अकार्बनिक रसायन सामान्य रसायन शास्त्र का हिस्सा है। यह अकार्बनिक यौगिकों के गुणों और व्यवहार के अध्ययन से संबंधित है - उनकी संरचना और अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता। यह दिशा सभी पदार्थों की खोज करती है, सिवाय उन पदार्थों के जो कार्बन श्रृंखलाओं से निर्मित होते हैं (बाद वाले कार्बनिक रसायन विज्ञान के अध्ययन का विषय हैं)।
विवरण
रसायन विज्ञान एक जटिल विज्ञान है। श्रेणियों में इसका विभाजन विशुद्ध रूप से मनमाना है। उदाहरण के लिए, अकार्बनिक और कार्बनिक रसायन जैव अकार्बनिक नामक यौगिकों से जुड़े होते हैं। इनमें हीमोग्लोबिन, क्लोरोफिल, विटामिन बी12 और कई एंजाइम शामिल हैं।
अक्सर, पदार्थों या प्रक्रियाओं का अध्ययन करते समय, अन्य विज्ञानों के साथ विभिन्न संबंधों को ध्यान में रखना पड़ता है। सामान्य और अकार्बनिक रसायन विज्ञान में सरल और जटिल पदार्थ शामिल होते हैं, जिनकी संख्या 400,000 तक पहुंचती है। उनके गुणों के अध्ययन में अक्सर भौतिक रसायन विज्ञान के तरीकों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल होती है, क्योंकि वे विज्ञान के गुणों को जोड़ सकते हैं जैसे किभौतिक विज्ञान। पदार्थों की गुणवत्ता चालकता, चुंबकीय और ऑप्टिकल गतिविधि, उत्प्रेरक के प्रभाव और अन्य "भौतिक" कारकों से प्रभावित होती है।
आम तौर पर, अकार्बनिक यौगिकों को उनके कार्य के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है:
- एसिड;
- मैदान;
- ऑक्साइड;
- नमक।
ऑक्साइड को अक्सर धातुओं (बेसिक ऑक्साइड या बेसिक एनहाइड्राइड) और गैर-धातु ऑक्साइड (अम्लीय ऑक्साइड या एसिड एनहाइड्राइड) में विभाजित किया जाता है।
उत्पत्ति
अकार्बनिक रसायन का इतिहास कई कालखंडों में विभाजित है। प्रारंभिक चरण में, यादृच्छिक अवलोकनों के माध्यम से ज्ञान संचित किया गया था। प्राचीन काल से, आधार धातुओं को कीमती धातुओं में बदलने का प्रयास किया गया है। तत्वों की परिवर्तनीयता के अपने सिद्धांत के माध्यम से अरस्तू द्वारा रसायन विज्ञान के विचार को बढ़ावा दिया गया था।
पंद्रहवीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में महामारियों का प्रकोप हुआ। विशेष रूप से जनसंख्या चेचक और प्लेग से पीड़ित थी। एस्कुलैपियस ने माना कि रोग कुछ पदार्थों के कारण होते हैं, और उनके खिलाफ लड़ाई अन्य पदार्थों की मदद से की जानी चाहिए। इससे तथाकथित औषधीय-रासायनिक काल की शुरुआत हुई। उस समय, रसायन विज्ञान एक स्वतंत्र विज्ञान बन गया।
नए विज्ञान का उदय
पुनर्जागरण के दौरान, अध्ययन के विशुद्ध रूप से व्यावहारिक क्षेत्र से रसायन विज्ञान ने सैद्धांतिक अवधारणाओं को "प्राप्त" करना शुरू किया। वैज्ञानिकों ने पदार्थों के साथ होने वाली अंतर्निहित प्रक्रियाओं को समझाने की कोशिश की। 1661 में, रॉबर्ट बॉयल ने "रासायनिक तत्व" की अवधारणा का परिचय दिया। 1675 में निकोलस लेमर ने रासायनिक तत्वों को अलग कियापौधों और जानवरों से खनिज, जिससे कार्बनिक यौगिकों से अलग अकार्बनिक यौगिकों के रसायन विज्ञान के अध्ययन को निर्धारित किया जाता है।
बाद में, रसायनज्ञों ने दहन की घटना को समझाने की कोशिश की। जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज स्टाल ने फ्लॉजिस्टन का सिद्धांत बनाया, जिसके अनुसार एक ज्वलनशील पिंड फ्लॉजिस्टन के एक गैर-गुरुत्वाकर्षण कण को खारिज कर देता है। 1756 में, मिखाइल लोमोनोसोव ने प्रयोगात्मक रूप से साबित किया कि कुछ धातुओं का दहन हवा के कणों (ऑक्सीजन) से जुड़ा होता है। एंटोनी लावोज़ियर ने भी फ्लॉजिस्टन के सिद्धांत का खंडन किया, जो दहन के आधुनिक सिद्धांत के संस्थापक बन गए। उन्होंने "रासायनिक तत्वों के यौगिक" की अवधारणा भी पेश की।
विकास
अगली अवधि जॉन डाल्टन के काम से शुरू होती है और परमाणु (सूक्ष्म) स्तर पर पदार्थों की बातचीत के माध्यम से रासायनिक कानूनों को समझाने का प्रयास करती है। 1860 में कार्लज़ूए में पहली रासायनिक कांग्रेस ने परमाणु, संयोजकता, समतुल्य और अणु की अवधारणाओं को परिभाषित किया। आवधिक कानून की खोज और आवधिक प्रणाली के निर्माण के लिए धन्यवाद, दिमित्री मेंडेलीव ने साबित किया कि परमाणु-आणविक सिद्धांत न केवल रासायनिक कानूनों के साथ, बल्कि तत्वों के भौतिक गुणों से भी जुड़ा हुआ है।
अकार्बनिक रसायन विज्ञान के विकास में अगला चरण 1876 में रेडियोधर्मी क्षय की खोज और 1913 में परमाणु के डिजाइन की व्याख्या से जुड़ा है। 1916 में अल्ब्रेक्ट केसल और गिल्बर्ट लुईस का एक अध्ययन रासायनिक बंधों की प्रकृति की समस्या को हल करता है। विलार्ड गिब्स और हेनरिक रोसज़ेब द्वारा विषम संतुलन के सिद्धांत के आधार पर, 1913 में निकोलाई कुर्नाकोव ने आधुनिक अकार्बनिक रसायन विज्ञान के मुख्य तरीकों में से एक बनाया -भौतिक और रासायनिक विश्लेषण।
अकार्बनिक रसायन के मूल तत्व
अकार्बनिक यौगिक प्राकृतिक रूप से खनिजों के रूप में पाए जाते हैं। मिट्टी में जिप्सम के रूप में आयरन सल्फाइड जैसे पाइराइट या कैल्शियम सल्फेट हो सकता है। अकार्बनिक यौगिक जैव-अणुओं के रूप में भी पाए जाते हैं। उन्हें उत्प्रेरक या अभिकर्मकों के रूप में उपयोग के लिए संश्लेषित किया जाता है। पहला महत्वपूर्ण कृत्रिम अकार्बनिक यौगिक अमोनियम नाइट्रेट है, जिसका उपयोग मिट्टी को उर्वरित करने के लिए किया जाता है।
नमक
कई अकार्बनिक यौगिक आयनिक यौगिक होते हैं जो धनायनों और आयनों से बने होते हैं। ये तथाकथित लवण हैं, जो अकार्बनिक रसायन विज्ञान में शोध का विषय हैं। आयनिक यौगिकों के उदाहरण हैं:
- मैग्नीशियम क्लोराइड (MgCl2), जिसमें Mg2+ धनायन और Cl- आयन होते हैं।.
- सोडियम ऑक्साइड (Na2O), जिसमें धनायन Na+ और आयन O2- होते हैं.
प्रत्येक नमक में, आयनों का अनुपात ऐसा होता है कि विद्युत आवेश संतुलन में होते हैं, अर्थात समग्र रूप से यौगिक विद्युत रूप से तटस्थ होता है। आयनों को उनके ऑक्सीकरण अवस्था और गठन की आसानी से वर्णित किया जाता है जो उन तत्वों के आयनीकरण क्षमता (धनायनों) या इलेक्ट्रॉन आत्मीयता (आयनों) से होता है जिनसे वे बनते हैं।
अकार्बनिक लवण में ऑक्साइड, कार्बोनेट, सल्फेट और हैलाइड शामिल हैं। कई यौगिकों को उच्च गलनांक की विशेषता होती है। अकार्बनिक लवण आमतौर पर ठोस क्रिस्टलीय संरचनाएं होती हैं। उनकी एक और महत्वपूर्ण विशेषता हैपानी में घुलनशीलता और क्रिस्टलीकरण में आसानी। कुछ लवण (जैसे NaCl) पानी में बहुत घुलनशील होते हैं, जबकि अन्य (जैसे SiO2) लगभग अघुलनशील होते हैं।
धातु और मिश्र धातु
लौह, तांबा, कांस्य, पीतल, एल्युमिनियम जैसी धातुएं आवर्त सारणी के नीचे बाईं ओर रासायनिक तत्वों का एक समूह हैं। इस समूह में 96 तत्व शामिल हैं जिनकी विशेषता उच्च तापीय और विद्युत चालकता है। वे धातु विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। धातुओं को सशर्त रूप से लौह और अलौह, भारी और हल्के में विभाजित किया जा सकता है। वैसे, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तत्व लोहा है, यह सभी प्रकार की धातुओं के बीच विश्व उत्पादन का 95% हिस्सा लेता है।
मिश्र धातु दो या दो से अधिक धातुओं को तरल अवस्था में पिघलाकर और मिलाने से प्राप्त जटिल पदार्थ हैं। वे एक आधार (प्रतिशत के संदर्भ में प्रमुख तत्व: लोहा, तांबा, एल्यूमीनियम, आदि) से मिलकर बने होते हैं, जिसमें मिश्र धातु और संशोधित घटकों के छोटे जोड़ होते हैं।
मानव जाति लगभग 5000 प्रकार के मिश्र धातुओं का उपयोग करती है। वे निर्माण और उद्योग में मुख्य सामग्री हैं। वैसे, धातुओं और अधातुओं के बीच मिश्र भी होते हैं।
वर्गीकरण
अकार्बनिक रसायन की तालिका में धातुओं को कई समूहों में बांटा गया है:
- 6 तत्व क्षारीय समूह में हैं (लिथियम, पोटेशियम, रूबिडियम, सोडियम, फ्रांसियम, सीज़ियम);
- 4 - क्षारीय पृथ्वी में (रेडियम, बेरियम, स्ट्रोंटियम, कैल्शियम);
- 40 - संक्रमण में (टाइटेनियम, सोना, टंगस्टन, तांबा, मैंगनीज,स्कैंडियम, लोहा, आदि);
- 15 - लैंथेनाइड्स (लैंथेनम, सेरियम, एर्बियम, आदि);
- 15 - एक्टिनाइड्स (यूरेनियम, एक्टिनियम, थोरियम, फ़र्मियम, आदि);
- 7 - अर्धधातु (आर्सेनिक, बोरॉन, सुरमा, जर्मेनियम, आदि);
- 7 - हल्की धातुएं (एल्यूमीनियम, टिन, विस्मुट, सीसा, आदि)।
अधातु
अधातु रासायनिक तत्व और रासायनिक यौगिक दोनों हो सकते हैं। मुक्त अवस्था में वे अधात्विक गुणों वाले साधारण पदार्थ बनाते हैं। अकार्बनिक रसायन विज्ञान में, 22 तत्वों को प्रतिष्ठित किया जाता है। ये हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोरीन, सिलिकॉन, फास्फोरस, सल्फर, क्लोरीन, आर्सेनिक, सेलेनियम, आदि हैं।
सबसे विशिष्ट अधातु हैलोजन हैं। धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में, वे यौगिक बनाते हैं जिनका बंधन मुख्य रूप से आयनिक होता है, जैसे KCl या CaO। एक दूसरे के साथ बातचीत करते समय, गैर-धातु सहसंयोजक बंधित यौगिक (Cl3N, ClF, CS2, आदि) बना सकते हैं।
क्षार और अम्ल
क्षार जटिल पदार्थ हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण जल में घुलनशील हाइड्रोक्साइड हैं। भंग होने पर, वे धातु के धनायनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों के साथ अलग हो जाते हैं, और उनका पीएच 7 से अधिक होता है। क्षारों को रासायनिक रूप से एसिड के विपरीत माना जा सकता है क्योंकि जल-विघटनकारी अम्ल हाइड्रोजन आयनों (H3O+) की सांद्रता को तब तक बढ़ाते हैं जब तक कि आधार कम न हो जाए।
अम्ल वे पदार्थ हैं जो क्षारों के साथ रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेते हैं, उनसे इलेक्ट्रॉन लेते हैं। व्यावहारिक महत्व के अधिकांश अम्ल जल में घुलनशील होते हैं। भंग होने पर, वे हाइड्रोजन केशन से अलग हो जाते हैं(Н+) और अम्लीय आयन, और उनका पीएच 7.
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