रसायनशास्त्र गट 1 मूलद्रव्ये अल्कली धातू

एस-ब्लॉक मूलद्रव्ये काय आहेत?#

एस-ब्लॉक मूलद्रव्ये ही नियतकालिक सारणीतील गट 1 (अल्कली धातू) आणि गट 2 (अल्कधर्मी मृदा धातू) यांची मूलद्रव्ये आहेत. ही मूलद्रव्ये त्यांच्या अत्यंत क्रियाशील स्वभाव आणि कमी आयनीकरण ऊर्जेद्वारे ओळखली जातात.

एस-ब्लॉक मूलद्रव्यांचे गुणधर्म

• अत्यंत क्रियाशील: एस-ब्लॉक मूलद्रव्ये अत्यंत क्रियाशील असतात कारण त्यांची आयनीकरण ऊर्जा कमी असते. याचा अर्थ असा की ते सहजपणे त्यांचा सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन गमावून धन आयन तयार करतात.
• कमी आयनीकरण ऊर्जा: एखाद्या मूलद्रव्याची आयनीकरण ऊर्जा म्हणजे त्याचा सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन काढून टाकण्यासाठी लागणारी ऊर्जा. एस-ब्लॉक मूलद्रव्यांची आयनीकरण ऊर्जा कमी असते कारण त्यांचे सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन सैलपणे धरलेले असतात.
• मऊ: एस-ब्लॉक मूलद्रव्ये मऊ असतात कारण त्यांचा द्रवणांक आणि उत्कलनांक कमी असतो. याचे कारण असे की या मूलद्रव्यांमधील अणूंमधील बल कमकुवत असतात.
• चकचकीत: एस-ब्लॉक मूलद्रव्ये चकचकीत असतात कारण ती प्रकाश चांगल्या प्रकारे परावर्तित करतात. याचे कारण असे की या मूलद्रव्यांची पृष्ठभाग गुळगुळीत आणि सपाट असते.
• वीजचे चांगले वाहक: एस-ब्लॉक मूलद्रव्ये वीजचे चांगले वाहक असतात कारण त्यांच्याकडे मोठ्या प्रमाणात मुक्त इलेक्ट्रॉन असतात. हे इलेक्ट्रॉन मूलद्रव्यातून मुक्तपणे फिरू शकतात, विद्युत प्रवाह वाहून नेतात.

एस-ब्लॉक मूलद्रव्यांचे उपयोग

एस-ब्लॉक मूलद्रव्यांचे विविध प्रकारचे उपयोग आहेत, ज्यात हे समाविष्ट आहे:

• अल्कली धातू: अल्कली धातूंचे विविध उपयोग आहेत, ज्यात हे समाविष्ट आहे:
  • बॅटरी
  • साबण
  • काच
  • खत
• अल्कधर्मी मृदा धातू: अल्कधर्मी मृदा धातूंचे विविध उपयोग आहेत, ज्यात हे समाविष्ट आहे:
  • सिमेंट
  • पोलाद
  • खत
  • काच

एस-ब्लॉक मूलद्रव्ये हा अत्यंत क्रियाशील मूलद्रव्यांचा एक गट आहे ज्यांचे विविध प्रकारचे उपयोग आहेत. ही मूलद्रव्ये आपल्या दैनंदिन जीवनासाठी आवश्यक आहेत आणि अर्थव्यवस्थेत महत्त्वाची भूमिका बजावतात.

गट 1 मूलद्रव्यांची उपस्थिती#

गट 1 मूलद्रव्ये, ज्यांना अल्कली धातू म्हणूनही ओळखले जाते, ती अत्यंत क्रियाशील धातू आहेत जी निसर्गात त्यांच्या मूलभूत स्वरूपात आढळत नाहीत. ती नेहमीच क्षार, ऑक्साईड आणि हायड्रॉक्साईड सारख्या संयुगांमध्ये आढळतात.

प्रचुरता#

गट 1 मूलद्रव्यांची पृथ्वीच्या कवचातील प्रचुरता गटात खाली जाताना कमी होते. याचे कारण असे की जड अल्कली धातू अधिक क्रियाशील असतात आणि म्हणूनच पृथ्वीच्या कवचात स्थिर राहणारी संयुगे तयार होण्याची शक्यता जास्त असते.

खालील सारणी पृथ्वीच्या कवचात गट 1 मूलद्रव्यांची प्रचुरता दर्शवते:

मूलद्रव्य	प्रचुरता (पीपीएम)
लिथियम	20
सोडियम	23,600
पोटॅशियम	25,900
रुबिडियम	90
सीझियम	3
फ्रान्सियम	ट्रेस (अतिसूक्ष्म प्रमाण)

वितरण#

गट 1 मूलद्रव्ये विविध खनिजांमध्ये आढळतात, ज्यात ही समाविष्ट आहेत:

• फेल्डस्पार: ही पृथ्वीच्या कवचातील सर्वात सामान्य खनिजे आहेत आणि त्यात पोटॅशियम, सोडियम आणि लिथियम असते.
• मायका: हा खनिजांचा एक गट आहे ज्यात पोटॅशियम, सोडियम आणि लिथियम असते.
• चिकणमातीची खनिजे: हा खनिजांचा एक गट आहे ज्यात पोटॅशियम, सोडियम आणि लिथियम असते.
• बाष्पीभवन खनिजे: ही अशी खनिजे आहेत जी समुद्राच्या पाण्याच्या बाष्पीभवनाने तयार होतात आणि त्यात सोडियम, पोटॅशियम आणि लिथियम असते.

उपयोग#

गट 1 मूलद्रव्यांचे विविध उपयोग आहेत, ज्यात हे समाविष्ट आहे:

• लिथियम: लिथियमचा उपयोग बॅटरी, सिरॅमिक्स आणि काचेमध्ये केला जातो.
• सोडियम: सोडियमचा उपयोग टेबल मीठ, साबण आणि काचेच्या उत्पादनात केला जातो.
• पोटॅशियम: पोटॅशियमचा उपयोग खतांमध्ये, बारुधांमध्ये आणि काचेमध्ये केला जातो.
• रुबिडियम: रुबिडियमचा उपयोग अणू घड्याळे आणि लेसरमध्ये केला जातो.
• सीझियम: सीझियमचा उपयोग अणू घड्याळे आणि वैद्यकीय प्रतिमांकनात केला जातो.
• फ्रान्सियम: फ्रान्सियम हे किरणोत्सर्गी मूलद्रव्य आहे ज्याचा कोणताही व्यावहारिक उपयोग नाही.

गट 1 मूलद्रव्ये अत्यंत क्रियाशील धातू आहेत जी निसर्गात त्यांच्या मूलभूत स्वरूपात आढळत नाहीत. ती नेहमीच क्षार, ऑक्साईड आणि हायड्रॉक्साईड सारख्या संयुगांमध्ये आढळतात. गट 1 मूलद्रव्यांची पृथ्वीच्या कवचातील प्रचुरता गटात खाली जाताना कमी होते. गट 1 मूलद्रव्ये फेल्डस्पार, मायका, चिकणमातीची खनिजे आणि बाष्पीभवन खनिजे यासह विविध खनिजांमध्ये आढळतात. गट 1 मूलद्रव्यांचे बॅटरी, सिरॅमिक्स, काच, टेबल मीठ, साबण, खते, बारूद, अणू घड्याळे, लेसर आणि वैद्यकीय प्रतिमांकन यासह विविध उपयोग आहेत.

लिथियमचे विसंगत गुणधर्म#

लिथियम, ही सर्वात हलकी धातू आणि नियतकालिक सारणीतील तिसरे मूलद्रव्य, अनेक विसंगत गुणधर्म प्रदर्शित करते जे इतर अल्कली धातूंपासून वेगळे करतात. ही विसंगतता त्याच्या अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक संरूपण, लहान अणु आकार आणि उच्च ध्रुवीकरण क्षमतेमुळे होऊ शकते.

इलेक्ट्रॉनिक संरूपण

लिथियमचे इलेक्ट्रॉनिक संरूपण $1s^2 2s^1$ आहे, ज्यामध्ये 2s कक्षेत एक संयुजा इलेक्ट्रॉन आहे. या साध्या इलेक्ट्रॉनिक रचनेमुळे अनेक वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्ये निर्माण होतात:

• कमी आयनीकरण ऊर्जा: लिथियममध्ये सर्व मूलद्रव्यांपैकी सर्वात कमी आयनीकरण ऊर्जा असते, सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन काढून टाकण्यासाठी केवळ 520 kJ/mol ऊर्जेची आवश्यकता असते. ही कमी आयनीकरण ऊर्जा लिथियमला अत्यंत क्रियाशील बनवते आणि सहज ऑक्सिडीकरण होऊन बहुतेक संयुगांमध्ये धन आयन $\ce{(Li+)}$ तयार करते.

• उच्च जलयोजन ऊर्जा: $\ce{Li+}$ आयनाचा लहान आकार आणि उच्च प्रभार घनता यामुळे पाण्याच्या रेणूंसह प्रबल इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवाद होतात. यामुळे लिथियम आयनांसाठी उच्च जलयोजन ऊर्जा निर्माण होते, जी लिथियम आयन पाण्याच्या रेणूंनी वेढला गेला तेव्हा मुक्त होते. उच्च जलयोजन ऊर्जा लिथियम आयनांना जलीय द्रावणांमध्ये स्थिर करते आणि लिथियम संयुगांच्या विद्राव्यतेत योगदान देते.

लहान अणु आकार

लिथियममध्ये सर्व अल्कली धातूंपैकी सर्वात लहान अणु त्रिज्या असते कारण गाभा आणि संयुजा इलेक्ट्रॉन यांच्यातील प्रबल इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षण असते. लिथियमच्या लहान अणु आकाराचा त्याच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांवर परिणाम होतो:

• उच्च घनता: लिथियम ही सर्वात कमी घनतेची अल्कली धातू आहे, जिची घनता 0.534 g/cm³ आहे. ही कमी घनता लहान अणु आकार आणि लिथियममधील कमकुवत धात्विक बंधाचा परिणाम आहे.

• उच्च द्रवणांक आणि उत्कलनांक: कमी घनता असूनही, लिथियममध्ये इतर अल्कली धातूंच्या तुलनेत तुलनेने उच्च द्रवणांक (180.5 °C) आणि उत्कलनांक (1317 °C) असतात. याचे कारण असे की लहान अणु आकारामुळे सहसंयुज आणि आयनिक बंध सारखे मजबूत अंतर-अणु परस्परसंवाद शक्य होतात, जे अधिक कठोर स्फटिक जाळीत योगदान देतात.

उच्च ध्रुवीकरण क्षमता

लिथियममध्ये उच्च ध्रुवीकरण क्षमता असते, जी शेजारच्या अणू किंवा रेणूंचे इलेक्ट्रॉन मेघ विकृत करण्याची क्षमता आहे. हा गुणधर्म $\ce{Li+}$ आयनाच्या लहान आकार आणि उच्च प्रभार घनतेमुळे निर्माण होतो. लिथियमच्या उच्च ध्रुवीकरण क्षमतेचा त्याच्या रासायनिक बंधन आणि क्रियाशीलतेवर परिणाम होतो:

• सहसंयुज स्वरूप: लिथियम इतर अल्कली धातूंच्या तुलनेत अधिक सहसंयुज संयुगे तयार करतो. $\ce{Li+}$ आयनाचा लहान आकार आणि उच्च प्रभार घनता शेजारच्या अणूंचे इलेक्ट्रॉन मेघ ध्रुवीकृत करते, ज्यामुळे लिथियम बंधांमध्ये आंशिक सहसंयुज स्वरूप येते.

• संकीर्ण आयन निर्मिती: लिथियम आयन्समध्ये लिगंड्ससह संकीर्ण आयन तयार करण्याची प्रबल प्रवृत्ती असते. $\ce{Li+}$ आयनांची उच्च ध्रुवीकरण क्षमता लिगंड्सचे इलेक्ट्रॉन मेघ विकृत करू देते, ज्यामुळे स्थिर समन्वय संकुलांची निर्मिती होते.

सारांशात, लिथियमचे विसंगत गुणधर्म, जसे की त्याची कमी आयनीकरण ऊर्जा, उच्च जलयोजन ऊर्जा, लहान अणु आकार, उच्च घनता, उच्च द्रवणांक आणि उत्कलनांक आणि उच्च ध्रुवीकरण क्षमता, त्याच्या अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक संरूपण आणि लहान अणु आकाराचे आभारी आहेत. हे गुणधर्म लिथियमला इतर अल्कली धातूंपासून वेगळे करतात आणि त्याच्या रासायनिक वर्तन आणि उपयोगांमध्ये निर्णायक भूमिका बजावतात.

गट 1 मूलद्रव्यांचा कर्ण संबंध#

कर्ण संबंध ही एक रासायनिक घटना आहे जी नियतकालिक सारणीमध्ये कर्णरेषेवर स्थित असलेल्या काही मूलद्रव्यांमध्ये आढळते. हा संबंध विशेषतः गट 1 (अल्कली धातू) आणि गट 7 (हॅलोजन) यांच्या मूलद्रव्यांमध्ये प्रबळ आहे.

गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्यांमधील समानता#

वेगवेगळ्या गटांशी संबंधित असूनही आणि त्यांच्या एकूण गुणधर्मांमध्ये महत्त्वपूर्ण फरक असूनही, गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्ये त्यांच्या कर्ण संबंधामुळे अनेक समानता प्रदर्शित करतात. या समानतांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• अणु आकार: गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्यांची अणु त्रिज्या नियतकालिक सारणीच्या वरच्या डावीकडून खालच्या उजवीकडे कर्णरेषेवर कमी होते. याचा अर्थ असा की या मूलद्रव्यांचे अणू सारणीवर कर्णरेषेवर जाताना लहान होत जातात.

• आयनीकरण ऊर्जा: गट 1 मूलद्रव्यांची आयनीकरण ऊर्जा कर्णरेषेवर कमी होते, तर गट 7 मूलद्रव्यांची आयनीकरण ऊर्जा कर्णरेषेवर वाढते. याचा अर्थ असा की सारणीवर कर्णरेषेवर जाताना गट 1 मूलद्रव्यातून इलेक्ट्रॉन काढून टाकणे सोपे होते आणि गट 7 मूलद्रव्यातून इलेक्ट्रॉन काढून टाकणे अवघड होते.

• विद्युतऋणात्मकता: गट 1 मूलद्रव्यांची विद्युतऋणात्मकता कर्णरेषेवर कमी होते, तर गट 7 मूलद्रव्यांची विद्युतऋणात्मकता कर्णरेषेवर वाढते. याचा अर्थ असा की गट 1 मूलद्रव्यांची इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची क्षमता कमी होते, तर गट 7 मूलद्रव्यांची इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची क्षमता सारणीवर कर्णरेषेवर जाताना वाढते.

गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्यांमधील रासायनिक अभिक्रिया#

गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्यांमधील कर्ण संबंध त्यांच्या रासायनिक अभिक्रियांमध्येही दिसून येतो. जेव्हा ही मूलद्रव्ये अभिक्रिया करतात, तेव्हा ती समान गुणधर्म असलेली आयनिक संयुगे तयार करण्याची प्रवृत्ती दर्शवतात. उदाहरणार्थ:

• लिथियम (गट 1) आणि फ्लोरिन (गट 7) अभिक्रिया करून लिथियम फ्लोराईड (LiF) तयार करतात, जे एक पांढरे, स्फटिकी घन आहे जे पाण्यात अत्यंत विद्राव्य आहे.

• सोडियम (गट 1) आणि क्लोरीन (गट 7) अभिक्रिया करून सोडियम क्लोराईड (NaCl) तयार करतात, ज्याला सामान्यतः टेबल मीठ म्हणून ओळखले जाते, हे एक पांढरे, स्फटिकी घन आहे जे मानवी जीवनासाठी आवश्यक आहे.

• पोटॅशियम (गट 1) आणि ब्रोमिन (गट 7) अभिक्रिया करून पोटॅशियम ब्रोमाईड (KBr) तयार करतात, हे एक पांढरे, स्फटिकी घन आहे जे शामक आणि आक्षेपारोधी म्हणून वापरले जाते.

कर्ण संबंधाचे उपयोग#

गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्यांमधील कर्ण संबंधाचे विविध क्षेत्रांमध्ये व्यावहारिक उपयोग आहेत, ज्यात हे समाविष्ट आहे:

• रसायनशास्त्र: कर्ण संबध गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्यांमध्ये तयार होणाऱ्या संयुगांचे गुणधर्म आणि वर्तन समजून घेण्यास आणि अंदाज लावण्यास मदत करतो.

• साहित्य विज्ञान: कर्ण संबंधाचा उपयोग विशिष्ट गुणधर्म असलेली साहित्ये, जसे की उच्च विद्युत वाहकता किंवा उष्णता स्थिरता, डिझाइन आणि विकसित करण्यासाठी केला जातो.

• औषधनिर्माणशास्त्र: औषधे आणि फार्मास्युटिकल्स डिझाइन आणि विकसित करताना कर्ण संबंधाचा विचार केला जातो, कारण तो शरीरातील औषधांचे शोषण, वितरण, चयापचय आणि उत्सर्जन प्रभावित करू शकतो.

सारांशात, गट 1 आणि गट 7 मूलद्रव्यांमधील कर्ण संबंध या कर्णरेषेवर स्थित मूलद्रव्यांमधील समानता आणि रासायनिक क्रियाशीलता नमुने हायलाइट करतो. हा संबंध या मूलद्रव्यांमध्ये तयार होणाऱ्या संयुगांच्या गुणधर्म आणि वर्तनाबद्दल मौल्यवान अंतर्दृष्टी प्रदान करतो आणि विविध वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्षेत्रांमध्ये व्यावहारिक उपयोग आहे.

अल्कली धातूंचे नियतकालिक कल#

अल्कली धातू ही नियतकालिक सारणीतील गट 1 मधील मूलद्रव्ये आहेत. त्या सर्व अत्यंत क्रियाशील धातू आहेत ज्या सहजपणे त्यांचा सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन गमावून धन आयन तयार करतात. यामुळे गटात अनेक नियतकालिक कल दिसून येतात.

अणु त्रिज्या#

एखाद्या मूलद्रव्याची अणु त्रिज्या म्हणजे गाभ्यापासून सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन कवचापर्यंतचे अंतर. गट 1 मध्ये खाली जाताना, अणु त्रिज्या वाढते. याचे कारण असे की गटात खाली जाताना इलेक्ट्रॉन कवचांची संख्या वाढते आणि प्रत्येक नवीन इलेक्ट्रॉन कवच गाभ्यापासून अधिक दूर असते.

आयनीकरण ऊर्जा#

एखाद्या मूलद्रव्याची आयनीकरण ऊर्जा म्हणजे अणूमधून सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन काढून टाकण्यासाठी लागणारी ऊर्जा. गट 1 मध्ये खाली जाताना, आयनीकरण ऊर्जा कमी होते. याचे कारण असे की गटात खाली जाताना सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन अधिक सैलपणे धरलेला असतो आणि म्हणून तो काढून टाकणे सोपे असते.

द्रवणांक#

एखाद्या मूलद्रव्याचा द्रवणांक म्हणजे तो घन तरलात बदलतो तेव्हाचे तापमान. गट 1 मध्ये खाली जाताना, द्रवणांक कमी होतो. याचे कारण असे की गटात खाली जाताना अणूंमधील अंतर-आण्विक बल कमकुवत होतात आणि म्हणून ही बल तोडून धातू वितळविण्यासाठी कमी ऊर्जा लागते.

उत्कलनांक#

एखाद्या मूलद्रव्याचा उत्कलनांक म्हणजे तो द्रव वायूमध्ये बदलतो तेव्हाचे तापमान. गट 1 मध्ये खाली जाताना, उत्कलनांक कमी होतो. याचे कारण असे की गटात खाली जाताना अणूंमधील अंतर-आण्विक बल कमकुवत होतात आणि म्हणून ही बल तोडून धातू उकळविण्यासाठी कमी ऊर्जा लागते.

क्रियाशीलता#

एखाद्या मूलद्रव्याची क्रियाशीलता हे त्याचे रासायनिक अभिक्रियांमध्ये किती सहजपणे सहभाग होतो याचे माप आहे. गट 1 मध्ये खाली जाताना, क्रियाशीलता वाढते. याचे कारण असे की गटात खाली जाताना सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन अधिक सैलपणे धरलेला असतो आणि म्हणून धातूसाठी हा इलेक्ट्रॉन गमावून इतर पदार्थांशी अभिक्रिया करणे सोपे असते.

निष्कर्ष#

अल्कली धातूंचे नियतकालिक कल हे गटात खाली जाताना इलेक्ट्रॉन कवचांची संख्या वाढल्यामुळे होतात. यामुळे अणु त्रिज्या वाढते, आयनीकरण ऊर्जा कमी होते, द्रवणांक कमी होतो, उत्कलनांक कमी होतो आणि क्रियाशीलता वाढते.

गट 1 मूलद्रव्यांची क्रियाशीलता#

गट 1 मूलद्रव्ये, ज्यांना अल्कली धातू म्हणूनही ओळखले जाते, ती अत्यंत क्रियाशील धातू आहेत जी त्यांच्या क्रियाशीलतेमध्ये विशिष्ट नमुने प्रदर्शित करतात. ही मूलद्रव्ये नियतकालिक सारणीच्या पहिल्या स्तंभात स्थित आहेत आणि त्यात लिथियम (Li), सोडियम (Na), पोटॅशियम (K), रुबिडियम (Rb), सीझियम (Cs) आणि फ्रान्सियम (Fr) यांचा समावेश आहे. त्यांची क्रियाशीलता प्रामुख्याने त्यांच्या कमी आयनीकरण ऊर्जा आणि मोठ्या अणु त्रिज्येमुळे आहे, ज्यामुळे त्यांचा सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन सहज गमावला जातो.

क्रियाशीलतेचे कल#

आयनीकरण ऊर्जा#

गट 1 मध्ये खाली जाताना, आयनीकरण ऊर्जा कमी होते. याचा अर्थ असा की अणूमधून सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन काढून टाकणे सोपे होते. हा कल मूलद्रव्यांच्या वाढत्या अणु त्रिज्येद्वारे स्पष्ट केला जाऊ शकतो. अणु त्रिज्या वाढल्यामुळे, सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉन गाभ्यापासून अधिक दूर असतो आणि कमकुवत इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षण अनुभवतो. यामुळे इलेक्ट्रॉन काढून टाकणे सोपे होते.

अणु त्रिज्या#

गट 1 मूलद्रव्यांची अणु त्रिज्या गटात खाली जाताना वाढते. याचे कारण असे की गटात खाली जाताना इलेक्ट्रॉन कवचांची संख्या वाढते आणि प्रत्येक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन कवच गाभ्याभोवती इलेक्ट्रॉनचा आणखी एक थर जोडते. इलेक्ट्रॉन कवचांची संख्या वाढल्यामुळे अणु त्रिज्या म