ठोस अवस्था: विशेषताएँ, गुण, प्रकार, उदाहरण - विज्ञान - 2025

ठोस राज्य मुख्य तरीकों से गाढ़ा या ठोस शरीर बनाने के लिए समुच्चय बात से एक है। समुद्रों और महासागरों को छोड़कर पूरी पृथ्वी की पपड़ी, ठोस पदार्थों का एक प्रेरक समूह है। ठोस अवस्था में वस्तुओं के उदाहरण एक पुस्तक, एक पत्थर या रेत के दाने हैं।

हम अपने इलेक्ट्रॉनों के प्रतिकर्षण के लिए उनके परमाणुओं या अणुओं के साथ धन्यवाद के साथ बातचीत कर सकते हैं। तरल पदार्थ और गैसों के विपरीत, जब तक कि वे गंभीर रूप से विषाक्त नहीं होते हैं, हमारे हाथ उनके माध्यम से नहीं गुजर सकते हैं, बल्कि उन्हें उखड़ सकते हैं या अवशोषित कर सकते हैं।

इस घोड़े की लकड़ी की मूर्ति दृढ़ता से एकजुट प्राकृतिक पॉलिमर से बनी है। स्रोत: Pxhere

तरल या गैस की तुलना में ठोस आमतौर पर संभालना या स्टोर करना बहुत आसान होता है। जब तक इसके कणों को सूक्ष्म रूप से विभाजित नहीं किया जाता है, तब तक एक हवा का प्रवाह इसे अन्य दिशाओं में नहीं ले जाएगा; वे अंतरिक्ष में अपने परमाणुओं, आयनों या अणुओं के अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं द्वारा परिभाषित होते हैं।

ठोस अवधारणा

ठोस पदार्थ की एक स्थिति है जिसमें एक कठोर मात्रा और आकार होता है; वे कण जो ठोस अवस्था में सामग्री या वस्तुओं का निर्माण करते हैं, एक स्थान पर तय होते हैं, वे आसानी से संपीड़ित नहीं होते हैं।

यह राज्य की स्थिति रसायन विज्ञान और भौतिकी के मामले में सबसे विविध और समृद्ध है। हमारे पास आयनिक, धात्विक, परमाणु, आणविक और सहसंयोजक ठोस हैं, प्रत्येक की अपनी संरचनात्मक इकाई है; यह है, अपने स्वयं के क्रिस्टल के साथ। जब उनके एकत्रीकरण का तरीका उन्हें व्यवस्थित आंतरिक संरचनाओं को स्थापित करने की अनुमति नहीं देता है, तो वे अनाकार और जटिल हो जाते हैं।

ठोस अवस्था का अध्ययन नई सामग्री के डिजाइन और संश्लेषण में परिवर्तित होता है। उदाहरण के लिए, लकड़ी, एक प्राकृतिक ठोस, का उपयोग सजावटी सामग्री के रूप में और घरों के निर्माण के लिए भी किया गया है।

अन्य ठोस सामग्री ऑटोमोबाइल, हवाई जहाज, जहाज, अंतरिक्ष यान, परमाणु रिएक्टर, खेल के सामान, बैटरी, उत्प्रेरक और कई अन्य वस्तुओं या उत्पादों के निर्माण की अनुमति देती हैं।

ठोस पदार्थों की सामान्य विशेषताएँ

वसंत और लकड़ी, एक कैलीपर के घटक, ठोस का उदाहरण

ठोस पदार्थों की मुख्य विशेषताएं हैं:

-उन्होंने द्रव्यमान, आयतन और आकार को परिभाषित किया है। एक गैस, उदाहरण के लिए, एक अंत या एक शुरुआत नहीं है, क्योंकि ये कंटेनर पर निर्भर करते हैं जो इसे संग्रहीत करते हैं।

-वे बहुत घने हैं। तरल पदार्थ और गैसों की तुलना में ठोस पदार्थ होते हैं; हालांकि नियम के कुछ अपवाद हैं, खासकर जब तरल और ठोस पदार्थों की तुलना करते हैं।

-इस कण को ​​अलग करने वाली दूरी कम होती है। इसका मतलब यह है कि वे अपने संबंधित मात्रा में बहुत अधिक सुसंगत या संकुचित हो गए हैं।

-इंटर इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन बहुत मजबूत होते हैं, अन्यथा वे इस तरह मौजूद नहीं होते और स्थलीय परिस्थितियों में पिघलते या उदासीन होते।

एक ठोस, एक तरल और एक गैस के कणों के बीच अंतर

-साल की गतिशीलता आमतौर पर काफी सीमित होती है, न केवल एक भौतिक दृष्टिकोण से, बल्कि आणविक रूप से भी। इसके कण एक निश्चित स्थिति में सीमित होते हैं, जहां वे केवल कंपन कर सकते हैं, लेकिन स्थानांतरित नहीं होते हैं (सिद्धांत रूप में)।

गुण

गलनांक

सभी ठोस, जब तक कि वे प्रक्रिया में विघटित नहीं होते हैं, और चाहे वे गर्मी के अच्छे संवाहक हों या नहीं, एक निश्चित तापमान पर तरल अवस्था में गुजर सकते हैं: उनका गलनांक। जब यह तापमान पहुँच जाता है, तो इसके कण अंतत: अपने नियत स्थान से बहने और भागने का प्रबंधन करते हैं।

यह गलनांक ठोस की प्रकृति, उसकी अंत: क्रिया, दाढ़ द्रव्यमान और क्रिस्टलीय जाली ऊर्जा पर निर्भर करेगा। एक सामान्य नियम के रूप में, आयनिक ठोस और सहसंयोजक नेटवर्क (जैसे हीरा और सिलिकॉन डाइऑक्साइड) में सबसे अधिक पिघलने वाले बिंदु होते हैं; जबकि आणविक ठोस, सबसे कम।

निम्न छवि दिखाती है कि एक आइस क्यूब (ठोस अवस्था) कैसे तरल अवस्था में बदल जाती है:

स्तुईचिओमेटरी

अधिकांश ठोस आणविक होते हैं, क्योंकि वे ऐसे यौगिक होते हैं जिनकी अंतः-आण्विक अंतःक्रियाएं उन्हें इस तरह से समतल करने की अनुमति देती हैं। हालांकि, कई अन्य आयनिक या आंशिक रूप से आयनिक हैं, इसलिए उनकी इकाइयां अणु नहीं हैं, लेकिन कोशिकाएं: एक व्यवस्थित रूप से व्यवस्थित परमाणुओं या आयनों का एक सेट।

यह यहां है जहां इस तरह के ठोस के सूत्रों को आरोपों की तटस्थता का सम्मान करना चाहिए, उनकी संरचना और स्टोइकोमीट्रिक रिश्तों को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, ठोस जिसका काल्पनिक सूत्र A ₂ B ₄ O ₂ है, यह दर्शाता है कि इसमें O (2: 2) के समान A परमाणुओं की संख्या है, जबकि इसमें B परमाणुओं की संख्या (2: 4) से दोगुनी है।

ध्यान दें कि सूत्र ए ₂ बी ₄ ओ ₂ के ग्राहक पूर्णांक हैं, जो दर्शाता है कि यह एक स्टोइकोमेट्रिक ठोस है। कई योगों की रचना इन सूत्रों द्वारा वर्णित है। ए, बी और ओ पर लगने वाले शुल्क को शून्य तक जोड़ना होगा, क्योंकि अन्यथा एक सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज होगा।

ठोस पदार्थों के लिए यह जानना विशेष रूप से उपयोगी है कि उनके सूत्रों की व्याख्या कैसे करें, आम तौर पर, तरल और गैसों की रचनाएं सरल होती हैं।

दोष के

ठोस पदार्थों की संरचनाएं सही नहीं हैं; वे खामियों या दोषों को प्रस्तुत करते हैं, हालांकि वे क्रिस्टलीय हो सकते हैं। यह तरल पदार्थों के साथ नहीं है, न ही गैसों के साथ। तरल पानी के कोई क्षेत्र नहीं हैं जो पहले से ही अपने परिवेश से "अव्यवस्थित" होने के लिए कहा जा सकता है।

इस तरह के दोष ठोस और भंगुर होने के लिए जिम्मेदार हैं, पायरोइलेक्ट्रिकिटी और पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी जैसे गुणों को दिखाते हैं, या परिभाषित रचनाओं को रोकते हैं; यही है, वे गैर-स्टोइकोमेट्रिक ठोस हैं (उदाहरण ए _0.4 बी _1.3 ओ _0.5)।

जेट

तरल पदार्थ और गैसों की तुलना में ठोस आमतौर पर कम प्रतिक्रियाशील होते हैं; लेकिन रासायनिक कारणों के कारण नहीं, बल्कि इस तथ्य के कारण कि उनकी संरचनाएं अभिकर्मकों को उनके अंदर के कणों पर हमला करने से रोकती हैं, पहले उनकी सतह पर उन लोगों के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। इसलिए, ठोस को शामिल करने वाली प्रतिक्रियाएं धीमी होती हैं; जब तक कि उन्हें पल्सवर नहीं किया जाता है।

जब एक ठोस पाउडर के रूप में होता है, तो उसके छोटे कणों की प्रतिक्रिया करने के लिए एक बड़ा क्षेत्र या सतह होती है। यही कारण है कि ठीक ठोस को अक्सर संभावित खतरनाक अभिकर्मकों के रूप में लेबल किया जाता है, क्योंकि वे तेजी से प्रज्वलित कर सकते हैं, या अन्य पदार्थों या यौगिकों के संपर्क में सख्ती से प्रतिक्रिया कर सकते हैं।

अक्सर समय में, ठोस को सिस्टम को समरूप बनाने के लिए एक प्रतिक्रिया माध्यम में भंग कर दिया जाता है और उच्च उपज के साथ एक संश्लेषण करता है।

शारीरिक

पिघलने बिंदु और दोषों के अपवाद के साथ, जो अब तक कहा गया है, वह उनके भौतिक गुणों की तुलना में ठोस पदार्थों के रासायनिक गुणों से अधिक मेल खाता है। सामग्रियों की भौतिकी पर गहराई से ध्यान केंद्रित किया जाता है कि कैसे प्रकाश, ध्वनि, इलेक्ट्रॉनों और गर्मी ठोस पदार्थों के साथ बातचीत करते हैं, चाहे वे क्रिस्टलीय, अनाकार, आणविक, आदि हों।

यह वह जगह है जहां प्लास्टिक, लोचदार, कठोर, अपारदर्शी, पारदर्शी, अतिचालक, फोटोइलेक्ट्रिक, माइक्रोप्रोसेसर, फेरोमैग्नेटिक, इन्सुलेटिंग या अर्धचालक ठोस के रूप में जाना जाता है।

रसायन विज्ञान में, उदाहरण के लिए, वे पदार्थ जो पराबैंगनी विकिरण या दृश्य प्रकाश को अवशोषित नहीं करते हैं, वे रुचि रखते हैं, क्योंकि उनका उपयोग यूवी-विज़ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के लिए माप कोशिकाओं को बनाने के लिए किया जाता है। ऐसा ही अवरक्त विकिरण के साथ होता है, जब आप अपने आईआर स्पेक्ट्रम को प्राप्त करके किसी यौगिक को चिह्नित करना चाहते हैं, या प्रतिक्रिया की प्रगति का अध्ययन करते हैं।

ठोस पदार्थों के सभी भौतिक गुणों के अध्ययन और हेरफेर के लिए भारी मात्रा में समर्पण की आवश्यकता होती है, साथ ही उनके संश्लेषण और डिजाइन, नई सामग्री के लिए अकार्बनिक, जैविक, जैविक या ऑर्गोनोमेटिक निर्माण के "टुकड़ों" को चुनना होता है।

प्रकार और उदाहरण

चूंकि रासायनिक रूप से कई प्रकार के ठोस होते हैं, इसलिए प्रत्येक के लिए प्रतिनिधि उदाहरण अलग-अलग उल्लेख किए जाएंगे।

क्रिस्टलीय ठोस

एक ओर, क्रिस्टलीय ठोस होते हैं। इन तत्वों की विशेषता होती है क्योंकि इन्हें बनाने वाले अणु उसी तरह से कॉन्फ़िगर होते हैं, जो पूरे क्रिस्टल में एक पैटर्न के रूप में दोहराया जाता है। प्रत्येक पैटर्न को एक इकाई सेल कहा जाता है।

क्रिस्टलीय ठोस भी एक परिभाषित गलनांक होने की विशेषता है; इसका मतलब है कि, अपने अणुओं की व्यवस्था की एकरूपता को देखते हुए, प्रत्येक इकाई कोशिका के बीच समान दूरी होती है, जो पूरी संरचना को एक ही तापमान के तहत लगातार बदलने की अनुमति देती है।

क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों के उदाहरण नमक और चीनी हो सकते हैं।

अनाकार ठोस

अनाकार ठोस इस तथ्य की विशेषता है कि उनके अणुओं का विरूपण एक पैटर्न पर प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन पूरी सतह पर भिन्न होता है।

चूंकि ऐसा कोई पैटर्न नहीं है, क्रिस्टलीय वाले के विपरीत, अनाकार ठोस के पिघलने बिंदु को परिभाषित नहीं किया गया है, जिसका अर्थ है कि यह धीरे-धीरे और विभिन्न तापमानों के तहत पिघला देता है।

अनाकार ठोस के उदाहरण कांच और अधिकांश प्लास्टिक हो सकते हैं।

Ionics

आयनिक ठोसों की विशेषता है कि वे पिंजरे और आयन होते हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण (आयनिक संबंध) द्वारा एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। जब आयन छोटे होते हैं, तो परिणामस्वरूप संरचनाएं हमेशा क्रिस्टलीय होती हैं (उनके दोषों को ध्यान में रखते हुए)। हमारे पास कुछ आयनिक ठोस पदार्थ हैं:

-NCl (Na ⁺ Cl ^-), सोडियम क्लोराइड

-एमजीओ (एमजी ²⁺ ओ ^2-), मैग्नीशियम ऑक्साइड

-कैको ₃ (सीए ²⁺ सीओ ₃ ^2-), कैल्शियम कार्बोनेट

-CSO ₄ (Cu ²⁺ SO ₄ ^2-), कॉपर सल्फेट

-केएफ (के ⁺ एफ ^-), पोटेशियम फ्लोराइड

-NH ₄ सीएल (NH ₄ ⁺ Cl ^-), अमोनियम क्लोराइड

-ZSS (Zn ²⁺ S ^2-), जिंक सल्फाइड

-Fe (C ₆ H ₅ COO) ₃, आयरन बेंजोएट

धातु का

जैसा कि उनके नाम से संकेत मिलता है, वे ठोस बांड हैं जो धातु के बंधन के माध्यम से बातचीत करते हैं:

-चांदी

-सोना

-Lead

-Brass

-Bronze

-सफेद सोना

-Pewter

-Steels

-Duralumin

ध्यान दें कि मिश्र धातु भी धातु के ठोस पदार्थ के रूप में गिना जाता है।

परमाणु

धातु के ठोस भी परमाणु होते हैं, क्योंकि सिद्धांत रूप में धातु परमाणुओं (एमएम) के बीच कोई सहसंयोजक बंधन नहीं होते हैं। हालांकि, महान गैस अनिवार्य रूप से परमाणु प्रजातियों के रूप में गिनती करते हैं, क्योंकि केवल लंदन फैलाने वाले बल उनके बीच प्रबल होते हैं।

इसलिए, हालांकि वे उच्च अनुप्रयोग ठोस नहीं हैं (और प्राप्त करना मुश्किल है), क्रिस्टलीकृत महान गैसें परमाणु ठोस के उदाहरण हैं; अर्थात्: हीलियम, नियोन, आर्गन, क्रिप्टन, आदि, ठोस।

आणविक और बहुलक

अणु वान डेर वाल्स बलों के माध्यम से बातचीत कर सकते हैं, जहां उनके आणविक द्रव्यमान, द्विध्रुवीय क्षण, हाइड्रोजन बांड, संरचनाएं और ज्यामितीय महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ऐसी बातचीत जितनी मजबूत होगी, उतनी ही ठोस रूप में होने की संभावना होगी।

दूसरी ओर, पॉलिमर के लिए एक ही तर्क लागू होता है, जो उनके उच्च औसत आणविक द्रव्यमान के कारण लगभग हमेशा ठोस होते हैं, और उनमें से कई अनाकार होते हैं; चूंकि, इसकी बहुलक इकाइयों को क्रिस्टल बनाने के लिए खुद को बड़े करीने से व्यवस्थित करना मुश्किल लगता है।

इस प्रकार, हमारे पास कुछ आणविक और पॉलिमरिक ठोस पदार्थ निम्नलिखित हैं:

-सूखी बर्फ

-चीनी

-Iodine

-बेंज़ोइक अम्ल

-Acetamide

-भूखदार गंधक

-पामिटिक एसिड

-Fullerenos

मैच

-Caffeine

-Naphthalene

-वूड और पेपर

-Silk

-टेफ्लान

-Polyethylene

-Kevlar

-Bakelite

-पोलीविनाइल क्लोराइड

-Polystyrene

-Polypropylene

-Proteins

-चॉकलेट बार

सहसंयोजक नेटवर्क

अंत में, हमारे पास सबसे कठोर और उच्चतम पिघलने वाले ठोस पदार्थों के बीच सहसंयोजक नेटवर्क है। कुछ उदाहरण निम्न हैं:

-Graphite

-Diamond

-Quartz

-सिलिकियम कार्बाइड

-बोरोन नाइट्राइड

-एल्यूमन फॉस्फाइड

-गैलियम आर्सेनाइड

संदर्भ

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