धातु: इतिहास, गुण, प्रकार, उपयोग, उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

धातुओं कि अधातु हाइड्रोजन के अपवाद के, आवर्त सारणी के साथ बाईं ओर स्थित हैं, तत्वों के एक समूह द्वारा बनते हैं। धातु में लगभग 75% रासायनिक तत्व होते हैं, इसलिए यह कहा जा सकता है कि प्रकृति का एक बड़ा हिस्सा प्रकृति में धातु है।

प्रागितिहास में जिन धातुओं को मनुष्य ने शुरू में संसाधित किया वे निम्नलिखित थे: सोना, चांदी, तांबा, टिन, सीसा और लोहा। यह इस तथ्य के कारण था कि वे अपने मूल राज्य में थे या क्योंकि वे उपयोगी वस्तुओं को बनाने के लिए प्रक्रिया करना आसान था।

नीले रंग में धातु तत्व। हरे रंग में धातु और गैर-धातुओं में भूरे रंग के

यह जादू की बात लगती है कि चट्टानों और खनिजों के ढेर से, चमकदार और चांदी के शरीर निकाले जा सकते हैं (कुछ महत्वपूर्ण और उत्कृष्ट अपवादों के साथ)। बाक्साइट और एल्यूमीनियम का ऐसा मामला है, जिसकी मिट्टी की चट्टानों से यह कम धातु शीट या चांदी के कागजात में प्राप्त होती है।

धातु उद्योगों की रूपरेखा हैं; इसकी केबलिंग, रिएक्टर, यूनिट, कंटेनर, सभी किसी न किसी तरह से धातुओं और उनके मिश्र धातुओं से बने होते हैं।

पहले सिक्के, हथियार, उपकरण, कवच धातुओं के साथ बनाए गए थे, बाद में आधुनिक जीवन में अन्य आवश्यक वस्तुओं के अलावा वाहनों, साइकिलों, नावों, हवाई जहाज, कंप्यूटरों के निर्माण में उपयोग किए जाने लगे।

इतिहास

कॉपर आयु

मैटलर्जिकल विस्तार - स्रोत: क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन-शेयर एएआई 4.0 लाइसेंस के तहत मैटलर्जिकल डिफ्यूज़न। एसवीजी

9000 ईसा पूर्व में, पहली जाली तांबे की धातु की वस्तुएं निकट पूर्व में बनाई गई थीं, जब आदमी ने पाया कि तांबे को हथौड़ा करने से इसकी ताकत और प्रतिरोध बढ़ गया, इसका उपयोग चाकू बनाने के लिए किया गया था। यह ताम्र युग है।

यह पता चला था कि नीले खनिजों को गर्म करके तांबा प्राप्त किया जा सकता है, जैसे कि कोरवेलाइट और मैलाकाइट (4000-3000 ईसा पूर्व)।

चाल्कोलिथिक काल उस समय की अवधि है जो 5,000-3,000 ईसा पूर्व के कांस्य युग से पहले का है। तांबे के ऑक्साइड से तांबा जाली प्राप्त करने के लिए, मनुष्य ने तांबे के संलयन और गलाने के साथ प्रयोग करना शुरू किया।

कांस्य युग (3,000-1,500 ईसा पूर्व)

कांस्य युग से सामग्री - स्रोत: क्रिएटिव कॉमन्स एट्रीब्यूशन-शेयरएलाई 4.0 अंतर्राष्ट्रीय लाइसेंस के तहत गागुइला।

मनुष्य ने गलती से मिश्र धातु बनाना शुरू कर दिया था, शुरू में तांबे और आर्सेनिक के साथ, और बाद में तांबे और टिन के साथ, निकट पूर्व में कांस्य प्राप्त करने के लिए।

इस समय के अनुरूप कांस्य लेखों में 87% तांबा, 11% टिन, और छोटी मात्रा में लोहा, आर्सेनिक, निकल, सीसा और सुरमा था।

लौह युग (700 ईसा पूर्व)

मनुष्य ने अपने अनुभव का उपयोग निकट पूर्व में गढ़ा लोहे के उत्पादन के लिए गढ़ा तांबे के उत्पादन में किया। उसी समय में इट्रस्केन पाउडर का दानेदार निर्माण हुआ, इटली।

अनातोलिया (1800 ईसा पूर्व) के एक पुरातात्विक स्थल पर स्टील, लोहे और कार्बन के मिश्र धातु का सबसे पहला ज्ञात उत्पादन धातु के टुकड़ों में प्रकट हुआ था।

1122 ईस्वी के आसपास, एक अज्ञात तिथि और स्थान पर, कच्चा लोहा पेश किया गया था। 1440 ई। में बीजिंग, चीन की महान बेल का उत्पादन किया गया था। लगभग तीन शताब्दियों बाद, 1709 ईस्वी में, कोक का उपयोग ईंधन सामग्री के रूप में पिघला हुआ लोहा किया जाता है।

1779 में, इंग्लैंड में कच्चा लोहा एक वास्तुशिल्प सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया गया था। 1855 में, हेनरी बेसेनिर ने हल्के स्टील को प्राप्त करने के लिए कच्चे माल के रूप में पिग आयरन का उपयोग किया। इंग्लिश क्लार्क एंड वुड (1872) ने एक मिश्र धातु का पेटेंट कराया, जिसे वर्तमान में स्टेनलेस स्टील माना जाता है।

धातुओं के भौतिक गुण

इन प्राचीन घंटियों का कांस्य सजावटी या धार्मिक उद्देश्यों के लिए धातुओं की उपयोगिता को दर्शाता है। स्रोत: Pxhere

धातुओं के कुछ भौतिक गुणों में से हैं:

-मेटल्स दिखने में चमकदार होते हैं और प्रकाश को प्रतिबिंबित करने में सक्षम होते हैं।

-आमतौर पर, वे बिजली और गर्मी के अच्छे संवाहक होते हैं।

वे उच्च गलनांक और क्वथनांक है।

-वे निंदनीय हैं, अर्थात्, उन्हें पतली चादरें बनाने के लिए अंकित किया जा सकता है।

-वे नमनीय हैं, उनके साथ आप बहुत छोटे व्यास के तारों या तंतुओं का निर्माण कर सकते हैं।

-वे पारा के अपवाद के साथ एक ठोस अवस्था में प्रस्तुत किए जाते हैं, जो कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में होता है, और गैलियम, जो आपके हाथों के बीच इसे निचोड़कर पिघला देता है। निम्नलिखित छवि में आप पारा के एक कंटेनर को देख सकते हैं:

वे अपारदर्शी निकाय हैं, उनकी पतली चादरें प्रकाश द्वारा पार नहीं की जाती हैं।

-यह सोडियम और पोटेशियम को छोड़कर बहुत कठोर होते हैं, जिन्हें चाकू से काटा जा सकता है।

-उनमें एक उच्च घनत्व होता है, जिसमें ऑस्मियम और इरिडियम का घनत्व सबसे अधिक होता है, और लिथियम में सबसे कम घनत्व होता है।

धातुओं के रासायनिक गुण

धातुओं के कुछ रासायनिक गुणों में से हैं:

वे इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं और धातु के आवरण बनाते हैं, एम ^{n +}, जहां n उनकी ऑक्सीकरण संख्या को इंगित करता है, जो केवल क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के लिए उनके वैलेंस नंबर के साथ मेल खाता है।

-ऐसे इलेक्ट्रोनगैटिव कम हैं।

-वे कॉरडर और अनुभव ऑक्सीकरण क्षति।

ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते समय बुनियादी ऑक्साइड्स का निर्माण। ये ऑक्साइड जब पानी के साथ मिलकर धातु हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं। धातु के आक्साइड अम्लों के साथ मिलकर लवण और जल बनाते हैं।

-वे अच्छे कम करने वाले एजेंट हैं, क्योंकि वे अपने इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं।

धातु के प्रकार

धातुओं को निम्नलिखित में वर्गीकृत किया गया है: क्षारीय, क्षारीय-मिट्टी, बाद के संक्रमणकालीन, संक्रमणकालीन और तथाकथित दुर्लभ जानवर।

क्षारीय धातु

वे आमतौर पर प्रकृति में मुक्त नहीं पाए जाते हैं क्योंकि वे आसानी से ऑक्सीकरण करते हैं। उनके बाहरी कक्षीय खोल में एक सबऑर्बिटल एस ¹ है, इसलिए उनके पास +1 ऑक्सीकरण अवस्था है। वे धातुएं हैं जो पानी के साथ बाहरी रूप से प्रतिक्रिया करते हैं और दृढ़ता से कम कर रहे हैं।

क्षारीय पृथ्वी धातु

वे निंदनीय और तन्य धातु हैं। इस समूह में तत्वों के परमाणुओं में एक एस ² विन्यास है, इसलिए वे दो इलेक्ट्रॉनों को छोड़ सकते हैं और उनकी ऑक्सीकरण स्थिति +2 है। बेरिलियम के अपवाद के साथ, वे हवा के संपर्क में ऑक्सीकरण योग्य हैं।

संक्रमणकालीन धातुएं

वे तथाकथित पी ब्लॉक की धातुएं हैं, जो संक्रमण धातुओं और आवर्त सारणी में मेटलॉयड के बीच स्थित हैं।

समूह 3 के तत्वों में ऑक्सीकरण अवस्थाएं +1 और +3 सबसे आम हैं, हालांकि एल्यूमीनियम में केवल ऑक्सीकरण अवस्था +3 है। संक्रमणकालीन धातुओं का भी कुछ हिस्सा समूह 14 और 15 में स्थित है।

संक्रमण धातुएं d

वे एक समूह बनाते हैं जो आधार बनाने वाले तत्वों और एसिड बनाने वाले तत्वों के बीच पाए जाते हैं। डी और एफ परमाणु ऑर्बिटल्स अपूर्ण और भरने वाले हैं। यद्यपि शब्द संक्रमण धातु से तात्पर्य संक्रमण धातुओं से है।

संक्रमण धातुओं में एक से अधिक ऑक्सीकरण अवस्था होती है। उनके पास धातुओं के अन्य समूहों की तुलना में उच्च पिघलने और उबलने वाले बिंदु हैं। संक्रमण धातु धातुओं का एक बहुत ही विषम समूह है जिसमें शामिल हैं, दूसरों के बीच, लोहा, क्रोमियम, चांदी, आदि।

दुर्लभ पृथ्वी

दुर्लभ पृथ्वी अयस्क

धातुओं का यह समूह स्कैंडियम और यट्रियम और लैंथेनाइड्स और एक्टाइडाइड्स की श्रृंखला के तत्वों से बना है। 'दुर्लभ पृथ्वी' शब्द इस तथ्य को संदर्भित करता है कि वे प्रकृति में शुद्ध अवस्था में नहीं पाए जाते हैं और एसिड द्वारा हमला करने योग्य होते हैं।

अनुप्रयोग

क्षारीय धातु

कुछ परमाणु रिएक्टरों में गर्मी हस्तांतरण माध्यम के रूप में लिथियम का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग कुछ सूखी बैटरी और प्रकाश संचयकों में किया जाता है। लिथियम क्लोराइड और लिथियम ब्रोमाइड औद्योगिक सुखाने और एयर कंडीशनिंग प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले हाइग्रोस्कोपिक यौगिक हैं।

सोडियम का उपयोग धातुओं के धातु विज्ञान में किया जाता है, जैसे टाइटेनियम और जिरकोनियम। इसका उपयोग सोडियम आर्क लैंप में सार्वजनिक प्रकाश व्यवस्था में किया जाता है। सोडियम क्लोराइड (NaCl) का उपयोग भोजन के स्वाद और मांस के संरक्षण के लिए किया जाता है।

क्षारीय पृथ्वी धातु

मैग्नीशियम का उपयोग फोटोग्राफी में फ्लैश लाइट और आतिशबाजी में किया जाता था। बेरियम मिश्र धातुओं का एक घटक है जो इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करने के लिए तत्व की आसानी के कारण स्पार्क प्लग में उपयोग किया जाता है। बेरियम लवण का उपयोग जठरांत्र संबंधी मार्ग में प्लेटों को एक्स-रे क्षति को सीमित करने के लिए किया जाता है।

कैल्शियम का उपयोग पिघली हुई धातुओं में घुली हुई अशुद्धियों को हटाने और वैक्यूम ट्यूब में अपशिष्ट गैसों को हटाने के लिए किया जाता है। यह प्लास्टर का हिस्सा है, निर्माण में उपयोग की जाने वाली सामग्री और हड्डी के फ्रैक्चर के उपचार में।

संक्रमणकालीन धातुएं

एल्यूमीनियम क्योंकि यह एक हल्का धातु है जिसका उपयोग विमान और जहाजों के निर्माण में किया जाता है। इसका उपयोग कई रसोई के बर्तनों के उत्पादन में भी किया जाता है। इसका उपयोग पसीने को सीमित करने वाले दुर्गन्ध के निर्माण में कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

गैलियम का उपयोग उच्च तापमान ट्रांजिस्टर और थर्मामीटर में किया जाता है। ⁶⁷ गा आइसोटोप का उपयोग कुछ मेलानोमा के इलाज के लिए दवा में किया जाता है। लीड का उपयोग बैटरियों के निर्माण में और आयनीकरण विकिरण के खिलाफ सुरक्षा में किया जाता है।

संक्रमणकालीन धातु

कॉपर का उपयोग पानी की आपूर्ति पाइप, रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में किया जाता है। इसका उपयोग कंप्यूटरों के गर्मी अपव्यय तंत्र के हिस्से के रूप में भी किया जाता है। इसका उपयोग विद्युत प्रवाह के संचालन में, इलेक्ट्रोमैग्नेट में और चश्मे के रंग में किया जाता है।

निकेल का उपयोग स्टेनलेस स्टील, साथ ही गिटार के तार और रिचार्जेबल बैटरी बनाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग धातुओं के संरक्षण में इलेक्ट्रोप्लेटिंग में भी किया जाता है। इसका उपयोग वाहन भागों में पाए जाने वाले मिश्र धातुओं में किया जाता है, जैसे कि वाल्व, बीयरिंग और ब्रेक।

सिक्कों के निर्माण में निकेल का लंबे समय से उपयोग किया जा रहा है।

पीतल के उत्पादन में, जंग के खिलाफ धातुओं की रक्षा के लिए जस्ता का उपयोग किया जाता है। जस्ता ऑक्साइड और जस्ता सल्फेट का उपयोग छतों, गटर और डाउनस्पॉट में उपयोग की जाने वाली चादरों के निर्माण में किया जाता है।

क्रोमियम का उपयोग धातुओं को जंग से बचाने के लिए किया जाता है और उन्हें चमक प्रदान करता है। इसका उपयोग अमोनिया (एनएच ₃) के संश्लेषण की प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है । क्रोमियम ऑक्साइड का उपयोग लकड़ी की रक्षा के लिए किया जाता है।

दुर्लभ पृथ्वी

स्कैंडियम का उपयोग एयरोस्पेस घटकों के लिए एल्यूमीनियम के साथ मिश्र धातुओं में किया जाता है। यह पारा वाष्प लैंप में एक योजक है।

लैंटानम का उपयोग क्षार प्रतिरोधी, उच्च अपवर्तक सूचकांक के चश्मे में किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग कैमरा लेंस के निर्माण में और तेल रिफाइनरियों के लिए उत्प्रेरक क्रैकिंग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

Cerium एक रासायनिक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में प्रयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त, इसका उपयोग कांच और सिरेमिक में पीले रंग की आपूर्ति करने के लिए किया जाता है, साथ ही साथ स्वयं-सफाई ओवन के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

धात्विक तत्वों के उदाहरण

क्षारीय

सोडियम (Na), पोटेशियम (K), सीज़ियम (Cs), लिथियम (Li) और रुबिडियम (Ru)।

क्षारीय-मिट्टी की

बेरिलियम (Be), मैग्नीशियम (Mg), कैल्शियम (Ca), स्ट्रोंटियम (Sr), बेरियम (Ba) और रेडियम (Ra)।

पोस्ट-संक्रमणकालीन

एल्युमिनियम (Al), गैलियम (Ga), इंडियम (In), थैलियम (Tl), टिन (Sn) और लेड (Pb)।

संक्रमणकालीन

टाइटेनियम (Ti), वैनेडियम (V), क्रोमियम (Cr), मैंगनीज (Mn), आयरन (Fe), कोबाल्ट (Co), निकल (Ni), कॉपर (Cu), जिंक (Zn), Zirconium (Zr), नाइओबियम (एनबी), मोलिब्डेनम (एमओ), पैलेडियम (पीडी), सिल्वर (एजी), टंगस्टन (डब्ल्यू), रेनियम (रे), ओस्मियम (ओएस), इरिडियम (आईआर,)

प्लैटिनम (Pt), गोल्ड (Au) और मर्करी (Hg)।

दुर्लभ पृथ्वी

स्कैंडियम (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), holmium (Ho), एर्बियम (ईआर), थ्यूलियम (टीएम), यटबेरियम (वाईबी) और लुटेटियम (लू)।

संदर्भ

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