धातुओं के भौतिक और रासायनिक गुण - रसायन विज्ञान - 2025

धातु, के गुणों दोनों भौतिक और रासायनिक, अनगिनत कलाकृतियों और इंजीनियरिंग काम करता है, और साथ ही विभिन्न संस्कृतियों और समारोहों में सजावटी गहने के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण हैं।

अनादि काल से वे अपनी आकर्षक उपस्थिति के लिए उत्सुक थे, चट्टानों की अस्पष्टता के विपरीत। इन सबसे मूल्यवान गुणों में से कुछ जंग, कम घनत्व, महान कठोरता और क्रूरता और लोच के लिए उच्च प्रतिरोध हैं।

धातुएं पहली नज़र में अपनी चमकदार और आमतौर पर चांदी-टोंड सतहों द्वारा पहचानी जाती हैं। स्रोत: Pexels के माध्यम से जॉर्ज बेकर।

रसायन विज्ञान में वह एक परमाणु दृष्टिकोण से धातुओं में अधिक रुचि रखते हैं: कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिकों के खिलाफ उनके आयनों का व्यवहार। इसी तरह, धातुओं से बहुत विशिष्ट उपयोगों के लिए लवण तैयार किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, तांबा और सोने का नमक।

हालांकि, यह भौतिक गुण थे जिन्होंने मानवता को सबसे पहले मोहित किया था। सामान्य तौर पर, उन्हें टिकाऊ होने की विशेषता होती है, जो महान धातुओं के मामले में विशेष रूप से सच है। इस प्रकार, सोना या चांदी जैसा दिखने वाला सब कुछ मूल्यवान माना जाता था; सिक्के, जवाहरात, गहने, चेन, मूर्तियाँ, प्लेटें, आदि बनाए गए थे।

धातु प्रकृति में सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व हैं। बस यह प्रमाणित करने के लिए आवर्त सारणी पर एक नज़र डालें कि इसके लगभग सभी तत्व धात्विक हैं। उनके लिए धन्यवाद, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भीतर विद्युत प्रवाह का संचालन करने के लिए सामग्री उपलब्ध थी; यही है, वे प्रौद्योगिकी की धमनियों और इमारतों की हड्डियों हैं।

धातुओं के भौतिक गुण

धातुओं के भौतिक गुण वे हैं जो उन्हें सामग्री के रूप में परिभाषित और अलग करते हैं। यह आवश्यक नहीं है कि वे अन्य पदार्थों के कारण होने वाले किसी भी परिवर्तन से गुजरें, लेकिन शारीरिक क्रियाओं जैसे कि उन्हें गर्म करना, उन्हें ख़राब करना, उन्हें चमकाना या बस उन्हें देखना।

प्रतिभा

अधिकांश धातुएं चमकदार होती हैं, और इनमें भूरे या चांदी के रंग भी होते हैं। कुछ अपवाद हैं: पारा काला होता है, तांबा लाल रंग का होता है, सोना सुनहरा होता है, और ऑस्मियम कुछ नीले रंग दिखाता है। यह चमक धातु के बंधन द्वारा इलेक्ट्रॉनिक रूप से इसकी सतह के साथ फोटोन की बातचीत के कारण है।

कठोरता

क्षारीय और कुछ अन्य को छोड़कर धातु कठोर होते हैं। इसका मतलब है कि एक धातु बार उस सतह को खरोंच करने में सक्षम होगा जिसे वह छूता है। क्षार धातुओं के मामले में, जैसे कि रूबिडियम, वे इतने नरम होते हैं कि उन्हें एक नख के साथ बंद किया जा सकता है; कम से कम इससे पहले कि वे मांस खुरचना शुरू करें।

बढ़ने की योग्यता

धातु आमतौर पर अलग-अलग तापमान पर निंदनीय होते हैं। जब मारा जाता है, और अगर वे बिना खंडित या टुकड़े-टुकड़े किए हुए विकृत या कुचले जाते हैं, तो धातु को निंदनीय कहा जाता है और निंदनीयता प्रदर्शित करता है। सभी धातु निंदनीय नहीं हैं।

लचीलापन

धातु, निंदनीय होने के अलावा, नमनीय हो सकता है। जब एक धातु नमनीय होती है तो यह उसी दिशा में विकृति से गुजरने में सक्षम होती है, जैसे कि यह एक धागा या तार था। यदि यह ज्ञात है कि केबल पहियों में एक धातु का कारोबार किया जा सकता है, तो हम पुष्टि कर सकते हैं कि यह एक नमनीय धातु है; उदाहरण के लिए, तांबे और सोने के तार।

सिंथेटिक सोने के क्रिस्टल। अल्केमिस्ट-एचपी (वार्ता) www.pse-mendelejew.de

थर्मल और विद्युत चालकता

धातुएँ ऊष्मा और विद्युत दोनों की अच्छी चालक होती हैं। गर्मी के सबसे अच्छे संवाहकों में हमारे पास एल्यूमीनियम और तांबे हैं; जबकि जो बिजली का संचालन करते हैं वे चांदी, तांबा और सोना हैं। इसलिए, तांबा एक धातु है जिसे उद्योग में इसकी उत्कृष्ट तापीय और विद्युत चालकता के लिए बहुत सराहना की जाती है।

तांबे के तार। स्कॉट ehardt

ध्वन्यात्मकता

धातु ध्वनि पदार्थ हैं। यदि दो धातु भागों को मारा जाता है, तो प्रत्येक धातु के लिए एक विशिष्ट ध्वनि का उत्पादन किया जाएगा। धातुओं के विशेषज्ञ और प्रेमी वास्तव में उन्हें उस ध्वनि से अलग करने में सक्षम हैं जो वे उत्सर्जित करते हैं।

उच्च गलनांक और क्वथनांक

धातु पिघलने से पहले उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं। कुछ धातुएँ, जैसे टंगस्टन और ऑस्मियम, क्रमशः 3422 suchC और 3033.C के तापमान पर पिघलती हैं। हालांकि, जस्ता (419.5ºC) और सोडियम (97.79)C) बहुत कम तापमान पर पिघलते हैं।

सभी के बीच, सीज़ियम (28.44,C) और गैलियम (29.76 cC) वे हैं जो सबसे कम तापमान पर पिघलते हैं।

इन मूल्यों से एक विचार प्राप्त किया जा सकता है कि वेल्डिंग प्रक्रियाओं में विद्युत चाप का उपयोग क्यों किया जाता है और तीव्र चमक का कारण बनता है।

दूसरी ओर, उच्च पिघलने वाले बिंदु स्वयं इंगित करते हैं कि सभी धातुएं कमरे के तापमान (25 डिग्री सेल्सियस) पर ठोस हैं; पारे के अपवाद के साथ, एकमात्र धातु और कुछ रासायनिक तत्वों में से एक है जो तरल है।

तरल रूप में पारा। Bionerd

मिश्र

हालांकि ऐसी भौतिक संपत्ति के रूप में नहीं, धातु एक दूसरे के साथ मिश्रण कर सकते हैं, बशर्ते कि उनके परमाणु मिश्र बनाने के लिए अनुकूलन करने का प्रबंधन करते हैं। इस प्रकार ये ठोस मिश्रण हैं। धातुओं की एक जोड़ी को दूसरे की तुलना में अधिक आसानी से मिश्रधातु बनाया जा सकता है; और वास्तव में कुछ उनके बीच कम आत्मीयता के कारण मिश्र धातु नहीं हो सकते हैं।

टिन के साथ तांबा "मिलता है", कांस्य बनाने के लिए इसके साथ मिलाकर; या जस्ता के साथ, पीतल बनाने के लिए। मिश्र धातु एक विकल्प के लिए आवश्यक विशेषताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं जब मिश्र कई विकल्प प्रदान करते हैं; जब आप एक धातु की चमक को दूसरे के तप से जोड़ना चाहते हैं।

रासायनिक गुण

रासायनिक गुण वे अपने परमाणुओं में निहित होते हैं और कैसे वे अपने पर्यावरण के बाहर अणुओं के साथ बातचीत करते हैं ताकि धातुओं को रोका जा सके, अन्य यौगिक (ऑक्साइड, सल्फाइड, लवण, ऑर्गोनोमेलिक कॉम्प्लेक्स, आदि) बन सकें। यह तब उनकी प्रतिक्रिया और उनकी संरचनाओं के बारे में है।

संरचनाएं और लिंक

धातु, गैर-धात्विक तत्वों के विपरीत, अणुओं, एमएम के रूप में वर्गीकृत नहीं किए जाते हैं, लेकिन एम परमाणुओं के एक नेटवर्क के रूप में उनके विद्युत इलेक्ट्रॉनों द्वारा एक साथ आयोजित किए जाते हैं।

इस अर्थ में, धातु परमाणुओं को "इलेक्ट्रॉनों के समुद्र" द्वारा दृढ़ता से एकजुट किया जाता है जो उन्हें स्नान करते हैं, और वे हर जगह जाते हैं; यही है, वे delocalized हैं, वे किसी भी सहसंयोजक बंधन में तय नहीं हैं, लेकिन वे धातु बंधन बनाते हैं। यह नेटवर्क बहुत व्यवस्थित और दोहराव वाला है, इसलिए हमारे पास धातु के क्रिस्टल हैं।

धातु के क्रिस्टल, विभिन्न आकारों और खामियों से भरे हुए, और उनके धातु बंधन, धातुओं के लिए मनाया और मापा भौतिक गुणों के लिए जिम्मेदार हैं। तथ्य यह है कि वे रंगीन, उज्ज्वल, अच्छे कंडक्टर, और ध्वनि सभी उनकी संरचना और उनके इलेक्ट्रॉनिक निरूपण के कारण हैं।

ऐसे क्रिस्टल हैं जहां परमाणु दूसरों की तुलना में अधिक संकुचित होते हैं। इसलिए, धातु सीसा, ऑस्मियम या इरिडियम के रूप में घने हो सकते हैं; या प्रकाश के रूप में लिथियम, प्रतिक्रिया करने से पहले पानी पर तैरने में भी सक्षम है।

जंग

धातु कोरोसेडिंग के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं; हालांकि उनमें से कई सामान्य परिस्थितियों (महान धातुओं) के तहत असाधारण रूप से इसका विरोध कर सकते हैं। संक्षारण धातु की सतह का एक प्रगतिशील ऑक्सीकरण है, जो ढहते हुए समाप्त होता है, जिससे दाग और छेद होते हैं जो इसकी चमकदार सतह को खराब करते हैं, साथ ही साथ अन्य अवांछनीय रंग भी।

टाइटेनियम और इरिडियम जैसी धातुओं में जंग के लिए एक उच्च प्रतिरोध होता है, क्योंकि उनके गठित ऑक्साइड की परत आर्द्रता के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती है, और न ही वे धातु के इंटीरियर में ऑक्सीजन को घुसने देते हैं। और सबसे आसान धातुओं को खुरचना के लिए हमारे पास लोहा है, जिसका जंग अपने भूरे रंग के द्वारा काफी पहचानने योग्य है।

अपचायक कारक

कुछ धातु उत्कृष्ट कम करने वाले एजेंट हैं। इसका मतलब है कि वे अपने इलेक्ट्रॉनों को अन्य इलेक्ट्रॉन-भूखी प्रजातियों के लिए छोड़ देते हैं। इस प्रतिक्रिया का परिणाम है कि वे अंत में cations, M ^{n +}, जहां n धातु का ऑक्सीकरण अवस्था है; यह इसका पॉजिटिव चार्ज है, जो पॉलीवलेंट (1+ से अधिक) हो सकता है।

उदाहरण के लिए, क्षार धातुओं का उपयोग कुछ आक्साइड या क्लोराइड को कम करने के लिए किया जाता है। जब यह सोडियम, Na के साथ होता है, तो यह सोडियम आयन या कटियन, Na ⁺ (मोनोवालेंट) बनने के लिए अपना एकमात्र वैलेंस इलेक्ट्रॉन (क्योंकि यह समूह 1 से संबंधित है) खो देता है ।

इसी तरह, कैल्शियम, सीए (समूह 2) के साथ, जो सिर्फ एक के बजाय दो इलेक्ट्रॉनों को खो देता है और एक शिवलिंग के रूप में रहता है सीए ²⁺ ।

धातुओं को कम करने वाले एजेंटों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है क्योंकि वे इलेक्ट्रोपोसिटिव तत्व हैं; वे अन्य प्रजातियों से हासिल करने की तुलना में अपने इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने की अधिक संभावना रखते हैं।

जेट

कहा जाता है कि इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉनों को खोना पड़ता है, यह उम्मीद की जानी चाहिए कि उनकी सभी प्रतिक्रियाओं (या सबसे) में वे पिंजरों में परिवर्तित हो जाते हैं। अब, ये उद्धरण स्पष्ट रूप से यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न करने के लिए आयनों के साथ बातचीत करते हैं।

उदाहरण के लिए, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु हाइड्रॉक्साइड्स बनाने के लिए पानी के साथ (और विस्फोटक रूप से) सीधे प्रतिक्रिया करते हैं, एम (ओएच) _एन, एम ^{एन +} और ओएच ^- आयनों द्वारा गठित, या एम-ओएच बांड द्वारा।

जब धातु उच्च तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं (जैसे कि एक लौ से पहुंचते हैं), तो वे एम ₂ ओ _एन ऑक्साइड (ना ₂ ओ, सीएओ, एमजीओ, अल ₂ ओ ₃, आदि) में बदल जाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि हमारे पास हवा में ऑक्सीजन है; लेकिन यह भी नाइट्रोजन, और कुछ धातुओं आक्साइड और नाइट्राइड, M ₃ N _n (TiN, AlN, GaN, Be ₃ N ₂, Ag ₃ N, आदि) का मिश्रण बना सकते हैं।

मजबूत एसिड और ठिकानों से धातुओं पर हमला किया जा सकता है। पहले मामले में लवण प्राप्त किया जाता है, और दूसरे में फिर से हाइड्रॉक्साइड्स या बुनियादी परिसरों।

कुछ धातुओं को कवर करने वाली ऑक्साइड परत एसिड को धातु पर हमला करने से रोकती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड अपने संबंधित पानी में घुलनशील धातु क्लोराइड बनाने के लिए सभी धातुओं को भंग नहीं कर सकता है।

संदर्भ

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