आवर्त सारणी से परिचित हर छात्र जानता है कि इसमें धातुओं की मात्रा अधिकांश रासायनिक तत्वों का निर्माण करती है। उनके लिए महत्वपूर्ण भौतिक विशेषताओं में से एक घनत्व है। लेख में इस मान पर विचार करें और धातुओं और मिश्र धातुओं के घनत्व की तालिका दें।
घनत्व क्या है
यदि आप प्लास्टिक और स्टील के समान आयतन लेते हैं, तो पहला दूसरे की तुलना में बहुत आसान होगा। इसके विपरीत, प्लास्टिक के एक टुकड़े का वजन स्टील के टुकड़े के समान वजन होगा यदि यह मात्रा में बहुत बड़ा है। इन अंतरों का कारण घनत्व जैसी भौतिक मात्रा है। इसकी गणना करने का सूत्र इस प्रकार है:
ρ=मी/वी.
यहाँ m पिंड का द्रव्यमान है, V इसका आयतन है। ग्रीक अक्षर (rho) का प्रयोग अक्सर घनत्व को दर्शाने के लिए किया जाता है। यह इस सूत्र से निकलता है कि SI में माप की इकाइयाँ किलोग्राम प्रति घन मीटर (kg/m3) हैं। गैर-प्रणालीगत इकाइयों का भी उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि g/cm3 या g/l (तरल पदार्थ के लिए)।
धातु क्या हैं
धातुओं के घनत्व की तालिका देने से पहले, आइए बताते हैं कि हम किस पदार्थ की बात कर रहे हैं। धातु सामग्री उच्च तापीय और विद्युत चालकता और लचीलापन में अधातुओं से भिन्न होती है। ये उनकी मुख्य विशिष्ट विशेषताएं हैं। छोटे गुण भी होते हैं, जैसे कि उनके परमाणुओं के लिए एक विशिष्ट धात्विक चमक, निंदनीयता और कम विद्युतीयता होना।
सामान्य परिस्थितियों में सभी धातुएं ठोस रूप में मौजूद होती हैं। एकमात्र अपवाद पारा है, जिसके लिए क्रिस्टलीकरण तापमान -39oC है। ठोस धातु क्रिस्टल जालक के रूप में विद्यमान होती है। उत्तरार्द्ध परमाणुओं का एक संग्रह है जो एक निश्चित ज्यामितीय तरीके से अंतरिक्ष में व्यवस्थित होते हैं। कोई भी शुद्ध (एक-घटक) धातु सामग्री दी गई शर्तों के तहत तीन प्रकार के क्रिस्टल जाली में से एक में मौजूद होती है। ये निम्नलिखित ग्रिड हैं:
- फेस सेंटर्ड क्यूबिक (FCC)
- बॉडी केंद्रित क्यूबिक (बीसीसी)।
- हेक्सागोनल क्लोज-पैक (एचसीपी)।
यदि स्थितियां (तापमान, दबाव) बदलती हैं, तो धातु एक से दूसरी क्रिस्टलीय अवस्था में जा सकती है। जब तापमान 1392oC से नीचे चला जाता है, या जब यह 911oC से ऊपर चला जाता है, तो इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण बीसीसी आयरन का एफसीसी में संक्रमण है।
धातु घनत्व तालिका
धातुओं का घनत्व दो मुख्य कारकों से निर्धारित होता है:
- क्रिस्टल जालक का प्रकार और उसमें अंतरापरमाण्विक दूरियां।
- एक परमाणु का द्रव्यमानरासायनिक तत्व।
धातुओं और अन्य तत्वों के घनत्व की तालिका नीचे दी गई है।
यहां g/cm3 में आंकड़े दिए गए हैं। धातु घनत्व तालिका को किग्रा / एम 3 में व्यक्त करने के लिए, संबंधित मान को 1000 से गुणा करना आवश्यक है। तालिका से पता चलता है कि धातुओं में बहुत अलग घनत्व होते हैं। वे पानी (सोडियम, लिथियम, पोटेशियम) या बहुत भारी (इरिडियम, ऑस्मियम, प्लैटिनम, सोना) से हल्के हो सकते हैं।
मिश्र धातुओं का घनत्व
मिश्र धातु बहुघटक पदार्थ हैं, उदाहरण के लिए, स्टील लोहे और कार्बन का मिश्र धातु है। मिश्र धातुओं की क्रिस्टल संरचना शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक जटिल होती है। स्टील के लिए, जिसमें लोहा और कार्बन परमाणु होते हैं, उनकी पारस्परिक व्यवस्था के लिए कई संभावनाएं हैं (बीसीसी या एफसीसी लोहे में कार्बन का ठोस समाधान, एक विशेष चरण का निर्माण - सीमेंटाइट, ग्रेफाइट समावेशन का गठन, और कुछ अन्य)।
मिश्र धातु के घनत्व के लिए, कई मामलों में निम्नलिखित सरल सूत्र का उपयोग करके इसका अनुमान लगाया जा सकता है:
ρ=∑मैंममैं/∑मैंवी मैं.
जहां मैं मिश्र धातु में घटक की संख्या है। यदि यह व्यंजक दो-घटक मिश्रधातु पर लागू होता है, तो निम्न सूत्र प्राप्त किया जा सकता है:
ρ=ρ1ρ2/(ρ1+x(2-ρ1)).
जहां ρ1 और ρ2 संगत घटकों के घनत्व हैं, x में पहले घटक का द्रव्यमान अंश है मिश्र धातु। यह परिभाषित हैतो:
x=एम1/(एम1+ एम2)।
कुछ मिश्र धातुओं के घनत्व की तालिका टन प्रति घन मीटर में नीचे दी गई है।
चूंकि प्रत्येक मिश्र धातु में मुख्य रूप से एक घटक होता है (स्टील - लोहा, कांस्य - तांबा, नाइक्रोम - निकल, और इसी तरह), यह आश्चर्य की बात नहीं है कि उनका घनत्व शुद्ध धातुओं के करीब है।
