📘 अध्याय 3 – धातु एवं अधातु

3.1 धातुओं के भौतिक गुणधर्म

✨ परिभाषा :

धातु (Metal) वे तत्व हैं जिनमें चमक, कठोरता, आघातवर्ध्यता, तन्यता, ऊष्मा एवं विद्युत चालकता, तथा ध्वनिकता जैसे गुण पाए जाते हैं।

🟢 धातुओं के मुख्य भौतिक गुणधर्म :

धात्विक चमक (Lustre) ✨
धातुएँ चमकदार होती हैं।
उदाहरण : सोना, चाँदी, ताँबा
गहनों व सजावट में उपयोग।

कठोरता (Hardness) 🔨
अधिकांश धातुएँ कठोर होती हैं।
Iron → बहुत कठोर
Na, K → इतने मुलायम कि चाकू से कट जाते हैं।

आघातवर्ध्यता (Malleability) 🪙
धातुओं को पीटकर पतली चादर बनाई जा सकती है।
Gold, Silver = सबसे आघातवर्ध्य
Gold Foil → लैब प्रयोगों में उपयोग।

तन्यता (Ductility) 🧵
धातुओं को खींचकर तार बनाया जा सकता है।
Gold → 1g = 2km लंबा तार
Copper, Aluminium → बिजली के तार।

ऊष्मा चालकता (Heat Conduction) 🔥
धातुएँ ऊष्मा की अच्छी चालक होती हैं।
Best → Cu, Ag
Poor → Pb, Hg
बर्तन बनाने में → Al, Cu।

विद्युत चालकता (Electric Conduction) ⚡
धातुएँ बिजली की अच्छी चालक होती हैं।
Copper, Aluminium → तार
सुरक्षा हेतु → रबर / PVC से ढका जाता है।

ध्वनिकता (Sonority) 🔔
टकराने पर मधुर ध्वनि (घनघनाहट) उत्पन्न करती हैं।
Example : घंटी।

✨ याद रखने का शॉर्ट Capsule :

👉 Lustre → Metals चमकते हैं (Gold, Silver)
👉 Hardness → ज़्यादातर कठोर; Na, K soft
👉 Malleability → पीटकर चादर (Gold, Silver)
👉 Ductility → तार (Cu, Al, Gold)
👉 Heat Conduction → Cu, Ag best
👉 Electricity Conduction → Metals अच्छे; पर PVC cover
👉 Sonority → टकराने पर sound → घंटी

✨ अधातु (Non-Metals)

अधातुओं के गुणधर्म

🔹 परिभाषा

जो तत्व धातुओं के उल्टे गुण रखते हैं, उन्हें अधातु कहते हैं।
👉 अधातुओं की संख्या धातुओं से बहुत कम है।

🔹 उदाहरण

कार्बन (C)
सल्फर (S)
आयोडीन (I)
ऑक्सीजन (O₂)
हाइड्रोजन (H₂)
ब्रोमीन (Br₂) → अकेली अधातु जो Liquid होती है।
बाकी अधातु या तो गैस या ठोस रूप में मिलते हैं।

⚖️ धातु बनाम अधातु (भौतिक गुणों के आधार पर)

गुणधर्म	धातु	अधातु
सामान्य अवस्था	ज़्यादातर ठोस (Hg को छोड़कर)	ज़्यादातर गैस या ठोस (Br₂ को छोड़कर)
गलनांक	अधिक (Ga, Cs = कम)	कम या बहुत अधिक (जैसे हीरा)
चमक	चमकीले	नहीं (लेकिन Iodine चमकदार है)
कठोरता	कठोर (Na, K = मुलायम)	कठोर नहीं (लेकिन हीरा = सबसे कठोर)
चालकता	बिजली-ऊष्मा के अच्छे चालक	बुरे चालक (लेकिन Graphite conductor है)

✨ खास अपवाद

Gallium, Cesium (धातु) → हाथ पर रखने से पिघल जाते हैं।
आयोडीन (अधातु) → लेकिन चमकदार है।
कार्बन (अधातु, कई रूपों में)
➤ हीरा → सबसे कठोर, उच्च गलनांक।
➤ ग्रेफाइट → बिजली का अच्छा चालक।
Na, K, Li (धातु होते हुए भी) → इतने मुलायम कि चाकू से काट सकते हैं।

⚗️ रासायनिक गुणों के आधार पर फर्क

धातु → ऑक्साइड = पानी में घुलकर क्षार (Base) बनाते हैं।
अधातु → ऑक्साइड = पानी में घुलकर अम्ल (Acid) बनाते हैं।

👉 याद रखने की ट्रिक:

धातु = बेस (धातु = दही वाली बेस जैसी)।
अधातु = अम्ल (खट्टे नींबू जैसी)।

✅ अब अगर तुमसे कोई पूछे —
"धातु और अधातु को कैसे अलग पहचानोगे?"

तो सीधे बोलना:
भौतिक गुण कई बार धोखा देते हैं (अपवाद होते हैं)।
असली पहचान रासायनिक गुणों से होती है।

भाई अब ये शॉर्ट नोट्स ऐसे बने कि
परिभाषा → उदाहरण → तुलना → अपवाद → ट्रिक
सब साफ और छोटे में आ गए।

🧪 3.2 धातुओं के रासायनिक गुणधर्म

3.2.1 धातुओं का ऑक्सीजन में दहन

🔹 परिभाषा

जब धातु ऑक्सीजन के साथ जलती है, तो धातु ऑक्साइड बनता है।
👉 सामान्य समीकरण :
धातु + O₂ → धातु ऑक्साइड

🔹 उदाहरण

Mg → सफेद चमक के साथ जलता है → MgO (सफेद पाउडर)
Cu → गरम करने पर काला CuO बनाता है
Al → Al₂O₃ (Aluminium oxide)
Fe → धीरे-धीरे ऑक्सीकृत → जंग (Rust)
Na, K → तुरंत जलते हैं (बहुत reactive)
Ag, Au → बिल्कुल भी reaction नहीं करते (Noble metals)

🔹 धातु ऑक्साइड की प्रकृति

ज़्यादातर → क्षारकीय (Basic)
कुछ → उभयधर्मी (Amphoteric) = Acid और Base दोनों से react करते हैं
Al₂O₃, ZnO

👉 Reaction :
Al₂O₃ + HCl → AlCl₃ + H₂O
Al₂O₃ + NaOH → NaAlO₂ + H₂O

🔹 पानी में घुलने वाले ऑक्साइड

कुछ धातु ऑक्साइड पानी में घुलकर क्षार (Base) बनाते हैं :
Na₂O + H₂O → 2NaOH
K₂O + H₂O → 2KOH

🔹 अभिक्रियाशीलता (Reactivity)

बहुत reactive → Na, K → हवा में भी जल जाते हैं (kerosene में रखते हैं)
Moderate reactive → Mg, Al, Zn, Pb → सतह पर oxide layer → आगे oxidation से बचाता है
Slow reactive → Fe (धीरे-धीरे rust)
कम reactive → Cu (गरम करने पर काला CuO)
Bilkul कम → Ag, Au (noble metals)

🔹 Reactivity Order

Na > Mg > Zn > Fe > Cu > Pb > Ag / Au

📌 Quick Exam Notes (Shortcuts)

✔️ Metal + O₂ → Metal Oxide (Basic nature)
✔️ Amphoteric oxides → Al₂O₃, ZnO
✔️ Na₂O, K₂O + H₂O → Strong Base (NaOH, KOH)
✔️ Fastest reaction → Na, K (kerosene में रखते हैं)
✔️ Slowest reaction → Ag, Au (Noble metals)

✨ भाई अब ये नोट्स ऐसे बने कि
Definition → Example → Nature → Reactivity → Order → Shortcut
सब क्लियर और छोटे में आ गए ✅

🌊 3.2.2

धातुओं की जल के साथ अभिक्रिया

🔹 सामान्य परिभाषा

जब धातु जल (H₂O) के साथ अभिक्रिया करती है →
👉 धातु ऑक्साइड / धातु हाइड्रॉक्साइड + H₂ गैस बनते हैं।

सामान्य समीकरण :
धातु + H₂O → धातु ऑक्साइड + H₂
धातु ऑक्साइड + H₂O → धातु हाइड्रॉक्साइड

🟢 1. अत्यधिक सक्रिय धातुएँ (K, Na)

ठंडे जल के साथ ही बहुत तेज़ अभिक्रिया।
अभिक्रिया Exothermic (तेज़ ऊष्मा निकलती है)।
हाइड्रोजन गैस तुरंत जल उठती है।

समीकरण:
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ ↑ + ऊष्मा
2K + 2H₂O → 2KOH + H₂ ↑ + ऊष्मा

👉 उत्पाद = NaOH/KOH (क्षारीय विलयन) + H₂
👉 Reaction इतनी तेज़ कि चमकदार लौ दिखती है।

🟡 2. मध्यम सक्रिय धातु (Ca)

ठंडे जल के साथ धीमी अभिक्रिया।
बनी ऊष्मा Hydrogen को नहीं जलाती।
बुलबुले Ca की सतह पर → Ca तैरने लगता है।

समीकरण:
Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ ↑

👉 Ca(OH)₂ = स्लैक्ड लाइम (थोड़ा घुलनशील)
👉 विलयन = हल्का क्षारीय

🟠 3. कम सक्रिय धातु (Mg)

ठंडे जल = कोई अभिक्रिया नहीं।
गर्म जल = धीमी अभिक्रिया।

समीकरण:
Mg + 2H₂O (गर्म) → Mg(OH)₂ + H₂ ↑

👉 H₂ बुलबुले Mg की सतह पर → Mg तैरने लगता है।

🔵 4. और कम सक्रिय (Al, Zn, Fe)

ठंडा/गर्म जल = कोई अभिक्रिया नहीं।
भाप (Steam) के साथ अभिक्रिया करते हैं।

समीकरण:
2Al + 3H₂O (g) → Al₂O₃ + 3H₂
3Fe + 4H₂O (g) → Fe₃O₄ + 4H₂
Zn + H₂O (g) → ZnO + H₂

👉 Al पर ऑक्साइड लेयर (Al₂O₃) सुरक्षा देती है।
👉 Fe से Fe₃O₄ (Magnetite) बनता है।

⚪ 5. बहुत कम सक्रिय (Pb, Cu, Ag, Au)

जल और भाप – दोनों से अभिक्रिया नहीं करते।
👉 इन्हें कम प्रतिक्रियाशील धातुएँ कहते हैं।

📊 धातुओं की जल के साथ अभिक्रिया – सारणी

धातु	जल के साथ अभिक्रिया	उत्पाद
K, Na	ठंडे जल के साथ बहुत तेज़	KOH/NaOH + H₂
Ca	ठंडे जल के साथ धीमी	Ca(OH)₂ + H₂
Mg	ठंडा जल = नहीं, गर्म जल = धीमी	Mg(OH)₂ + H₂
Al, Zn, Fe	केवल भाप (Steam) के साथ	ऑक्साइड + H₂
Pb, Cu, Ag, Au	कोई अभिक्रिया नहीं	—

📌 Exam के लिए शॉर्टकट टिप्स

✔️ Na/K → Cold water से ही तेज़ reaction → H₂ प्रज्वलित हो जाती है।
✔️ Ca → Slow reaction, H₂ ignite नहीं होती, बुलबुले सतह पर → Ca तैरता है।
✔️ Mg → सिर्फ गरम जल में reaction।
✔️ Fe → पानी से नहीं, सिर्फ भाप से reaction।
✔️ Noble metals (Ag, Au, Cu) → कोई reaction नहीं।

📖 3.2.3

धातुओं और अम्लों की अभिक्रिया

⚡ सामान्य नियम

धातु + अम्ल → लवण (Salt) + हाइड्रोजन गैस (H₂)
👉 मतलब: अम्ल में धातु डालते ही बुलबुले (H₂) और लवण (Salt) बनते हैं।

🧪 उदाहरण

मैग्नीशियम + HCl
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ ↑
👉 हाइड्रोजन गैस + मैग्नीशियम क्लोराइड

जिंक + HCl
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ ↑

आयरन + HCl
Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ ↑

👉 इन तीनों में बुलबुले + ऊष्मा (Heat) निकलती है।

❌ अपवाद (Exception)

कॉपर (Cu) Hydrochloric acid (HCl) के साथ कोई अभिक्रिया नहीं करता।
👉 मतलब न बुलबुले आएंगे, न गर्मी।

💥 खास केस: Nitric Acid (HNO₃)

HNO₃ = तेज़ ऑक्सीकारक (Strong Oxidizing Agent)
👉 हाइड्रोजन गैस बनने से पहले ही उसे पानी (H₂O) में बदल देता है।
👉 खुद बदल जाता है = नाइट्रोजन ऑक्साइड्स (N₂O, NO, NO₂) में।

✅ केवल Mg और Mn dilute HNO₃ से H₂ गैस छोड़ सकते हैं।

🔥 अभिक्रियाशीलता क्रम (Reactivity Order)

Mg > Al > Zn > Fe > Cu

⚡ Mg = सबसे तेज़ प्रतिक्रिया (सबसे ज्यादा बुलबुले + गर्मी)
⚡ Al/Zn = मध्यम प्रतिक्रिया
⚡ Fe = धीमी प्रतिक्रिया
⚡ Cu = कोई प्रतिक्रिया नहीं

📝 शॉर्ट नोट्स (Quick Revision)

✔️ धातु + अम्ल → लवण + H₂
✔️ HNO₃ = हाइड्रोजन गैस बनने ही नहीं देता।
✔️ Mg और Mn dilute HNO₃ से H₂ निकालते हैं।
✔️ Reactivity Order = Mg > Al > Zn > Fe > Cu

👉 इसे ऐसे याद करो:
🔹 Mg डालो = सबसे तेज़ बुलबुले
🔹 Al/Zn डालो = मध्यम बुलबुले
🔹 Fe डालो = थोड़े बुलबुले
🔹 Cu डालो = कुछ भी नहीं होगा 🚫

✨ Part 3.2.4 & 3.2.5

धातुएँ और अधातुएँ

📖 परिभाषा

👉 जब कोई धातु किसी दूसरी धातु के लवण विलयन से उसे हटाकर खुद उसकी जगह ले लेती है, तो इसे विस्थापन अभिक्रिया (Displacement Reaction) कहते हैं।

🔹 3.2.4 धातुएँ अन्य धातु लवणों के साथ अभिक्रिया

नियम: ज्यादा अभिक्रियाशील धातु, कम अभिक्रियाशील धातु को उसके लवण से बाहर निकाल देती है।

सामान्य समीकरण:
A + B(के लवण) → A(का लवण) + धातु B

उदाहरण:
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu ✅
(Iron > Copper, इसलिए Fe Cu को हटा देता है)

Cu + FeSO₄ → ❌ कोई प्रतिक्रिया नहीं
(Copper < Iron, इसलिए हट नहीं पाया)

📌 निष्कर्ष: Iron (Fe) > Copper (Cu)

🔹 3.2.5 सक्रियता श्रेणी (Reactivity Series)

👉 एक तालिका जिसमें धातुओं को उनकी अभिक्रियाशीलता के आधार पर ऊपर से नीचे तक रखा गया है।

🔼 ऊपर: सबसे ज्यादा सक्रिय धातुएँ
🔽 नीचे: सबसे कम सक्रिय धातुएँ

⚡ सक्रियता श्रेणी:
K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au

🧠 याद रखने की ट्रिक

👉 "काका नै कैरम मैच अलगे ज़ोर फ़ोकस पे, हस कर हिम्मत करो, अच्छा-अच्छा गाओ"

🔹 K – काका (पोटैशियम)
🔹 Na – नै (सोडियम)
🔹 Ca – कैरम (कैल्सियम)
🔹 Mg – मैच (मैग्नीशियम)
🔹 Al – अलगे (एल्युमिनियम)
🔹 Zn – ज़ोर (जिंक)
🔹 Fe – फ़ोकस (आयरन)
🔹 Pb – पे (लेड)
🔹 H – हस (हाइड्रोजन)
🔹 Cu – कर (कॉपर)
🔹 Hg – हिम्मत (पारद)
🔹 Ag – अच्छा (सिल्वर)
🔹 Au – गाओ (गोल्ड)

📌 Exam Point of View

✔️ विस्थापन अभिक्रिया = कौन किसे हटाएगा?
✔️ सक्रियता श्रेणी से तय होता है कौन ज्यादा अभिक्रियाशील है।
✔️ हाइड्रोजन को भी शामिल किया गया है ताकि comparison हो सके।

✨ शॉर्ट नोट्स

धातुएँ एवं अधातुएँ की अभिक्रिया

🔹 परिभाषा

अभिक्रिया (Reaction): जब दो या दो से अधिक पदार्थ आपस में मिलकर नए पदार्थ का निर्माण करते हैं, तो इस प्रक्रिया को अभिक्रिया कहते हैं।

1️⃣ आधार (Basic Concept)

प्रत्येक परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन कोश (shells) होते हैं।
किसी तत्व की अभिक्रियाशीलता उसके बाहरी कोश (valence shell) के इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करती है।
उत्कृष्ट गैसें (Noble gases) → इनके बाहरी कोश पूरे (अष्टक/duplet) होते हैं → ये अक्रियाशील रहती हैं।
धातु/अधातु → अपना कोश भरने के लिए इलेक्ट्रॉन खोते/पाते हैं।

2️⃣ सोडियम (Na) – धातु का उदाहरण

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 2, 8, 1
बाहरी कोश में 1 इलेक्ट्रॉन → स्थिर होने के लिए यह इलेक्ट्रॉन त्याग देता है।
नया विन्यास = 2, 8 (अष्टक पूरा)
अब सोडियम पर +1 चार्ज आ जाता है।
👉 यह कहलाता है: Na⁺ (धनायन)

3️⃣ क्लोरीन (Cl) – अधातु का उदाहरण

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 2, 8, 7
बाहरी कोश में 7 इलेक्ट्रॉन → स्थिर होने के लिए 1 इलेक्ट्रॉन लेता है।
नया विन्यास = 2, 8, 8 (अष्टक पूरा)
अब क्लोरीन पर –1 चार्ज आ जाता है।
👉 यह कहलाता है: Cl⁻ (ऋणायन)

4️⃣ Na और Cl की अभिक्रिया

Na → इलेक्ट्रॉन छोड़ता है।
Cl → वही इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है।
दोनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण बनता है।
👉 नया यौगिक: NaCl (सामान्य नमक)
👉 यह कहलाता है: आयनिक बंध (Ionic Bond)

5️⃣ याद रखने योग्य बिंदु (Exam के लिए)

✔️ धातु (Na, Mg, Ca) → इलेक्ट्रॉन खोकर धनायन बनाती हैं।
✔️ अधातु (Cl, O, S) → इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर ऋणायन बनाती हैं।
✔️ आयनों का आकर्षण = आयनिक बंध

आयनिक यौगिकों की विशेषताएँ:
🔹 ठोस अवस्था में क्रिस्टलीय
🔹 उच्च गलनांक व क्वथनांक
🔹 जल में घुलकर विद्युत चालक

✨ शॉर्ट नोट्स

तत्वों के प्रकार और इलेक्ट्रॉनिक संरचना

🔹 परिभाषा

तत्व (Element): वे शुद्ध पदार्थ जिन्हें रासायनिक विधियों से और सरल पदार्थों में नहीं तोड़ा जा सकता।

1️⃣ तत्वों की मुख्य श्रेणियाँ

उत्कृष्ट गैसें (Noble gases)
हीलियम (He), निऑन (Ne), आर्गन (Ar)
बाहरी कोश पूरे (Octet/Duplet) → इसलिए अक्रिय (Inert)
उदाहरण:
He → 2
Ne → 2,8
Ar → 2,8,8

धातुएँ (Metals)
इलेक्ट्रॉन खोकर धनायन (+ve ion) बनाती हैं।
स्थिरता पाने का उद्देश्य = Noble gas configuration।
उदाहरण:
Na (2,8,1) → Na⁺
Mg (2,8,2) → Mg²⁺
Al (2,8,3) → Al³⁺
K (2,8,8,1) → K⁺
Ca (2,8,8,2) → Ca²⁺

अधातुएँ (Non-Metals)
इलेक्ट्रॉन पकड़कर ऋणायन (–ve ion) बनाती हैं।
स्थिरता पाने का उद्देश्य = Noble gas configuration।
उदाहरण:
N (2,5) → N³⁻
O (2,6) → O²⁻
F (2,7) → F⁻
Cl (2,8,7) → Cl⁻

2️⃣ आयनिक बंध (Ionic Bond)

परिभाषा: जब धातु और अधातु इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं और विपरीत आवेशित आयनों के बीच आकर्षण बनता है → इसे आयनिक बंध कहते हैं।

उदाहरण:
Na (2,8,1) → Na⁺
Cl (2,8,7) → Cl⁻
मिलकर बनाते हैं → NaCl (सामान्य नमक)

ध्यान रहे: NaCl एकल अणु नहीं, बल्कि आयनों का समूह (Ionic lattice) है।

3️⃣ MgCl₂ का उदाहरण

Mg (2,8,2) → Mg²⁺
Cl (2,8,7) → Cl⁻
संयोजन = 1 Mg²⁺ + 2 Cl⁻
👉 यौगिक = MgCl₂ (मैग्नीशियम क्लोराइड)

📝 सारांश (Summary)

✔️ धातु → इलेक्ट्रॉन खोकर धनायन बनाती हैं।
✔️ अधातु → इलेक्ट्रॉन पाकर ऋणायन बनाती हैं।
✔️ Na⁺ + Cl⁻ → NaCl (आयनिक यौगिक)
✔️ Mg²⁺ + 2 Cl⁻ → MgCl₂ (आयनिक यौगिक)

✨ शॉर्ट नोट्स

आयनिक यौगिकों के गुणधर्म

🔹 परिभाषा

आयनिक यौगिक वे होते हैं जिनमें धनायन (+) और ऋणायन (-) के बीच मजबूत वैद्युत आकर्षण बल होता है।

1️⃣ भौतिक प्रकृति (Physical Nature)

✔️ हमेशा ठोस रूप में पाए जाते हैं।
✔️ कठोर (Hard) लेकिन भंगुर (Brittle) → दबाव डालने पर टूट जाते हैं।
👉 उदाहरण: NaCl (साधारण नमक)

2️⃣ गलनांक एवं क्वथनांक (Melting & Boiling Point)

✔️ बहुत उच्च (High) होते हैं।
✔️ कारण → आयनों को जोड़ने वाला बल बहुत मजबूत।
👉 जैसे NaCl का गलनांक ~800°C

3️⃣ घुलनशीलता (Solubility)

✔️ जल (Water) में घुलनशील।
✔️ किरोसिन, पेट्रोल, तेल में नहीं घुलते।
👉 कारण → पानी ध्रुवीय विलायक (Polar Solvent) है।

4️⃣ विद्युत चालकता (Electrical Conductivity)

✔️ ठोस अवस्था → बिजली नहीं चलाते (क्योंकि आयन हिल नहीं सकते)।
✔️ पिघली अवस्था / जलीय विलयन → बिजली चालक (आयन स्वतंत्र हो जाते हैं)।
👉 उदाहरण: NaCl का घोल

✅ ट्रिक (एक लाइन में याद रखने की)

Solid & Brittle → ठोस और टूटने वाले।
High MP & BP → मजबूत बल।
Water Soluble → ध्रुवीय प्रकृति।
Conductive only in molten/solution → मुक्त आयन।

✨ Chemistry Notes

धातुओं की प्राप्ति (Occurrence of Metals)

🔹 परिभाषा

धातुएँ प्रायः पृथ्वी की भू-पर्पटी और समुद्री जल में पाई जाती हैं।

1️⃣ भू-पर्पटी (Earth’s crust) से

✔️ धातुएँ खनिज (Minerals) रूप में मिलती हैं।
✔️ यदि खनिज से धातु निकालना लाभकारी हो → उसे अयस्क (Ore) कहते हैं।

2️⃣ समुद्री जल (Sea Water) से

✔️ इसमें अनेक घुलनशील लवण होते हैं।
👉 जैसे → NaCl, MgCl₂

✨ धातुओं का निष्कर्षण (Extraction of Metals)

👉 यह इस पर निर्भर करता है कि धातु सक्रियता श्रेणी (Reactivity Series) में कहाँ है।

(A) निम्न अभिक्रियाशील धातुएँ

✔️ बहुत कम अभिक्रियाशील → स्वतंत्र अवस्था (Free State) में मिलती हैं।
👉 उदाहरण → Au, Ag, Pt, Cu
✔️ कुछ सल्फ़ाइड/ऑक्साइड अयस्क में भी मिलती हैं।

(B) मध्यम अभिक्रियाशील धातुएँ

✔️ न ज्यादा सक्रिय, न बिल्कुल निष्क्रिय।
✔️ प्रायः → ऑक्साइड, सल्फ़ाइड, कार्बोनेट अयस्क में मिलती हैं।
👉 उदाहरण → ZnO (जिंक ऑक्साइड), Fe₂O₃ (हीमेटाइट), PbCO₃ (लीड कार्बोनेट)

✔️ बहुत ज्यादा सक्रिय → कभी स्वतंत्र अवस्था में नहीं मिलतीं।
✔️ हमेशा यौगिक रूप में मिलती हैं।
👉 उदाहरण → NaCl (साधारण नमक), CaCO₃ (चूना पत्थर), MgCl₂ (मैग्नीशियम क्लोराइड), Al₂O₃ (बॉक्साइट)

✨ अयस्क से धातु प्राप्ति की प्रक्रिया (Steps)

🔹 अयस्क का संकेन्द्रण (Concentration) → मिट्टी, रेत, अशुद्धियाँ (Gangue) हटाकर शुद्ध अयस्क लेना।

🔹 अयस्क का ऑक्साइड में रूपांतरण (Conversion to Oxide) → कार्बोनेट → ऑक्साइड (Calcination), सल्फ़ाइड → ऑक्साइड (Roasting)

🔹 धातु का निष्कर्षण (Reduction) → ऑक्साइड को शुद्ध धातु में बदलना (धातु की अभिक्रियाशीलता पर निर्भर)।

🔹 धातु का शोधन (Refining) → अंतिम धातु को पूरी तरह शुद्ध करना।

👉 याद रखने की ट्रिक : "Concentration → Conversion → Reduction → Refining"
✅ यानि पहले शुद्ध करो → ऑक्साइड बनाओ → धातु निकालो → शुद्ध धातु पाओ

✨ Metallurgy Notes

अयस्कों का समृद्धीकरण (Concentration of Ore)

🔹 परिभाषा

अयस्क (Ore) में धातु के साथ रेत, मिट्टी, पत्थर जैसी अशुद्धियाँ (Gangue) मिली होती हैं।
👉 धातु निकालने से पहले इन अशुद्धियों को हटाना आवश्यक है।

🛠 धातु निष्कर्षण के चरण (Steps of Metallurgy)

1️⃣ अयस्क का सांद्रण (Concentration of Ore)

👉 अशुद्धियाँ हटाने की प्रक्रिया।

✔ विधियाँ –
• गुरुत्वाकर्षण विधि (Hydraulic washing)
• चुंबकीय पृथक्करण (Magnetic separation)
• फ्रोथ फ्लोटेशन (Froth flotation – सल्फाइड अयस्क)
• रासायनिक विधि (Leaching)

2️⃣ अयस्क का अपचयन (Reduction of Ore to Metal)

👉 धातु यौगिक → धातु में बदलना।

🔹 उच्च क्रियाशील धातुएँ (K, Na, Ca, Mg, Al)
→ पिघले हुए लवणों का Electrolysis

🔹 मध्यम क्रियाशील धातुएँ (Zn, Fe, Pb, Cu)
→ भर्जन (Roasting) या निस्तापन (Calcination) → ऑक्साइड → कोक/CO से अपचयन

🔹 निम्न क्रियाशील धातुएँ (Ag, Au, Pt, Cu)
→ शुद्ध रूप में मिलती हैं, या हल्के अपचायक से निकाली जाती हैं।

3️⃣ धातु का परिष्करण (Refining of Metal)

👉 प्राप्त धातु पूरी तरह शुद्ध नहीं होती।
✔ सबसे आम तरीका – Electrolytic Refining

🔑 निष्कर्ष (Full Process)

अयस्क → सांद्रण → ऑक्साइड → धातु → शोधन → शुद्ध धातु

✨ Extraction Notes

3.4.3 सक्रियता श्रेणी में नीचे वाली धातुओं का निष्कर्षण

🔹 परिभाषा

👉 सक्रियता श्रेणी में नीचे आने वाली धातुएँ (Hg, Cu, Ag, Au) बहुत कम अभिक्रियाशील (unreactive) होती हैं।
👉 इसलिए इनका निष्कर्षण (extraction) बहुत आसान होता है — सिर्फ गर्म करने से ही शुद्ध धातु मिल जाती है।

1️⃣ पारा (Mercury) का निष्कर्षण – HgS (सिनाबार) से

मुख्य अयस्क = HgS (सिनाबार)
वायु में गर्म करने पर → पहले HgO बनता है।
फिर ज्यादा गर्म करने पर → Hg (पारा) मिलता है।

प्रतिक्रिया:
1️⃣ HgS + O₂ → HgO + SO₂
2️⃣ 2HgO → 2Hg + O₂

👉 निष्कर्ष: पारा सिर्फ heat करने से मिल जाता है।

2️⃣ ताँबा (Copper) का निष्कर्षण – Cu₂S (कॉपर ग्लांस) से

मुख्य अयस्क = Cu₂S (Copper glance)
वायु में गर्म करने पर → पहले Cu₂O बनता है।
फिर Cu₂O + Cu₂S → शुद्ध ताँबा (Cu)

प्रतिक्रिया:
1️⃣ 2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂
2️⃣ 2Cu₂O + Cu₂S → 6Cu + SO₂

👉 निष्कर्ष: ताँबा भी सिर्फ heat करने से मिल जाता है।

📊 सारांश तालिका (Summary Table)

धातु	मुख्य अयस्क	प्रक्रिया	अंतिम उत्पाद
Hg (पारा)	HgS (सिनाबार)	वायु में गर्म करना	Hg
Cu (ताँबा)	Cu₂S (कॉपर ग्लांस)	वायु में गर्म करना	Cu

⚡ Key Point (Shortcut Trick)

👉 नीचे वाली धातुएँ (Hg, Cu, Ag, Au) इतनी कम reactive होती हैं कि बस Heat करो → Metal मिल जाएगा 🔥

✨ Extraction Notes

3.4.4 सक्रियता श्रेणी के मध्य की धातुओं का निष्कर्षण

🔹 परिभाषा

👉 मध्य की धातुएँ (Fe, Zn, Pb, Cu) न तो बहुत reactive होती हैं, न बहुत कम।
👉 ये प्रायः सल्फ़ाइड (S²⁻) या कार्बोनेट (CO₃²⁻) अयस्कों के रूप में मिलती हैं।

🅰 पहला स्टेप – अयस्क को ऑक्साइड में बदलना

क्योंकि धातु को सीधे सल्फ़ाइड/कार्बोनेट से निकालना कठिन होता है।

भर्जन (Roasting):
सल्फ़ाइड अयस्क को हवा में गर्म करते हैं।
सल्फ़ाइड → ऑक्साइड + SO₂ गैस निकलती है।
उदाहरण:
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂ ↑

निस्तापन (Calcination):
कार्बोनेट अयस्क को हवा की अनुपस्थिति/कम हवा में गर्म करते हैं।
कार्बोनेट → ऑक्साइड + CO₂ गैस निकलती है।
उदाहरण:
ZnCO₃ → ZnO + CO₂ ↑

🅱 दूसरा स्टेप – धातु ऑक्साइड का अपचयन (Reduction)

कार्बन द्वारा अपचयन:
ZnO + C → Zn + CO ↑

अधिक reactive धातुओं से displacement:
Al, Na, Ca जैसी धातुएँ कम reactive धातुओं को उनके यौगिक से हटा देती हैं।
उदाहरण:
3MnO₂ + 4Al → 3Mn + 2Al₂O₃ + ऊष्मा

🔥 थर्मिट अभिक्रिया (Thermite Reaction)

Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe(l) + Al₂O₃ + ऊष्मा

इसमें लोहे (Fe) का molten रूप मिलता है।

Use: रेल की पटरियों व मशीनों की दरारें जोड़ने में।

📌 संक्षेप में (Key Points)

• मध्य की धातुएँ → सल्फ़ाइड/कार्बोनेट अयस्कों में मिलती हैं।
• पहले → इन्हें ऑक्साइड में बदलते हैं (Roasting/Calcination)।
• फिर → ऑक्साइड का Reduction (Carbon या Al जैसी reactive धातुओं से)।
• Thermite reaction → लोहे की पटरी जोड़ने में।

💡 Shortcut Trick

👉 "Roast-Cook-Reduce" याद रखो →
Roast = सल्फ़ाइड → ऑक्साइड
Cook (Calcination) = कार्बोनेट → ऑक्साइड
Reduce = ऑक्साइड → शुद्ध धातु

📘 Extraction Notes

3.4.5 सक्रियता श्रेणी में सबसे ऊपर की धातुओं का निष्कर्षण

🔹 परिभाषा

सक्रियता श्रेणी की सबसे ऊपर स्थित धातुएँ (जैसे— Na, K, Ca, Mg, Al) इतनी अधिक अभिक्रियाशील होती हैं कि इन्हें कार्बन द्वारा अपचयन (reduction) से प्राप्त नहीं किया जा सकता।
👉 इसलिए इनका निष्कर्षण केवल विद्युत अपघटन (Electrolysis) द्वारा किया जाता है।

🔹 कारण

• इन धातुओं की ऑक्सीजन से आकर्षण शक्ति बहुत अधिक होती है।
• ये ऑक्सीजन को कार्बन से भी ज्यादा मजबूती से पकड़े रहती हैं।
• इसलिए heating या carbon reduction से नहीं निकलतीं।

🔹 प्रक्रिया (Electrolysis)

सोडियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम:
इनका निष्कर्षण Molten Chlorides के electrolysis से होता है।

कैथोड (–):
Na⁺ + e⁻ → Na
(धातु आयन इलेक्ट्रॉन पाकर → धातु बनती है)

ऐनोड (+):
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
(क्लोराइड आयन इलेक्ट्रॉन खोकर → क्लोरीन गैस बनती है)

एल्युमिनियम (Al):
निष्कर्षण Al₂O₃ (Alumina) के electrolytic reduction से होता है।

कैथोड (–):
Al³⁺ + 3e⁻ → Al
(एल्युमिनियम आयन → एल्युमिनियम धातु)

ऐनोड (+):
2O²⁻ → O₂ + 4e⁻
(ऑक्साइड आयन → ऑक्सीजन गैस)

🔹 मुख्य बिंदु (Exam Special)

✅ सबसे ऊपर की धातुएँ (Na, K, Mg, Ca, Al) केवल Electrolysis से निकलती हैं।
✅ कार्बन से reduce नहीं की जा सकतीं।
✅ कैथोड पर → धातु (Metal)
✅ ऐनोड पर → गैस (Cl₂ या O₂)

📘 Metallurgy

✨ धातुओं का परिष्करण (Refining of Metals) – Short Notes

📖 परिभाषा

➡️ जब धातुएँ अपचयन या अन्य प्रक्रियाओं से प्राप्त होती हैं तो वे शुद्ध नहीं होतीं, इनमें अपद्रव्य (impurities) रहते हैं।
➡️ इन्हें शुद्ध करने की प्रक्रिया को धातु का परिष्करण (Refining of Metals) कहते हैं।

⚡ मुख्य विधि – विद्युत अपघटन परिष्करण (Electrolytic Refining)

ऐनोड (Anode): अशुद्ध धातु की छड़
कैथोड (Cathode): शुद्ध धातु की पट्टी
इलेक्ट्रोलाइट: धातु के लवण का विलयन

प्रक्रिया:
✅ कैथोड पर → शुद्ध धातु जमा
✅ ऐनोड पर → अशुद्ध धातु घुलता है
✅ ऐनोड तल पर → अविलेय अशुद्धियाँ गिरती हैं → ऐनोड पंक (Anode Mud)

🧪 उदाहरण: तांबे (Copper) का परिष्करण

कैथोड: शुद्ध तांबे की पट्टी
ऐनोड: अशुद्ध तांबा
इलेक्ट्रोलाइट: अम्लीकृत कॉपर सल्फेट का विलयन

परिणाम:
✅ शुद्ध तांबा → कैथोड पर जमा
✅ अशुद्ध तांबा → ऐनोड से घुला
✅ अविलेय अशुद्धियाँ → ऐनोड पंक के रूप में नीचे

🔑 किन धातुओं का परिष्करण इस विधि से होता है?

Cu, Zn, Sn, Ni, Ag, Au

📌 Exam Special Points

✅ Electrolytic refining से धातु पूरी तरह शुद्ध हो जाती है।
✅ कैथोड = शुद्ध धातु जमा
✅ ऐनोड = अशुद्ध धातु घुलती है
✅ ऐनोड पंक = अविलेय अशुद्धियाँ
✅ Electrolyte = धातु का लवण विलयन

📘 3.5

संक्षारण (Corrosion) –

📖 परिभाषा

संक्षारण = धातु का धीरे-धीरे वातावरण (हवा/नमी) में खराब होना।
👉 आम भाषा = जंग लगना।

🧪 उदाहरण

✔ चाँदी (Ag): वायु में कुछ दिनों में काली → कारण: Ag₂S परत
✔ ताँबा (Cu): नमी + CO₂ → हरी परत = Cu(OH)₂·CuCO₃
✔ लोहा (Fe): नमी + O₂ → लाल-भूरी परत = जंग (Fe₂O₃·xH₂O)

🌧 जंग के लिए आवश्यक शर्तें

❌ केवल पानी → जंग नहीं
❌ केवल हवा → जंग नहीं
✅ पानी + हवा (O₂ + H₂O) → जंग लगेगी

📌 एग्जाम स्पेशल पॉइंट्स

✔ Corrosion = धीरे-धीरे धातु का नष्ट होना
✔ लोहे पर जंग = नमी + ऑक्सीजन ज़रूरी
✔ चाँदी → काली, ताँबा → हरी परत
✔ Shortcut Tip → "लोहे की जंग = पानी + हवा"

✨ हमने इस Lesson से क्या सीखा?

1. तत्वों का वर्गीकरण
सभी तत्वों को दो भागों में बाँटा जाता है → धातु और अधातु।

2. धातुओं के गुण
✔ तन्य (खींचकर तार बनाए जा सकते हैं)
✔ आघातवर्ध्य (पीटकर चादर बनाई जा सकती है)
✔ चमकीली होती हैं
✔ ऊष्मा और विद्युत की अच्छी चालक
✔ पारद (Mercury) को छोड़कर सभी कमरे के तापमान पर ठोस
✔ हमेशा धनात्मक आयन (cation) बनाते हैं

3. धातुओं की अभिक्रियाएँ
✔ ऑक्सीजन से → क्षारकीय ऑक्साइड
✔ उभयधर्मी ऑक्साइड → Al₂O₃, ZnO
✔ जल और अम्ल से अभिक्रियाशीलता अलग-अलग
✔ सक्रियता श्रेणी = अभिक्रियाशीलता का क्रम
✔ H से ऊपर वाली धातुएँ → अम्ल से H को विस्थापित कर सकती हैं
✔ अधिक सक्रिय धातु → कम सक्रिय धातु को उसके लवण से विस्थापित कर सकती है

4. धातुओं की उपस्थिति और निष्कर्षण
✔ प्रकृति में धातुएँ स्वतंत्र या यौगिक रूप में
✔ अयस्क से धातु निकालने और शुद्ध करने की प्रक्रिया = धातुकर्म (Metallurgy)

5. मिश्रातु (Alloys)
✔ जब 2 या अधिक धातुएँ / धातु+अधातु मिलें → मिश्रातु
✔ उदाहरण: पीतल (Brass), काँसा (Bronze), स्टील

6. धातुओं का संक्षारण (Corrosion)
✔ नमी + ऑक्सीजन → धातु की सतह खराब
✔ लोहा → जंग (Rusting)

7. अधातुओं के गुण
✔ धातुओं के उल्टे गुण
✔ न तन्य, न आघातवर्ध्य
✔ ऊष्मा और विद्युत के खराब चालक
✔ अपवाद: ग्रेफाइट → अच्छा चालक

👉 तो भाई, पूरा लेसन हमें ये सिखाता है:

✔ धातु और अधातु में फर्क
✔ उनके गुणधर्म
✔ उनकी अभिक्रियाएँ
✔ धातुओं का निष्कर्षण और उपयोग
✔ मिश्रातु और संक्षारण का महत्व