कार्बोइड: तत्व, विशेषताएँ और उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

Carbonids उन सभी तत्वों कि तथाकथित कार्बन परिवार बनाने, समूह 14 (IVA) आवर्त सारणी की है। समूह एक अधातु तत्व, कार्बन से बना है; दो मेटलॉइड तत्व, सिलिकॉन और जर्मेनियम; और तीन धातु तत्व: टिन, लेड और फ्लेवोरियम।

इन तत्वों के बाहरी इलेक्ट्रानिक खोल में चार इलेक्ट्रान होते हैं, जिसमें ns ² np ² विन्यास होता है । वे +4 ऑक्सीकरण राज्य का उपयोग करते हैं; सीसा के अपवाद के साथ, जो, अक्रिय इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के प्रभाव के कारण, ऑक्सीकरण स्थिति +2 का उपयोग करता है।

चारकोल, कार्बिड्स के समूह का प्रतिनिधि तत्व। स्रोत: Pxhere

इस परिवार से संबंधित तत्व रासायनिक रूप से स्थिर हैं, बहुत प्रतिक्रियाशील नहीं हैं। लेकिन वे हाइड्राइड और हैलाइड बनाने में सक्षम हैं। इसके अलावा, तत्व सहसंयोजक बंधन बनाते हैं; यद्यपि टिन और सीसा (दोनों धातुएँ) धातु के बंधन बनाते हैं।

समूह में तत्वों की परमाणु संख्या बढ़ने पर मेल्टिंग पॉइंट्स, क्वथनांक और आयनीकरण ऊर्जा के मान घटते जाते हैं। इसी तरह, कुशल सम्मेलन में कमी आती है, जिससे कार्बन और उसके कई CC बॉन्ड बनते हैं।

तत्वों और विशेषताओं

कार्बन

परमाणु संख्या 6 और परमाणु भार के साथ गैर-धात्विक तत्व 12.011 g / mol। कार्बन इतना महत्वपूर्ण तत्व है कि कार्बनिक रसायन को कार्बन का रसायन कहा जाता है, क्योंकि इसके सभी यौगिक इसी तत्व से बनते हैं।

कार्बन कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड में मौजूद है; यही कारण है कि, सभी अणुओं और जीवन के लिए जिम्मेदार मैक्रोलेक्युलस में। हालांकि, यह पृथ्वी की पपड़ी में बहुतायत में सत्रहवाँ तत्व है।

कार्बन परिवार का एकमात्र तत्व है जो शुद्ध रूप में पृथ्वी की पपड़ी में पाया जाता है। इसके अलावा, यह अन्य तत्वों के साथ मिलकर चट्टानों में पेट्रोलियम और कार्बोनेट बनाता है जैसे कि कैल्साइट (CaCO ₃), मैग्नेसाइट (MgCO ₃) और डोलोमाइट (MgCO ₃ · CaCO ₃)।

कार्बन में 5 अलॉट्रोपिक रूप हैं: ग्रेफाइट, जो स्टैक्ड शीट्स के रूप में दिखाई देता है। हीरा घन संरचना का एक क्रिस्टल है, इसके अग्रभाग में स्थित कार्बन परमाणुओं के साथ आकार में टेट्राहेड्रल है।

अनाकार कार्बन कालिख के रूप में काला पाउडर है। फुलरीन में, कार्बन के छल्ले फुटबॉल गेंदों के समान आणविक व्यवस्था बनाते हैं। और ग्राफीन में, हम एक मधुकोश पैटर्न में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक परत पाते हैं।

सिलिकॉन

यह परमाणु क्रमांक 14 और परमाणु भार 28.09 g / mol वाला एक धात्विक है। यह पृथ्वी की पपड़ी में सिलिका (SiO ₂), रेत और क्वार्ट्ज के साथ-साथ विभिन्न खनिजों और सिलिकेट क्ले के रूप में पाया जाता है।

सिलिकॉन पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। इसके दो अलॉट्रोपिक रूप हैं: एक भूरे रंग का अनाकार, और एक ग्रे क्रिस्टलीय रूप, धातु की चमक और घन हीरे के क्रिस्टल।

जर्मेनियम

यह परमाणु क्रमांक 32 और परमाणु भार 72.61 g / mol वाला मेटालॉयड है। जर्मेनियम दैनिक आधार पर बहुत कम जाना जाता है। यह केवल कुछ चांदी और जस्ता खनिजों के साथ-साथ कुछ प्रकार के कोयले और जर्मेट में भी पाया जाता है।

यह रंग में ग्रे-सफेद है और एक घन और हीरे की क्रिस्टल संरचना बनाता है।

टिन

यह एक धातु है जिसका परमाणु क्रमांक 50 और परमाणु भार 118.71 g / mol है। टिन एक नरम, मोल्ड करने योग्य धातु है जिसमें कम पिघलने वाला बिंदु होता है। इसके दो अलॉट्रोपिक रूप हैं: two रूप, कमरे के तापमान पर एक टेट्रागोनल क्रिस्टल संरचना के साथ; और फॉर्म α, ग्रे रंग में 13 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर पाया जाता है।

टिन खनिज कैसराइट (SnO ₂) से निकाला जाता है ।

लीड

यह एक धातु है जिसका परमाणु क्रमांक 82 और परमाणु भार 207.2 g / mol है। इसमें एक चेहरा केंद्रित क्रिस्टलीय संरचना, नीले-सफेद रंग और मनुष्यों के लिए उच्च विषाक्तता है। लेड को खनिज गैलेना (PbS) के भाग के रूप में पाया जाता है।

Flevorian

यह परमाणु संख्या 114 और 287 ग्राम / मोल के परमाणु भार के साथ एक धातु है। फ्लेवोरियम एक कृत्रिम, रेडियोधर्मी और बहुत अल्पकालिक तत्व है। इसके गुण महान गैसों के समान हैं, हालांकि यह संभव है कि यह संक्रमण धातुओं की तुलना में बाद की धातु है।

विशेषताएँ

गलनांक

कार्बन: 3,500:C (हीरा)।

सिलिकॉन: 1,410 ºC।

गेरियम: 937.4 ° C

टिन: 231.88 8C।

लीड: 327.50 ºC।

क्वथनांक

कार्बन: 4,827 (C (हीरा)।

सिलिकॉन: 2,355 ºC।

जर्मेनियम: 2,830 ° C

टिन: 2,260 ºC।

लीड: 1,740 ºC।

घनत्व

कार्बन: 3.51 ग्राम / सेमी ³ (हीरा)।

सिलिकॉन: 2.33 ग्राम / सेमी ³ ।

जर्मेनियम: 5.327 ग्राम / सेमी ³ ।

टिन: 7.28 ग्राम / सेमी ³ ।

लीड: 11.343 ग्राम / सेमी ³ ।

आयनीकरण ऊर्जा

कार्बन: 1,086 kJ / मोल।

सिलिकॉन: 787 kJ / मोल।

जर्मेनियम: 762 केजे / मोल।

टिन: 709 kJ / मोल।

लीड: 716 केजे / मोल।

परमाणु रेडियो

कार्बन: 77 बजे।

सिलिकॉन: 118 बजे।

जर्मेनियम: 122 बजे।

टिन: 140 बजे।

लीड: 175 बजे।

समूह 14 तत्वों के गलनांक और क्वथनांक मान उनकी संख्या और परमाणु त्रिज्या में वृद्धि के रूप में घटते हैं।

यह परमाणुओं के बीच एक कम आकर्षक बल को दर्शाता है क्योंकि उनका आकार बढ़ता है। समूह के तत्वों के आयनीकरण बिंदुओं में एक ही प्रवृत्ति देखी जाती है; नाभिक से इलेक्ट्रॉन की दूरी जितनी अधिक होती है, उतनी ही कम ऊर्जा उसके पृथक्करण के लिए आवश्यक होती है।

इसके विपरीत, जैसे-जैसे परमाणु संख्या बढ़ती है, तत्व का घनत्व बढ़ने की प्रवृत्ति होती है। यह प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की सबसे बड़ी संख्या के कारण हो सकता है, सबसे बड़े परमाणु घटक।

अनुप्रयोग

कार्बन

प्लास्टिक के निर्माण में ग्रेफाइट का उपयोग रेशेदार रूप में किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग पेंसिल के उत्पादन में किया जाता है। हीरा एक अनमोल रत्न है। इसकी बड़ी कठोरता का उपयोग तेल उद्योग में ड्रिल और ग्लास काटने के लिए पेंसिल की युक्तियों में किया जाता है।

कैल्शियम कार्बाइड का उपयोग सॉल्वैंट्स कार्बन डाइसल्फ़ाइड और कार्बन टेट्राक्लोराइड के उत्पादन में एक मध्यवर्ती के रूप में किया जाता है। कार्बन का उपयोग स्टील और टायर फिलर्स के संश्लेषण में किया जाता है।

सिलिकॉन

सिलिकॉन का उपयोग सेमीकंडक्टर के साथ-साथ इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में विभिन्न कार्यों में किया जाता है। यह एक स्नेहक और वॉटरप्रूफिंग एजेंट के रूप में आवेदन करता है। सिलिका (SiO ₂) का उपयोग सिरेमिक और कांच बनाने में किया जाता है, साथ ही कंक्रीट और ईंट का एक घटक होने के नाते।

वैक्यूम पंपों में सिलिकॉन का उपयोग किया जाता है। यह मुर्गियों और चूहों के पोषण में आवश्यक है; यद्यपि मनुष्य के लिए इसकी अनिवार्यता अज्ञात है। यह एक कम करने वाला एजेंट भी है जो मैग्नीशियम को उसके ऑक्साइड से मुक्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

जर्मेनियम

यह 1950 तक अर्धचालक के रूप में इस्तेमाल किया गया था, जब इसे सिलिकॉन द्वारा विस्थापित किया गया था; हालांकि यह इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में विभिन्न कार्यों को पूरा करना जारी रखता है। जर्मेनियम का उपयोग विकिरण डिटेक्टरों में किया जाता है। जर्मेनियम ऑक्साइड का उपयोग ऑप्टिकल फाइबर और वाइड-एंगल लेंस में किया जाता है।

टिन

इसका उपयोग लोहे की वस्तुओं को जंग से बचाने के लिए किया जाता है। टिन का उपयोग वेल्डिंग में और पैकेजिंग भोजन के लिए टिनप्लेट के निर्माण में किया जाता है। टिन क्लोराइड का उपयोग लौह खनिजों की कमी में किया जाता है।

टिन यौगिकों में कई अनुप्रयोग होते हैं। उदाहरण के लिए, टूथपेस्ट में स्टैन्यूस फ्लोराइड का उपयोग किया जाता है; सिरेमिक में टिन ऑक्साइड; और कोबाल्ट एक शंकुधारी नीले वर्णक के रूप में फैले हुए हैं। इसके अलावा, टिन के मिश्र धातुएं जैसे कांस्य और पेवेर।

लीड

इसका उपयोग कार बैटरी के निर्माण में किया जाता है; आयनकारी विकिरण के खिलाफ सुरक्षा में; और वेल्डिंग में।

संदर्भ

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