धातु एक प्रकार की सामग्री है जिसका उपयोग मनुष्य प्राचीन काल से करता आ रहा है। पदार्थों का यह समूह बहुत अधिक है, लेकिन इन सभी में सामान्य भौतिक विशेषताएं हैं, जिन्हें आमतौर पर धात्विक गुण कहा जाता है।
उनमें कठोरता आम है, लेकिन निर्णायक नहीं। अधिक विशिष्ट अन्य हैं जो सबसे नरम धातु के पास हैं। ये गुण आणविक स्तर पर उनकी संरचना की ख़ासियत से निर्धारित होते हैं।
धातुओं के गुण
लोहा और उसके मिश्र धातु (इस्पात, कच्चा लोहा), तांबा, एल्यूमीनियम … इन सामग्रियों के उपयोग ने सभ्यता के विकास के विभिन्न चरणों में वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति में सफलताओं को चिह्नित किया। इनमें से प्रत्येक धातु में ऐसी विशेषताएं हैं जो इसे एक अद्वितीय व्यावहारिक मूल्य देती हैं। उनके लिए सामान्य विशेषताएं उच्च तापीय और विद्युत चालकता, प्लास्टिसिटी - विरूपण के दौरान अखंडता बनाए रखने की क्षमता, धात्विक चमक हैं।
दमास्क ब्लेड जो लोहे के कवच और सबसे नरम धातु को काटता है, जिस पर मामूली प्रभाव से निशान रह जाते हैं, एक समान आंतरिक संरचना होती है। यह एक क्रिस्टल जाली पर आधारित है, जिसके नोड्स पर परमाणु होते हैंसकारात्मक और तटस्थ आवेश, जिसके बीच एक "इलेक्ट्रॉन गैस" होती है - कण जो नाभिक के साथ बंधन के कमजोर होने के कारण परमाणुओं के बाहरी आवरण को छोड़ देते हैं। क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित सकारात्मक आयनों के बीच एक विशेष धातु बंधन "इलेक्ट्रॉन गैस" में उत्पन्न होने वाली आकर्षक ताकतों के कारण किया जाता है। धातु की कठोरता, घनत्व, गलनांक इस "गैस" की सांद्रता पर निर्भर करता है।
मूल्यांकन मानदंड
इस सवाल का जवाब कि कौन सी धातु सबसे नरम है, हमेशा चर्चा का विषय होगा, जब तक कि मूल्यांकन मानदंड पर सहमति न हो और कोमलता की अवधारणा को परिभाषित न किया जाए। सामग्री की इस विशेषता के बारे में राय विभिन्न उद्योगों के विशेषज्ञों के लिए भिन्न होगी। एक धातुकर्मी कोमलता को बढ़ी हुई लचीलापन, अपघर्षक सामग्री से विरूपण को स्वीकार करने की प्रवृत्ति आदि के रूप में समझ सकता है।
सामग्री वैज्ञानिकों के लिए, पदार्थों की विभिन्न विशेषताओं की निष्पक्ष रूप से तुलना करने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है। कोमलता में भी आम तौर पर स्वीकृत मूल्यांकन मानदंड होना चाहिए। दुनिया में सबसे नरम धातु में आम तौर पर मान्यता प्राप्त संकेतक होने चाहिए जो इसकी "रिकॉर्ड" विशेषताओं को साबित करते हैं। ऐसी कई विधियाँ हैं जिनका उद्देश्य विभिन्न सामग्रियों की कोमलता को मापना है।
माप के तरीके
कठोरता मापने के अधिकांश प्रमाणित तरीके परीक्षण के तहत सामग्री पर संपर्क क्रिया पर आधारित होते हैं, जिसे सटीक उपकरणों से मापा जाता है, एक सख्त शरीर से जिसे इंडेंटर कहा जाता है। इंडेंटर के प्रकार और माप के तरीकों के आधार पर, कई मुख्य हैंतरीके:
- ब्रिनेल विधि। परीक्षण पदार्थ की सतह में दबाए जाने पर धातु की गेंद द्वारा छोड़े गए छाप का व्यास निर्धारित किया जाता है।
- रॉकवेल विधि। एक गेंद या हीरे के शंकु की सतह में इंडेंटेशन की गहराई को मापा जाता है।
- विकर्स विधि। हीरे के चतुष्फलकीय पिरामिड द्वारा छोड़े गए छाप का क्षेत्रफल निर्धारित किया जाता है।
- किनारे की कठोरता। बहुत कठोर और बहुत नरम सामग्री के लिए तराजू होते हैं - एक विशेष सुई के विसर्जन की गहराई या एक विशेष स्ट्राइकर की सतह से पलटाव की ऊंचाई को मापा जाता है।
मोह कठोरता पैमाना
खनिजों और धातुओं की सापेक्षिक कठोरता का निर्धारण करने के लिए यह पैमाना 19वीं शताब्दी के प्रारंभ में जर्मन फ्रेडरिक मूस द्वारा प्रस्तावित किया गया था। यह स्क्रैचिंग विधि पर आधारित है, जहां एक कठिन नमूना नरम पर एक निशान छोड़ता है, और यह पता लगाने के लिए बहुत सुविधाजनक है कि कौन सी धातु सबसे नरम है। 10 संदर्भ खनिजों के संबंध में, जिन्हें एक सशर्त कठोरता सूचकांक सौंपा गया है, पैमाने में एक स्थान और एक डिजिटल सूचकांक परीक्षण किए गए पदार्थ के लिए निर्धारित किया जाता है। सबसे नरम संदर्भ खनिज तालक है। इसमें Mohs कठोरता 1 है, और सबसे कठोर हीरा 10 है।
मोह पैमाने पर कठोरता का मूल्यांकन "नरम - कठिन" सिद्धांत पर आधारित है। यह निर्धारित करना संभव है कि कितनी बार, उदाहरण के लिए, 2.75 के मोह पैमाने पर एक सूचकांक एल्यूमीनियम, टंगस्टन (6.0) की तुलना में नरम है, केवल अन्य तरीकों के आधार पर माप परिणामों के साथ। लेकिन आवर्त सारणी में सबसे नरम धातु का निर्धारण करने के लिए, यह तालिका पर्याप्त है।
सबसे नरम क्षार धातु हैं
मोह्स खनिज पैमाने से देखा जा सकता है कि सबसे नरम क्षार धातुओं से संबंधित पदार्थ हैं। यहां तक कि पारा, थर्मामीटर से तरल से कई लोगों के लिए परिचित, 1.5 की कठोरता सूचकांक है। समान भौतिक, यांत्रिक और रासायनिक गुणों वाले कई पदार्थ इससे नरम होते हैं: लिथियम (मोह पैमाने पर 0.6), सोडियम (0.5), पोटेशियम (0, 4), रूबिडियम (0, 3)। सबसे नरम धातु सीज़ियम है, जिसका मोह कठोरता पैमाना 0.2 है।
क्षार धातुओं के भौतिक और रासायनिक गुण उनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से निर्धारित होते हैं। यह अक्रिय गैसों की संरचना से थोड़ा ही भिन्न है। बाहरी ऊर्जा स्तर पर स्थित एक इलेक्ट्रॉन में गतिशीलता होती है, जो उच्च रासायनिक गतिविधि को निर्धारित करती है। सबसे नरम धातुओं को एक विशेष अस्थिरता की विशेषता होती है, वे मेरे लिए मुश्किल होती हैं और अपरिवर्तित रहती हैं। वे हवा, पानी, ऑक्सीजन के साथ हिंसक रासायनिक अंतःक्रिया करते हैं।
आइटम 55
नाम "सीज़ियम" लैटिन सीज़ियस - "स्काई ब्लू" से आया है: एक बहुत गर्म पदार्थ द्वारा उत्सर्जित स्पेक्ट्रम में, दो चमकदार नीली धारियाँ अवरक्त रेंज में दिखाई देती हैं। अपने शुद्ध रूप में, यह प्रकाश को अच्छी तरह से दर्शाता है, हल्के सोने जैसा दिखता है और इसका रंग चांदी-पीला होता है। सीज़ियम दुनिया की सबसे नरम धातु है, जिसका ब्रिनेल कठोरता सूचकांक 0.15 MN/m2 (0.015 kgf/cm2) है। गलनांक: +28.5°C, इसलिए सामान्य परिस्थितियों में, कमरे के तापमान पर, सीज़ियम अर्ध-तरल अवस्था में होता है।
यह दुर्लभ हैमहंगी और अत्यंत प्रतिक्रियाशील धातु। इलेक्ट्रॉनिक्स, रेडियो इंजीनियरिंग और उच्च तकनीक वाले रासायनिक उद्योग में, सीज़ियम और इस पर आधारित मिश्र धातुओं का तेजी से उपयोग किया जाता है और इसकी आवश्यकता लगातार बढ़ रही है। इसकी रासायनिक गतिविधि, उच्चतम विद्युत चालकता वाले यौगिक बनाने की क्षमता मांग में है। सीज़ियम विशेष ऑप्टिकल उपकरणों, अद्वितीय गुणों वाले लैंप और अन्य उच्च तकनीक वाले उत्पादों के उत्पादन में एक महत्वपूर्ण घटक है। साथ ही, कोमलता इसकी सबसे अधिक मांग वाला गुण नहीं है।
