रसायन विज्ञान
आवर्त सारणी:
- 1869 में, एक रूसी वैज्ञानिक दिमित्री मेंडेलीव ने सभी ज्ञात तत्वों की एक तालिका बनाई। उन्होंने इसे आवर्त सारणी कहा।
- उस समय, केवल 59 तत्व ज्ञात थे। लेकिन मेंडेलीव ने सोचा कि अवश्य ही ऐसे और तत्व होंगे जो अभी तक खोजे नहीं गए हैं।
- उन्होंने इन अज्ञात तत्वों के लिए अपनी तालिका 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 जाने वाला 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 कहा जाता है।
- नेप्ट्यूनियम (तत्व 93) खोजा जाने वाला पहला ट्रांसयूरेनिक तत्व था। इसकी खोज 1940 में हुई थी। 1961 में रेन्सियम (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।
- डार्मस्टाडशियम (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।
- माइटनरीयम (Mt) परमाणु क्रमांक 109 के साथ।
चार और तत्व हैं जिनके बारे में वैज्ञानिकों को लगता है कि उन्होंने उन्हें पा लिया है, लेकिन उन्हें पक्का करने के लिए और परीक्षण करने की आवश्यकता है। इन तत्वों को यूनअन्ट्रियम (तत्व 113), यूनअनपेंटियम (तत्व 115), यूनअनसेप्टियम (तत्व 117), और यूनअनॉक्टियम (तत्व 118) कहा जाता है।
2003 में, रूसी वैज्ञानिकों ने कहा कि उन्होंने तत्व 115 पा लिया है, लेकिन अन्य वैज्ञानिकों ने उन पर विश्वास नहीं किया। वे चाहते थे कि रूसी वैज्ञानिक यह साबित करने के लिए और परीक्षण करें कि उन्होंने वास्तव में तत्व पा लिया है। 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 (यूनअनसेप्टियम), और 118 (यूनअनॉक्टियम) के नामों को मंजूरी दे दी है, लेकिन उन्होंने अंतिम दो के लिए स्थायी नामों पर अभी तक निर्णय नहीं लिया है।
- यूनअनॉक्टियम का अर्ध-आयुकाल केवल 0.89 मिलीसेकंड का बहुत कम है।
तत्वों को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है: धातु और अधातु।
- धातुएं वे तत्व हैं जैसे सीसा, सोना और पारा।
- अधातुएं 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 नोबल गैसें कहा जाता है। हीलियम, आर्गन, नियॉन, क्रिप्टॉन, रेडॉन और ज़ेनॉन नोबल गैसें हैं जो वायुमंडल में पाई जाती हैं।
धातु
- तत्वों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: धातु और अधातु। अधिकांश तत्व (लगभग 80%) धातु हैं।
- धातुएं कठोर, चमकदार होती हैं और आसानी से खींची जा सकती हैं या अलग-अलग आकारों में ढाली जा सकती 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।
धातुओं के रासायनिक गुण
- धातुएं अन्य पदार्थों के साथ अभिक्रिया करते समय इलेक्ट्रॉन खोने की प्रवृत्ति रखती 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 क्षारीय होते हैं। धातु हाइड्राइड आयनिक, अस्थिर और अभिक्रियाशील होते हैं।
- सभी धातुएं अभिक्रियाशील होती हैं, जिसका अर्थ है कि 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।
अनीलिंग:
- शमित इस्पात को 250-325 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर गर्म करने से इसकी भंगुरता को इसकी कठोरता को प्रभावित किए बिना हटाया जा सकता है।
- इस प्रक्रिया को अनीलिंग कहा जाता है, और इसमें इस्पात को लाल गर्म से नीचे के तापमान पर गर्म करना और फिर इसे 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 निकाला जाना चाहिए।
- जब ये धातुएं हवा के संपर्क में आती हैं, तो वे संक्षारण नामक 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 जलीय फेरिक ऑक्साइड का निर्माण शामिल होता है, और इसे होने के लिए पानी और ऑक्सीजन दोनों की आवश्यकता होती है। पानी या इलेक्ट्रोलाइट के बिना, जंग नहीं लग सकती।
- जंग लगने के दौरान, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन तत्व लोहे में जुड़ जाते हैं, जिससे इसका द्रव्यमान बढ़ जाता है।
- लोहे की सतह को धातुओं या अधातुओं से लेपित करके, या इसे 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 धातु लेप को सतह पर लगाया जाता है। निकल और क्रोमियम का उपयोग आमतौर पर विद्युत लेपन के लिए किया जाता है।
गर्म डुबकी एक प्रक्रिया है जहां एक धातु लेप को सतह पर पिघली हुई धातु के स्नान में डुबोकर लगाया जाता 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 करने की प्रवृत्ति रखते 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 होती हैं और न ही ऊष्मा या बिजली का अच्छा संचालन करती 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 होते 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:
एल्युमिनियम मिश्र धातुएं
- AA-8000: बिल्डिंग वायर के लिए उपयोग किया जाता है
- Al-Li (एल्युमिनियम-लिथियम): एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है
- Al-Cu (एल्युमिनियम-तांबा): विद्युत वायरिंग और कुकवेयर में उपयोग किया जाता है
लिथियम मिश्र धातुएं
- लिथियम-सोडियम मिश्र धातु (लिथियम, सोडियम)
- लिथियम-पारा मिश्र धातु (लिथियम, पारा)
अल्निको मिश्र धातुएं
- अल्निको (एल्युमिनियम, निकल, तांबा)
ड्यूरालुमिन मिश्र धातुएं
- ड्यूरालुमिन (तांबा, एल्युमिनियम)
मैग्नालियम मिश्र धातुएं
- मैग्नालियम (एल्युमिनियम, 5% मैग्नीशियम)
मैग्नॉक्स मिश्र धातुएं
- मैग्नॉक्स (मैग्नीशियम ऑक्साइड, एल्युमिनियम)
नाम्बे मिश्र धातुएं
- नाम्बे (एल्युमिनियम प्लस सात अन्य अनिर्दिष्ट धातुएं)
सिलुमिन मिश्र धातुएं
- सिलुमिन (एल्युमिनियम, सिलिकॉन)
ज़ामक मिश्र धातुएं
- ज़ामक (जस्ता, एल्युमिनियम, मैग्नीशियम, तांबा)
एल्युमिनियम कॉम्प्लेक्स मिश्र धातुएं
- एल्युमिनियम मैग्नीशियम, मैंगनीज और प्लैटिनम के साथ अन्य जटिल मिश्र धातुएं बनाता है।
बिस्मथ मिश्र धातुएं
- वुड की धातु (बिस्मथ, सीसा, टिन, कैडमियम)
- रोज़ धातु (बिस्मथ, सीसा, टिन)
- फील्ड का भोजन
- 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)
- बिल्लन (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)
1. पीतल (तांबा और जस्ता)
2. कांस्य (तांबा और टिन)
3. टोम्बैक (तांबा और जस्ता)
4. एल्युमिनियम कांस्य (तांबा और एल्युमिनियम)
5. आर्सेनिकल कांस्य (तांबा और आर्सेनिक)
6. घंटी धातु (तांबा और टिन)
7. फ्लोरेंटाइन कांस्य (तांबा, एल्युमिनियम, या टिन)
8. ग्लूसीड्यूर (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. कॉपर-टंगस्टन (तांबा और टंगस्टन)
16. कोरिंथियन कांस्य (तांबा, सोना, और चांदी)
17. क्यूनिफ़ (तांबा, निकल, और लोहा)
18. क्यूप्रोनिकल (तांबा और निकल)
19. सिंबल मिश्र धातुएं (घंटी धातु) (तांबा और टिन)
20. डेवार्डा की मिश्र धातु (तांबा, एल्युमिनियम, 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 एल्युमिनियम)
गैलियम मिश्र धातुएं
- गैलिन्स्टन (गैलियम, इंडियम, टिन)
सोने की मिश्र धातुएं
- इलेक्ट्रम (सोना, चांदी, तांबा)
- गुलाबी सोना (सोना, तांबा)
- सफेद सोना (सोना, निकल, पैलेडियम, या प्लैटिनम)
इंडियम मिश्र धातुएं
- फील्ड की धातु (इंडियम, बिस्मथ, टिन)
लोहा या फेरस मिश्र धातुएं
- इस्पात (कार्बन)
- लोहा (कार्बन)
- फर्निको (निकल, कोबाल्ट)
- एलिनवर (निकल, क्रोमियम)
- इन्वार (निकल)
- कोवर (कोबाल्ट)
- स्पीगेलआइसन (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 एल्युमिनियम)
- 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, एल्युमिनियम, 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)
निटिनॉल (निकल, टाइटेनियम, आकार स्मृति मिश्र धातु)
पोटेशियम मिश्र धातुएं
- KLi (पोटेशियम, लिथियम)
- NaK (सोडियम, पोटेशियम)
दुर्लभ मृदा मिश्र धातुएं
मिश धातु (विभिन्न दुर्लभ मृदा)
चांदी की मिश्र धातुएं
- आर्जेंटियम स्टर्लिंग चांदी (चांदी, तांबा, जर्मेनियम)
- बिल्लन (तांबा या तांबा कांस्य, कभी-कभी चांदी के साथ)
- ब्रिटानिया चांदी (चांदी, तांबा)
- इलेक्ट्रम (चांदी, सोना)
- गोलोइड (चांदी, तांबा, सोना)
- प्लैटिनम स्टर्लिंग (चांदी, प्लैटिनम)
- शिबुइची (चांदी, तांबा)
- स्टर्लिंग चांदी (चांदी, तांबा)
टिन मिश्र धातुएं
- ब्रिटानियम (टिन, तांबा, एंटीमनी)
- प्यूटर (टिन, सीसा, तांबा)
- सोल्डर (टिन, सीसा, एंटीमनी)
टाइटेनियम मिश्र धातुएं
- बीटा C (टाइटेनियम, वैनेडियम, क्रोमियम, अन्य धातुएं)
- 6al-4v (टाइटेनियम, एल्युमिनियम, वैनेडियम)
यूरेनियम मिश्र धातुएं
- स्टैबलॉय (टाइटेनियम या मोलिब्डेनम के साथ निर्धनित यूरेनियम)
- यूरेनियम को प्लूटोनियम के साथ भी मिश्र धातु बनाया जा सकता है
जस्ता मिश्र धातुएं
- पीतल (जस्ता, तांबा)
- ज़ामक (जस्ता, एल्युमिनियम, मैग्नीशियम, तांबा)
जिरकोनियम मिश्र धातुएं
जिर्कलॉय जिरकोनियम और टिन से बनी एक धातु मिश्र धातु है। कभी-कभी, इसमें नियोबियम, क्रोमियम, लोहा, या निकल भी होता है।
मिश्र धातु
एक मिश्र धातु दो या दो से अधिक धातुओं का मिश्रण है। मिश्र धातुएं अक्सर शुद्ध धातुओं की तुलना में मजबूत और अधिक टिकाऊ होती हैं।
संरचना
एक मिश्र धातु की संरचना मिश्र धातु में प्रत्येक धातु का प्रतिशत है।
वाणिज्यिक उपयोगिता
एक मिश्र धातु की वाणिज्यिक उपयोगिता वह उद्देश्य है जिसके लिए इसका उपयोग किया जाता है।
मिश्र धातुओं के उदाहरण
- फॉस्फर कांस्य: यह मिश्र धातु तांबा और फॉस्फोरस की एक छोटी मात्रा से बनी है। इसका उपयोग स्प्रिंग्स, नाव प्रोपेलर और अन्य विद्युत घटक बनाने के लिए किया जाता है।
- एल्युमिनियम कांस्य: यह मिश्र धातु तांबा और एल्युमिनियम से बनी है। इसका उपयोग बर्तन, सजावटी वस्तुएं, सिक्के और गहने बनाने के लिए किया जाता है।
- पीतल: यह मिश्र धातु तांबा और जस्ता से बनी है। इसका उपयोग बर्तन, सस्ते गहने, नली के नोजल और कपलिंग, स्टैं