धातु बंधन: गुण, यह कैसे बनता है और उदाहरण है - रसायन विज्ञान - 2025

धातु बंधन एक है कि धातु तत्वों के परमाणुओं कसकर एक साथ रखती है। यह धातुओं में मौजूद है और उनके सभी भौतिक गुणों को परिभाषित करता है जो उन्हें कठोर, नमनीय, निंदनीय सामग्री और गर्मी और बिजली के अच्छे संवाहक के रूप में चिह्नित करते हैं।

सभी रासायनिक बंधों में, धात्विक बंधन एकमात्र ऐसा है जहां इलेक्ट्रॉनों को विशेष रूप से परमाणुओं की एक जोड़ी के बीच स्थित नहीं किया जाता है, लेकिन उनमें से लाखों के बीच एक प्रकार के गोंद या "इलेक्ट्रॉनों के समुद्र" में बंधे होते हैं जो उन्हें एक साथ कसकर पकड़ते हैं। या एकजुट होना।

कॉपर मेटल बॉन्ड

उदाहरण के लिए, मान लें कि तांबा। तांबे में, इसके Cu परमाणु धात्विक बंधन बनाने के लिए अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं। इस बंधन के ऊपर इलेक्ट्रॉनों (पीले घेरे) से घिरे Cu ²⁺ कटियन (नीले वृत्त) के रूप में दर्शाया गया है । इलेक्ट्रॉन अभी भी नहीं हैं: वे पूरे तांबे के क्रिस्टल में चले जाते हैं। हालाँकि, धातुओं में हम औपचारिक रूप से पिंजरों की नहीं, बल्कि तटस्थ धातु परमाणुओं की बात करते हैं।

धात्विक तत्वों के गुणों और साथ ही उनके मिश्र धातुओं की जांच करके धातु बंधन को सत्यापित किया जाता है। ये चमकदार, चांदी, सख्त, कठोर सामग्री की एक श्रृंखला को एकीकृत करते हैं, जिसमें उच्च पिघलने और उबलते बिंदु भी होते हैं।

धात्विक बंधन कैसे बनता है?

जस्ता में धातु बंधन

धातु बंधन केवल एक सेट या धातु परमाणुओं के समूह के बीच बनता है। धातु के पूरे क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने के लिए, एक "राजमार्ग" होना चाहिए जिसे वे यात्रा कर सकते हैं। यह पड़ोसी परमाणुओं के सभी परमाणु कक्षाओं के ओवरलैप से बनाया गया है।

उदाहरण के लिए, जिंक परमाणुओं की एक पंक्ति पर विचार करें, Zn · · n ये परमाणु आणविक ऑर्बिटल्स बनाने के लिए अपनी वैलेंस एटॉमिक ऑर्बिटल्स को ओवरलैप करते हैं। बदले में, ये आणविक ऑर्बिटल्स पड़ोसी Zn परमाणुओं के अन्य ऑर्बिटल्स के साथ ओवरलैप करते हैं।

प्रत्येक जस्ता परमाणु धातु के बंधन में योगदान करने के लिए दो इलेक्ट्रॉनों का योगदान देता है। इस तरह, आणविक कक्षाओं के ओवरलैप या संघ और जस्ता द्वारा दान किए गए परमाणु, एक "राजमार्ग" की उत्पत्ति करते हैं, जिसके द्वारा इलेक्ट्रॉनों को पूरे क्रिस्टल में इस तरह से विभाजित किया जाता है जैसे कि वे एक गोंद या इलेक्ट्रॉनों का एक समुद्र, कवर कर रहे हों) सभी धातु परमाणुओं को स्नान करना।

धातु बंधन के गुण

संरचनाएं

धातु का बंधन कॉम्पैक्ट संरचनाओं की उत्पत्ति करता है, जहां परमाणुओं को बारीकी से एकजुट किया जाता है, बिना बहुत दूरी के जो उन्हें अलग करता है। विशिष्ट संरचना के प्रकार के आधार पर, विभिन्न क्रिस्टल होते हैं, दूसरों की तुलना में कुछ अधिक घने होते हैं।

धातु संरचनाओं में, कोई अणुओं की बात नहीं करता है, लेकिन तटस्थ परमाणुओं (या अन्य दृष्टिकोणों के अनुसार उद्धरण)। तांबे के उदाहरण पर लौटते हुए, इसके संकुचित क्रिस्टल में Cu-Cu सहसंयोजक बंधन के साथ Cu ₂ अणु नहीं होते हैं।

पुनर्निर्माण

धातु बंधन में ही पुनर्गठन की संपत्ति होती है। यह सहसंयोजक और आयनिक बंधों के साथ नहीं होता है। यदि एक सहसंयोजक बंधन टूट जाता है, तो यह फिर से नहीं बनेगा जैसे कि कुछ भी नहीं हुआ था। इसके अलावा, आयनिक बॉन्ड पर विद्युत शुल्क तब तक अमूल्य हैं जब तक कि रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है।

इस बिंदु को समझाने के लिए धातु पारे के उदाहरण पर विचार करें।

दो आसन्न पारा परमाणुओं के बीच धातु का बंधन, Hg · · · · · · · · ·] · · · · · · · यदि दो बाहरी पारा परमाणुओं के बीच धातु का बंधन है, तो क्रिस्टल एक बाहरी बल के अधीन होने पर दूसरे पड़ोसी परमाणु के साथ टूट सकता है और पुन: रूप ले सकता है।

इस प्रकार, बांड को पुनर्गठित किया जाता है जबकि कांच विरूपण से गुजरता है। यह धातुओं को नमनीय और निंदनीय सामग्री होने का गुण देता है। अन्यथा वे गर्म होने पर भी कांच या चीनी मिट्टी के टुकड़ों की तरह टूट जाएंगे।

थर्मल और विद्युत चालकता

धात्विक बंधन के पास जो गुण उसके इलेक्ट्रॉनों में होता है, वह धातुओं को ऊष्मा और बिजली के संचालन की क्षमता भी देता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों का सीमांकित होना और हर जगह घूमना, वे प्रभावी रूप से परमाणु कंपन को प्रसारित करते हैं जैसे कि यह एक लहर थी। ये कंपन गर्मी में अनुवाद करते हैं।

दूसरी ओर, जब इलेक्ट्रॉन चलते हैं, तो रिक्त स्थान पीछे रह जाते हैं, जिससे अन्य लोग कब्जा कर सकते हैं, इस प्रकार एक इलेक्ट्रॉनिक रिक्ति हो सकती है जिसके माध्यम से अधिक इलेक्ट्रॉनों को "रन" किया जा सकता है और इस प्रकार एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।

सिद्धांत रूप में, घटना के पीछे भौतिक सिद्धांतों को संबोधित किए बिना, यह धातुओं की विद्युत चालकता की सामान्य व्याख्या है।

धातु आभा

डेलोकाइज्ड और मोबाइल इलेक्ट्रॉन दृश्य प्रकाश में फोटॉन के साथ बातचीत और अस्वीकार कर सकते हैं। घनत्व और धातु की सतह के आधार पर, यह ग्रे या चांदी के विभिन्न रंगों या यहां तक ​​कि इंद्रधनुषी चमक दिखा सकता है। सबसे असाधारण मामले तांबे, पारा और सोने के हैं, जो कुछ आवृत्तियों के फोटोन को अवशोषित करते हैं।

इलेक्ट्रॉन का निरूपण

धात्विक बंधन को समझने के लिए यह समझना आवश्यक है कि इलेक्ट्रॉनों के परिसीमन का क्या मतलब है। यह निर्धारित करना असंभव है कि इलेक्ट्रॉन कहां हैं। हालांकि, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि अंतरिक्ष के किस क्षेत्र में उनके पाए जाने की संभावना है। एक सहसंयोजक बंधन एबी में, इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी अंतरिक्ष में वितरित की जाती है जो परमाणुओं ए और बी को अलग करती है; तब उन्हें A और B के बीच स्थित कहा जाता है

एक एबी मेटैलिक बॉन्ड में, हालांकि, यह नहीं कहा जा सकता है कि इलेक्ट्रॉन एक एबी सहसंयोजक बंधन के समान व्यवहार करते हैं। वे ए और बी के दो विशिष्ट परमाणुओं के बीच स्थित नहीं हैं, लेकिन ठोस के अन्य भागों में विसरित या निर्देशित होते हैं जहां कॉम्पैक्ट भी होते हैं, अर्थात्, बारीकी से बंधे, ए और बी के परमाणु।

जब ऐसा होता है, तो धातु के बंधन के इलेक्ट्रॉनों को कहा जाता है: वे किसी भी दिशा में जाते हैं जहां ए और बी के परमाणु होते हैं, जैसा कि पहली छवि में तांबे के परमाणुओं और उनके इलेक्ट्रॉनों के साथ दिखाया गया है।

इसलिए, धातु बंधन में हम इन इलेक्ट्रॉनों के एक निरूपण की बात करते हैं, और यह विशेषता धातुओं के कई गुणों के लिए जिम्मेदार है। इलेक्ट्रॉनों के समुद्र का सिद्धांत भी इस पर आधारित है।

धात्विक बंध के उदाहरण

दैनिक जीवन में कुछ आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले धातु लिंक इस प्रकार हैं:

- धातु तत्व

जस्ता

जस्ता में धातु बंधन

जस्ता में, एक संक्रमण धातु, इसके परमाणु धातु के बंधन से जुड़े होते हैं।

सोना (Au)

शुद्ध सोना, तांबे और चांदी के साथ इस सामग्री के मिश्र धातुओं की तरह, वर्तमान में ठीक गहने में अत्यधिक उपयोग किया जाता है।

कॉपर (Cu)

यह धातु विद्युत अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, इसके उत्कृष्ट विद्युत चालन गुणों के लिए धन्यवाद।

सिल्वर (एजी)

इसके गुणों को देखते हुए, इस धातु का व्यापक रूप से ठीक गहने अनुप्रयोगों और औद्योगिक क्षेत्र दोनों में उपयोग किया जाता है।

निकल (नी)

इसकी शुद्ध अवस्था में इसका उपयोग आमतौर पर सिक्कों, बैटरी, फाउंड्री या विभिन्न धातु भागों के निर्माण के लिए किया जाता है।

कैडमियम (Cd)

यह एक बहुत ही जहरीली सामग्री है और इसका उपयोग बैटरियों के निर्माण में किया जाता है।

प्लैटिनम (Pt)

इसका उपयोग ठीक गहने (सोने के साथ मिश्र), और प्रयोगशाला मापने के उपकरणों और दंत प्रत्यारोपण के निर्माण में किया जाता है।

टाइटेनियम (तिवारी)

इस धातु का उपयोग आमतौर पर इंजीनियरिंग में किया जाता है, साथ ही ऑस्टियोसिंथेटिक प्रत्यारोपण, औद्योगिक अनुप्रयोगों और गहनों के निर्माण में भी किया जाता है।

लीड (Pb)

इस सामग्री का उपयोग विद्युत कंडक्टरों के निर्माण में किया जाता है, अधिक विशेष रूप से, टेलीफोन और दूरसंचार केबलों के बाहरी जैकेट के निर्माण के लिए।

- धात्विक यौगिक

आम स्टील

कार्बन के साथ लोहे की प्रतिक्रिया सामान्य स्टील का उत्पादन करती है, जो लोहे की तुलना में यांत्रिक तनाव के लिए बहुत अधिक प्रतिरोधी है।

स्टेनलेस स्टील

क्रोमियम और निकल जैसे संक्रमण धातुओं के साथ सामान्य स्टील के संयोजन से उपरोक्त सामग्री पर भिन्नता पाई जा सकती है।

पीतल

यह क्रमशः टिन के साथ तांबे को मिलाकर 88% और 12% के अनुमानित अनुपात में बनाया जाता है। इसका उपयोग सिक्के, औजार और सार्वजनिक आभूषण बनाने में किया जाता है।

पारा मिश्र

अन्य संक्रमण धातुओं, जैसे चांदी, तांबा और जस्ता के साथ पारा के विभिन्न मिश्र, दंत चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले अमलगम का उत्पादन करते हैं।

क्रोम प्लेटिनम मिश्र धातु

इस प्रकार के मिश्र धातु का व्यापक रूप से रेजर ब्लेड बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

Pieltre

टिन, सुरमा, लिफाफा और बिस्मथ का यह मिश्र धातु आमतौर पर घरेलू बर्तन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

पीतल

यह क्रमशः 67% और 33% के अनुपात में जस्ता के साथ तांबे के संयोजन से उत्पन्न होता है। इसका उपयोग हार्डवेयर वस्तुओं के निर्माण में किया जाता है।

इलेक्ट्रॉन सिद्धांत का सागर

इलेक्ट्रॉनों के एक समुद्र का सरल प्रतिनिधित्व। स्रोत: मस्कड

ऊपर की छवि इलेक्ट्रॉनों के समुद्र की अवधारणा को दर्शाती है। इलेक्ट्रॉन्स थ्योरी के समुद्र के अनुसार, धातु के परमाणु अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों (ऋणात्मक आवेशों) को परमाणु आयन (धनात्मक आवेश) बनने के लिए बहा देते हैं। रिलीज़ किए गए इलेक्ट्रॉनों एक समुद्र का हिस्सा बन जाते हैं जिसमें वे धातुई क्रिस्टल के प्रत्येक इंच के लिए delocalized होते हैं।

हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि एक धातु आयनों से बना है; इसके परमाणु वास्तव में तटस्थ हैं। हम तरल पारा में एचजी ⁺ आयनों की बात नहीं करते, लेकिन तटस्थ एचजी परमाणुओं की।

परमाणुओं की तटस्थता मानकर इलेक्ट्रॉनों के समुद्र की कल्पना करने का एक और तरीका है। इस प्रकार, हालांकि वे अपने इलेक्ट्रॉनों को धातु के बंधन को परिभाषित करने के लिए देते हैं जो उन्हें दृढ़ता से एकजुट रखते हैं, वे तुरंत क्रिस्टल के अन्य क्षेत्रों से अन्य इलेक्ट्रॉनों को भी प्राप्त करते हैं, ताकि वे कभी भी सकारात्मक चार्ज प्राप्त न करें।

यह सिद्धांत बताता है कि धातुएं नमनीय, निंदनीय क्यों हैं, और बिना टूटे हुए क्रिस्टल के विरूपण की अनुमति देने के लिए बांड को कैसे पुन: व्यवस्थित किया जा सकता है। कुछ लोग इलेक्ट्रॉनों के इस समुद्र को "इलेक्ट्रॉनिक सीमेंट" कहते हैं, क्योंकि यह चलने में सक्षम है, लेकिन सामान्य परिस्थितियों में, यह जम जाता है और धातु के परमाणुओं को स्थिर और स्थिर रखता है।

संदर्भ

1. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। (2008)। रसायन विज्ञान (8 वां संस्करण।)। सेनगेज लर्निंग।
2. कंपकंपी और एटकिंस। (2008)। अकार्बनिक रसायन शास्त्र । (चौथा संस्करण)। मैक ग्रे हिल।
3. विकिपीडिया। (2020)। धातु बंधन। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org
4. एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के संपादक। (४ अप्रैल २०१६)। धात्विक बंधन। एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका। से पुनर्प्राप्त: britannica.com
5. हेलमेनस्टाइन, ऐनी मैरी, पीएच.डी. (29 जनवरी, 2020)। मेटैलिक बॉन्ड: परिभाषा, गुण और उदाहरण। से पुनर्प्राप्त: सोचाco.com
6. जिम क्लार्क। (29 सितंबर, 2019)। धातु संबंध। रसायन शास्त्र LibreTexts। से पुनर्प्राप्त: chem.libretexts.org
7. मैरी एलेन एलिस। (2020)। एक धातु बंधन क्या है? - परिभाषा, गुण और उदाहरण। अध्ययन। से पुनर्प्राप्त: study.com