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धातु और अधातु: रैपिड रिवीजन | सभी महत्वपूर्ण टॉपिक

🔑 मेटल्स और नॉन-मेटल्स: बेसिक परिचय

  • मेटल्स: वो तत्व जो इलेक्ट्रॉन देते हैं (आउटरमोस्ट शेल में 1-3 e⁻)।
  • नॉन-मेटल्स: इलेक्ट्रॉन लेते हैं (आउटरमोस्ट शेल में 5-7 e⁻)।
  • नोबल गैस: पूरी तरह भरी शेल, न तो लेते हैं न देते हैं।
  • मेटलॉइड्स: मेटल और नॉन-मेटल दोनों के गुण (जैसे: बोरॉन, सिलिकॉन)।

⚡ फिजिकल प्रॉपर्टीज और एक्सेप्शन

मैलिएबिलिटी (पीटकर पतली शीट बनाना)

  • मेटल्स: हाँ (जैसे: सोना, चाँदी)
  • नॉन-मेटल्स: नहीं
  • एक्सेप्शन: आर्सेनिक, मरकरी (पारा) मैलिएबल नहीं हैं।

डक्टिलिटी (तार खींचना)

  • मेटल्स: हाँ
  • नॉन-मेटल्स: नहीं

हार्डनेस (कठोरता)

  • मेटल्स: आमतौर पर हार्ड।
  • एक्सेप्शन: सोडियम और पोटैशियम को चाकू से काटा जा सकता है।
  • नॉन-मेटल्स: आमतौर पर सॉफ्ट।
  • एक्सेप्शन: डायमंड सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है।

सोनोरिटी (ध्वनि)

  • मेटल्स: आवाज करते हैं।
  • एक्सेप्शन: मरकरी सोनोरस नहीं है।
  • नॉन-मेटल्स: नहीं।

लस्टर (चमक)

  • मेटल्स: चमकदार।
  • नॉन-मेटल्स: नहीं।
  • एक्सेप्शन: आयोडीन और ग्रेफाइट चमकदार होते हैं।

मेल्टिंग और बॉइलिंग पॉइंट

  • मेटल्स: हाई।
  • एक्सेप्शन: गैलियम और सीज़ियम के लो मेल्टिंग पॉइंट (हाथ में पिघल जाते हैं)।
  • नॉन-मेटल्स: लो।

इलेक्ट्रिकल कंडक्टिविटी

  • मेटल्स: अच्छे कंडक्टर।
  • एक्सेप्शन: मरकरी और लेड बिजली के खराब कंडक्टर हैं।
  • नॉन-मेटल्स: इंसुलेटर।
  • एक्सेप्शन: ग्रेफाइट बिजली का अच्छा कंडक्टर है।

स्टेट (अवस्था) और डेंसिटी

  • मेटल्स: सॉलिड (मरकरी को छोड़कर), हाई डेंसिटी।
  • नॉन-मेटल्स: सॉलिड, लिक्विड, गैस तीनों; लो डेंसिटी।

🧪 केमिकल प्रॉपर्टीज (रिएक्शन)

1. ऑक्सीजन के साथ रिएक्शन

  • मेटल + O₂ → मेटल ऑक्साइड (बेसिक)
    • जैसे: Mg + O₂ → MgO
    • एम्फोटेरिक मेटल्स: कुछ मेटल ऑक्साइड एसिड और बेस दोनों से रिएक्ट करते हैं।
      • ट्रिक: "सब जन पढ़ो लिखो और बनो जनाब" → Be (बेरिलियम), Zn (जिंक), Sn (टिन), Pb (लेड), Al (एल्युमिनियम), Sb (एंटीमनी)।
  • नॉन-मेटल + O₂ → नॉन-मेटल ऑक्साइड (एसिडिक/न्यूट्रल)
    • जैसे: C + O₂ → CO₂ (एसिडिक), C + O₂ → CO (न्यूट्रल)

2. पानी के साथ रिएक्शन

  • हाईली रिएक्टिव (K, Ca, Na): ठंडे पानी से भी तेज़, धमाकेदार रिएक्शन → हाइड्रोक्साइड + H₂।
  • मिड रिएक्टिव (Mg, Zn, Al, Fe): स्टीम (भाप) के साथ रिएक्ट करते हैं → मेटल ऑक्साइड + H₂।
  • लो रिएक्टिव (Au, Pt): पानी से कोई रिएक्शन नहीं।
  • नॉन-मेटल ऑक्साइड + पानी: एसिड बनाते हैं (जैसे: SO₂ + H₂O → H₂SO₃, H₂SO₄)।

3. एसिड के साथ रिएक्शन

  • मेटल + डाइल्यूट एसिड → सॉल्ट + H₂
  • अपवाद: HNO₃ (नाइट्रिक एसिड) कोई H₂ नहीं छोड़ता क्योंकि ये तेज़ ऑक्सीडाइज़र है।
    • अपवाद का अपवाद: HNO₃ + Mg या Mn → H₂ रिलीज़ होता है।
  • नॉन-मेटल्स: एसिड से रिएक्ट नहीं करते।

💎 एक्वा रिजिया (रॉयल वॉटर)

  • अनुपात: 1 भाग HNO₃ : 3 भाग HCl (कॉन्सेंट्रेटेड)
  • गुण: सोना और प्लैटिनम को घोलने वाला सबसे शक्तिशाली कोरोसिव।

4. मेटल सॉल्ट के साथ रिएक्शन (डिस्प्लेसमेंट)

  • सिद्धांत: ज़्यादा रिएक्टिव मेटल, कम रिएक्टिव मेटल को उसके सॉल्ट से डिस्प्लेस कर देता है।
    • जैसे: Pb + CuCl₂ → PbCl₂ + Cu (लीड ज़्यादा रिएक्टिव है)।

📊 रिएक्टिविटी सीरीज़ (याद रखने की ट्रिक)

  • ट्रिक: "कैटरीना ने कार मांगी ऑल्टो जेन"
  • क्रम: K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Ag > Au

🧬 आयनिक कंपाउंड (मेटल + नॉन-मेटल)

  • बॉन्ड: कटायन (+ve) और एनायन (-ve) के बीच स्थिर वैद्युत आकर्षण।
  • गुण:
    1. हार्ड, सॉलिड, हाई मेल्टिंग/बॉइलिंग पॉइंट।
    2. सॉलिड स्टेट में इलेक्ट्रिसिटी कंडक्ट नहीं करते।
    3. पिघली या पानी में घुली हुई अवस्था में कंडक्ट करते हैं।
    4. पानी में घुलनशील, पर ऑर्गेनिक सॉल्वेंट (पेट्रोल, केरोसीन) में अघुलनशील।

⛏️ मेटलर्जी (धातु निष्कर्षण)

महत्वपूर्ण परिभाषाएँ

  • मिनरल: पृथ्वी की पपड़ी में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्व या यौगिक।
  • अयस्क (Ore): वह खनिज जिससे धातु आर्थिक रूप से लाभदायक तरीके से निकाली जा सके।
  • गैंग: अयस्क में मौजूद अशुद्धियाँ।
  • सांद्रण (Concentration): अशुद्धियाँ हटाने की प्रक्रिया।

निष्कर्षण प्रक्रियाएँ

| रिएक्टिविटी लेवल | धातुएँ | प्रक्रिया | विधि | | :--- | :--- | :--- | :--- | | उच्च (High) | K, Na, Ca, Mg | इलेक्ट्रोलाइटिक रिडक्शन | पिघले हुए (मोल्टन) अयस्क में से विद्युत प्रवाह | | मध्यम (Medium) | Zn, Fe, Pb | सल्फाइड ओर → रोस्टिंग (O₂ की उपस्थिति में गर्म करना) <br> कार्बोनेट ओर → कैल्सीनेशन (O₂ की अनुपस्थिति में गर्म करना) <br> फिर रिडक्शन (कार्बन या Al से) | | निम्न (Low) | Cu, Ag, Au | रोस्टिंग + धातु का शुद्धिकरण |

🔥 विशेष रिएक्शन: थर्माइट रिएक्शन

  • प्रतिक्रिया: Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe + ऊष्मा
  • उपयोग: रेलवे ट्रैक्स की जोड़ाई और सैन्य उपकरणों में।

⚡ इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिंग (शुद्धिकरण)

  • एनोड: अशुद्ध कॉपर (Impure Copper)
  • कैथोड: शुद्ध कॉपर (Pure Copper)
  • इलेक्ट्रोलाइट: CuSO₄ सॉल्यूशन
  • प्रक्रिया: एनोड से शुद्ध कॉपर कैथोड पर जमा होता है। अशुद्धियाँ (सिल्वर, गोल्ड) नीचे बैठ जाती हैं, जिन्हें एनोड मड कहते हैं।

रोस्टिंग vs कैल्सीनेशन

| | रोस्टिंग | कैल्सीनेशन | | :--- | :--- | :--- | | ऑक्सीजन | उपस्थित | अनुपस्थित | | अयस्क | सल्फाइड | कार्बोनेट | | निकलने वाली गैस | SO₂ (विषैली) | CO₂ (गैर-विषैली) |

🕳️ कोरोज़न (जंग लगना)

  • चाँदी (Silver): हवा के साथ रिएक्शन करके सिल्वर सल्फाइड (Ag₂S) की काली परत बनाती है।
  • ताँबा (Copper): हवा और नमी से रिएक्शन करके बेसिक कॉपर कार्बोनेट [CuCO₃·Cu(OH)₂] की हरी परत बनाता है (पेटिना)।
  • लोहा (Iron): ऑक्सीजन और पानी से रिएक्शन करके आयरन ऑक्साइड (Fe₂O₃·xH₂O) बनाता है, जिसे जंग कहते हैं (भूरा रंग)।

🛡️ संरक्षण (गैल्वनाइजेशन)

  • विधि: मेटल पर जिंक (Zn) की परत चढ़ाना।
  • कारण: जिंक ज़्यादा रिएक्टिव है, पहले कोरोड होता है, अंदर के मेटल को बचाता है।

🔗 एलॉय (मिश्र धातु)

  • परिभाषा: दो या अधिक धातुओं (या धातु + अधातु) का निश्चित अनुपात में मिश्रण।

| एलॉय | संघटन | गुण | | :--- | :--- | :--- | | स्टेनलेस स्टील | आयरन + क्रोमियम + निकल | कठोर और जंग रोधी | | पीतल (Brass) | कॉपर + जिंक | कम घर्षण और सुनहरा रंग | | सोल्डर | लेड + टिन | बहुत कम मेल्टिंग पॉइंट (वायर जोड़ने में उपयोगी) |


✍️ अभ्यास प्रश्न:

  1. कौन सा मेटल चाकू से काटा जा सकता है और क्यों?
  2. थर्माइट रिएक्शन क्या है? इसका एक उपयोग लिखिए।
  3. चाँदी के बर्तन काले क्यों हो जाते हैं? रासायनिक समीकरण दीजिए।

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