धातुओं का घनत्व किग्रा/एम3 में: टेबल। घनत्व का प्रायोगिक और सैद्धांतिक निर्धारण

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 17:47

धातुएं रासायनिक तत्व हैं जो डी.आई. मेंडेलीव की अधिकांश आवर्त सारणी बनाते हैं। इस लेख में, हम घनत्व के रूप में इस तरह के एक महत्वपूर्ण भौतिक संपत्ति पर विचार करेंगे, साथ ही किलो / एम 3 में धातुओं के घनत्व की एक तालिका भी देंगे।

पदार्थ का घनत्व

इससे पहले कि हम धातुओं के घनत्व को किग्रा/एम3 में देखें, आइए भौतिक मात्रा से परिचित हों। घनत्व अंतरिक्ष में उसके आयतन V के द्रव्यमान m का अनुपात है, जिसे गणितीय रूप से इस प्रकार लिखा जा सकता है:

ρ=मी / वी

अध्ययन के तहत मूल्य आमतौर पर ग्रीक वर्णमाला ρ (आरओ) के अक्षर से दर्शाया जाता है।

अगर शरीर के अलग-अलग हिस्सों में अलग-अलग द्रव्यमान हैं, तो लिखित सूत्र का उपयोग करके आप औसत घनत्व निर्धारित कर सकते हैं। इस मामले में, स्थानीय घनत्व औसत से काफी भिन्न हो सकता है।

जैसा कि आप सूत्र से देख सकते हैं, का मान SI प्रणाली में kg/m3 में व्यक्त किया जाता है। यह किसी पदार्थ की मात्रा को उसके आयतन की एक इकाई में रखा जाता है। कई मामलों में यह विशेषता पदार्थों की पहचान है। तो, विभिन्न धातुओं के लिए, किलो / एम 3. में घनत्वअलग है, जिससे उन्हें पहचाना जा सकता है।

धातु और उनका घनत्व

धातु पदार्थ कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर ठोस होते हैं (पारा एकमात्र अपवाद है)। उनके पास उच्च प्लास्टिसिटी, विद्युत और तापीय चालकता है और सतह की पॉलिश अवस्था में एक विशिष्ट चमक है। धातुओं के कई गुण एक क्रमित क्रिस्टल जालक की उपस्थिति से जुड़े होते हैं जिसमें धनात्मक आयनिक कोर नोड्स पर बैठते हैं, एक नकारात्मक इलेक्ट्रॉन गैस के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

धातुओं के घनत्व के लिए, यह व्यापक रूप से भिन्न होता है। तो, कम से कम घने क्षार प्रकाश धातुएं हैं, जैसे लिथियम, पोटेशियम या सोडियम। उदाहरण के लिए, लिथियम का घनत्व 534 kg/m3 है, जो कि पानी का लगभग आधा है। इसका मतलब है कि लिथियम, पोटेशियम और सोडियम प्लेट पानी में नहीं डूबेंगे। दूसरी ओर, रेनियम, ऑस्मियम, इरिडियम, प्लेटिनम और सोने जैसी संक्रमण धातुओं का घनत्व बहुत अधिक होता है, जो पानी के से 20 या अधिक गुना होता है।

नीचे दी गई तालिका धातुओं के घनत्व को दर्शाती है। सभी मान कमरे के तापमान को g/cm³ में संदर्भित करते हैं। यदि इन मानों को 1,000 से गुणा किया जाता है, तो हमें ρ किग्रा/एम^{3 में मिलता है।}

उच्च घनत्व वाली धातुएं और कम घनत्व वाली धातुएं क्यों होती हैं? तथ्य यह है कि प्रत्येक विशिष्ट मामले के लिए का मान दो मुख्य. द्वारा निर्धारित किया जाता हैकारक:

1. धातु के क्रिस्टल जालक की विशेषता। यदि इस जाली में सबसे सघन पैकिंग में परमाणु हों, तो इसका स्थूल घनत्व अधिक होगा। FCC और hcp जाली में सबसे सघन पैकिंग होती है।
2. धातु परमाणु के भौतिक गुण। इसका द्रव्यमान जितना बड़ा होगा और त्रिज्या जितनी छोटी होगी, का मान उतना ही अधिक होगा। यह कारक बताता है कि क्यों उच्च घनत्व धातु आवर्त सारणी में उच्च संख्या वाले रासायनिक तत्व हैं।

घनत्व का प्रायोगिक निर्धारण

मान लीजिए हमारे पास अज्ञात धातु का एक टुकड़ा है। आप इसका घनत्व कैसे निर्धारित कर सकते हैं? के सूत्र को याद करते हुए, हम पूछे गए प्रश्न के उत्तर पर पहुँचते हैं। धातु के घनत्व को निर्धारित करने के लिए, इसे किसी भी संतुलन पर तौलना और आयतन को मापना पर्याप्त है। फिर सही इकाइयों का उपयोग करने के लिए याद रखते हुए, पहले मान को दूसरे से विभाजित किया जाना चाहिए।

यदि पिण्ड की ज्यामितीय आकृति जटिल है, तो उसका आयतन मापना आसान नहीं होगा। ऐसे मामलों में, आप आर्किमिडीज के नियम का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि जब पिंड को डुबोया जाता है तो विस्थापित तरल का आयतन मापा आयतन के ठीक बराबर होगा।

गैलीलियो द्वारा 16वीं शताब्दी के अंत में आविष्कृत जलस्थैतिक भार की विधि भी आर्किमिडीज के नियम के प्रयोग पर आधारित है। विधि का सार शरीर के वजन को हवा में और फिर तरल में मापना है। यदि पहले मान को P₀ से और दूसरे को P_{1 द्वारा दर्शाया जाता है, तो किलो/एम3 में धातु घनत्व की गणना निम्नलिखित का उपयोग करके की जाती है सूत्र:}

ρ=पी₀ ρ_एल / (पी₀ - पी 1₎

जहां ρ_{l द्रव का घनत्व है।}

घनत्व की सैद्धांतिक परिभाषा

रासायनिक तत्वों के घनत्व की उपरोक्त तालिका में, जिन धातुओं के लिए सैद्धांतिक घनत्व दिया गया है, उन्हें लाल रंग में चिह्नित किया गया है। ये तत्व रेडियोधर्मी हैं, और इन्हें कृत्रिम रूप से कम मात्रा में प्राप्त किया गया था। ये कारक उनके घनत्व को सटीक रूप से मापना मुश्किल बनाते हैं। हालाँकि, का मान सफलतापूर्वक परिकलित किया जा सकता है।

घनत्व के सैद्धांतिक निर्धारण की विधि काफी सरल है। ऐसा करने के लिए, आपको एक परमाणु का द्रव्यमान, प्राथमिक क्रिस्टल जाली में परमाणुओं की संख्या और इस जाली के प्रकार को जानना होगा।

उदाहरण के लिए, आइए लोहे की गणना करें। इसके परमाणु का द्रव्यमान 55.847 amu है। कमरे की परिस्थितियों में लोहे में 2.866 एंगस्ट्रॉम के पैरामीटर के साथ एक बीसीसी जाली होती है। चूँकि प्रति प्रारंभिक bcc घन में दो परमाणु होते हैं, हम पाते हैं:

ρ=255, 8471, 6610^-27 / (2, 866³ 10 -30^{)=7.876 किग्रा/मी}3

यदि हम इस मान की तुलना तालिका एक से करते हैं, तो हम देख सकते हैं कि वे केवल तीसरे दशमलव स्थान में भिन्न हैं।