मुख्य समूह रसायन

मुख्य समूह रसायन तालिका के समूह 1, 2 और 13 से 18 के रासायनिक तत्वों के अध्ययन से संबंधित है, जो d-ब्लॉक (संक्रमण धातु) और f-ब्लॉक (लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स) को छोड़कर है। इन तत्वों को कभी-कभी "s" और "p" ब्लॉक तत्व कहा जाता है क्योंकि इन तत्वों के बाहरी इलेक्ट्रॉन्स उनके आधार स्थिति विन्यास में "s" या "p" कक्ष में होते हैं। मुख्य समूह तत्वों में परिचित और विविध तत्व जैसे हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, और ऑक्सीजन शामिल हैं, साथ ही सोडियम, सिलिकॉन, और क्लोरीन भी शामिल हैं। वे कार्बनिक और अकार्बनिक रसायन में उनकी व्यापक प्रतिक्रियाशीलता और यौगिकों के निर्माण में महत्ता के कारण मौलिक होते हैं।

समूह 1: क्षारीय धातु

क्षारीय धातुओं में लिथियम (Li), सोडियम (Na), पोटैशियम (K), रुबिडियम (Rb), सीज़ियम (Cs), और फ्रैंसियम (Fr) शामिल हैं। ये तत्व अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं, खासकर पानी के साथ, जिससे हाइड्रोजन गैस और संबंधित हाइड्रॉक्साइड निम्नलिखित सामान्य प्रतिक्रिया के अनुसार उत्पन्न होते हैं:

        2M + 2H₂O → 2MOH + H₂
    

जहां M क्षारीय धातु को दर्शाता है। प्रतिक्रियाशीलता समूह के नीचे बढ़ती जाती है, जिसमें लिथियम सबसे कम प्रतिक्रियाशील और फ्रैंसियम सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील होता है।

ये तत्व नरम होते हैं और उनका गलनांक कम होता है। ये आसानी से अपने एकल संयोजक इलेक्ट्रॉन को "+1" कैटायन के रूप में खो देते हैं। उदाहरण के लिए:

        Na → Na⁺ + e⁻
    

क्षारीय धातुओं का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है जैसे जैविक प्रणालियों में (जैसे, सोडियम और पोटैशियम आयन तंत्रिका कार्य के लिए) और उद्योग (जैसे, बैटरियों में लिथियम)।

समूह 2: क्षार पृथ्वी धातु

क्षार पृथ्वी धातुओं में बेरिलियम (Be), मैग्नीशियम (Mg), कैल्शियम (Ca), स्ट्रॉन्शियम (Sr), बेरियम (Ba), और रेडियम (Ra) शामिल हैं। ये धातुएं भी प्रतिक्रियाशील होती हैं, हालांकि उनके समूह 1 समकक्षों से कम। वे +2 आयन बन tend कठनाई करते हैं।जैसा की नीचे दी गयी क्रिया दिखाता है:

        Ca → Ca²⁺ + 2e⁻
    

जैसे ही किसी ने इसे थोड़ा यह जल्द से जल्द का रिएक्टिविटी और मृद्यता बढ़ जाती है। क्षारभूमी धातुएँ मुख्य रूप से खनिजों में पाई जाती हैं।

कैल्शियम और मैग्नीशियम की तरह क्षार पृथ्वी धातुएं, विशेष रूप से हड्डियों के गठन और मांसपेशियों के सिकुड़न में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, जबकि मैग्नीशियम क्लोरोफिल में एक केंद्रीय तत्व है।

समूह 13: बोरोन समूह

इस समूह में बोरोन (B), अल्युमिनियम (Al), गैलियम (Ga), इंडियम (In), और थैलियम (Tl) शामिल हैं। बोरोन एक धातुकल्प है, जबकि अन्य धातु होते हैं। ये तत्व आमतौर पर +3 ऑक्सीकरण अवस्था बनाते हैं, हालाँकि थैलियम +1 अवस्था भी प्रदर्शित कर सकता है।

        Al → Al³⁺ + 3e⁻
    

बोरोन सहसंयोजक बंध बनाता है और बोरोन और बहुलक में शामिल होता है जैसे कि बोरोसिलिकेट ग्लास। इसके विपरीत, अल्युमिनियम एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत बनाता है जो इसे जंग से सुरक्षित बनाती है, और इसके यौगिक जैसे अल्युमिनियम ऑक्साइड का उद्योग में व्यापक उपयोग होता है।

औद्योगिक उपयोग में अल्युमिनियम उसकी प्रचुरता और अनुकूल गुणों के कारण सामने आता है। यह निर्माण, पैकेजिंग और परिवहन में आवश्यक है। बोरोन रसायन में महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इलेक्ट्रॉन की कमी युक्त यौगिकों के संबंध में धारणाओं और सिद्धांतों का समर्थन करता है।

समूह 14: कार्बन समूह

कार्बन समूह में कार्बन (C), सिलिकॉन (Si), जर्मेनियम (Ge), टिन (Sn), और सीसा (Pb) शामिल हैं। जबकि कार्बन अवयव है, सिलिकॉन और जर्मेनियम धातुकल्प हैं, और टिन और सीसा धातु हैं। यह समूह अपने चतुर्भुज मूल्य के लिए जाना जाता है, विशेष रूप से कार्बन में।

        CH₄ में कार्बन चार अन्य हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ एकल बंध बनाता है।
    

कार्बन की अपने आप स्थिर बंध बनाने की क्षमता असंख्य यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला की अनुमति देती है, जो कार्बनिक रसायन को विशाल और विविध बनाती है। सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से सिलिकॉन डाइऑक्साइड के रूप में और अर्धचालक के रूप में।

सीसा और टिन कम प्रतिक्रियाशील होते हैं और मिश्र धातुओं और उद्योग में उपयोग किए जाते हैं। सीसा का उपयोग पाइप में उसकी विशेषताओं और मलयता के कारण किया गया, लेकिन बाद में उसकी विषाक्तता की खोज की गई।

समूह 15: नाइट्रोजन समूह

समूह 15 में नाइट्रोजन (N), फॉस्फोरस (P), आर्सेनिक (As), एंटीमोनी (Sb), और बिस्मथ (Bi) शामिल हैं। ये तत्व आमतौर पर -3, +3, और +5 का ऑक्सीकरण अवस्था दर्शाते हैं, जिनमें नाइट्रोजन अक्सर त्रि-बंधन बनाता है, जैसे कि आणविक नाइट्रोजन (N₂) में।

        N₂: एक त्रि-बंधन
    

नाइट्रोजन का स्थिरीकरण जीवन के लिए महत्वपूर्ण है, जो पौधों को एक आवश्यक पोषक तत्व को आत्मसात करने की अनुमति देता है। फॉस्फोरस, विशेष रूप से फॉस्फेट के रूप में, डीएनए, आरएनए, और एटीपी में महत्वपूर्ण है, जो जैविकी में महत्वपूर्ण भूमिकाएं निभाते हैं।

एंटीमोनी और आर्सेनिक का उल्लेखनीय उपयोग मिश्र धातुओं और इलेक्ट्रॉनिक्स में होता है। बिस्मथ, कम गलनांक धातु, निम्न गलनांक मिश्र धातुओं में और विभिन्न अनुप्रयोगों में सीसा के गैर-विषाक्त प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जाता है।

समूह 16: ऑक्सीजन समूह

आमतौर पर चैक्लोजेन के रूप में जाना जाने वाला यह समूह ऑक्सीजन (O), सल्फर (S), सेलेनियम (Se), टेल्यूरियम (Te), और पोलोनियम (Po) से बना है। ये तत्व -2 ऑक्सीकरण अवस्था यौगिक बनाने की क्षमता के लिए जाने जाते हैं, जिनमें ऑक्सीजन महत्वपूर्ण पदार्थों जैसे पानी और ऑक्साइड बनाता है।

        H₂ + ½O₂ → H₂O
    

ऑक्सीजन जीवित प्राणियों में श्वसन और ऊर्जा उत्पादन के लिए आधारभूत है, साथ ही ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए। सल्फर प्रोटीन में अपनी भूमिका के लिए महत्वपूर्ण होता है (जैसे, सिस्टीन और मेथियोनीन में अमीनो एसिड) और सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄) के रूप में औद्योगिक प्रक्रियाओं में।

सेलेनियम जीवविज्ञान और अर्धचालकों में महत्वपूर्ण होता है, जबकि टेल्यूरियम मिश्र धातुओं को ऐसी विशेषताएं देता है जैसे मशीनबिलिटी बढ़ाना। पोलोनियम, अपनी रेडियोधर्मिता के कारण, कुछ परमाणु प्रौद्योगिकी में उपयोग पाता है, हालांकि यह दुर्लभ होता है।

समूह 17: हैलोजन

हैलोजन में फ्लोरीन (F), क्लोरीन (Cl), ब्रोमिन (Br), आयोडीन (I), और एस्टाटीन (At) शामिल हैं। अपनी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के लिए प्रसिद्ध, हैलोजन आमतौर पर अपने संयोजी खोल को पूरा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं, -1 आयन बनाते हैं:

        Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻
    

यह समूह उच्च विद्युतऋणात्मकता दर्शाता है और धातुओं के साथ लवण बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। उदाहरण के लिए, सोडियम और क्लोरीन बनाते हैं:

        2Na + Cl₂ → 2NaCl
    

फ्लोरीन जो सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील है, फ्लोराइड यौगिकों और टेफ्लॉन में उपयोग किया जाता है। क्लोरीन कीटाणुशोधन के लिए और पीवीसी के उत्पादन में महत्वपूर्ण होता है। आयोडीन चिकित्सा और पोषण में महत्वपूर्ण होता है।

ब्रोमिन और आयोडिन का व्यापक उपयोग चिकित्सा और फोटोग्राफिक अनुप्रयोगों में होता है। एस्टाटीन, अपनी दुर्लभता और रेडियोधर्मिता के कारण, अनुसंधान के बाहर ज्यादा उपयोग नहीं करता।

समूह 18: नोबल गैसें

नोबल गैस में हीलियम (He), नियॉन (Ne), आर्गन (Ar), क्रिप्टन (Kr), ज़ेनन (Xe), और रेडॉन (Rn) शामिल हैं। उनके पूर्ण बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश उन्हें मुख्य रूप से निष्क्रिय बनाते हैं, हालांकि कुछ यौगिक, विशेष रूप से ज़ेनन के, ज्ञात हैं:

        Xe + F₂ → XeF₂
    

हीलियम ऐसी अनुप्रयोगों में आवश्यक होता है जिन्हें जलनशीलता न हो और कम घनत्व की आवश्यकता हो, जैसे कि गुब्बारे और हवाई यात्रा में। नियॉन अपनी जीवंत चमक के लिए इलेक्ट्रिक संकेतों में प्रसिद्ध है, जबकि आर्गन विभिन्न प्रक्रियाओं में एक निष्क्रिय वातावरण के रूप में उपयोग होता है।

ज़ेनन प्रकाश उत्पादन में उपयोग होता है, फोटोग्राफिक फ्लैश से लेकर शक्तिशाली दीपक तक। रेडॉन, दुर्लभ होने के बावजूद, संभव विकिरण उत्सर्जन के साथ स्वास्थ्य के लिए खतरे का सामना करता है जो मिट्टी और घरों में हो सकता है।

मुख्य समूह रसायन कई रासायनिक गुणों और घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करती है। ये तत्व और उनके यौगिक हमारी रसायन की समझ के लिए आधार बनते हैं, जो व्यवहार, संरचना, और अनुप्रयोग में बड़ी विविधता दिखाते हैं।

मुख्य समूह रसायन के अध्ययन से तत्वों की प्रतिक्रियाशीलता और परस्पर क्रिया के बारे में आवश्यक अंतर्दृष्टि मिलती है, जो तकनीकी प्रगतिऔर जीवन के आणविक तंत्र को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। चाहे स्थिर कार्बन फ्रेमवर्क बनाना हो या प्रतिक्रियाशील हैलोजन ब्रिज, मुख्य समूह तत्वों का सिद्धांतात्मक रसायन और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उद्योग की विविधतापूर्ण रूप में महत्वपूर्ण भूमिका है।

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