प्रवाहकत्त्व
अतिचालकता सिद्धांत
विभिन्न पदार्थों के परमाणुओं से ठोस पदार्थों के क्रिस्टल जाली के निर्माण के दौरान, परमाणुओं की बाहरी कक्षाओं में स्थित वैलेंस इलेक्ट्रॉन एक दूसरे के साथ अलग-अलग तरीकों से बातचीत करते हैं और परिणामस्वरूप, अलग व्यवहार करते हैं (देखें पट्टी
सॉलिड-स्टेट सुपरकंडक्टिविटी और थ्योरी का सिद्धांत
आणविक कक्षा)। इस प्रकार, किसी पदार्थ के अंदर जाने के लिए वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की स्वतंत्रता इसकी आणविक क्रिस्टल संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है। कुल मिलाकर, विद्युत प्रवाहकीय गुणों के अनुसार, सभी पदार्थों को (कुछ हद तक सम्मेलन के साथ) तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक ने बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार की विशेषताओं का उच्चारण किया है।
कंडक्टर
कुछ पदार्थों में, वैलेंस इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के बीच स्वतंत्र रूप से चलते हैं। सबसे पहले, इस श्रेणी में वे धातुएँ शामिल हैं जिनमें बाहरी गोले के इलेक्ट्रॉन सचमुच क्रिस्टल जाली के परमाणुओं की "सामान्य संपत्ति" में होते हैं (देखें।
रासायनिक बंधन और चालन का इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत)।
यदि आप ऐसे पदार्थ पर विद्युत वोल्टेज लागू करते हैं (उदाहरण के लिए, भंडारण बैटरी के ध्रुवों को उसके दो सिरों से जोड़ते हैं), तो इलेक्ट्रॉन संभावित अंतर के दक्षिणी ध्रुव की दिशा में एक व्यवस्थित गति शुरू कर देंगे, जिससे एक विद्युत का निर्माण होगा वर्तमान। इस तरह के प्रवाहकीय पदार्थों को आमतौर पर कंडक्टर कहा जाता है। प्रौद्योगिकी में सबसे आम संवाहक, निश्चित रूप से, धातु, मुख्य रूप से तांबा और एल्यूमीनियम हैं, जिनमें न्यूनतम विद्युत प्रतिरोध होता है और ये सांसारिक प्रकृति में काफी व्यापक होते हैं। इन्हीं से मुख्य रूप से हाई-वोल्टेज बिजली के तार और घरेलू बिजली के तार बनाए जाते हैं। अच्छी विद्युत चालकता वाली अन्य प्रकार की सामग्रियां हैं, जैसे खारा, क्षारीय और एसिड समाधान, साथ ही प्लाज्मा और कुछ प्रकार के लंबे कार्बनिक अणु।
इस संबंध में, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि विद्युत चालकता किसी पदार्थ में न केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण हो सकती है, बल्कि रासायनिक यौगिकों के मुक्त सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों के कारण भी हो सकती है। विशेष रूप से, साधारण नल के पानी में भी, इतने सारे अलग-अलग लवण घुल जाते हैं, जब नकारात्मक चार्ज किए गए धनायनों और सकारात्मक चार्ज किए गए आयनों में विघटित हो जाते हैं, तो पानी (यहां तक कि ताजा) एक बहुत अच्छा कंडक्टर है, और इसे विद्युत के साथ काम करते समय नहीं भूलना चाहिए उच्च आर्द्रता की स्थिति में उपकरण - अन्यथा, आप एक बहुत ही ध्यान देने योग्य बिजली का झटका प्राप्त कर सकते हैं।
रोधक
कई अन्य पदार्थों (विशेष रूप से, कांच, चीनी मिट्टी के बरतन, प्लास्टिक) में, इलेक्ट्रॉन परमाणुओं या अणुओं से मजबूती से जुड़े होते हैं और
लागू बाहरी वोल्टेज के प्रभाव में मुक्त आवाजाही में सक्षम नहीं है। इन सामग्रियों को इंसुलेटर कहा जाता है।
आधुनिक तकनीक में अक्सर विभिन्न प्लास्टिक का उपयोग विद्युत इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है। वास्तव में, किसी भी प्लास्टिक में बहुलक अणु होते हैं - यानी, कार्बनिक (हाइड्रोजन-कार्बन) यौगिकों की बहुत लंबी श्रृंखलाएं - जो इसके अलावा, जटिल और बहुत मजबूत इंटरविविंग बनाती हैं। बहुलक की संरचना की कल्पना करने का सबसे आसान तरीका उलझी हुई और लंबे और पतले नूडल्स की एक प्लेट के रूप में है। ऐसी सामग्री में, इलेक्ट्रॉन अपने अल्ट्रा-लॉन्ग अणुओं से मजबूती से जुड़े होते हैं और बाहरी तनाव के प्रभाव में उन्हें छोड़ने में असमर्थ होते हैं। कांच, चीनी मिट्टी के बरतन या रबर जैसे अनाकार पदार्थ, जिनमें कठोर क्रिस्टलीय संरचना नहीं होती है, में भी अच्छे इन्सुलेट गुण होते हैं। इन्हें अक्सर विद्युत इन्सुलेटर के रूप में भी उपयोग किया जाता है।
कंडक्टर और इंसुलेटर दोनों ही हमारी तकनीकी सभ्यता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो दूर से ऊर्जा संचारित करने के मुख्य साधन के रूप में बिजली का उपयोग करता है। बिजली कंडक्टरों के साथ बिजली संयंत्रों से हमारे घरों और सभी प्रकार के औद्योगिक उद्यमों तक जाती है, और इंसुलेटर हमारी सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं, हमें उच्च विद्युत वोल्टेज के साथ मानव शरीर के सीधे संपर्क के विनाशकारी परिणामों से बचाते हैं।
अर्धचालकों
अंत में, रासायनिक तत्वों की एक छोटी श्रेणी है जो धातुओं और इन्सुलेटर के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेती है (उनमें से सबसे प्रसिद्ध सिलिकॉन और जर्मेनियम हैं)। इन पदार्थों के क्रिस्टल जाली में, सभी वैलेंस इलेक्ट्रॉन, पहली नज़र में, विद्युत चालकता सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक बंधनों और मुक्त इलेक्ट्रॉनों से जुड़े होते हैं, ऐसा प्रतीत होता है, नहीं रहना चाहिए। हालांकि, वास्तव में, स्थिति कुछ अलग दिखती है, क्योंकि कुछ इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं के साथ उनके बंधन की अपर्याप्त ऊर्जा के कारण थर्मल गति के परिणामस्वरूप उनकी बाहरी कक्षाओं से बाहर खटखटाया जाता है। नतीजतन, पूर्ण शून्य से ऊपर के तापमान पर, बाहरी वोल्टेज के प्रभाव में उनके पास अभी भी एक निश्चित विद्युत चालकता है। उनकी चालकता गुणांक कम है (वही सिलिकॉन तांबे की तुलना में लाखों गुना खराब विद्युत प्रवाह का संचालन करता है), लेकिन वे अभी भी किसी प्रकार का प्रवाह करते हैं, भले ही महत्वहीन हों। ऐसे पदार्थों को अर्धचालक कहा जाता है।
जैसा कि अनुसंधान के परिणामस्वरूप निकला, अर्धचालकों में विद्युत चालकता, हालांकि, न केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण है (तथाकथित एन-चालकता नकारात्मक चार्ज कणों के दिशात्मक आंदोलन के कारण)। विद्युत चालकता का एक दूसरा तंत्र भी है, जो काफी असामान्य है। जब थर्मल गति के कारण अर्धचालक के क्रिस्टल जाली से एक इलेक्ट्रॉन निकलता है, तो उसके स्थान पर एक तथाकथित छेद बनता है - क्रिस्टल संरचना का एक सकारात्मक चार्ज सेल, जो किसी भी समय एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रॉन द्वारा कब्जा कर लिया जा सकता है। एक पड़ोसी परमाणु की बाहरी कक्षा से इसमें कूद गया है, जहां बदले में, एक नया सकारात्मक चार्ज छेद बनता है। इस तरह की प्रक्रिया मनमाने ढंग से लंबे समय तक जारी रह सकती है, और यह पक्ष से (मैक्रोस्कोपिक पैमाने पर) देखेगा कि बाहरी वोल्टेज के तहत विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण नहीं है (जो सिर्फ एक परमाणु की बाहरी कक्षा से कूदते हैं) एक पड़ोसी परमाणु की बाहरी कक्षा में), लेकिन लागू संभावित अंतर के नकारात्मक ध्रुव की ओर एक सकारात्मक चार्ज छेद (इलेक्ट्रॉन घाटे) के निर्देशित प्रवासन। नतीजतन, अर्धचालक (तथाकथित छेद, या पी-चालकता) में एक दूसरे प्रकार की चालकता भी देखी जाती है, जो निश्चित रूप से, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण भी होती है, लेकिन के दृष्टिकोण से पदार्थ के मैक्रोस्कोपिक गुण, यह नकारात्मक ध्रुव को सकारात्मक चार्ज किए गए छिद्रों के एक निर्देशित वर्तमान द्वारा दर्शाया जाता है।
होल कंडक्शन घटना को ट्रैफिक जाम के उदाहरण के साथ सबसे आसानी से चित्रित किया गया है। जैसे-जैसे उसमें फंसी कार आगे बढ़ती है, उसके स्थान पर खाली जगह बन जाती है, जिस पर तुरंत अगली कार कब्जा कर लेती है, जिसका स्थान तुरंत तीसरी कार ले लेती है, आदि। इस प्रक्रिया की दो तरह से कल्पना की जा सकती है: आप लंबे ट्रैफिक जाम में खड़ी कारों में से अलग-अलग कारों की दुर्लभ प्रगति का वर्णन कर सकते हैं; हालांकि, ट्रैफिक जाम में फंसी कारों के बीच कुछ रिक्तियों की विपरीत दिशा में एपिसोडिक मूवमेंट के दृष्टिकोण से स्थिति को चिह्नित करना आसान है। यह एक समान सादृश्य द्वारा निर्देशित है कि भौतिक विज्ञानी छेद चालन के बारे में बात करते हैं, सशर्त रूप से यह मानते हुए कि विद्युत प्रवाह कई नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण नहीं होता है जो शायद ही कभी अपने स्थान से स्थानांतरित होते हैं, बल्कि विपरीत दिशा में आंदोलन के कारण होते हैं। अर्धचालक परमाणुओं की बाहरी कक्षाओं में धनावेशित रिक्तियों की संख्या, जिसे वे छिद्र कहते हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन-छेद चालन का द्वैतवाद विशुद्ध रूप से सशर्त है, क्योंकि भौतिक दृष्टिकोण से, अर्धचालकों में धारा किसी भी मामले में विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनों की दिशात्मक गति के कारण होती है।
अर्धचालकों ने आधुनिक रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर प्रौद्योगिकियों में व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग पाया है क्योंकि उनके प्रवाहकीय गुण बाहरी परिस्थितियों को बदलकर आसानी से और सटीक रूप से नियंत्रित होते हैं।
चालन का इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत
ठोसों की विद्युत चालकता मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सामूहिक दिशात्मक गति के कारण होती है
विभिन्न पदार्थों के परमाणुओं से क्रिस्टल जाली के निर्माण के दौरान, परमाणुओं की बाहरी कक्षाओं में स्थित वैलेंस इलेक्ट्रॉन एक दूसरे के साथ अलग-अलग तरीकों से बातचीत करते हैं और परिणामस्वरूप, अलग व्यवहार करते हैं ( सेमी।ठोसों की चालकता का बैंड सिद्धांत और आणविक कक्षा का सिद्धांत)। इस प्रकार, किसी पदार्थ के अंदर जाने के लिए वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की स्वतंत्रता इसकी आणविक क्रिस्टल संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है। कुल मिलाकर, विद्युत प्रवाहकीय गुणों के अनुसार, सभी पदार्थों को (कुछ हद तक सम्मेलन के साथ) तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक ने बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार की विशेषताओं का उच्चारण किया है।
कंडक्टर
कुछ पदार्थों में, वैलेंस इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के बीच स्वतंत्र रूप से चलते हैं। सबसे पहले, इस श्रेणी में वे धातुएँ शामिल हैं जिनमें बाहरी कोश के इलेक्ट्रॉन सचमुच क्रिस्टल जालक के परमाणुओं के "सामान्य गुण" में होते हैं ( सेमी।रासायनिक बांड और चालन का इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत)। यदि आप ऐसे पदार्थ पर विद्युत वोल्टेज लागू करते हैं (उदाहरण के लिए, भंडारण बैटरी के ध्रुवों को उसके दो सिरों से जोड़ते हैं), तो इलेक्ट्रॉन दक्षिणी ध्रुव की दिशा में एक अबाधित, व्यवस्थित गति शुरू कर देंगे संभावित अंतर, जिससे एक विद्युत प्रवाह पैदा होता है। इस तरह के प्रवाहकीय पदार्थों को आमतौर पर कहा जाता है मार्गदर्शक।प्रौद्योगिकी में सबसे आम संवाहक, निश्चित रूप से, धातु, मुख्य रूप से तांबा और एल्यूमीनियम हैं, जिनमें न्यूनतम विद्युत प्रतिरोध होता है और ये सांसारिक प्रकृति में काफी व्यापक होते हैं। इन्हीं से मुख्य रूप से हाई-वोल्टेज बिजली के तार और घरेलू बिजली के तार बनाए जाते हैं। अच्छी विद्युत चालकता वाली अन्य प्रकार की सामग्रियां हैं, जैसे खारा, क्षारीय और एसिड समाधान, साथ ही प्लाज्मा और कुछ प्रकार के लंबे कार्बनिक अणु।
इस संबंध में, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि विद्युत चालकता किसी पदार्थ में न केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण हो सकती है, बल्कि रासायनिक यौगिकों के मुक्त सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों के कारण भी हो सकती है। विशेष रूप से, साधारण नल के पानी में भी, इतने सारे अलग-अलग लवण घुल जाते हैं, जो ऋणात्मक आवेश में घुलने पर विघटित हो जाते हैं फैटायनोंऔर सकारात्मक चार्ज आयनोंवह पानी (यहां तक कि ताजा) एक बहुत अच्छा कंडक्टर है, और इसे उच्च आर्द्रता की स्थिति में बिजली के उपकरणों के साथ काम करते समय नहीं भूलना चाहिए - अन्यथा आपको एक बहुत ही ध्यान देने योग्य बिजली का झटका लग सकता है।
रोधक
कई अन्य पदार्थों (विशेष रूप से, कांच, चीनी मिट्टी के बरतन, प्लास्टिक) में, इलेक्ट्रॉन परमाणुओं या अणुओं से मजबूती से जुड़े होते हैं और बाहरी विद्युत वोल्टेज के प्रभाव में मुक्त गति में सक्षम नहीं होते हैं। ऐसी सामग्री को कहा जाता है इन्सुलेटर।
आधुनिक तकनीक में अक्सर विभिन्न प्लास्टिक का उपयोग विद्युत इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है। वास्तव में, किसी भी प्लास्टिक में होते हैं बहुलक अणु- यानी, कार्बनिक (हाइड्रोजन-कार्बन) यौगिकों की बहुत लंबी श्रृंखलाएं - जो इसके अलावा, जटिल और बहुत मजबूत इंटरविविंग बनाती हैं। बहुलक संरचनाओं की कल्पना करने का सबसे आसान तरीका यह है कि एक लंबे और पतले नूडल्स के साथ उलझी हुई और चिपकी हुई प्लेट की कल्पना करें। ऐसी सामग्री में, इलेक्ट्रॉन अपने अल्ट्रा-लॉन्ग अणुओं से मजबूती से जुड़े होते हैं और बाहरी तनाव के प्रभाव में उन्हें छोड़ने में असमर्थ होते हैं। उनके पास अच्छे इन्सुलेट गुण हैं और बेढबकांच, चीनी मिट्टी के बरतन या रबर जैसे पदार्थ जिनमें कठोर क्रिस्टलीय संरचना नहीं होती है। इन्हें अक्सर विद्युत इन्सुलेटर के रूप में भी उपयोग किया जाता है।
कंडक्टर और इंसुलेटर दोनों ही हमारी तकनीकी सभ्यता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो दूर से ऊर्जा संचारित करने के मुख्य साधन के रूप में बिजली का उपयोग करता है। बिजली कंडक्टरों के साथ बिजली संयंत्रों से हमारे घरों और सभी प्रकार के औद्योगिक उद्यमों तक जाती है, और इंसुलेटर हमारी सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं, हमें उच्च विद्युत वोल्टेज के साथ मानव शरीर के सीधे संपर्क के विनाशकारी परिणामों से बचाते हैं।
अर्धचालकों
अंत में, रासायनिक तत्वों की एक छोटी श्रेणी है जो धातुओं और इन्सुलेटर के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेती है (उनमें से सबसे प्रसिद्ध सिलिकॉन और जर्मेनियम हैं)। इन पदार्थों के क्रिस्टल जाली में, सभी वैलेंस इलेक्ट्रॉन, पहली नज़र में, रासायनिक बंधनों से बंधे होते हैं, और ऐसा लगता है कि विद्युत चालकता सुनिश्चित करने के लिए कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होना चाहिए। हालांकि, वास्तव में, स्थिति कुछ अलग दिखती है, क्योंकि कुछ इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं के साथ उनके बंधन की अपर्याप्त ऊर्जा के कारण थर्मल गति के परिणामस्वरूप उनकी बाहरी कक्षाओं से बाहर खटखटाया जाता है। नतीजतन, पूर्ण शून्य से ऊपर के तापमान पर, बाहरी वोल्टेज के प्रभाव में उनके पास अभी भी एक निश्चित विद्युत चालकता है। उनकी चालकता गुणांक कम है (वही सिलिकॉन तांबे की तुलना में लाखों गुना खराब विद्युत प्रवाह का संचालन करता है), लेकिन वे अभी भी किसी प्रकार का प्रवाह करते हैं, भले ही महत्वहीन हों। ऐसे पदार्थ कहलाते हैं अर्धचालकों.
जैसा कि अनुसंधान के परिणामस्वरूप निकला, अर्धचालकों में विद्युत चालकता, हालांकि, न केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों (तथाकथित) की गति के कारण है एन-चालननकारात्मक रूप से आवेशित कणों की निर्देशित गति के कारण)। विद्युत चालकता का एक दूसरा तंत्र भी है, जो काफी असामान्य है। जब थर्मल गति के कारण अर्धचालक के क्रिस्टल जाली से एक इलेक्ट्रॉन छोड़ा जाता है, तो एक तथाकथित छेद- क्रिस्टल संरचना का एक सकारात्मक चार्ज सेल, जो किसी भी समय एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रॉन द्वारा कब्जा कर लिया जा सकता है जो पड़ोसी परमाणु की बाहरी कक्षा से इसमें कूद गया है, जहां बदले में, एक नया सकारात्मक चार्ज किया गया छेद बनता है। ऐसी प्रक्रिया मनमाने ढंग से लंबे समय तक जारी रह सकती है - और यह बाहर से (मैक्रोस्कोपिक पैमाने पर) देखेगा कि बाहरी वोल्टेज के तहत विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण नहीं है (जो सिर्फ एक परमाणु की बाहरी कक्षा से कूदते हैं) एक पड़ोसी परमाणु की बाहरी कक्षा में), लेकिन लागू संभावित अंतर के नकारात्मक ध्रुव की ओर एक सकारात्मक चार्ज छेद (इलेक्ट्रॉन घाटे) के निर्देशित प्रवासन। नतीजतन, अर्धचालक (तथाकथित .) में दूसरे प्रकार की चालकता भी देखी जाती है छेदया पी-प्रवाहकत्त्व), निश्चित रूप से, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण, लेकिन पदार्थ के मैक्रोस्कोपिक गुणों के दृष्टिकोण से, जो कि नकारात्मक ध्रुव की ओर सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए छिद्रों की एक निर्देशित धारा द्वारा दर्शाया जाता है।
होल कंडक्शन घटना को ट्रैफिक जाम के उदाहरण के साथ सबसे आसानी से चित्रित किया गया है। जैसे-जैसे उसमें फंसी कार आगे बढ़ती है, उसके स्थान पर खाली जगह बन जाती है, जिस पर तुरंत अगली कार कब्जा कर लेती है, जिसका स्थान तुरंत तीसरी कार ले लेती है, आदि। इस प्रक्रिया की दो तरह से कल्पना की जा सकती है। : आप लंबे ट्रैफिक जाम में दुर्लभ लोगों की संख्या का वर्णन कर सकते हैं; हालांकि, कुछ की विपरीत दिशा में प्रासंगिक आंदोलन के संदर्भ में स्थिति को चित्रित करना आसान है रिक्तियोंट्रैफिक में फंसी कारों के बीच। यह एक समान सादृश्य द्वारा निर्देशित है कि भौतिक विज्ञानी छेद चालन के बारे में बात करते हैं, सशर्त रूप से यह मानते हुए कि विद्युत प्रवाह कई नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण नहीं होता है जो शायद ही कभी अपने स्थान से स्थानांतरित होते हैं, बल्कि विपरीत दिशा में आंदोलन के कारण होते हैं। अर्धचालक परमाणुओं की बाहरी कक्षाओं में धनावेशित रिक्तियों की संख्या, जिसे वे "छेद" कहने के लिए सहमत हुए। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन-छेद चालन का द्वैतवाद विशुद्ध रूप से मनमाना है, क्योंकि भौतिक दृष्टिकोण से, अर्धचालकों में धारा, किसी भी मामले में, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनों की दिशात्मक गति के कारण होती है।
अर्धचालकों ने आधुनिक रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर प्रौद्योगिकियों में व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग पाया है क्योंकि उनके प्रवाहकीय गुण बाहरी परिस्थितियों को बदलकर आसानी से और सटीक रूप से नियंत्रित होते हैं।
भाग क. बहुविकल्पी परीक्षण
1. लिथियम परमाणु में ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण:
2. क्षार धातु परमाणुओं की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या:
3. एक साधारण सोडियम पदार्थ में रासायनिक बंधन का प्रकार:
4. सबसे स्पष्ट धात्विक गुणों वाला एक साधारण पदार्थ:
5. परमाणु आवेश में वृद्धि के साथ मुख्य उपसमूह के तत्वों के परमाणुओं की त्रिज्या:
6. कैल्शियम परमाणु कैल्शियम आयन से भिन्न होता है:
7. जल के साथ सर्वाधिक प्रबलता से अभिक्रिया करता है:
8. हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है:
9. एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड एक पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिसका सूत्र है:
10. एक पंक्ति जिसमें सभी पदार्थ लोहे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:
भाग बी। एक मुक्त उत्तर के साथ कार्य
11. कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड प्राप्त करने के तीन तरीके सुझाइए। प्रतिक्रिया समीकरणों के साथ उत्तर की पुष्टि करें।
12. पदार्थ X, Y, Z ज्ञात कीजिए, उनके रासायनिक सूत्र लिखिए।
13. किसी भी अभिकर्मक (पदार्थ) और लिथियम का उपयोग करके ऑक्साइड, क्षार, नमक कैसे प्राप्त करें? प्रतिक्रिया समीकरणों को आणविक रूप में लिखिए।
14. धातुओं को व्यवस्थित करें: एल्युमिनियम, सीसा, सोना, तांबा, सापेक्ष चालकता बढ़ाने के क्रम में (चित्र 2)।
विकल्प 1।
1. मैग्नीशियम परमाणु में ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण:
जी 2ई, 8ई, 2ई।
ए.1.
3. लिथियम के एक साधारण पदार्थ में रासायनिक बंधन का प्रकार:
जी धात्विक।
जी स्ट्रोंटियम।
5. एक क्षार धातु से एक हलोजन तक नाभिक के आवेश में वृद्धि के साथ तीसरी अवधि के तत्वों के परमाणुओं की त्रिज्या:
जी घटता है।
6. एल्युमिनियम परमाणु एल्युमिनियम आयन से भिन्न होता है:
B. कण की त्रिज्या।
ए पोटेशियम।
आठ । तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है:
वी प्लेटिना।
9. बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड एक पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिसका सूत्र है:
ए कोन (समाधान)।
10. एक पंक्ति जिसमें सभी पदार्थ जस्ता के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:
ए एचसीएल, NaOH, H2SO4।
11. पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड प्राप्त करने के तीन उपाय सुझाइए। प्रतिक्रिया समीकरणों के साथ उत्तर की पुष्टि करें।
2K + 2H2O = 2KON + H2
K2O + H2O = 2KON
K2CO3 + Ca (OH) 2 = CaCO3 + 2KON
एक्स CuO
वाई CuSO4
जेड सीयू (ओएच) 2
13. किसी भी अभिकर्मक (पदार्थ) और बेरियम का उपयोग करके ऑक्साइड, क्षार, नमक कैसे प्राप्त करें? प्रतिक्रिया समीकरणों को आणविक रूप में लिखिए।
13.2Ba + O2 = 2BaO
बा + 2H2O = बा (OH) 2 + H2
बा + Cl2 = BaCl2
14. धातुओं को व्यवस्थित करें: लोहा, टिन, टंगस्टन, सीसा बढ़ती सापेक्ष कठोरता के क्रम में (अंजीर। 1)।
सीसा - टिन - लोहा - टंगस्टन;
15. धातु के द्रव्यमान की गणना करें जिसे 144 ग्राम आयरन ऑक्साइड (II) से प्राप्त किया जा सकता है।
n (FeO) = 144g / 72g / mol = 2 mol
n (Fe) = 2 mol
मी (Fe) = 2mol * 56g / mol = 112g
विकल्प 2।
भाग क. बहुविकल्पी परीक्षण
1. लिथियम परमाणु में ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण:
बी 2ई, 1 एफ।
2. क्षार धातु परमाणुओं की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या:
ए 1.
3. एक साधारण सोडियम पदार्थ में रासायनिक बंधन का प्रकार:
जी धात्विक।
4. सबसे स्पष्ट धात्विक गुणों वाला एक साधारण पदार्थ:
जी इंडियम।
बी बढ़ता है।
6. कैल्शियम परमाणु कैल्शियम आयन से भिन्न होता है:
B. बाह्य ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
7. जल के साथ सर्वाधिक प्रबलता से अभिक्रिया करता है:
ए बेरियम।
बी चांदी।
9. एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड एक पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिसका सूत्र है:
बी NaOH (पीपी)।
10. एक पंक्ति जिसमें सभी पदार्थ लोहे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:
B. Cl2, CuC12, HC1.
भाग बी। एक मुक्त उत्तर के साथ कार्य
11. कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड प्राप्त करने के तीन तरीके सुझाइए। प्रतिक्रिया समीकरणों के साथ उत्तर की पुष्टि करें।
सीए + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + एच 2
सीएओ + एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2
CaCl2 + 2KOH = Ca (OH) 2 + 2KCl
12. पदार्थ X, Y, Z ज्ञात कीजिए, उनके रासायनिक सूत्र लिखिए।
एक्स जेडएनओ
वाई ZnCl2
जेड जेडएन (ओएच) 2
13. किसी भी अभिकर्मक (पदार्थ) और लिथियम का उपयोग करके ऑक्साइड, क्षार, नमक कैसे प्राप्त करें? प्रतिक्रिया समीकरणों को आणविक रूप में लिखिए।
4Li + O2 = 2Li2O
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2
2Li + Cl2 = 2LiCl
14. धातुओं को व्यवस्थित करें: एल्युमिनियम, सीसा, सोना, तांबा, सापेक्ष चालकता बढ़ाने के क्रम में (चित्र 2)।
सीसा, एल्युमिनियम, सोना, तांबा।
15. धातु के द्रव्यमान की गणना करें जो 80 ग्राम आयरन (III) ऑक्साइड से प्राप्त किया जा सकता है।
n (Fe2O3) = 80g / 160g / mol = 0.5 mol
n (Fe) = 2n (Fe2O3) = 1 mol
मी (Fe) = 1 mol * 56g / mol = 56g
विकल्प 3.
भाग क. बहुविकल्पी परीक्षण
1. सोडियम परमाणु में ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण:
बी 2e, 8e, 1e।
2. डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में उस अवधि की संख्या, जिसमें कोई रासायनिक तत्व-धातु नहीं हैं:
ए 1.
3. एक साधारण कैल्शियम पदार्थ में रासायनिक बंधन का प्रकार:
जी धात्विक।
4. सबसे स्पष्ट धात्विक गुणों वाला एक साधारण पदार्थ:
जी नैट्री।
5. एक क्षार धातु से एक हलोजन तक नाभिक के आवेश में वृद्धि के साथ दूसरी अवधि के तत्वों के परमाणुओं की त्रिज्या:
जी घटता है।
6. मैग्नीशियम परमाणु मैग्नीशियम आयन से भिन्न होता है:
बी कण प्रभार।
7. जल के साथ सर्वाधिक प्रबलता से अभिक्रिया करता है:
जी रूबिडियम।
8. तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है:
जी बुध।
9. बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड किसी पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है, जिसका सूत्र है:
बी NaCl (समाधान)
10. एक पंक्ति जिसमें सभी पदार्थ कैल्शियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:
बी सी 12, एच 2 ओ, एच 2 एसओ 4।
भाग बी। एक मुक्त उत्तर के साथ कार्य
11. आयरन सल्फेट (III) प्राप्त करने के तीन तरीके सुझाइए। प्रतिक्रिया समीकरणों के साथ उत्तर की पुष्टि करें।
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
12. पदार्थ X, Y, Z ज्ञात कीजिए, उनके रासायनिक सूत्र लिखिए।
एक्स Fe2O3
वाई FeCl3
जेड फे (ओएच) 3
13. किसी भी अभिकर्मक (पदार्थ) और एल्यूमीनियम का उपयोग करके, ऑक्साइड, एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड कैसे प्राप्त करें? प्रतिक्रिया समीकरणों को आणविक रूप में लिखिए।
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 6H2O = 2Al (OH) 3 + 3H2
14. धातुओं को व्यवस्थित करें: तांबा, सोना, एल्यूमीनियम, सीसा बढ़ते घनत्व के क्रम में (अंजीर। 3)।
एल्यूमीनियम, तांबा, सीसा, सोना
15. कॉपर ऑक्साइड (II) के 160 ग्राम से प्राप्त धातु के द्रव्यमान की गणना करें।
n (CuO) = 160g / 80g / mol = 2mol
n (Cu) = n (CuO) = 2 mol
मी (घन) = 2 mol * 64g / mol = 128g
विकल्प 4.
भाग क. बहुविकल्पी परीक्षण
1. एल्युमिनियम परमाणु में ऊर्जा स्तरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण:
बी 2 एफ, 8 एफ, 3 एफ।
2. D. I. Mendeleev की आवर्त सारणी में एक समूह की संख्या, जिसमें केवल रासायनिक तत्व-धातुएँ शामिल हैं:
बी द्वितीय।
3. एक साधारण पदार्थ मैग्नीशियम में रासायनिक बंधन का प्रकार:
जी धात्विक।
4. सबसे स्पष्ट धात्विक गुणों वाला एक साधारण पदार्थ:
जी रूबिडियम।
5. परमाणु आवेश में वृद्धि के साथ मुख्य उपसमूह के तत्वों के परमाणुओं की त्रिज्या:
बी बढ़ता है।
6. सोडियम परमाणु और आयन भिन्न हैं:
B. कण की त्रिज्या।
7. जल के साथ सर्वाधिक प्रबलता से अभिक्रिया करता है:
बी पोटेशियम।
8. हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है:
बी कॉपर।
9. एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड किसी पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है, जिसका सूत्र है:
बी KNO3 (पी-पी)।
10. वह पंक्ति जिसमें सभी पदार्थ मैग्नीशियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:
बी सी 12, ओ 2, एचसी 1।
भाग बी। एक मुक्त उत्तर के साथ कार्य
11. ऐलुमिनियम ऑक्साइड प्राप्त करने के तीन तरीके सुझाइए। प्रतिक्रिया समीकरणों के साथ उत्तर की पुष्टि करें।
2Al (OH) 3 = Al2O3 + 3H2O
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr
12. पदार्थ X, Y, Z ज्ञात कीजिए, उनके रासायनिक सूत्र लिखिए।
एक्स सीएओ
वाई सीए (ओएच) 2
जेड CaCO3
13. किसी भी अभिकर्मक (पदार्थ) का उपयोग करके जिंक से ऑक्साइड, क्षार, लवण कैसे प्राप्त करें? प्रतिक्रिया समीकरणों को आणविक रूप में लिखिए।
2Zn + O2 = 2ZnO
Zn + 2H2O = Zn (OH) 2 + H2
Zn + Cl2 = ZnCl2
14. धातुओं को व्यवस्थित करें: एल्यूमीनियम, टंगस्टन, टिन, पारा पिघलने बिंदु के घटते क्रम में (अंजीर। 4)।
टंगस्टन, एल्यूमीनियम, टिन, पारा
15. 34 ग्राम क्रोमियम ऑक्साइड (II) से एल्युमिनोथर्मी द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली धातु के द्रव्यमान की गणना करें।
n (CrO) = 34g / 68g / mol = 0.5 mol
n (Cr) = n (CrO) = 0.5 mol
एम (सीआर) = 0.5 मोल * 52 ग्राम / मोल = 26 ग्राम
भाग 1
1. धातु (एम) स्थित हैंसमूह I-III में, या समूह IV-VI के निचले भाग में। केवल धातुएँ B समूह में हैं।
2. धातु के परमाणुओं में बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में 1-3 इलेक्ट्रॉन होते हैं और परमाणु की अपेक्षाकृत बड़ी त्रिज्या होती है।धातु परमाणु बाहरी इलेक्ट्रॉनों को दान करते हैं।
3. सरल पदार्थ- धातुओं में धातु रासायनिक बंधन से जुड़े तत्व होते हैं, जिन्हें सामान्य योजना द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है:
4. सभी एम - ठोसएचजी को छोड़कर। IA समूह की सबसे नरम धातुएँ, सबसे कठोर — Cr.
5.M में तापीय और विद्युत चालकता होती हैऔर एक धातु चमक है।
6. टिन में दो साधारण पदार्थ बनाने का गुण होता है- सफेद और धूसर, यानी अपरूपता के गुण से।
7. तालिका "कुछ धातुओं के गुण और उपयोग" को पूरा करें।
भाग 2
1. साधारण पदार्थों के नाम चुनिए - धातु। सही उत्तरों के अनुरूप अक्षरों से, आप धातु का नाम लिखेंगे, जिसका ग्रीक में अर्थ है "पत्थर": लिथियम।
2) मैग्नीशियम एल
3) कैल्शियम और
5) कॉपर टी
7) सोना और
8) पारा Y
2. धातुओं के बारे में निम्नलिखित कथन गलत हैं:
5) गैर-प्लास्टिक और गैर-फोर्जिंग
3. सूची से चार सबसे विद्युत प्रवाहकीय धातुओं का चयन करें (संख्याओं को चालकता के अवरोही क्रम में रखें):
1)चांदी
2) सोना
3) एल्युमिनियम
4) लोहा
5) मैंगनीज
6) पोटेशियम
7) सोडियम
उत्तर 1, 2, 3, 7.
4. सूत्रों के साथ पदार्थों के लिए धात्विक रासायनिक बंधन के निर्माण के लिए योजनाएँ बनाएं:
5. "धातु क्रिस्टल जाली" चित्र का विश्लेषण करें।
धातुओं की प्लास्टिसिटी, तापीय और विद्युत चालकता के कारणों के बारे में निष्कर्ष निकालें।
प्रत्येक धातु परमाणु आठ पड़ोसी परमाणुओं से घिरा होता है। पृथक किए गए बाहरी इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से एक गठित आयन से दूसरे में स्थानांतरित होते हैं, धातु के आयनिक कोर को एक विशाल अणु में जोड़ते हैं। उच्च तापीय चालकता, धातुओं की विद्युत चालकता एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत चलने वाले मोबाइल इलेक्ट्रॉनों के उनके क्रिस्टल जाली में उपस्थिति के कारण होती है। धातु के परमाणुओं की परतों के बीच के बंधन को तोड़े बिना विस्थापन के कारण अधिकांश धातुएं प्लास्टिक की होती हैं।
6. "धातु" तालिका भरें। इंटरनेट सहित सूचना के अतिरिक्त स्रोतों का उपयोग करके तालिका के लिए डेटा खोजें।
7. इंटरनेट और सूचना के अन्य स्रोतों का उपयोग करते हुए "मानव जीवन में पारा" विषय पर निम्नलिखित योजना के अनुसार एक संक्षिप्त संदेश तैयार करें:
1) पुरातनता और मध्य युग में पारे के बारे में ज्ञान;
2) इसके साथ काम करते समय पारा की विषाक्तता और सुरक्षा उपाय;
3) आधुनिक उद्योग में पारे का उपयोग।
1) बुध 7 धातुओं में से एक था, यह सभी धातुओं का पूर्वज माना जाता है, वे न केवल पारा ही, बल्कि इसके मिश्र धातु, सिनाबार का भी उपयोग करते थे।
2) यह बहुत विषैला होता है, यह कमरे के तापमान पर वाष्पित हो जाता है और यदि साँस में लिया जाए तो यह मनुष्यों के लिए विषैला हो सकता है। शरीर में जमा होकर, यह आंतरिक अंगों, श्वसन पथ, हेमटोपोइएटिक अंगों और मस्तिष्क को प्रभावित करता है।
3) बुध का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। रासायनिक उद्योग में सोडियम हाइड्रॉक्साइड के उत्पादन में कैथोड के रूप में, कई कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन में उत्प्रेरक के रूप में, यूरेनियम ब्लॉकों के विघटन में (परमाणु ऊर्जा में)। इस तत्व का उपयोग फ्लोरोसेंट लैंप, क्वार्ट्ज लैंप, प्रेशर गेज, थर्मामीटर और अन्य वैज्ञानिक उपकरणों के निर्माण में किया जाता है।
