धातु और अधातु ( Metal And Non-metal)

परिचय

धातु (Metals) : 

धातुओं के भौतिक गुण (Physical Properties of metals): 

(i)  धातु ठोस और चमकीले होते हैं |

(ii) ये ऊष्मा और विद्युत के सुचालक होते हैं |

(iii) धातुएँ तन्य होती हैं |

(iv) धातुएँ अघातवर्ध्य होती है |

(v) धातुएँ ध्वानिक होती हैं |

अघातवर्ध्यता (Meliability): कुछ धातुएँ पतली चादरों में फैलाई जा सकती है, इस गुण को अघातवर्ध्यता कहते हैं |

तन्यता (Ductility) :  धातु के पतले तार के रूप में खींचने की क्षमता को तन्यता कहते हैं|

All metals have hight melting point. सिल्वर तथा कॉपर ऊष्मा के सबसे अच्छे चालक हैं।इनकी तुलना में लेड तथा मर्करी ऊष्मा के  कुचालक हैं।

 PVC का पूरा नाम : पॉलिवाइनिल क्लोराइड(PVC)

PVC तथा रबड़ जैसी सामग्री ऊष्मा तथा विद्युत के  कुचालक हैं।

ध्वनिक (Sonorous) : धव्निक धातु का एक भौतिक गुण है| इस गुण से वे हड़ताली पर ध्वनि पैदा करते हैं। धातुओं की इस गुण का उपयोग से , स्कूल की घंटी बनाई गई है।

अधातु (Non-metals):

कार्बन, सल्फर, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और आयोडीन अधातु हैं।

अधातु के भौतिक गुण (Physical Properties of metals):  

(i)  धातु ठोस और चमकीले नहीं होते हैं |

(ii) ये ऊष्मा और विद्युत के सुचालक नहीं होते हैं |

(iii) धातुएँ तन्य नहीं होती हैं |

(iv) धातुएँ अघातवर्ध्य नहीं होती है |

(v) धातुएँ ध्वानिक नहीं होती हैं अर्थात पीटने पर ध्वनि नहीं निकालती हैं |

अधातुएँ ब्रोमिन को छोड़कर या तो ठोस होती है या गैस, ब्रोमिन तरल होता है |

धातु और अधातुओं का कुछ अन्य गुणधर्म :

(i) सभी धातुये मर्करी (पारा) को छोड़कर कमरे के ताप पर ठोस अवस्था में पाई जाती हैं |

(ii) मर्करी (पारा) कमरे के ताप पर द्रव अवस्था में पाया जाता है |

(iii)  गैलियम और सीजियम दो ऐसी धातुएँ हैं जो जिनका गलनांक बहुत कम होता है, इन्हें हथेली पर रखते ही पिघल जाती हैं |

(iv)  आयोडीन एक अधातु है परन्तु यह चमकीला होता है |

(v)  क्षार धातुएँ (लिथियम, सोडियम और पोटैशियम ) इतना मुलायम होती है कि इन्हें चाकू से काटा जा सकता है | इनका घनत्व और गलनांक कम होता है |

कार्बन और इसके अपररूप (Carbon And its Allotropes):

कार्बन एक अधातु है जो अलग-अलग रूपों में पाया जाता है | इसके प्रत्येक रूप कोकार्बन का अपररूप कहा जाता है |

कार्बन के अपररूप (Allotropes of carbon):

(i) हीरा (Daimond)

(ii) ग्रेफाइट (Graphite)

(iii) बुक्मिन्टरफुलेरिन (Buckminsterfullerene)

(i) हीरा (Diamond)  यह कार्बन  का एक अपररूप है और अब तक का ज्ञात सबसे कठोर पदार्थ है | इसका क्वथनांक और गलनांक बहुत ही अधिक होता है |

(ii) ग्रेफाइट (Graphite) यह कार्बन का एक अन्य अपररूप है जो विद्युत का बहुत ही अच्छा चालक है |

(iii) बुक्मिन्टरफुलेरिन (Buckminsterfullerene) यह कार्बन का एक अन्य अपररूप है जो 60 कार्बन के अणुओं से बना है | इसकी संरचना फुटबॉल की तरह होता है | 

नोट: अधिकांश अधातुये पानी में घुलने पर अम्लीय ऑक्साइड बनाती है जबकि धातुएँ पानी में घुलकर क्षारकीय ऑक्साइड बनाती हैं | 

धातुओं का रासायनिक गुणधर्म 

(i)  सभी धातुये ऑक्सीजन के साथ मिलकर धातु ऑक्साइड बनाती हैं |

धातु + ऑक्सीजन → धातु ऑक्साइड

उदाहरण के लिए, जब कॉपर को वायु में गर्म किया जाता है तो यह ऑक्सीजन से अभिक्रिया कर कॉपर (II) ऑक्साइड बनाता है जो कि एक काला ऑक्साइड है |

2Cu     +    O2    →    2CuO

(कॉपर)     ऑक्सीजन   (कॉपर(II) ऑक्साइड)

इसीप्रकार, एल्युमीनियम एल्युमीनियम ऑक्साइड बनाता है |

4Al     +    3O2      →        2Al2O3

(एल्युमीनियम)              (एल्युमीनियम ऑक्साइड)

उभयधर्मी (Amphoteric Oxides) : कुछ धातु ऑक्साइड्स जैसे एल्युमीनियम ऑक्साइड एवं जिंक ऑक्साइड इत्यादि अम्लीय तथा क्षारकीय व्यवहार को प्रदर्शित करते हैं | ऐसे धातु ऑक्साइड जो अम्ल और क्षारक दोनों के साथ के साथ अभिक्रिया कर लवण और जल का निर्माण करते हैं इन्हें उभयधर्मी ऑक्साइड कहते हैं | 

उदाहरण: एल्युमीनियम ऑक्साइड एवं जिंक ऑक्साइड इत्यादि |

धातु ऑक्साइड का अम्ल के साथ अभिक्रिया (Reaction of Metal oxides with acids)

एल्युमीनियम ऑक्साइड हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया कर एल्युमीनियम क्लोराइड का लवण और जल देता है |

इस अभिक्रिया का समीकरण इस प्रकार है :

Al2 O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

धातु ऑक्साइड का क्षारक के साथ अभिक्रिया (Reaction of Metal oxides with bases):

एल्युमीनियम ऑक्साइड सोडियम हाइड्रोऑक्साइड से अभिक्रिया कर सोडियम एलुमिनेट और जल प्रदान करता है :

इस अभिक्रिया का समीकरण इस प्रकार है :

Al2O3    +    2NaOH      →       2NaAlO2    +     H2O

                                      (सोडियम एलुमिनेट)

धातु ऑक्साइड्स का जल में धुलनशीलता (Solubility of metal oxides in water):

अधिकांश धातु ऑक्साइड्स जल में अधुलनशील होते हैं, परन्तु इनमें से कुछ जल में घुलकर क्षार (alkalis) बनाते हैं | सोडियम ऑक्साइड और पोटैशियम ऑक्साइड दो ऐसे ऑक्साइड्स हैं जो जल में घुलकर क्षार बनाते हैं |

सोडियम ऑक्साइड और पोटैशियम ऑक्साइड के घुलने पर क्रमश: सोडियम हाइड्रोऑक्साइड क्षार और पोटैशियम ऑक्साइड क्षार देता है |

Na2O(s) +  H2O(l)  →  2NaOH(aq)

K2O(s)   +  H2O(l)  →  2KOH(aq)

धातुओं का ऑक्सीजन के साथ अभिक्रियाशीलता (Reactivity of metals with oxygen):

अलग-अलग धातुएँ ऑक्सीजन से अभिक्रिया कर अलग-अलग अभिक्रियाशीलता प्रदर्शित करती हैं | सोना प्लैटिनम और चाँदी जैसी धातुएँ तो ऑक्सीजन से बिल्कुल ही अभिक्रिया नहीं करती है |

सोडियम और पोटैशियम का ऑक्सीजन से अभिक्रिया : (Reaction of sodium and potassium with oxygen)

कुछ धातुएँ जैसे सोडियम और पोटैशियम इतनी अधिक तेजी से ऑक्सीजन से अभिक्रिया करती हैं कि यदि इनको खुला छोड़ा जाये तो ये तेजी आग पकड़ लेती हैं | यही कारण है कि इनको अचानक आग लगने से बचाने के लिए इनकों किरोसिन तेल में डुबोकर रखा जाता है |

कुछ धातु ऑक्साइड रक्षात्मक कवच बनाते हैं (Some metal oxides form protective layer) :

साधारण तापमान पर धातुओं की सतहें जैसे मैग्नीशियम, एल्युमीनियम, जिंक और शीशा इत्यादि पर ऑक्साइड की पतली परत चढ़ जाती हैं | ये रक्षात्मक कवच इन्हें आगे ऑक्सीडेशन (उपचयन) से बचाता है | इसका एक बहुत बड़ा फायदा धातुओं को यह मिलता है कि ये इन ऑक्साइड्स की वजह से संक्षारित होने से बच जाती हैं |

कुछ धातुएँ ऑक्सीजन से अभिक्रिया नहीं करती है (Some metal does not react with oxygen) :

गर्म करने पर आयरन का दहन तो नहीं होता है लेकिन जब बर्नर की ज्वाला में लौह चूर्ण डालते हैं तब वह तेज़ी से जलने लगता है। कॉपर का दहन तो नहीं होता है लेकिन गर्म धातु पर कॉपर (II) ऑक्साइड की काले रंग की परत चढ़ जाती है। सिल्वर एवं गोल्ड अत्यंत अधिक ताप पर भी ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया नहीं करते हैं।

एनोड़ीकरण (Anodising): 

ऐनोडीकरण (Anodising) ऐलुमिनियम पर मोटी ऑक्साइड की परत बनाने की प्रक्रिया है। वायु के संपर्क में आने पर ऐलुमिनियम पर ऑक्साइड की पतली परत का निर्माण होता है। ऐलुमिनियम ऑक्साइड की परत इसे संक्षारण से बचाती है। इस परत को मोटा करके इसे संक्षारण से अधिक सुरक्षित किया जा सकता है।