⚗️ MP Board Class 10 Science — Chapter 3: धातु और अधातु (Metals and Non-metals)

📌 Key Concepts & Properties

1. धातु (Metals) और अधातु (Non-metals) का परिचय

पृथ्वी पर पाए जाने वाले ~118 तत्वों में से अधिकांश धातुएँ (metals) हैं। केवल ~20 तत्व अधातु (non-metals) हैं।

2. भौतिक गुण (Physical Properties) — विस्तार से

धातुओं के भौतिक गुण:

• धात्विक चमक (Metallic Lustre): ताज़ी कटी सतह चमकदार होती है
• आघातवर्धनीयता (Malleability): पीटकर पत्तर (thin sheets) बनाए जा सकते हैं — सोना (Au) सबसे अधिक आघातवर्धनीय
• तन्यता (Ductility): खींचकर तार (wires) बनाए जा सकते हैं
• सुचालकता (Conductivity): चाँदी (Ag) सबसे अच्छी चालक, फिर Cu, फिर Au
• घनत्व (Density): अधिकतर धातुओं का घनत्व अधिक होता है (Na, K हल्के हैं)
• गलनांक/क्वथनांक (M.P./B.P.): ऊँचे (Na, K, Hg को छोड़कर — Hg द्रव है)

अधातुओं के भौतिक गुण:

• चमक नहीं होती (सिवाय — I₂, ग्रेफाइट)
• भंगुर (brittle) — पीटने पर टूट जाते हैं
• ऊष्मा और विद्युत के कुचालक (ग्रेफाइट को छोड़कर)
• गलनांक व क्वथनांक निम्न होते हैं

अपवाद (Exceptions):
– Hg (पारा) — एकमात्र धातु जो कमरे के तापमान पर द्रव (liquid) है
– Na, K — इतने मुलायम कि चाकू से काटे जा सकते हैं
– ग्रेफाइट (C) — अधातु होने पर भी विद्युत का सुचालक
– I₂ की चमक होती है

3. रासायनिक गुण (Chemical Properties)

(a) धातुओं की अभिक्रिया ऑक्सीजन से — Metal + O₂ → Metal Oxide

प्रकृति: धातु ऑक्साइड क्षारीय (basic) होते हैं — पानी में घुलकर क्षार (base) बनाते हैं:
– Na₂O + H₂O → 2NaOH
– MgO + H₂O → Mg(OH)₂ (दुर्बल क्षार)
– Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O — उभयधर्मी (amphoteric): अम्ल और क्षार दोनों से अभिक्रिया

(b) धातुओं की अभिक्रिया जल से — Metal + H₂O → Metal Hydroxide + H₂↑

अभिक्रियाशीलता श्रेणी (Reactivity Series):
K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > [H] > Cu > Hg > Ag > Au
(ऊपर से नीचे — अभिक्रियाशीलता घटती है)

(c) धातुओं की अभिक्रिया अम्लों से — Metal + Acid → Salt + H₂↑

Cu केवल तेज़ अम्लों (HNO₃, H₂SO₄) से अभिक्रिया: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

(d) धातुएँ एक-दूसरे के लवणों से — विस्थापन अभिक्रिया (Displacement)

उच्च अभिक्रियाशील धातु, निम्न धातु को उसके लवण से विस्थापित कर देती है।

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu ⏤ लोहे की कील पर ताँबे की परत चढ़ जाती है

(e) अधातुओं की अभिक्रिया O₂ से

अधातु ऑक्साइड अम्लीय (acidic) होते हैं — पानी में घुलकर अम्ल बनाते हैं:
CO₂ + H₂O → H₂CO₃, SO₂ + H₂O → H₂SO₃

4. धातुओं की अभिक्रियाशीलता श्रेणी (Reactivity Series)

5. धातुओं का निष्कर्षण (Extraction of Metals)

प्रमुख पद:

1. खनन (Mining) — अयस्क निकालना
2. सांद्रण (Concentration) — गैंग (अशुद्धि) हटाना
3. भर्जन (Roasting): अयस्क को वायु की उपस्थिति में गरम करना — सल्फाइड अयस्क के लिए
4. निस्तापन (Calcination): अयस्क को वायु की अनुपस्थिति में गरम करना — कार्बोनेट अयस्क के लिए
5. अपचयन (Reduction): धातु ऑक्साइड से धातु प्राप्त करना — C, CO, Al से
6. शुद्धीकरण (Refining) — इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिंग

Al निष्कर्षण: बॉक्साइट (Al₂O₃·2H₂O) → सांद्रित Al₂O₃ → हॉल-हेरोल्ट प्रक्रिया (विद्युत अपघटन)

6. धातुओं का संक्षारण (Corrosion) और उसकी रोकथाम

संक्षारण: धातुओं का वायु, नमी या रासायनिक पदार्थों के संपर्क में आकर नष्ट होना।

रोकथाम के उपाय:
– पेंट (Paint) — लोहे पर
– ग्रीस/तेल (Grease/Oil)
– गैल्वनाइजेशन (Galvanisation) — जिंक की परत चढ़ाना
– क्रोमियम/निकेल प्लेटिंग
– मिश्रधातु (Alloying) — स्टेनलेस स्टील

7. मिश्रधातुएँ (Alloys) — महत्वपूर्ण

मिश्रधातु = दो या दो से अधिक धातुओं का समांगी मिश्रण (एक धातु + दूसरी धातु/अधातु)

📝 Solved Examples (5)

Example 1: अभिक्रियाशीलता श्रेणी — विस्थापन अभिक्रिया

एक लोहे की कील (Fe) को नीले CuSO₄ विलयन में डुबोया जाता है। क्या होगा? रासायनिक समीकरण लिखें।

हल:
– Fe, Cu से अधिक अभिक्रियाशील है (Fe > Cu in reactivity series)
– Fe, Cu को CuSO₄ से विस्थापित करेगा

समीकरण: Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

प्रेक्षण:
– नीले CuSO₄ का रंग हरे FeSO₄ में बदल जाता है
– लोहे की कील पर ताँबे की लाल-भूरी परत जम जाती है ✅

Example 2: धातु ऑक्साइड की प्रकृति

एक धातु M का ऑक्साइड M₂O₃ है। यह HCl और NaOH दोनों से अभिक्रिया करता है। M कौन-सी धातु है? और ऐसे ऑक्साइड को क्या कहते हैं?

हल:
– M₂O₃ HCl (अम्ल) से अभिक्रिया करता है → M₂O₃ + 6HCl → 2MCl₃ + 3H₂O
– M₂O₃ NaOH (क्षार) से अभिक्रिया करता है → M₂O₃ + 2NaOH → 2NaMO₂ + H₂O
– ऐसे ऑक्साइड जो अम्ल और क्षार दोनों से अभिक्रिया करें, उभयधर्मी ऑक्साइड (Amphoteric Oxides) कहलाते हैं
– M = एल्युमिनियम (Al), M₂O₃ = Al₂O₃ ✅

Example 3: जल से अभिक्रिया

सोडियम (Na) का एक छोटा टुकड़ा ठंडे जल में डाला जाता है। घटना का वर्णन करें और रासायनिक समीकरण लिखें।

हल:
– Na जल से बहुत तेज़ी से अभिक्रिया करता है
– 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
– Na जल की सतह पर तेज़ी से चक्कर लगाता है
– H₂ गैस की ज्वाला निकलती है (ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया)
– विलयन में फिनॉल्फ्थेलिन डालने पर गुलाबी रंग (क्षारीय प्रकृति) ✅

Example 4: निष्कर्षण — अपचयन

जिंक ऑक्साइड (ZnO) को कार्बन (C) के साथ गरम किया जाता है। रासायनिक समीकरण लिखें और बताएँ कि यह किस प्रकार की अभिक्रिया है?

हल:
समीकरण: ZnO + C → Zn + CO

• C, ZnO से ऑक्सीजन ले लेता है — अपचायक (Reducing Agent) का कार्य
• ZnO से ऑक्सीजन निकल जाती है — अपचयन (Reduction)
• C, CO में बदल जाता है — ऑक्सीकरण (Oxidation)
• यह रेडॉक्स अभिक्रिया (Redox Reaction) है ✅

(याद रखें: ZnO + C → Zn + CO, उच्च ताप पर भट्टी (furnace) में)

Example 5: मिश्रधातु का महत्व

लोहे (Fe) से बर्तन बनाने में क्या समस्या है? स्टेनलेस स्टील में कौन-सी धातुएँ मिलाई जाती हैं और यह लोहे से बेहतर क्यों है?

हल:
– लोहे की समस्या: Fe आसानी से जंग (rust) लगाता है — Fe₂O₃·xH₂O बनता है
– स्टेनलेस स्टील का संघटन: Fe + Cr (क्रोमियम) + Ni (निकेल) + C (कार्बन)
– क्रोमियम — सतह पर Cr₂O₃ की सुरक्षात्मक परत बनाता है, जंग नहीं लगती
– निकेल — मजबूती और चमक बढ़ाता है
– कार्बन — कठोरता बढ़ाता है
– स्टेनलेस स्टील — जंग रोधी, टिकाऊ, साफ करने में आसान ✅

✏️ Practice Questions (5)

Q1. धातु और अधातु में कोई तीन भौतिक गुणों के आधार पर अंतर लिखें।

Q2. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑ इस अभिक्रिया में — (a) कौन-सी गैस निकलती है? (b) कॉपर (Cu) इसी प्रकार अभिक्रिया करेगा?

Q3. जंग (Rust) किसे कहते हैं? जंग लगने से बचाव के कोई तीन उपाय लिखें।

Q4. सोडियम और मैग्नीशियम का अयस्कों से निष्कर्षण किन विधियों द्वारा किया जाता है? कोई एक अंतर स्पष्ट करें।

Q5. एक छात्र ने ताँबे के बर्तन में दही (curd) रखा। क्या यह सही है? कारण सहित समझाइए।

📅 Generated: 13 July 2026 | 📚 MP Board Class 10 Science