रसायन विज्ञान में धातु और अधातु मौलिक वर्गीकरण हैं, जो तत्वों को उनके भौतिक और रासायनिक गुणों के आधार पर अलग करते हैं। धातुओं की विशेषता उनकी चमक, लचीलापन, चालकता (थर्मल और इलेक्ट्रिकल दोनों) और आमतौर पर कमरे के तापमान पर ठोस अवस्था होती है, पारा जैसे अपवादों के साथ। वे इलेक्ट्रॉन खोकर धनात्मक आवेशित आयन (धनायन) बनाने के लिए भी जाने जाते हैं।
दूसरी ओर, गैर-धातुएं धातुओं के विपरीत गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करती हैं। ठोस होने पर वे आम तौर पर भंगुर होते हैं और उनमें धात्विक चमक की कमी होती है। गैर-धातुएं गर्मी और बिजली की खराब संवाहक होती हैं, हालांकि ग्रेफाइट जैसे अपवाद मौजूद हैं। वे आमतौर पर इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके नकारात्मक रूप से आवेशित आयन (आयन) बनाते हैं।
आवर्त सारणी इन तत्वों के एक दृश्य प्रतिनिधित्व के रूप में कार्य करती है, जो बढ़ती परमाणु संख्या के आधार पर व्यवस्थित होती है और धातुओं, गैर-धातुओं और मेटलॉइड्स (तत्व जो दोनों के गुणों को प्रदर्शित करती है) में समूहीकृत होती है। तालिका के बाईं ओर और केंद्र में धातुएं हावी हैं, जबकि गैर-धातुएं मुख्य रूप से ऊपरी दाईं ओर पाई जाती हैं।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं में धातुओं और गैर-धातुओं के बीच परस्पर क्रिया महत्वपूर्ण होती है, जो यौगिकों के निर्माण को प्रभावित करती है। आयनिक बंधन, जहां इलेक्ट्रॉनों को धातुओं से गैर-धातुओं में स्थानांतरित किया जाता है, और सहसंयोजक बंधन, जहां इलेक्ट्रॉनों को गैर-धातुओं के बीच साझा किया जाता है, इन इंटरैक्शन के प्रमुख उदाहरण हैं।
धातुओं और गैर-धातुओं को समझना न केवल अकादमिक अध्ययन के लिए बल्कि विनिर्माण, इलेक्ट्रॉनिक्स और निर्माण जैसे उद्योगों में व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए भी आवश्यक है। उनके विविध गुण और व्यवहार उनके व्यापक उपयोग का आधार हैं और सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी में प्रगति में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।
धातुओं में भौतिक गुणों का एक विशिष्ट समूह होता है जो उन्हें अन्य सामग्रियों से अलग करता है। ये गुण विभिन्न उद्योगों और रोजमर्रा के अनुप्रयोगों में उनकी उपयोगिता में योगदान करते हैं। यहां धातुओं के भौतिक गुणों का विस्तृत विवरण दिया गया है:
1. चमक: धातुओं में आमतौर पर एक चमकदार, परावर्तक सतह होती है जिसे चमक के रूप में जाना जाता है। यह उनकी प्रकाश को परावर्तित करने की क्षमता के कारण है। उदाहरण के लिए, चांदी अत्यधिक चमकदार होती है, जो इसे आभूषणों और सजावटी वस्तुओं के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बनाती है।
2. चालकता: धातुएँ ऊष्मा और विद्युत की उत्कृष्ट सुचालक होती हैं। यह गुण धातु की जाली के भीतर इलेक्ट्रॉनों की मुक्त गति के कारण होता है। तांबा और एल्युमीनियम इसके प्रमुख उदाहरण हैं, जिनका क्रमशः विद्युत तारों और कुकवेयर में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
3. लचीलापन: धातुओं को हथौड़े से मारा जा सकता है या बिना तोड़े पतली शीट में लपेटा जा सकता है। यह गुण, जिसे लचीलापन के रूप में जाना जाता है, का उदाहरण सोने से मिलता है, जिसे पीटकर बेहद पतली शीट में तब्दील किया जा सकता है जिसे सोने की पत्ती कहा जाता है।
4. लचीलापन: धातुओं को बिना टूटे तारों में खींचा जा सकता है। यह गुण, जिसे लचीलापन कहा जाता है, स्टील द्वारा अच्छी तरह से चित्रित किया गया है, जिसे विभिन्न संरचनात्मक अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए पतले तारों में खींचा जा सकता है।
5. घनत्व: धातुओं में आमतौर पर उच्च घनत्व होता है, जिसका अर्थ है कि उनके आयतन के लिए उनका द्रव्यमान बहुत अधिक होता है। उदाहरण के लिए, सीसा एक सघन धातु है, यही कारण है कि इसका उपयोग वजन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे नावों में गिट्टी।
6. गलनांक और क्वथनांक: धातुओं में आमतौर पर उच्च गलनांक और क्वथनांक होते हैं। उदाहरण के लिए, टंगस्टन का गलनांक सभी धातुओं में सबसे अधिक होता है, लगभग 3422°C (6192°F), जो इसे लाइटबल्ब फिलामेंट्स जैसे उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बनाता है।
7. ताकत: कई धातुएं उच्च तन्यता ताकत प्रदर्शित करती हैं, जिसका अर्थ है कि वे बिना टूटे महत्वपूर्ण बल का सामना कर सकती हैं। टाइटेनियम असाधारण शक्ति-से-भार अनुपात वाली धातु का एक बेहतरीन उदाहरण है, जो इसे एयरोस्पेस और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।
8. कठोरता: धातुएँ कठोरता में व्यापक रूप से भिन्न हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, लोहा अपेक्षाकृत कठोर होता है और इसका उपयोग निर्माण में किया जाता है, जबकि पारा कमरे के तापमान पर एक तरल धातु है और इसलिए इसमें कठोरता का अभाव होता है।
9. चुम्बकत्व: कुछ धातुएँ चुंबकीय होती हैं, जिसका अर्थ है कि वे चुम्बक की ओर आकर्षित होती हैं या उन्हें स्वयं चुम्बकित किया जा सकता है। लोहा एक प्रसिद्ध लौहचुंबकीय धातु है, और इसके चुंबकीय गुणों का उपयोग मोटर और ट्रांसफार्मर सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है।
Some metals are magnetic, meaning they are attracted to magnets or can be magnetized themselves. Iron is a well-known ferromagnetic metal, and its magnetic properties are utilized in various applications, including motors and transformers.
गैर-धातुएं विभिन्न प्रकार के भौतिक गुणों का प्रदर्शन करती हैं जो उन्हें धातुओं से अलग करती हैं। ये गुण विभिन्न उद्योगों और वैज्ञानिक क्षेत्रों में उनके अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यहां उदाहरणों सहित गैर-धातुओं के भौतिक गुणों का विस्तृत विवरण दिया गया है:
1. चमक: अधातुओं में आम तौर पर धात्विक चमक की कमी होती है और वे बनावट में फीकी या मिट्टी जैसी दिखाई देती हैं। उदाहरण के लिए, सल्फर और ग्रेफाइट गैर-धातुएं हैं जो चमकदार सतह प्रदर्शित नहीं करती हैं।
2. भंगुरता: गैर-धातुएं अक्सर ठोस रूप में भंगुर होती हैं, जिसका अर्थ है कि वे विकृत होने के बजाय तनाव के अधीन होने पर टूट जाती हैं या बिखर जाती हैं। उदाहरण के लिए, सल्फर और फॉस्फोरस भंगुर अधातुएँ हैं।
3. चालकता: अधातुएँ आमतौर पर बिजली और ऊष्मा की कुचालक होती हैं। यह गुण इसलिए उत्पन्न होता है क्योंकि गैर-धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं जो बिजली का संचालन करने के लिए आसानी से चल सकें। उदाहरणों में सल्फर, कार्बन (ग्रेफाइट के रूप में इसके सबसे सामान्य रूप में), और नाइट्रोजन शामिल हैं।
4. घनत्व: अधातुओं का घनत्व धातुओं की तुलना में कम होता है। यह विशेषता उनके हल्के स्वभाव में योगदान करती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन और हीलियम बहुत कम घनत्व वाली अधातुएँ हैं।
5. गलनांक और क्वथनांक: धातुओं की तुलना में गैर-धातुओं का गलनांक और क्वथनांक आमतौर पर कम होता है। उदाहरण के लिए, सल्फर 115.21°C के अपेक्षाकृत कम तापमान पर पिघलता है और 444.6°C पर उबलता है, जबकि मानक परिस्थितियों में कार्बन सबलाइम्स (ठोस से सीधे गैस में परिवर्तित होता है) 3915°C पर।
6. अपारदर्शिता और पारदर्शिता: अधातुएँ प्रकाश के प्रति अपनी पारदर्शिता में भिन्न होती हैं। कुछ गैर-धातुएं, जैसे सल्फर और फास्फोरस, अपारदर्शी हैं, जबकि अन्य, जैसे ऑक्सीजन और हाइड्रोजन, पारदर्शी गैसें हैं।
7. तन्यता ताकत: गैर-धातुओं में आमतौर पर धातुओं की तुलना में कम तन्यता ताकत होती है। वे बिना टूटे खींचने वाली ताकतों को झेलने में कम सक्षम होते हैं। उदाहरण के लिए, अपने हीरे के रूप में कार्बन ज्ञात सबसे कठोर पदार्थों में से एक है, लेकिन इसमें धातुओं की लचीलापन और तन्य शक्ति का अभाव है।
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