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मेटलॉइड्स या सेमीमेटल्स ऐसे तत्व हैं जिनके गुण धातुओं और अधातुओं के बीच मध्यवर्ती होते हैं। एक समूह के रूप में, उपधातुओं में कम से कम एक चमकदार, धात्विक दिखने वाला एलोट्रोप होता है। ठोस भंगुर होते हैं, जिनमें गैर-धात्विक रासायनिक गुण होते हैं। यद्यपि मेटलॉइड अच्छे विद्युत या तापीय चालक नहीं होते हैं, वे उत्कृष्ट अर्धचालक होते हैं और उभयधर्मी ऑक्साइड बनाते हैं ।
आवर्त सारणी पर उपधातुएँ
70 धातु या उपधातु हैं , और वे तत्वों की आवर्त सारणी पर अधातुओं में से हैं । इस श्रेणी के तत्वों में अधातुओं और धातुओं के बीच मध्यवर्ती गुण होते हैं। मेटलॉइड माने जाने वाले सटीक तत्वों पर बहस होती है, क्योंकि अलग-अलग वर्गीकरण प्रणालियां अलग-अलग तत्वों को मेटलॉइड मानती हैं।
हालांकि, निम्नलिखित तत्वों को आम तौर पर उपधातु या अर्धधातु माना जाता है: बोरॉन (5), सिलिकॉन (14), जर्मेनियम (32), आर्सेनिक (33), सुरमा (51), टेल्यूरियम (52), और एस्टैटिन (85)।
मेटलॉइड्स की संरचना
उपधातुओं में एक क्रिस्टलीय संरचना होती है जो एक सहसंयोजक बंधन से उत्पन्न होती है। एलिमेंटल सिलिकॉन, सुरमा, आर्सेनिक, जर्मेनियम और टेल्यूरियम में उच्च चमक होती है, जिससे वे धातुओं की तरह दिखते हैं। क्रिस्टलीकृत होने पर, जर्मेनियम और सिलिकॉन में हीरे जैसी संरचना होती है। क्रिस्टल के परमाणुओं में सहसंयोजक बंधन होते हैं जो उन्हें टेट्राहेड्रॉन के कोनों पर चार पड़ोसी परमाणुओं से जोड़ते हैं। जर्मेनियम और सिलिकॉन के एकल क्रिस्टल विशाल त्रि-आयामी अणुओं से बने होते हैं।
आर्सेनिक के कई अलग-अलग अलॉट्रोप हैं, जिनमें से सबसे स्थिर है आर्सेनिक परमाणुओं की चादरों की एक स्तरित संरचना के साथ। आर्सेनिक परमाणु तीन अन्य परमाणुओं से बंधे होते हैं जो उन्हें घेरते हैं। सुरमा और आर्सेनिक दोनों में ग्रेफाइट जैसी संरचनाएँ एक जाली में व्यवस्थित होती हैं। टेल्यूरियम में सर्पिल आकार के टेल्यूरियम परमाणुओं की अंतहीन श्रृंखला वाले क्रिस्टल होते हैं।
बोरॉन प्रत्येक कोने पर बोरॉन परमाणुओं के साथ एक आईकोसाहेड्रॉन बनाता है, और क्रिस्टल संरचना पारदर्शी होती है। परमाणुओं की सबसे आम व्यवस्था वह है जिसमें वे लगभग 176 माइक्रोन की लंबाई वाले बोरो-बोरॉन बॉन्ड के साथ एक-दूसरे के बेहद करीब हैं। आइकोसैहेड्रोन के अन्य रूप भी हैं, जिनमें बोरॉन परमाणुओं की एक अलग व्यवस्था है।
सिलिकॉन उपधातु आसानी से ऑक्सीजन के साथ यौगिक बनाता है, Si-O-Si प्रारूप में बांड बनाता है। ये बंधन खनिजों के निर्माण में अत्यंत महत्वपूर्ण हैं, जैसे कार्बन बंधन जो पौधों और जानवरों में कार्बनिक यौगिकों के निर्माण में बहुत महत्वपूर्ण हैं।
मेटलॉइड्स के भौतिक और रासायनिक गुण
भौतिक गुण वे विशेषताएँ हैं जिन्हें तत्वों के पदार्थ में परिवर्तन किए बिना, पदार्थों में अणुओं के समूह को बदले बिना प्रलेखित या देखा जा सकता है। दूसरी ओर, भौतिक गुणों में हिमांक और घनत्व जैसे पहलू शामिल हैं। उपधातुओं के भौतिक गुण इस प्रकार हैं:
- उपधातुओं में पदार्थ की ठोस अवस्था होती है।
- सामान्य तौर पर, मेटलॉइड्स में एक धात्विक चमक होती है।
- उपधातुओं में थोड़ा लोच होता है, वे बहुत भंगुर होते हैं।
- मध्यवर्ती भार अर्धचालक तत्व हैं और मध्यम ताप संचरण की अनुमति देते हैं।
रासायनिक गुण वे हैं जो यह परिभाषित करते हैं कि एक पदार्थ अन्य पदार्थों के साथ कैसे संपर्क करता है या प्रतिक्रिया करता है या एक पदार्थ को दूसरे में परिवर्तित करता है। रासायनिक अभिक्रियाएँ ही एकमात्र क्षण हैं जिसमें किसी तत्व के रासायनिक गुणों की मात्रा निर्धारित की जा सकती है। दूसरी ओर, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में वर्षा, दहन, फॉगिंग, विस्फोट आदि जैसी घटनाएं शामिल हैं। उपधातुओं के रासायनिक गुण इस प्रकार हैं:
- ऑक्सीकृत होने पर मेटलॉइड आसानी से गैस बनाते हैं।
- मिश्र धातु बनाने के लिए, धातुओं को धातुओं के साथ जोड़ा जा सकता है।
- मेटलॉइड्स में अलग-अलग धात्विक और गैर-धात्विक अलॉट्रोप होते हैं ।
- जब उपधातु पिघलते हैं, तो कुछ सिकुड़ते हैं।
- मेटलॉइड यौगिक बनाने के लिए हलोजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं।
मेटलॉइड्स के सामान्य उपयोग
उपधातु अधिक भंगुर होते हैं और उनके शुद्ध रूप में कोई संरचनात्मक उपयोगिता नहीं होती है। इन यौगिकों का उपयोग इस प्रकार किया जा सकता है:
- मिश्र धातु । इंटरमेटेलिक यौगिकों के इतिहास की शुरुआत में, ब्रिटिश धातु विज्ञानी सेसिल डेस्च ने देखा कि कुछ गैर-धातु तत्व धातुओं के साथ विशुद्ध रूप से धात्विक यौगिक बनाने में सक्षम हैं, इसलिए ये विशिष्ट तत्व मिश्र धातुओं की संरचना में प्रवेश कर सकते हैं।
- जैविक एजेंट। सामान्य तौर पर, छह तत्वों को आहार, औषधीय या विषाक्त गुणों वाले उपधातु के रूप में पहचाना जाता है। सुरमा और आर्सेनिक यौगिक विशेष रूप से विषैले होते हैं; सिलिकॉन, बोरॉन और संभवतः आर्सेनिक मुख्य ट्रेस तत्व हैं। सिलिकॉन, बोरोन, एंटीमनी और आर्सेनिक में चिकित्सा अनुप्रयोग हैं। वहीं, टेल्यूरियम और जर्मेनियम में क्षमता मानी जाती है।
- उत्प्रेरक । बोरॉन ट्राइक्लोराइड और ट्राइफ्लोराइड का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स और कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है; ट्राइब्रोमाइड का उपयोग डिबोराने के निर्माण में किया जा सकता है। इसके अलावा, गैर-विषाक्त बोरॉन लिगेंड कुछ संक्रमण धातु उत्प्रेरकों में जहरीले फास्फोरस लिगेंड को प्रतिस्थापित कर सकते हैं।
कुछ उपधातुओं के बारे में रोचक तथ्य
- पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर मात्रा में उपधातु सिलिकॉन है, जो समग्र रूप से दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है (ऑक्सीजन पहले है)।
- सबसे कम प्रचुर मात्रा में प्राकृतिक उपधातु टेल्यूरियम है।
- इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में उपधातुएँ मूल्यवान हैं, उदाहरण के लिए फोन और कंप्यूटर में पाए जाने वाले चिप्स बनाने के लिए सिलिकॉन का उपयोग किया जाता है।
- आर्सेनिक और पोलोनियम अत्यधिक विषैले उपधातु हैं।
- एंटीमनी और टेल्यूरियम मुख्य रूप से धातु मिश्र धातुओं में वांछित गुणों को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है।
झरना
लोपेज़, एम। (2018)। उपधातु । मोनोग्राफ।
