धातु एवं अधातु रसायन विज्ञान का अत्यंत महत्वपूर्ण अध्याय है। इस अध्याय में धातुओं एवं अधातुओं के भौतिक तथा रासायनिक गुण, परमाणु संरचना, धात्विक बंध, विद्युत रसायन, धातुकर्म, मिश्रधातुएँ, संक्षारण, आधुनिक तकनीकी उपयोग, नैनोप्रौद्योगिकी तथा पर्यावरणीय प्रभावों का विस्तृत अध्ययन किया जाता है। यह अध्याय बोर्ड परीक्षा, प्रतियोगी परीक्षाओं तथा उच्च स्तरीय विज्ञान अध्ययन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण माना जाता है।
पदार्थों को मुख्यतः तीन वर्गों में विभाजित किया जाता है।
वे तत्व जो इलेक्ट्रॉन त्यागकर धनायन बनाते हैं तथा ऊष्मा एवं विद्युत के अच्छे चालक होते हैं।
वे तत्व जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके ऋणायन बनाते हैं तथा सामान्यतः विद्युत एवं ऊष्मा के कुचालक होते हैं।
वे तत्व जिनमें धातु एवं अधातु दोनों के गुण पाए जाते हैं।
धातु एवं अधातु के बीच जिग-जैग रेखा पर स्थित होती हैं।
धातुएँ प्रकाश का परावर्तन करती हैं इसलिए चमकदार दिखाई देती हैं।
अधिकांश धातुएँ कठोर होती हैं।
धातुओं को खींचकर पतले तार बनाए जा सकते हैं।
धातुओं को पीटकर पतली चादरों में बदला जा सकता है।
धातुओं पर चोट करने पर घंटी जैसी ध्वनि उत्पन्न होती है।
धातुएँ ऊष्मा की अच्छी चालक होती हैं।
धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन पाए जाते हैं इसलिए वे विद्युत की अच्छी चालक होती हैं।
अधिकांश धातुओं का घनत्व अधिक होता है।
अधिकांश धातुओं का गलनांक एवं क्वथनांक उच्च होता है।
धातुओं में धनायनों के बीच मुक्त इलेक्ट्रॉनों का समुद्र पाया जाता है जिसे धात्विक बंध कहते हैं।
धातुओं में परमाणु नियमित क्रिस्टलीय जाल बनाते हैं।
अधातुएँ पीटने पर टूट जाती हैं।
अधिकांश अधातुओं का घनत्व कम होता है।
अधिकांश अधातुएँ विद्युत की कुचालक होती हैं।
अधिकांश अधातुएँ ऊष्मा की खराब चालक होती हैं।
अधिकांश अधातुएँ चमकहीन होती हैं।
अधिकांश अधातुओं का गलनांक कम होता है।
धातुएँ इलेक्ट्रॉन त्यागती हैं जबकि अधातुएँ इलेक्ट्रॉन ग्रहण करती हैं।
Na = 2,8,1
Na → Na⁺ + e⁻
Cl = 2,8,7
Cl + e⁻ → Cl⁻
2Mg + O₂ → 2MgO
धातु ऑक्साइड सामान्यतः क्षारीय होते हैं।
Na₂O + H₂O → 2NaOH
वे ऑक्साइड जो अम्ल एवं क्षार दोनों से अभिक्रिया करते हैं।
C + O₂ → CO₂
अधातु ऑक्साइड सामान्यतः अम्लीय होते हैं।
SO₂ + H₂O → H₂SO₃
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
धातुएँ अम्ल से अभिक्रिया करके लवण एवं हाइड्रोजन गैस बनाती हैं।
HNO₃ एक प्रबल ऑक्सीकारक है इसलिए सामान्यतः हाइड्रोजन गैस उत्पन्न नहीं करता।
सांद्र HCl एवं सांद्र HNO₃ का 3:1 मिश्रण।
2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂
Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
अधिक अभिक्रियाशील धातु कम अभिक्रियाशील धातु को विस्थापित कर देती है।
जिस अभिक्रिया में ऑक्सीकरण एवं अपचयन दोनों होते हैं।
K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au
ऊपर की धातुएँ अधिक अभिक्रियाशील तथा नीचे की धातुएँ कम अभिक्रियाशील होती हैं।
धातुओं को इलेक्ट्रोड विभव के आधार पर व्यवस्थित किया जाता है।
धातु की इलेक्ट्रॉन त्यागने की प्रवृत्ति का माप।
रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
Zn | ZnSO₄ || CuSO₄ | Cu
विद्युत धारा द्वारा रासायनिक अपघटन।
अयस्कों से धातु प्राप्त करने की प्रक्रिया।
प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले पदार्थ।
वे खनिज जिनसे धातु लाभदायक रूप में प्राप्त हो सके।
अयस्क में उपस्थित अवांछित अशुद्धियाँ।
अशुद्धियाँ हटाना।
सल्फाइड अयस्क को वायु में गर्म करना।
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂
कार्बोनेट अयस्क को सीमित वायु में गर्म करना।
ZnCO₃ → ZnO + CO₂
ZnO + C → Zn + CO
बॉक्साइट से शुद्ध एल्युमिना प्राप्त करना।
विद्युत अपघटन द्वारा एल्युमिनियम प्राप्त करना।
लौह अयस्क + कोक + चूना पत्थर
CaO + SiO₂ → CaSiO₃
Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe + ऊष्मा
विद्युत धारा द्वारा शोधन।
निकेल शोधन।
Ni + 4CO → Ni(CO)₄
टाइटेनियम शोधन।
धनायन एवं ऋणायन के बीच आकर्षण से बनने वाले यौगिक।
इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी से बनने वाले यौगिक।
| आयनिक यौगिक | सहसंयोजक यौगिक |
|---|---|
| इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण | इलेक्ट्रॉन साझेदारी |
| उच्च गलनांक | निम्न गलनांक |
| चालक | सामान्यतः कुचालक |
वायु, नमी एवं रासायनिक पदार्थों के कारण धातुओं का धीरे-धीरे नष्ट होना।
4Fe + 3O₂ + xH₂O → 2Fe₂O₃·xH₂O
लोहे पर जिंक की परत चढ़ाना।
एक धातु पर दूसरी धातु की परत चढ़ाना।
एल्युमिनियम पर ऑक्साइड परत बनाना।
अधिक अभिक्रियाशील धातु जोड़कर सुरक्षा।
दो या दो से अधिक धातुओं अथवा धातु एवं अधातु का समांगी मिश्रण।
Fe + Cr + Ni
Cu + Zn
Cu + Sn
Pb + Sn
Al + Cu + Mg + Mn
Ni + Cr + Fe
जिनकी चालकता धातु एवं अधातु के बीच होती है।
अर्धचालक में अशुद्धि मिलाकर चालकता बढ़ाना।
इलेक्ट्रॉन अधिक।
होल अधिक।
बहुत कम ताप पर शून्य प्रतिरोध वाले पदार्थ।
धातुओं का पुनर्चक्रण ऊर्जा की बचत करता है।
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