આવર્ત સારણી:

• 1869 માં, એક રશિયન વૈજ્ઞાનિક દિમિત્રી મેન્ડેલીવે જાણીતા તત્વોની એક ચાર્ટ બનાવી. તેને તે આવર્ત સારણી કહેતો.
• તે સમયે માત્ર 59 તત્વો જ જાણીતા હતા. પરંતુ મેન્ડેલીવે વિચાર્યું કે હજુ વધુ તત્વો હોવા જોઈએ જે હજુ શોધાયા નથી.
• તેમણે તેમની સારણીમાં આ અજાણ્યા તત્વો માટે 33 ખાલી જગ્યાઓ છોડી.
• મેન્ડેલીવે આ અજાણ્યા તત્વોને “એકાસિલિકોન”, “એકાઅલ્યુમિનમ” અને “એકાબોરોન” જેવા નામ આપ્યા. આ નામોનો અર્થ “સિલિકોન જેવું એક”, “અલ્યુમિનમ જેવું એક” અને “બોરોન જેવું એક” થાય છે.
• 1939 સુધીમાં મેન્ડેલીવની તમામ ખાલી જગ્યાઓ ભરાઈ ગઈ હતી. છેલ્લું તત્વ જે શોધાયું તે “એકાલિથિયમ” હતું, જેને હવે ફ્રાન્સિયમ કહેવામાં આવે છે.

ટ્રાન્સયુરેનિક તત્વો:

• આજના સમયમાં 118 તત્વો જાણીતા છે.
• આમાંથી 92 તત્વો કુદરતમાં મળે છે.
• 26 તત્વો માનવ-નિર્મિત છે.
• આ માનવ-નિર્મિત તત્વોને ટ્રાન્સયુરેનિક તત્વો કહેવામાં આવે છે.
• નેપ્ચ્યુનિયમ (તત્વ 93) પ્રથમ ટ્રાન્સયુરેનિક તત્વ હતું જે શોધાયું. તે 1940 માં શોધાયું. લોરેન્સિયમ (Lr) 1961 માં શોધાયા પછી વૈજ્ઞાનિકોએ વધુ નવા તત્વો શોધ્યા. અહીં તેમાંના કેટલાક છે:

1. રધરફોર્ડિયમ (Rf) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 104 છે.
2. ડાર્મસ્ટેડિયમ (Ds) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 110 છે.
3. ડબ્નિયમ (Db) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 105 છે.
4. રોન્ટજેનિયમ (Rg) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 111 છે.
5. સીબોર્ગિયમ (Sg) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 106 છે.
6. કોપર્નિસિયમ (Cn) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 112 છે.
7. બોરિયમ (Bh) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 107 છે.
8. ફ્લેરોવિયમ (Fl) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 114 છે.
9. હેસિયમ (Hs) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 108 છે.
10. લિવરમોરિયમ (Lv) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 115 છે.
11. મેઇટ્નેરિયમ (Mt) જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 109 છે.

ચાર તત્વો છે જે વૈજ્ઞાનિકોએ પુષ્ટિ કરી છે, પરંતુ તેઓને વધુ ચકાસણીઓ કરવાની જરૂર છે. આ તત્વોને ઉનનટ્રિયમ (તત્વ 113), ઉનનપેન્ટિયમ (તત્વ 115), ઉનનસેપ્ટિયમ (તત્વ 117), અને ઉનનોક્ટિયમ (તત્વ 118) કહેવામાં આવે છે.

2003 માં રશિયન વૈજ્ઞાનિકોએ કહ્યું કે તેમણે તત્વ 115 શોધ્યું છે, પરંતુ અન્ય વૈજ્ઞાનિકો તેમને માન્યતા આપતા નહોતા. તેઓ ઈચ્છતા હતા કે રશિયન વૈજ્ઞાનિકો વધુ ચકાસણીઓ કરીને સાબિત કરે કે તેઓ ખરેખર આ તત્વ શોધ્યું છે. હેલ્મહોલ્ટ્ઝ સેન્ટરે વધુ ચકાસણીઓ કરી, અને હવે અન્ય વૈજ્ઞાનિકો તેમના કામની સમીક્ષા કરી રહ્યા છે.

ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ પ્યોર એન્ડ એપ્લાયડ કેમિસ્ટ્રી (IUPAC) અને ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ પ્યોર એન્ડ એપ્લાયડ ફિઝિક્સ (IUPAP) આવર્ત સારણીમાં નવું તત્વ ઉમેરવા પર કામ કરી રહ્યા છે.

• તેઓ પહેલેથી જ તત્વો 116 (લિવરમોરિયમ), 117 (ઉનનસેપ્ટિયમ), અને 118 (ઉનનોક્ટિયમ) માટે નામો મંજૂર કરી ચૂક્યા છે, પરંતુ છેલ્લા બે માટે હજુ કાયમી નામો નક્કી કર્યા નથી.
• ઉનનોક્ટિયમનું અર્ધઆયુષ્ય માત્ર 0.89 મિલિસેકન્ડ છે, જે ખૂબ જ ટૂંકું છે.

તત્વોને બે મુખ્ય જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે: ધાતુઓ અને અધાતુઓ.

• ધાતુઓ એ તત્વો છે જેમ કે લેડ, સોનું અને પારો.
• અધાતુઓ એ તત્વો છે જેમ કે ક્લોરિન, બ્રોમિન અને સલ્ફર.
• કેટલાક તત્વો, જેમ કે બોરોન, સિલિકોન, જર્મેનિયમ અને એન્ટિમની, ધાતુ અને અધાતુ બંને જેવું વર્તન કરી શકે છે. આ તત્વોને મેટાલોઇડ્સ કહેવામાં આવે છે.
• કેટલાક તત્વો પણ છે જે ન તો ધાતુ છે અને ન તો અધાતુ. આ તત્વોને નોબલ ગેસીસ કહેવામાં આવે છે. હેલિયમ, આર્ગોન, નિઓન, ક્રિપ્ટોન, રેડોન અને ઝેનોન એવા નોબલ ગેસીસ છે જે વાતાવરણમાં મળે છે.

ધાતુઓ

• તત્વોને બે જૂથોમાં વહેંચી શકાય છે: ધાતુઓ અને અધાતુઓ. મોટા ભાગના તત્વો (લગભગ 80%) ધાતુઓ છે.
• ધાતુઓ કઠોર, ચમકદાર અને સરળતાથી વિવિધ આકારોમાં ખેંચાઈ અથવા ઠોકાઈ શકે છે. તેઓ ઉષ્મા અને વિદ્યુત પણ સારી રીતે વહન કરે છે. બધી ધાતુઓ ઓરડાના તાપમાને ઘન હોય છે, સિવાય પારો અને ગેલિયમ જે દ્રવ હોય છે. ધાતુઓનાં ઓગાળવાના અને ઉકળવાના તાપમાન ઊંચા હોય છે.

ધાતુઓની રાસાયણિક ગુણધર્મો

• ધાતુઓ અન્ય પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા કરતી વખતે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે. જ્યારે તેઓ એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તેઓ સામાન્ય રીતે એસિડમાંથી હાઈડ્રોજનને બદલે છે. જો કે, કોપર, સિલ્વર અને ગોલ્ડ આ નિયમ માટે અપવાદ છે.
• ધાતુ ક્લોરાઈડ્સ સાચા મીઠા હોય છે, અને ધાતુ ઓક્સાઈડ્સ સામાન્ય રીતે ક્ષારીય હોય છે. ધાતુ હાઈડ્રાઈડ્સ આયનિક, અસ્થિર અને પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે.
• બધી ધાતુઓ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે, એટલે કે તેઓ સામાન્ય પદાર્થો જેમ કે ઓક્સિજન (હવામાં), હાઈડ્રોજન, હેલોજન્સ, સલ્ફર, પાણી અને એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. જો કે, તેઓ કેટલું પ્રતિક્રિયા કરે છે તેમાં ફેરફાર થાય છે.

ધાતુઓ અને તેમની પ્રતિક્રિયાઓ

દરેક ધાતુ તેના આસપાસના વાતાવરણ પ્રત્યે અલગ રીતે પ્રતિક્રિયા કરે છે.

મુક્ત ધાતુઓ

માત્ર સોનું, પ્લેટિનમ અને સિલ્વર સામાન્ય સ્થિતિમાં હવા અને પાણીથી અસરગ્રસ્ત થતા નથી. આ ધાતુઓને મુક્ત ધાતુઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

ખનિજો અને અયસ્કો

કુદરતમાં ધાતુઓના વિવિધ સંયોગો, જેને ખનિજો કહેવામાં આવે છે, મળે છે. આ ખનિજો ખાણમાંથી કાઢી શકાય છે.

જે ખનિજમાંથી ધાતુ આર્થિક રીતે કાઢી શકાય તેને અયસ્ક કહેવામાં આવે છે.

ધાતુશાસ્ત્ર

અયસ્કમાંથી ધાતુ કાઢવાની પ્રક્રિયાને ધાતુશાસ્ત્ર કહેવામાં આવે છે. ધાતુશાસ્ત્રમાં ઘણાં પગલાંઓ શામેલ હોય છે:

કેલ્સિનેશન: સાંદ્રિત અયસ્કને હવાની ગેરહાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે.

રોસ્ટિંગ: અયસ્કને વધારે હવામાં ગરમ કરવામાં આવે છે.

સ્મેલ્ટિંગ: રોસ્ટ કરેલા અયસ્કને કોક સાથે મિક્સ કરીને ભઠ્ઠીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી મુક્ત ધાતુ મળે.

સ્ટીલ અને આયર્ન

સ્ટીલ આયર્નનો એક સ્વરૂપ છે. આયર્નમાંથી સ્ટીલ બનાવવા માટે કાર્બનની માત્રા 5% થી ઘટાડીને 0.5-1.5% કરવામાં આવે છે.

સ્ટીલનું તાપીય સારવાર

ક્વેન્ચિંગ: જો સ્ટીલને ચમકતી લાલાશ સુધી ગરમ કરીને પછી અચાનક પાણીમાં કે તેલમાં ઠંડું કરવામાં આવે, તો તે અસાધારણ રીતે કઠોર અને ભંગુર બને છે.

ટેમ્પરિંગ: નિયંત્રિત ગરમ કરવું અને ઠંડું કરવું દ્વારા ક્વેન્ચ કરેલા સ્ટીલની કઠોરતા અને ભંગુરતા ઘટાડી શકાય છે, જે તેને વધુ મજબૂત અને ટકાઉ બનાવે છે.

એનીલિંગ:

• ક્વેન્ચ કરેલા સ્ટીલને 250-325 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વચ્ચે ગરમ કરવાથી તેની ભંગુરતા દૂર થઈ શકે છે બिनા તેની કઠોરતા પર અસર પડે.
• આ પ્રક્રિયાને એનીલિંગ કહેવામાં આવે છે, અને તેમાં સ્ટીલને લાલ ગરમ થતા તાપમાનથી વધુ ગરમ કરીને પછી ઠંડું કરવામાં આવે છે, જે તેને નરમ બનાવે છે.

આયર્નનો જંગ લાગવો:

• મોટા ભાગની ધાતુઓ કુદરતમાં સંયુક્ત સ્વરૂપે મળે છે અને તેમને તેમના અયસ્કમાંથી કાઢવી પડે છે.
• જ્યારે આ ધાતુઓ હવામાં ખુલ્લી પાડવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ કોરોડ થવાની પ્રવૃત્તિ દાખવે છે અને તેમનું મૂળ સ્વરૂપ પાછું નથી આવતું.
• આયર્નના કિસ્સામાં આ પ્રક્રિયાને જંગ લાગવું કહેવામાં આવે છે.
• જંગ લાગવામાં હાઈડ્રેટેડ ફેરિક ઓક્સાઈડ બનવાની પ્રક્રિયા શામેલ છે, અને તે માટે પાણી અને ઓક્સિજન બંને જરૂરી છે. પાણી કે ઇલેક્ટ્રોલાઈટ વિના જંગ લાગી શકતું નથી.
• જંગ લાગતી વખતે આયર્નમાં ઓક્સિજન એટમો ઉમેરાય છે, જે આયર્ન ઓક્સાઈડ બનાવે છે, જેના કારણે તેનું દળ વધે છે.
• આયર્નની સપાટીને અધાતુઓથી કોટિંગ કરીને અથવા અન્ય ધાતુઓ સાથે મિશ્રધાતુ બનાવીને જંગ લાગવાને રોકી શકાય છે.

ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ અને હોટ ડિપિંગ

ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં વિદ્યુત પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને ધાતુનું કોટિંગ સપાટી પર લગાવવામાં આવે છે. નિકલ અને ક્રોમિયમ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

હોટ ડિપિંગ એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં ધાતુનું કોટિંગ સપાટી પર લગાવવા માટે તેને દ્રવ ધાતુના ટાંકામાં ડૂબાડવામાં આવે છે. જ્યારે ઝિંકને હોટ ડિપિંગ દ્વારા આયર્ન પર લગાવવામાં આવે છે, તો તેને ગેલ્વેનાઈઝિંગ કહેવામાં આવે છે.

અધાતુઓ

અધાતુઓ એ તત્વો છે જે ઇલેક્ટ્રોન્સ મેળવીને નકારાત્મક આયનો, એનિયન્સ, બનાવવાની પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે પાવડર અથવા વાયુઓ તરીકે મળે છે, સિવાય બ્રોમિન જે ઓરડાના તાપમાને દ્રવ હોય છે.

અધાતુઓ ચમકદાર નથી અને ઉષ્મા અથવા વિદ્યુત સારી રીતે વહન કરતી નથી. તેઓ ધાતુઓની જેમ શીટમાં સપાટ કરી શકાતા નથી અથવા તારામાં ખેંચાઈ શકતા નથી. તેમનું ઓગાળવાનું તાપમાન પણ ધાતુઓ કરતા ઓછું હોય છે.

મિશ્રધાતુઓ

મિશ્રધાતુઓ એ બે કે વધુ ધાતુઓના મિશ્રણ હોય છે. તેઓ ઘણીવાર તેમના બનાવતા વ્યક્તિગત તત્વો કરતા વધુ ઉપયોગી હોય છે. અહીં કેટલીક મહત્વપૂર્ણ મિશ્રધાતુઓ છે:

એલ્યુમિનિયમ મિશ્રધાતુઓ

• AA-8000: બિલ્ડિંગ વાયરિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે
• Al-Li (એલ્યુમિનિયમ-લિથિયમ): એરોસ્પેસ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે
• Al-Cu (એલ્યુમિનિયમ-કોપર): વિમાન ઢાંચાઓ અને હીટ એક્સચેન્જર્સમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે

લિથિયમ મિશ્રધાતુઓ

1. લિથિયમ-સોડિયમ મિશ્રધાતુ (લિથિયમ, સોડિયમ)
2. લિથિયમ-મર્ક્યુરી મિશ્રધાતુ (લિથિયમ, મર્ક્યુરી)

અલ્નિકો મિશ્રધાતુઓ

1. અલ્નિકો (એલ્યુમિનિયમ, નિકલ, કોપર)

ડ્યુરેલ્યુમિન મિશ્રધાતુઓ

ડ્યુરેલ્યુમિન (એલ્યુમિનિયમ, કોપર)

મેગ્નાલિયમ મિશ્રધાતુઓ

1. મેગ્નાલિયમ (એલ્યુમિનિયમ, 5% મેગ્નેશિયમ)

મેગ્નોક્સ મિશ્રધાતુઓ

મેગ્નોક્સ (મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઈડ, એલ્યુમિનિયમ મિશ્રધાતુ)

નામ્બે મિશ્રધાતુઓ

1. નામ્બે (એલ્યુમિનિયમ વત્તા અન્ય સાત અનિશ્ચિત ધાતુઓ)

સિલ્યુમિન મિશ્રધાતુઓ

1. સિલ્યુમિન (એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન)

ઝામક મિશ્રધાતુઓ

1. ઝામક (ઝિંક, એલ્યુમિનિયમ, મેગ્નેશિયમ, કોપર)

એલ્યુમિનિયમ જટિલ મિશ્રધાતુઓ

એલ્યુમિનિયમ મેગ્નેશિયમ, મેંગેનીઝ અને કોપર સાથે અન્ય જટિલ મિશ્રધાતુઓ બનાવે છે.

બિસ્મથ મિશ્રધાતુઓ

1. વુડ્સ મેટલ (બિસ્મથ, લેડ, ટિન, કેડમિયમ)
2. રોઝ મેટલ (બિસ્મથ, લેડ, ટિન)
3. ફિલ્ડ્સ મીલ
4. સેરોબેન્ડ

કોબાલ્ટ મિશ્રધાતુઓ

1. સ્ટેલાઈટ (કોબાલ્ટ, ક્રોમિયમ, ટંગ્સ્ટન અથવા મોલિબ્ડેનમ, કાર્બન)
2. ટાલોનાઈટ (કોબાલ્ટ, ક્રોમિયમ)
3. અલ્ટિમેટ (કોબાલ્ટ, ક્રોમિયમ, નિકલ, મોલિબ્ડેનમ, આયર્ન, ટંગ્સ્ટન)

કોપર મિશ્રધાતુઓ

1. બેરિલિયમ કોપર (કોપર, બેરિલિયમ)
2. બિલોન (કોપર, સિલ્વર)
3. બ્રાસ (કોપર, ઝિંક) કેલામાઈન (કોપર, ઝિંક) ચાઈનીઝ સિલ્વર (કોપર, ઝિંક મિશ્રધાતુ)
   • ડચ મેટલ (કોપર, ઝિંક) ગિલ્ડિંગ મેટલ (કોપર, ટિન)
   • મન્ટ્ઝ મેટલ (કોપર, ઝિંક) પ્યુટર (કોપર, ઝિંક) પ્રિન્સ મેટલ (કોપર, ટિન)

બ્રાસ (કોપર અને ઝિંક મિશ્રધાતુ)

2. બ્રોન્ઝ (કોપર અને ટિન)

3. ટોમ્બેક (કોપર અને ઝિંક)

4. એલ્યુમિનિયમ બ્રોન્ઝ (કોપર અને એલ્યુમિનિયમ)

5. આર્સેનિકલ બ્રોન્ઝ (કોપર અને આર્સેનિક)

6. બેલ મેટલ (કોપર અને ટિન)

7. ફ્લોરેન્ટાઈન બ્રોન્ઝ (કોપર, ઝિંક, અથવા ટિન)

8. ગ્લુસિડ્યુર (બેરિલિયમ, કોપર અને આયર્ન)

9. ગુઆનિન (સંભવિત રીતે કોપર, મેંગેનીઝ અને આયર્ન સલ્ફાઈડ્સ અને અન્ય સલ્ફાઈડ્સ ધરાવતું મેંગેનીઝ બ્રોન્ઝ)

10. ગનમેટલ (કોપર, ટિન અને ઝિંક)

11. ફોસ્ફર બ્રોન્ઝ (કોપર, ટિન અને ફોસ્ફરસ)

12. ઓર્મોલુ (ગિલ્ટ બ્રોન્ઝ) (કોપર અને ઝિંક)

13. સ્પેક્યુલમ મેટલ (કોપર અને ટિન)

કોન્સ્ટન્ટન (કોપર અને નિકલ મિશ્રધાતુ)

15. કોપર-ટંગ્સ્ટન (કોપર અને ટંગ્સ્ટન)

16. કોરિન્થિયન બ્રોન્ઝ (કોપર, સોનું અને સિલ્વર)

ક્યુનિફ (કોપર, નિકલ અને આયર્ન)

18. કપ્રોનિકલ (કોપર અને નિકલ)

19. સિંબલ મિશ્રધાતુઓ (બેલ મેટલ) (કોપર અને ટિન)

20. દેવાર્ડાસ મિશ્રધાતુ (કોપર, એલ્યુમિનિયમ અને ઝિંક)

21. ઇલેક્ટ્રમ (કોપર, સોનું અને સિલ્વર)

22. હેપેટિઝન (કોપર, સોનું અને સિલ્વર)

23. હ્યુસલર મિશ્રધાતુ (કોપર, મેંગેનીઝ અને ટિન)

24. મેંગેનિન (કોપર, મેંગેનીઝ અને નિકલ)

25. નિકલ સિલ્વર (કોપર અને નિકલ)

26. નોર્ડિક ગોલ્ડ (કોપર અને એલ્યુમિનિયમ)