फोरस)
12. ओरमोलु (गिल्ट कांस्य) (तांबा और जस्ता)
13. स्पेकुलम धातु (तांबा और टिन)
14. कॉन्स्टेंटन (तांबा और निकल)
15. तांबा-टंगस्टन (तांबा और टंगस्टन)
16. कोरिंथियन कांस्य (तांबा, सोना, और चांदी)
17. क्यूनिफ़ (तांबा, निकल, और लोहा)
18. क्यूप्रोनिकल (तांबा और निकल)
19. झांझ मिश्र धातु (घंटी धातु) (तांबा और टिन)
20. डेवार्डा की मिश्र धातु (तांबा, एल्यूमीनियम, और जस्ता)
21. इलेक्ट्रम (तांबा, सोना, और चांदी)
22. हेपेटिज़ोन (तांबा, सोना, और चांदी)
23. ह्यूस्लर मिश्र धातु (तांबा, मैंगनीज, और टिन)
24. मैंगनीन (तांबा, मैंगनीज, और निकल)
25. निकल चांदी (तांबा और निकल)
26. नॉर्डिक सोना (तांबा और एल्यूमीनियम)
गैलियम मिश्र धातुएं
- गैलिंस्टन (गैलियम, इंडियम, टिन)
सोने की मिश्र धातुएं
- इलेक्ट्रम (सोना, चांदी, तांबा)
- गुलाबी सोना (सोना, तांबा)
- सफेद सोना (सोना, निकल, पैलेडियम, या प्लैटिनम)
- इलेक्ट्रॉनिक्स, दंत अनुप्रयोग, इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है।
इंडियम मिश्र धातुएं
- फील्ड की धातु (इंडियम, बिस्मथ, टिन)
लोहा या फेरस मिश्र धातुएं
- इस्पात (कार्बन)
- लोहा (कार्बन)
- फर्निको (निकल, कोबाल्ट)
- एलिनवर (निकल, क्रोमियम)
- इनवर (निकल)
- कोवर (कोबाल्ट)
- स्पीगेलआइसेन (मैंगनीज, कार्बन, सिलिकॉन)
- फेरोमिश्र धातु
फेरो मिश्र धातुएं:
- फेरोबोरॉन (लोहा और बोरॉन)
- फेरोक्रोम (लोहा और क्रोमियम)
- फेरोमैग्नीशियम (लोहा और मैग्नीशियम)
- फेरोमैंगनीज (लोहा और मैंगनीज)
- फेरोमोलिब्डेनम (लोहा और मोलिब्डेनम)
- फेरोनिकल (लोहा और निकल)
- फेरोफॉस्फोरस (लोहा और फॉस्फोरस)
- फेरोटाइटेनियम (लोहा और टाइटेनियम)
- फेरोवैनेडियम (लोहा और वैनेडियम)
- फेरोसिलिकॉन (लोहा और सिलिकॉन)
सीसा मिश्र धातुएं:
- एंटीमोनियल सीसा (सीसा और एंटीमनी)
- मोलिब्डोचाल्कोस (सीसा और तांबा)
- सोल्डर (सीसा और टिन)
- टर्न (सीसा और टिन)
- टाइप धातु (सीसा, टिन, और एंटीमनी)
मैग्नीशियम मिश्र धातुएं:
- मैग्नॉक्स (मैग्नीशियम और एल्यूमीनियम)
- T-Mg-Al-Zn (बर्गमैन चरण)
- इलेक्ट्रॉन (मैग्नीशियम-आधारित मिश्र धातु)
पारा मिश्र धातुएं:
- अमलगम (पारा लगभग किसी भी धातु के साथ, प्लैटिनम को छोड़कर)
निकल मिश्र धातुएं:
- अलुमेल (निकल, मैंगनीज, एल्यूमीनियम, और सिलिकॉन)
- क्रोमेल (निकल और क्रोमियम)
- क्यूप्रोनिकल (निकल, कांस्य, और तांबा)
- जर्मन चांदी (निकल, तांबा, और जस्ता)
- हेस्टेलॉय (निकल, मोलिब्डेनम, क्रोमियम, और कभी-कभी टंगस्टन)
- इंकोनेल (निकल, क्रोमियम, और लोहा)
- मोनेल धातु (तांबा, निकल, लोहा, और मैंगनीज)
- म्यू-धातु (निकल और लोहा)
- Ni-C (निकल और कार्बन)
- नाइक्रोम (क्रोमियम, लोहा, और निकल)
- नाइक्रोसिल (निकल, क्रोमियम, सिलिकॉन, और मैग्नीशियम)
- निसिल (निकल और सिलिकॉन)
नाइटिनॉल (निकल, टाइटेनियम, आकार स्मृति मिश्र धातु)
पोटेशियम मिश्र धातुएं
- KLi (पोटेशियम, लिथियम)
- NaK (सोडियम, पोटेशियम)
दुर्लभ मृदा मिश्र धातुएं
मिशमेटल (विभिन्न दुर्लभ मृदा तत्व)
चांदी की मिश्र धातुएं
- आर्जेंटियम स्टर्लिंग सिल्वर (चांदी, तांबा, जर्मेनियम)
- बिलोन (तांबा या तांबा कांस्य, कभी-कभी चांदी के साथ)
- ब्रिटानिया सिल्वर (चांदी, तांबा)
- इलेक्ट्रम (चांदी, सोना)
- गोलोइड (चांदी, तांबा, सोना)
- प्लैटिनम स्टर्लिंग (चांदी, प्लैटिनम)
- शिबुइची (चांदी, तांबा)
- स्टर्लिंग सिल्वर (चांदी, तांबा)
टिन मिश्र धातुएं
- ब्रिटानियम (टिन, तांबा, एंटीमनी)
- प्यूटर (टिन, सीसा, तांबा)
- सोल्डर (टिन, सीसा, एंटीमनी)
टाइटेनियम मिश्र धातुएं
- **बीटा सी (टाइटेनियम, वैनेड