धातुओं और अधातुओं के भौतिक गुण

धातुओं और अधातुओं के भौतिक गुण

सामग्री मानक

छात्र धातुओं और अधातुओं के भौतिक गुणों जैसे चमक, आघातवर्धनीयता, तन्यता, चालकता, कठोरता और अवस्था की समझ प्रदर्शित करेंगे

प्रदर्शन मानकों

छात्र सक्षम होंगे:

  • भौतिक गुणों के आधार पर धातुओं और अधातुओं में अंतर करना
  • तर्क के साथ दी गई सामग्रियों को धातु या अधातु के रूप में वर्गीकृत करें।
  • इन तत्वों के भौतिक गुणों को दैनिक जीवन में उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों से जोड़ें।

संरेखण मानक

संदर्भ: एनसीईआरटी पुस्तक संरेखण 

यह पाठ एनसीईआरटी कक्षा 8 विज्ञान पुस्तक-अध्याय 3: धातु और अधातु, खंड 1 – “भौतिक गुण” के अनुरूप है |

पूर्वापेक्षाएँ (पूर्व ज्ञान)

  • पदार्थ और तत्वों का ज्ञान।
  • पदार्थों के मूल वर्गीकरण से परिचित होना
  • आवर्त सारणी के तत्वों से पूर्व परिचय।

सीखने के उद्देश्य

पाठ के अंत तक, छात्र निम्नलिखित कार्य करने में सक्षम होंगे:

  •  धातुओं और अधातुओं के प्रमुख भौतिक गुणों की पहचान करना
  • धातुओं बनाम अधातुओं में चमक, आघातवर्धनीयता, तन्यता, कठोरता, ध्वनि और चालकता की तुलना करें।
  • भौतिक गुणों का उपयोग करके पदार्थों का सही वर्गीकरण करें।
  • रोजमर्रा के अनुप्रयोगों (तार, खाना पकाने के बर्तन, आभूषण, पेंसिल में अधातु का उपयोग, आदि) को भौतिक गुणों से जोड़ें।

परिचय

छात्र यह जानेंगे कि धातुएँ चमकदार, मजबूत और अच्छी चालक क्यों होती हैं, जबकि अधातुएँ आमतौर पर मंद, भंगुर और खराब चालक होती हैं। यह पाठ उन्हें विज्ञान की अवधारणाओं को वास्तविक जीवन के उपयोगों जैसे बिजली के तारों, बर्तनों, आभूषणों, पेंसिलों और ऑक्सीजन की आपूर्ति से जोड़ने में मदद करता है

समयरेखा (40 मिनट)

शीर्षकअनुमानित अवधिप्रक्रियासंदर्भ सामग्री
संलग्न करें5
  • बिजली के तारों पर पीवीसी पदार्थ की परत क्यों चढ़ाई जाती है?
  • आपके अनुसार आभूषण सोने और चांदी जैसी धातुओं से क्यों बनते हैं, लेकिन सल्फर या आयोडीन जैसी अधातुओं से क्यों नहीं?

 

स्लाइड्स +  वास्तविक  दुनिया की  वस्तुएँ

अन्वेषण करें10

आइए जाँच करें

  • सोना, चाँदी, ताँबा और सिलिकॉन में से कौन अच्छा विद्युत चालक है?
  • सोना और ताँबा आभूषण एवं विद्युत तारों में क्यों उपयोग किए जाते हैं?

स्लाइड

व्याख्या करें10

शिक्षक धातुओं और अधातुओं के भौतिक गुणों की व्याख्या करते हैं: 

• चमक 

• कठोरता 

• आघातवर्धनीयता 

• तन्यता 

• चालकता 

• ध्वन्यात्मकता 

अवस्था।

स्लाइड और वर्चुअल लैब

मूल्यांकन करें10
छात्र एलएमएस पर स्व-मूल्यांकन कार्य का प्रयास करेंगे |

वर्चुअल लैब

विस्तरित करें5

परिदृश्य चिंतन:

“अगर तार तांबे के बजाय रबर के बने होते, तो क्या होता?” 

 

स्लाइड

धातुओं और अधातुओं के भौतिक गुण

परिचय

धातु और अधातु तत्वों की दो व्यापक श्रेणियाँ हैं जिनसे हमारे आस-पास के अधिकांश पदार्थ बनते हैं। जहाँ लोहा, ताँबा और एल्युमीनियम जैसी धातुओं का उपयोग मशीनें, तार और बर्तन बनाने में किया जाता है, वहीं ऑक्सीजन, सल्फर और कार्बन जैसी अधातुएँ श्वसन, ईंधन और कई रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं।

उनके भौतिक गुण—जैसे रूप, शक्ति, घनत्व, चालकता और आघातवर्धनीयता—हमें धातुओं और अधातुओं के बीच अंतर करने में मदद करते हैं और यह भी तय करते हैं कि दैनिक जीवन और उद्योगों में उनका उपयोग कैसे किया जाता है। इन गुणों को समझना उनके रासायनिक व्यवहार का पता लगाने का पहला कदम है।

लिखित

धातुएँ आमतौर पर निम्नलिखित गुण प्रदर्शित करती हैं : 

  1. धातुएँ और उनके भौतिक गुण
  • आघातवर्धनीयताधातुओं को हथौड़े से पीटकर पतली चादरें बनाई जा सकती हैं। उदाहरण: खाद्य पदार्थों को लपेटने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एल्युमीनियम पन्नी।
  • तन्यता: धातुओं को खींचकर तार बनाए जा सकते हैं। उदाहरण: बिजली के तारों में तांबे और एल्युमीनियम के तारों का इस्तेमाल होता है।
  • चालकता: धातुएँ मुक्त इलेक्ट्रॉनों के कारण ऊष्मा और विद्युत की अच्छी चालक होती हैं। उदाहरण: ताँबे के बर्तन जल्दी गर्म हो जाते हैं; चाँदी विद्युत की सबसे अच्छी चालक है।
  • कठोरता और मजबूती: अधिकांश धातुएं (लोहा, निकल) कठोर और मजबूत होती हैं, लेकिन कुछ अपवाद भी हैं (सोडियम और पोटेशियम नरम होते हैं और उन्हें चाकू से काटा जा सकता है)।
  • ध्वनि: धातुओं को बजाने पर एक झंकार जैसी ध्वनि उत्पन्न होती है। उदाहरण: घंटियाँ काँसे जैसी धातुओं से बनी होती हैं।
  • घनत्व: धातुओं का घनत्व सामान्यतः उच्च होता है (लोहा, सीसा), यद्यपि सोडियम और पोटेशियम हल्के होते हैं।
  • गलनांक और क्वथनांक : धातुओं के गलनांक और क्वथनांक आमतौर पर उच्च होते हैं। उदाहरण: टंगस्टन का गलनांक सबसे अधिक होता है, जिसका उपयोग बल्बों के तंतु में किया जाता है।
  • चमक (चमक): ताज़ी कटी या पॉलिश की गई धातुओं की सतह चमकदार होती है। उदाहरण: सोने और चाँदी के आभूषण अपनी धात्विक चमक के कारण चमकते हैं।
  • अधातुएँ और उनके भौतिक गुण
  • अधिकांश मामलों में अधातुएं धातुओं के विपरीत गुण प्रदर्शित करती हैं:

 

2. अधातुएँ और उनके भौतिक गुण

     अधातुएँ अधिकांशतः धातुओं के विपरीत गुण प्रदर्शित करती हैं:
  • चमक: सामान्यतः अधातुएं मंद होती हैं (सल्फर, फास्फोरस), लेकिन कुछ जैसे आयोडीन और ग्रेफाइट अपवाद हैं (वे चमकदार होती हैं)।
  • आघातवर्धनीयता और तन्यता: अधातुएं भंगुर होती हैं और हथौड़े से मारने या खींचने पर टूट जाती हैं (सल्फर और कोयला आसानी से टूट जाते हैं)।
  • चालकता: अधातुएँ ऊष्मा और विद्युत की कुचालक होती हैं। उदाहरण: सल्फर, फॉस्फोरस। अपवाद: ग्रेफाइट (कार्बन का एक रूप) एक अच्छा चालक है।
  • कठोरता और मजबूती: आमतौर पर नरम (सल्फर, फास्फोरस), लेकिन हीरा (कार्बन का अपररूप) सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है।
  • ध्वन्यात्मकता: अधातुएं ध्वन्यात्मक नहीं होतीं; उनमें आघात करने पर वे धीमी ध्वनि उत्पन्न करती हैं।
  • घनत्व और गलनांक: अधातुओं का घनत्व और गलनांक आमतौर पर कम होता है (हीरे और ग्रेफाइट को छोड़कर)। उदाहरण: ऑक्सीजन और नाइट्रोजन कमरे के तापमान पर गैसों के रूप में मौजूद होते हैं।
  1. सामान्य प्रवृत्तियों के अपवाद
  • नरम धातुएं: सोडियम, पोटेशियम।
  • कम गलनांक वाली धातुएं: गैलियम और सीज़ियम कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर के तापमान पर भी पिघल जाते हैं।
  • उच्च चालकता वाली अधातुएँ: ग्रेफाइट विद्युत का संचालन करता है।
  • उच्च कठोरता वाली अधातुएँ: हीरा सबसे कठोर ज्ञात प्राकृतिक पदार्थ है।

तुलना तालिका: धातु बनाम अधातु

गुण धातुएँ अधातुएँ
रूप चमकदार आम तौर पर मंद
आघातवर्धनीयता हथौड़े से ठोककर चादरें बनाई जा सकती हैं भंगुर, आसानी से टूट जाता है
तन्यता तारों में खींचा जा सकता है तन्य नहीं
चालकता अच्छे चालक खराब चालक (ग्रेफाइट को छोड़कर)
कठोरता आमतौर पर, कठोर आमतौर पर नरम (हीरे को छोड़कर)
ध्वन्यात्मकता ध्वन्यात्मक (बजने वाली ध्वनि) गैर-ध्वन्यात्मक
घनत्व सामान्यतः उच्च सामान्यतः निम्न
गलनांक/क्वथनांक उच्च (अपवादों को छोड़कर) कम (हीरा, ग्रेफाइट को छोड़कर)

अनुप्रयोग 

धातुओं के भौतिक गुणों के आधार पर

  • आघातवर्धनीयता: धातुओं को हथौड़े से पीटकर पतली चादरें बनाई जा सकती हैं, जिससे वे एल्युमीनियम फॉयल, कार बॉडी और बर्तन बनाने के लिए उपयोगी हो जाती हैं
  • तन्यता: तांबा और एल्युमीनियम जैसी धातुओं को तारों में परिवर्तित किया जा सकता है, इसलिए इनका उपयोग विद्युत तारों और केबलों में किया जाता है।
  • ऊष्मा और विद्युत के अच्छे संवाहक: चूंकि धातुएं ऊष्मा और विद्युत को आसानी से गुजरने देती हैं, इसलिए उनका उपयोग कुकवेयर, विद्युत सर्किट, स्विच और हीटिंग तत्वों में किया जाता है।
  • चमक (चमकदार रूप): सोना, चांदी और प्लैटिनम जैसी धातुएं चमकदार होती हैं, इसलिए इनका उपयोग आभूषण, सजावट और सिक्कों में किया जाता है।
  • ध्वनि: धातुओं को टकराने पर उनमें बजने वाली ध्वनि उत्पन्न होती है; इस गुण का उपयोग घंटियाँ, संगीत वाद्ययंत्र और मंदिर के घंटे बनाने में किया जाता है।
  • उच्च गलनांक और क्वथनांक: लोहा और इस्पात जैसी धातुएं उच्च तापमान को सहन कर सकती हैं, इसलिए उनका उपयोग मशीनरी, औजारों और निर्माण सामग्री में किया जाता है।
  • शक्ति और कठोरता: धातुएं मजबूत और टिकाऊ होती हैं, जो उन्हें पुलों, वाहनों और औद्योगिक उपकरणों के लिए आदर्श बनाती हैं।
  • उच्च घनत्व और वजन: जहाज के पुर्जे बनाने और संरचनाओं के निर्माण में उपयोगी, जिनमें ताकत और स्थिरता की आवश्यकता होती है।

भौतिक गुणों के आधार पर अधातुएँ

  • ऊष्मा और विद्युत के कुचालक: सल्फर और फास्फोरस जैसी अधातुएं विद्युतरोधी के रूप में कार्य करती हैं, जिनका उपयोग तार आवरण और विद्युत उपकरणों में किया जाता है।
  • भंगुरता: चूंकि अधातुएं भंगुर होती हैं, इसलिए उनका उपयोग निर्माण के लिए नहीं किया जाता है, लेकिन उनका उपयोग वहां किया जा सकता है जहां आसानी से टूटने की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, पेंसिल लीड – ग्रेफाइट)।
  • कम घनत्व और कोमलता: कार्बन और सल्फर जैसी अधातुएं हल्की होती हैं, तथा दवाइयां और माचिस बनाने में उपयोगी होती हैं।
  • अ-चमकदार (ग्रेफाइट और आयोडीन को छोड़कर): अधिकांश अधातुएं मंद होती हैं और उनका उपयोग वहां किया जाता है जहां गैर-परावर्तक सामग्रियों की आवश्यकता होती है, जैसे कला में लकड़ी का कोयला।
  • जीवन के लिए आवश्यक: ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन जैसी अधातुएं श्वसन, प्रकाश संश्लेषण और प्रोटीन निर्माण के लिए महत्वपूर्ण हैं।
  • विविध अवस्थाएँ: अधातुएँ ठोस, द्रव या गैस के रूप में विद्यमान हो सकती हैं, जिससे वे रासायनिक उद्योगों में उपयोगी हो जाती हैं (उदाहरण के लिए, कीटाणुनाशक के लिए क्लोरीन, उर्वरकों के लिए नाइट्रोजन)।
  • निम्न गलनांक और क्वथनांक: सल्फर जैसी अधातुओं को आतिशबाजी और रासायनिक प्रतिक्रियाओं में निम्न तापमान पर उपयोग करने की अनुमति देता है।

शब्दावली

यह पूरे पाठ में प्रयुक्त शब्दावली शब्दों की सूची है।

  • ऊष्मा स्थानांतरण – ऊष्मा ऊर्जा का गर्म से ठंडे क्षेत्रों की ओर संचलन
  • चालन – संपर्क में ठोस पदार्थों के माध्यम से ऊष्मा स्थानांतरण।
  • संवहन – कण गति के माध्यम से तरल पदार्थ और गैसों में ऊष्मा स्थानांतरण।
  • विकिरण – प्रत्यक्ष संपर्क के बिना विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से ऊष्मा स्थानांतरण।
  • तापीय ऊर्जा – पदार्थ में कणों की गति के कारण उत्पन्न ऊर्जा।
  • इन्सुलेटर – एक सामग्री जो गर्मी प्रवाह का प्रतिरोध करती है (जैसे, लकड़ी, प्लास्टिक)।
  • चालक – एक पदार्थ जो ऊष्मा को आसानी से प्रवाहित होने देता है (जैसे, धातु)।
  • संवहन धारा – गर्म और ठंडे तरल पदार्थ की वृत्ताकार गति।
  • तापीय संतुलन – जब दो वस्तुएं समान तापमान पर पहुंच जाती हैं।
  • सौर विकिरण – सूर्य से पृथ्वी तक पहुँचने वाली ऊष्मा ऊर्जा।

धातुओं और अधातुओं के भौतिक गुण

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परिचय

धातुओं और अधातुओं के भौतिक गुणों की वर्चुअल लैब में आपका स्वागत है!

इस 3D इंटरैक्टिव अनुभव में, छात्र उन भौतिक गुणों का पता लगाएंगे और उनकी तुलना करेंगे जो धातुओं को अधातुओं से अलग करते हैं।

आकर्षक दृश्यों और एनिमेशन के माध्यम से, शिक्षार्थी यह जांच करेंगे कि कठोरता, ऊष्मा चालकता और विद्युत चालकता के परीक्षण के दौरान विभिन्न तत्व किस प्रकार व्यवहार करते हैं।

यह गतिविधि एक परिचय के साथ शुरू होती है जिसमें बताया गया है कि हम यह सीखेंगे कि धातु और अधातु अपने भौतिक व्यवहार में किस प्रकार भिन्न होते हैं।

छात्र चार दिए गए तत्वों – तांबा, सोना, लोहा और सल्फर – में से एक का चयन करेंगे और विभिन्न स्थितियों में प्रत्येक तत्व की प्रतिक्रिया का निरीक्षण करने के लिए आभासी परीक्षणों की एक श्रृंखला का प्रदर्शन करेंगे।

प्रमुख विशेषताऐं

चार तत्वों का चयन: तांबा, सोना, लोहा और सल्फर।

इंटरैक्टिव प्रयोग प्रदर्शित करते हैं :

Interactive experiments demonstrating:

  • कठोरता (यह जांचने के लिए कि तत्व कठोर है या भंगुर, हथौड़ा परीक्षण)।
  • ऊष्मा की चालकता (मोमबत्ती और बर्फ प्रयोग ऊष्मा स्थानांतरण दर्शाता है)।
  • विद्युत की चालकता (सरल विद्युत परिपथ परीक्षण जो दर्शाता है कि विद्युत धारा प्रवाहित होती है या नहीं)।

प्रत्येक परीक्षण के बाद वास्तविक समय दृश्य फीडबैक यह दर्शाता है कि तत्व अपने व्यवहार के आधार पर धातु है या अधातु 

संपत्ति परीक्षणों के बीच आसानी से जाने के लिए “अगला” बटन नेविगेशन।

वीआर अनुभव के लिए चरण-दर-चरण प्रक्रिया

चरण 1: वर्चुअल लैब में प्रवेश करें

  • छात्र त्रि-आयामी आभासी प्रयोगशाला में प्रवेश करते हैं। एक संक्षिप्त परिचय दिया गया है, जिसमें बताया गया है कि छात्र तत्वों के तीन भौतिक गुणों – कठोरता ऊष्मा चालकता और विद्युत चालकता – के बारे में जानेंगे ।
  • अवलोकन: सुनें और ध्यान दें कि धातु और अधातु इन भौतिक गुणों के आधार पर अलग-अलग व्यवहार करते हैं।

चरण 2: एक तत्व चुनें

  • क्रिया: छात्र सूची में से एक तत्व चुनें – तांबा, सोना, लोहा, या सल्फर 
  • अवलोकन: प्रत्येक तत्व की भौतिक उपस्थिति का अवलोकन करें।
    • तांबा: लाल-भूरा, चमकदार, धात्विक चमक।
    • सोना: पीली, चमकदार, धात्विक सतह।
    • लोहा: धूसर, धात्विक, थोड़ा फीका।
    • सल्फर पीला, अधात्विक, फीका रंग।

चरण 3: कठोरता का परीक्षण

  • क्रिया: कठोरता परीक्षण करने के लिए अगला क्लिक करें ।
  • एनीमेशन: चयनित तत्व पर हथौड़े से प्रहार किया जाता है।
  • अवलोकन: देखें कि तत्व को पीटने पर वह किस प्रकार प्रतिक्रिया करता है।
    • तांबा टूटता नहीं; चपटा किया जा सकता है – कठोर और आघातवर्धनीय (धातु)।
    • सोना टूटता नहीं; आसानी से चपटा हो जाता है – मुलायम लेकिन आघातवर्धनीय (धातु) 
    • लोहा बहुत कठोर और मजबूत; इसमें खरोंच पड़ सकती है लेकिन यह टूटता नहीं है – कठोर (धातु) 
    • सल्फर: टुकड़ों में टूट जाता है – भंगुर (अधातु)।

निष्कर्ष: धातुएं आमतौर पर कठोर और आघातवर्ध्य होती हैं, जबकि अधातुएं भंगुर होती हैं 

चरण 4: ऊष्मा चालकता परीक्षण

  • क्रिया: ताप चालन परीक्षण शुरू करने के लिए “ अगला” बटन पर क्लिक करें।
  • एनीमेशन: चयनित तत्व को एक सिरे पर मोमबत्ती की लौ से गर्म किया जाता है, तथा दूसरे सिरे पर एक छोटा बर्फ का टुकड़ा रखा जाता है।
  • अवलोकन: देखें कि बर्फ कितनी तेजी से या धीमी गति से पिघलती है।
    • तांबा बर्फ जल्दी पिघलती है – ऊष्मा का अच्छा सुचालक (धातु)।
    • सोना: बर्फ शीघ्र पिघलती है – ऊष्मा (धातु) की उत्कृष्ट सुचालक।
    • लोहा बर्फ धीरे-धीरे पिघलती है – ऊष्मा का मध्यम सुचालक (धातु 
    • सल्फर बर्फ पिघलती नहीं है – ऊष्मा का कुचालक (अधातु)।
  • निष्कर्ष: धातुएँ ऊष्मा की अच्छी चालक होती हैं, जबकि अधातुएँ ऊष्मा की कुचालक होती हैं।

चरण 5: विद्युत चालकता परीक्षण

  • क्रिया: विद्युत चालकता परीक्षण करने के लिए विद्युत परिपथ आइकन पर क्लिक करें ।
  • एनीमेशन: चयनित तत्व को एक बल्ब और बैटरी के साथ एक सरल सर्किट में जोड़ा जाता है।
  • अवलोकन: देखें कि सर्किट पूरा होने पर बल्ब चमकता है या नहीं।
    • तांबा: बल्ब चमकता है – बिजली का अच्छा कंडक्टर (धातु)।
    • सोना: बल्ब चमकता है – बिजली (धातु) का उत्कृष्ट कंडक्टर।
    • लोहा: बल्ब मंद चमकता है – विद्युत का सुचालक (धातु)।
    • सल्फर: बल्ब नहीं जलता – विद्युत का कुचालक (अधातु)।

निष्कर्ष: धातुएँ विद्युत की अच्छी सुचालक होती हैं, जबकि अधातुएँ कुचालक होती हैं।

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