Non Metals

Characteristics of Nonmetals :

  • brittle in solid form and lack metallic luster.
  • They tend to be poor conductors of heat and electricity.
  • State:
    • Gaseous form at room temperature, such as hydrogen, nitrogen, oxygen, and noble gases like helium.
    • solid form : like carbon (solid as graphite or diamond)
    • liquid form :  bromine (liquid).
  • High electronegativity :  they tend to gain electrons in chemical reactions to achieve a stable electron configuration.
    • They often form covalent bonds, where electrons are shared between atoms, rather than metallic bonds found in metals.
  • Location on the Periodic Table: found on the upper right side of the periodic table, including elements in groups 14-18 (excluding boron).
  • Examples of nonmetals : hydrogen, helium, carbon, nitrogen, oxygen, fluorine, neon, phosphorus, sulfur, chlorine, argon, selenium, bromine, krypton, iodine, xenon, and radon.

हैलोजन (Halogen)

  • हैलोजन ( Halogen) का अर्थ :  ‘लवण उत्पादक‘ होता है ।
  • हैलोजन सदस्यों को आवर्त सारणी के वर्ग 17 में रखा गया है।
  • फ्लोरीन (F), क्लोरीन (CI), ब्रोमीन (Br), आयोडीन (I) और एस्टेटीन (At) को सम्मिलित रूप से हैलोजन कहा जाता है ।
  • हैलोजन तत्व धातुओं के साथ संयोग कर लवण उत्पन्न करते हैं और इसी गुण के कारण इन्हें हैलोजन कहा जाता है। 
  • हैलोजन तत्व बहुत क्रियाशील होते हैं अतः ये मुक्त अवस्था में नहीं पाये जाते हैं ।
  • फ्लोरीन और क्लोरीन गैसीय अवस्था में पाये जाते हैं, जबकि ब्रोमीन द्रव एवं आयोडीन ठोस अवस्था में मिलते हैं।
  • सभी हैलोजन रंगीन होते हैं । इसका कारण यह है कि ये दृश्य प्रकाश को अवशोषित करते हैं।
  • आयोडीन में उपधातु जैसे लक्षण पाये जाते हैं।
  • इसमें धातुई चमक पायी जाती है।
  • फ्लोरीन आवर्त सारणी का सर्वाधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व (Most electronegative element of the periodic table)है ।

 अक्रिय गैस (Inert/ Noble gas) 

  • हीलियम (He), निऑन (Ne), ऑर्गन (Ar ), क्रिप्टान (Kr) जेनान (Xe) तथा रेडॉन ( Rn) आवर्त सारणी के शून्य वर्ग के तत्व हैं ।
  • शून्य वर्ग के तत्व रासायनिक दृष्टि से निष्क्रिय होते हैं ।
  • इस कारण इन तत्वों को अक्रिय गैस (Inert gas) या उत्कृष्ट गैस (Noble Gases) कहा जाता है ।
  • रेडॉन ( Rn) को छोड़कर अन्य सभी अक्रिय गैसें वायुमंडल में पायी जाती हैं ।
  • अक्रिय गैसों की खोज :  लोकेयर, रैमजे, रैले आदि को जाता है ।
  • अक्रिय गैसों की प्राप्ति दुर्लभ होने के कारण उन्हें दुर्लभ गैस भी कहा जाता है । 

Hydrogen (H):

  • Discover : British scientist Henry Cavendish in 1766
  • The lightest and most abundant element in the universe, constituting roughly 75% of its elemental mass.
  • consisting of just one proton and one electron , but no Neutron.
  • In its pure form, hydrogen is a colorless, odorless, and tasteless gas.
  • Applications:
    • Energy Production: Hydrogen can be used as a fuel in fuel cells to produce electricity, with water and heat as the only byproducts. It’s considered a clean energy source when produced using renewable methods.
    • Chemical Industry:
      • in the production of ammonia for fertilizer, methanol for plastics and solvents.
      •  in the petroleum refining process to remove sulfur impurities from fuels.
    • Space Exploration: Hydrogen is used as a rocket fuel due to its high energy content and efficient combustion with oxygen.
      • It’s commonly used in both liquid and solid rocket fuels.
    • Hydrogenation Of oils:  convert liquid vegetable oils into semi-solid or solid fats. This process involves the addition of hydrogen gas (H2) to unsaturated fats and oils at high temperatures and pressures in the presence of a catalyst, typically a metal such as nickel or platinum.
    • It’s also used as a carrier gas in gas chromatography.
    • hydrogen occlusion, which typically occurs in materials like metals, particularly palladium, and certain alloys. In this context, occlusion refers to the trapping or absorption of hydrogen within the structure of the material.

Three naturally occurring isotopes of Hydrogen: same number of protons but different numbers of neutrons in their nuclei. These isotopes are:

Protium (symbol: ^1H): It contains one proton and no neutrons. It is the simplest and lightest form of hydrogen.

Deuterium (symbol: ^2H or D): 

  • It contains one proton and one neutron in its nucleus, making it twice as heavy as protium. 
  • ड्यूटेरियम के ऑक्साइड को भारी जल कहा जाता है, क्योंकि इसमें ड्यूटेरियम (D) होता है, जो हाइड्रोजन का एक भारी समस्थानिक है ।
  • इसकी खोज 1932 में यूरे तथा वाशबर्न ने की थी।
  • इसका अणुभार 20 होता है ।
  • साधारण जल के 5000 भाग में 1 भाग भारी जल होता है ।
  • भारी जल को भारी कहा जाता है, क्योंकि इसका घनत्व साधारण जल से अधिक होता है।
  • भारी जल का उपयोग ड्यूटेरियम के अनेक यौगिकों के निर्माण में तथा यूरेनियम के नाभिकीय विखण्डन में तीव्रगामी न्यूट्रॉनों को मंद करने के लिए न्यूट्रॉन मंदक (Neutron Moderator) के रूप में होता है ।

Heavy water ( deuterium oxide or D₂O)

  • is a form of water in which the hydrogen atoms (H) are replaced by their heavier isotope, deuterium (^2H or D). .
  • Heavy water contains deuterium (D) instead of protium (H) in its molecular structure.
  • Heavy water is denser than regular water due to the increased mass of the deuterium atoms.
  • It has a higher boiling point and a slightly higher freezing point compared to ordinary water.
  • Heavy water is used as a neutron moderator and coolant in certain types of nuclear reactors. In these reactors, heavy water slows down fast neutrons produced by nuclear fission, facilitating further fission reactions and sustaining the nuclear chain reaction.

Tritium (symbol: ^3H or T): Tritium is a radioactive isotope of hydrogen with one proton and two neutrons in its nucleus. It is highly unstable and decays through beta decay into helium-3 with a half-life of about 12.32 years.

Hydrogen peroxide (H2O2)

  • It is often used as a oxidizing and bleaching agent, as well as a disinfectant (कीटाणुनाशक) and antiseptic in various industrial, medical, and household applications.
    • ब्लीचिंग एजेंट :  दाग हटाने, सतहों को सफेद करने और सामग्री के रंग को हल्का करने में प्रभावी है।
    • यह रेशम, ऊन, बाल, तिनके, हाथी दांत आदि कोमल वस्तुओं का विरंजन करने में प्रयुक्त होता है ।
    • इसका उपयोग बालों के ब्लीचिंग (Bleeching) में होता है।
    • इसका उपयोग पुराने तैल चित्रों (Oil Paintings) को चमकदार बनाने तथा उसके रंग को पुनः उभारने के लिए किया जाता है ।
  • हाइड्रोजन पेरॉक्साइड की खोज सन् 1818 में थीनार्ड (Thenard) ने की ।
  • थीनार्ड ने हाइड्रोजन पेरॉक्साइड का नाम ऑक्सीजिनेटेड वाटर रखा
  • हाइड्रोजन परऑक्साइड  प्रकृति में अत्यंत अल्प मात्रा में वायुमंडल, वर्षा जल, बर्फ आदि में पाया जाता है ।
  • यह जर्मनाशी और प्रतिरोधी के रूप में घाव धोने, गरारे करने, दांत और कान साफ करने के काम आता है।
  • यह दूध, शराब आदि का परिरक्षण करने में प्रयुक्त होता है।
  • यह रॉकेट, पनडुब्बियों और टॉरपीडों में ईंधन के रूप में प्रयुक्त होता है, क्योंकि इससे ऑक्सीजन प्राप्त होता है ।

Water (H2O)

  • most abundant compound on Earth’s surface, covering about 71% of the planet’s surface.
  • Water molecules are polar, meaning they have a partial positive charge on the hydrogen atoms and a partial negative charge on the oxygen atom. This polarity allows water molecules to form hydrogen bonds with each other, resulting in unique properties such as high surface tension, cohesion, and adhesion.
  • Water is  “universal solvent” because of its ability to dissolve a wide range of substances.
  • Water is denser in its liquid state than in its solid state (ice), which is why ice floats on water.
  • high specific heat capacity, meaning it can absorb and retain large amounts of heat energy without a significant increase in temperature.
  • इसमें हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का अनुपात भार के अनुपात में 1:8 तथा आयतन के अनुपात में 2 :1 होता है।
  • शुद्ध जल उदासीन होता है, अर्थात् इसका pH मान 7 होता है।
    • वर्षा जल (Rainy Water) सर्वाधिक शुद्ध जल होता है।
  • शुद्ध जल विद्युत् का कुचालक होता है जबकि अम्लीय जल विद्युत् का सुचालक होता है।
  • 4°C पर जल का घनत्व अधिकतम तथा आयतन न्यूनतम होता है।
  • शून्य डिग्री (0) सेण्टीग्रेड पर सफेद बर्फ में परिवर्तित हो जाता है।
  • शुद्ध जल का क्वथनांक 100°C तथा द्रवणांक 0°C होता है। 
  • सम्पूर्ण जल का 97% भाग समुद्री वातावरण में पाया जाता है, शेष बचा हुआ 3% भाग ही स्वच्छ जल के रूप में जाना जाता है।
  • जल का बर्फ में परिणत होना तथा वाष्प में परिवर्तित होना भौतिक परिवर्तन का उदाहरण है।
  • जल हाइड्रोजन बन्ध (Hydrogen Bond) के कारण द्रव अवस्था में पाया जाता है ।

Types of Water:

Water Hardness: जल की कठोरता

  • Water hardness is a measure of the concentration of dissolved minerals, primarily calcium (Ca2+) and magnesium (Mg2+) ions, in water.
  • These minerals can be naturally present in water sources or may be added during the water treatment process.
  • The hardness of water is typically expressed in terms of calcium carbonate (CaCO3) equivalents per unit volume of water, usually in milligrams per liter (mg/L) or parts per million (ppm).
  • Water hardness can have several effects, including:
    • Formation of scale deposits in plumbing and appliances, reducing their efficiency and lifespan
    • Difficulty in lathering soap and detergent, leading to increased usage of cleaning products.

There are two types of water hardness:

  • Temporary Hardness (अस्थायी कठोरता):  caused by the presence of bicarbonate ions (HCO3-) and carbonate ions (CO32-) in water, which are formed when water comes into contact with carbonate-containing minerals such as limestone (calcium carbonate).
    • Temporary hardness can be removed by boiling the water.
    • This process is known as “temporary” hardness because the hardness can be easily removed by boiling.
  • Permanent Hardness (स्थायी कठोरता): caused by the presence of  sulfates (SO42-) and chlorides (Cl-).
    • cannot be removed by boiling because it is not caused by carbonate ions that decompose at high temperatures.
    • Permanent hardness can be reduced through water softening methods such as ion exchange, lime softening, or reverse osmosis.
    • Zeolites ( hydrated aluminosilicate minerals) : Zeolites can exchange ions with surrounding solutions, making them useful in water softening applications.

A/q to Water hardness, Water is typically classified as:

  • Hard Water: Contains high levels of dissolved calcium and magnesium ions.
  • Soft Water: Contains low levels of dissolved calcium and magnesium ions. Water with low hardness (soft water) is generally preferred for household use.

Helium (He):

  • हीलियम एक हल्की और अज्वलनशील गैस है।
  • यह ब्रह्मांड में दूसरा सर्वाधिक पाया जाने वाला तत्व है।
  • इसकी खोज फ्रैंकलैण्ड और लोकेयर ने की ।
  • हीलियम का उपयोग : 
    • वायुयान के टायरों में भरने में किया जाता है । हल्की गैस होने के कारण हीलियम वायुयान को ऊपर उठाता है।
    • मौसम संबंधी जानकारी प्राप्त करने के लिए बैलून में हीलियम गैस भरकर उसे छोड़ा जाता है ।
    • हीलियम और ऑक्सीजन का मिश्रण गहरे समुद्रों में गोताखोरों द्वारा वायु के स्थान पर प्रयोग किया जाता है, क्योंकि अधिक दाब पर हीलियम नाइट्रोजन की अपेक्षा रक्त में कम विलेय होता है।
    • अस्पतालों में दमा के रोगों को कृत्रिम सांस के रूप में हीलियम और ऑक्सीजन गैस का मिश्रण दिया जाता है ।
    • द्रव हीलियम का उपयोग निम्न ताप पर प्रयोगों में निम्न तापीय अभिकर्मक के रूप में किया जाता है ।

Carbon (C):

  • कार्बन (Carbon) आवर्त सारणी के वर्ग 14 का सदस्य है ।
  • इस वर्ग के अन्य सदस्य सिलिकन, जर्मेनियम, टिन तथा लेड हैं ।
  • चूँकि कार्बन आवर्त सारणी के वर्ग 14 का प्रथम सदस्य है, इस कारण इस उपवर्ग के तत्वों को कार्बन वर्ग के तत्व (Elements of Carbon Family) कहते है ।
  • कार्बन का संकेत C तथा परमाणु संख्या 6 होता है ।
  • इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s2, 2s22p2 होता है।
  • इसमें संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या 4 होती है ।
  • कार्बन वर्ग के तत्वों में लेड को छोड़कर सभी अपरूपता (Allotropy) का गुण प्रदर्शित करते हैं ।
  • कार्बन और सिलिकन अधातु (Non-Metal) हैं, जर्मेनियम उपधातु (Metalloid) है, जबकि टिन और लेड धातु (Metal) हैं । 
  • कार्बन को एक सार्वभौमिक तत्व (Universal Element) माना जाता है ।
  • कार्बन के कुल यौगिकों की संख्या 5 लाख से भी अधिक है, जबकि अन्य तत्वों के यौगिकों की कुल संख्या 50 हजार के आस-पास है ।
  • कार्बन के सबसे अधिक यौगिक पाये जाते हैं।
  • कार्बन एक ऐसा तत्व है, जिसमें शृंखलन (Catenation) का गुण सबसे अधिक पाया जाता है।
    • किसी तत्व के परमाणुओं के आपस में बंधित होने के गुण को शृंखलन कहते हैं ।
    • शृंखलन के गुण के कारण ही कार्बन के सर्वाधिक यौगिक हैं ।
  • कार्बन के अपरूप (Allotrops of Carbon) :  रासायनिक गुणों में समानता, किन्तु भौतिक गुणों में अंतर रहता है, 
    • हीरा (Diamond):
    • Graphite :
    • Coal :

हीरा (Diamond):

  • हीरा कार्बन का क्रिस्टलीय अपरूप हैं ।
  • इसका प्राकृतिक स्रोत किम्बरलाइट पत्थर होता है ।
  • यह विश्व में दक्षिण अफ्रीका, ब्राजील, सं० रा० अ०, आस्ट्रेलिया आदि देशों में पाया जाता है ।
  • भारतवर्ष में हीरा गोलकुण्डा, अनन्तपुर, बेलारी, पन्ना आदि स्थानों पर मिलता है ।
  • संसार के कुछ विख्यात हीरों में कुलिनान (3032 कैरेट), होप (445 कैरेट), कोहिनूर ( 186 कैरेट) और पिट ( 136.2 कैरेट) प्रमुख हैं ।
  • कृत्रिम हीरा को सर्वप्रथम मोयासां (Moisson) ने 1893 ई० में बनाया था।
  • शुद्ध हीरा पारदर्शक एवं रंगहीन होता है, किन्तु अशुद्धियों की उपस्थिति के कारण यह भिन्न-भिन्न रंगों का होता है।
  • कुछ हीरे काले रंग के होते हैं, जिसे बोर्ट (Bort) कहते हैं।
  • यह सभी पदार्थों से अधिक कठोर होता है ।
  • इसका आपेक्षिक घनत्व 3.52 होता है।
  • यह कांच को आसानी से काट देता है।
  • इसके रवे घनाकार (Cubical) होते हैं। 
  •  हीरा की संरचना नियमित चतुष्फलकीय (Regular Tetrahedral) होती है । 
  • इसका अपवर्तनांक 2.417 होता है।
  • अतः पूर्ण आंतरिक परावर्तन के कारण ही यह बहुत चमकता है।
  • यह  विद्युत् का कुचालक है।
  • यह किसी द्रव में नहीं घुलता है । इस पर अम्ल, क्षार आदि का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है ।
  • वायु में 800°C ताप पर गर्म करने पर यह CO2, गैस देता है ।
  • वायु की अनुपस्थिति में 2000°C ताप तक गर्म करने पर यह ग्रेफाइट में परिवर्तित हो जाता है ।
  • यह X-किरणों के लिए पारदर्शी होता है । 
  • हीरा का उपयोग :
    • रंगहीन हीरे आभूषण बनाने में प्रयुक्त होते हैं।
    • काला हीरा जिसे बोर्ट कहते हैं, कांच काटने, चट्टानों में छेद करने तथा अन्य पत्थरों पर पॉलिश करने के काम में लाया जाता है । 
    • काला हीरा को कार्बोनेडो (Carbonado) भी कहा जाता है । 

 

ग्रेफाइट (Graphite) :

  • ग्रेफाइट भी कार्बन का  क्रिस्टलीय अपरूप है
  • भारत में उड़ीसा राज्य में यह प्रचुर मात्रा में मिलता है ।
  • कृत्रिम ग्रेफाइट एचीसन विधि (Acheson’s Process) से तैयार किया जाता है ।
  • ग्रेफाइट की संरचना षट्कोणीय जालक सतह (Hexagonal Lattice Layer) के रूप में होती है। इसके रवे (Crystal) षटकोणिक (Hexagonal) होते हैं ।
  • ग्रेफाइट में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो सम्पूर्ण रवा-जालक (Crystal Lattice) में गमन करते है। इसी कारण ग्रेफाइट विद्युत् का सुचालक होता है ।
  • यह राख के रंग का मुलायम रवेदार ठोस पदार्थ है ।
  • इसमें धातुई चमक (Metallic Lusture) पायी जाती है । 
  • कागज पर रगड़ने से यह उस पर काला निशान बना देता है । इस कारण इसे काला सीसा (Black Lead) भी कहते हैं ।
  • इसका आपेक्षिक घनत्व 2.2 होता है ।
  • यह ताप एवं विद्युत् का सुचालक होता है ।
    • अतः इसका व्यवहार इलेक्ट्रोड तथा कार्बन आर्क बनाने में किया जाता है।
  • हवा या ऑक्सीजन में उच्च ताप पर गर्म किये जाने पर यह जलकर CO2, देता है ।
  • तनु अम्लों या तनु क्षारों का इस पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
  • ग्रेफाइट का उपयोग :
    • (i) धातुओं को गलाने के लिए प्रयुक्त होने वाले उच्च तापसह क्रुसिबल (Refractory Crucibles) के निर्माण में,
    • (ii) शुष्क सेलों और विद्युत् अपघटन क्रियाओं आदि में इलेक्ट्रोड के रूप में
    • (iii) पेंसिल (Pen ) तथा रंग बनाने में
    • (iv) ग्रेफाइट चूर्ण का उपयोग मशीनों में शुष्क स्नेहक (Dry Lubricant ) के रूप में होता है ।
    • (v) काफी उच्च दाब पर उत्प्रेरक की उपस्थिति में ग्रेफाइट को गर्म करने पर हीरा में परिवर्तित हो जाता है । 

 

चारकोल (Charcoal ) :

  • यह कार्बन का अशुद्ध रूप है ।
  • लकड़ी को हवा की अपर्याप्त मात्रा में जलाकर काष्ठ चारकोल प्राप्त किया जाता है।
  • काष्ठ चारकोल का उपयोग जलाने, गैस को अवशोषित करने, बारूद बनाने, अवकारक के रूप में, कीटाणुओं को नष्ट करने आदि कामों में किया जाता है ।
  • अस्थि चारकोल (Bone Charcoal) चर्बीरहित (Degreased) हड्डियों के भंजक स्रवण (Destructive Distillation) से प्राप्त किया जाता है।
  • चीनी चारकोल चीनी से तैयार किया जाता है। 

काजल (Lamp Black or Soot) :

  • काजल कार्बन युक्त पदार्थों को हवा की अपर्याप्त मात्रा में जलाकर प्राप्त धुएँ को कम्बलों पर एकत्र कर प्राप्त किया जाता है ।
  • इसमें लगभग 95% कार्बन मौजूद होता है।
  • इसका उपयोग प्रिंटिंग की स्याही, काला रंग तथा जूते की पॉलिश बनाने में किया जाता है ।
  • यह आँखों में लगाने (अंजन के रूप में) के काम में भी लाया जाता है । 

 

कोयला (Coal) :

  • कोयला मुख्यतः कार्बन के यौगिकों का मुक्त कार्बन का मिश्रण है ।
  • जिस रासायनिक प्रक्रिया द्वारा वानस्पतिक पदार्थों का परिवर्तन कोयला में होता है, उसे कार्बनीकरण (Carbonisation) कहते हैं ।
  • यह ऊर्जा का अनवीकरणीय स्रोत (non-renewable source) है ।
  • कार्बनीकरण की मात्रा के आधार पर कोयला चार किंस्मों का होता है ।
    • एन्थ्रासाइट (90 – 98% कार्बन) :  कोयला उच्च कोटि का कोयला है ।
    • बिट्यूमिनस (70 – 86% कार्बन)  : सामान्य किस्म का कोयला होता है,
      • बिट्यूमिनस कोयला को मुलायम कोयला (Soft Coal) कहते हैं ।
      • घरेलू कार्यों में बिट्यूमिनस कोयले का उपयोग होता है ।
    • लिग्नाइट (60 – 70% कार्बन)भूरा कोयला (Brown Coal) कहते हैं ।
    • पीट (Peat – 50 – 60% कार्बन ) : कोयला निर्माण की प्रारंभिक अवस्था है इस कारण उसमें कार्बन की मात्रा सबसे कम होती है । पीट कोयला सबसे निम्न कोटि का होता है ।    
  • कोयले के उपयोग :
    • (i) ईंधन (Fuel) के रूप में
    • (ii) ईंधन गैसों के निर्माण में
    • (iii) संश्लिष्ट पेट्रोल (Synthetic Petrol) के निर्माण में । 

 

कोक (Coke) :

  • कोयले को वायु की अनुपस्थिति में गर्म करने पर इसके वाष्पशील अवयव निकल जाते हैं, जो अवशेष बचता है, उसे कोक कहा जाता है। इसमें 80 – 85% कार्बन पाया जाता है । 
  • कोक का उपयोग :
    • (i) धातुओं के निष्कर्षण में अवकारक के रूप में
    • (ii) ईंधन के रूप में
    • (iii) इलेक्ट्रॉड के बनाने में 

 

कार्बन के समस्थानिक ( Isotopes of Carbon) :

  • कार्बन के तीन समस्थानिक होते हैं— C-12, C-13 तथा C-14 जिसमें C14 एक रेडियोसक्रिय समस्थानिक है । 
  • कार्बन के अन्य दो समस्थानिक C15 तथा C16 की खोज भी की जा चुकी है। ये दोनों समस्थानिक भी  रेडियोसक्रियता का गुण प्रदर्शित करते हैं।
  • कार्बन का समस्थानिक C12 परमाणु भार का अंतर्राष्ट्रीय मानक है । 

कार्बन के यौगिक 

कार्बन मोनोक्साइड (Carbon Monoxide ) : (CO)

  • कार्बन मोनोक्साइड का अणुसूत्र CO तथा अणुभार 28 होता है ।
  • यह रंगहीन, स्वादहीन, विषैली, जल में अत्यंत अल्प घुलनशील, हवा बराबर भारी तथा ज्वलनशील गैस है ।
  • यह नीली लौ या ज्वाला के साथ जलती है ।
  • मोटरगाड़ियों के धुएँ में कैंसर उत्पन्न करने वाली गैस कार्बन मोनोक्साइड ही होती है ।
  • यह नगरीय क्षेत्र का प्रदूषक है।
  • कार्बन मोनोक्साइड गैस मानव रक्त के हीमोग्लोबीन के साथ मिलकर कार्बोक्सी हीमोग्लोबीन (Carboxy Haemoglobin) नामक एक लाल पदार्थ बनाता है, जिससे रक्त में ऑक्सीजन ग्रहण करने की क्षमता समाप्त हो जाती है । फलतः मनुष्य की श्वास क्रिया रुकने लगती है और अंत में मृत्यु हो जाती है।
  • यह सूर्य प्रकाश की उपस्थिति में क्लोरीन के साथ संयोग कर फॉसजीन या कार्बोनिल क्लोराइड (Phosgene or Carbonyl Chloride) का निर्माण करती है, जो कि एक विषैली गैस है। 
  • कार्बन मोनोक्साइड के उपयोग :
    • (i) फॉस्जीन गैस बनाने में
    • (ii) मिथाइल ऐल्कोहॉल तथा सोडियम फॉर्मेट बनाने में
    • (iii) अवकारक के रूप में धातुकर्म में
    • (iv) शुद्ध निकेल धातु तैयार करने में
    • (v) प्रोड्यूशर गैस और जल गैस के रूप में ईंधन के लिए 

 

कार्बन डाइऑक्साइड (Carbon Dioxide):

  • वायुमंडल में पायी जाने वाली गैसों में CO2, की मात्रा 0.03% होती है।
  • पौधे दिन के समय CO2, गैस ही ग्रहण करते हैं,O2 गैस बाहर छोड़ते हैं ।। 
  • पेड़-पौधे रात्रि के समय कार्बन डाइऑक्साइड गैस बाहर छोड़ते हैं । इस कारण रात में पेड़ के नीचे नहीं सोना चाहिए । 
  • CO2 गैस ग्रीन हाऊस प्रभाव (Green House Effect ) के लिए मुख्य रूप से उत्तरदायी होती है ।
  • प्रकाश संश्लेषण ( Photosynthesis) की क्रिया में CO2, गैस प्रयुक्त होती है ।
  • किण्वन (Fermentation) की प्रक्रिया के दौरान भी CO2, गैस बाहर निकलती है।
  • CO2, गैस की प्रकृति अम्लीय होती है।
  • CO2, गैस चूने के जल को दुधिया कर देती है।
  • कैल्सियम कार्बोनेट को हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ गर्म करने पर CO2, गैस मुक्त होती है।
  • कैल्सियम कार्बोनेट (CaCO3) को अकेले गर्म करने पर भी CO2, गैस निकलती है ।
  • सोडावाटर में अधिक दाब पर CO2 गैस घुली रहती है ।
  • शीतल पेय पदार्थों के बोतलों (Cold Drinks) में उच्च दाब पर CO2 गैस भरी होती है।
  • ठोस कार्बन डाइऑक्साइड को शुष्क बर्फ या Dry Ice या Drikold कहते हैं ।
    • ठोस कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग रेफ्रीजरेशन में होता है।
  • CO2 गैस आग बुझाने के काम आता है।
  • अग्निशामक यंत्रों में सोडियम बाइकार्बोनेट के घोल पर तनु सल्फ्यूरिक अम्ल की प्रतिक्रिया कराकर CO2 गैस तैयार की जाती है। 
  • कार्बन डाइऑक्साइड का जलीय घोल कार्बोनिक अम्ल (H2CO3) कहलाता है ।
  • कार्बन डाइऑक्साइड के उपयोग :
    • (i) सोडावाटर, लेमोनेड आदि में
    • (ii) चीनी उद्योग में, चूना को अवक्षेपित करने में
    • (iii) सफेद लेड के उत्पादन में
    • (iv) कड़ा इस्पात (Hard Steel) के निर्माण में
    • (v) अग्निशमन में । 
  • जल गैस (Water gas – CO +H2) :  कार्बन मोनोक्साइड व हाइड्रोजन गैसों का मिश्रण होता है । 
  • प्रोड्यूशर गैस (Producer gas: CO +N2) :  कार्बन मोनोक्साइड व नाइट्रोजन गैसों का मिश्रण होता है । 
  • बुलेट प्रूफ (Bullet Proof)  : पॉलिकार्बोनेट्स के बने होते हैं। 
  • आजकल एयरक्राप्ट बनाने में कार्बन फाइबर का प्रयोग किया जा रहा है ।

Nitrogen (N):

  • Makes up about 78% of Earth’s atmosphere.
  • नाइट्रोजन (Nitrogen) (N), फॉस्फोरस (P), आर्सेनिक (As) ऐन्टिमनी (Sb) एवं बिस्मथ (Bi) को आधुनिक आवर्त सारणी के वर्ग 15 में रखा गया है।
  • वर्ग 15 के तत्व प्रतिरूपी तत्व (Typical Elements) अथवा सामान्य तत्व (Normal Elements) कहलाते हैं।
  • नाइट्रोजन को छोड़ शेष सभी तत्व ठोस अवस्था में पाये जाते हैं।
  • नाइट्रोजन एवं बिस्मथ को छोड़कर VA उपवर्ग के अन्य सदस्य अपरूपता (Allotropy) का गुण प्रदर्शित करते हैं।
  • उपवर्ग VA के तत्वों में नाइट्रोजन और फॉस्फोरस अधातु (Non-Metal) है, जबकि आर्सेनिक एवं ऐन्टिमनी उपधातु ( Metalloid) है, और अंतिम तत्व बिस्मथ एक धातु (Metal) है । 

वर्ग V-A के तत्व और उनके अपरूप : 

  • (1) फॉस्फोरस : श्वेत फॉस्फोरस, लाल फॉस्फोरस, काला फॉस्फोरस, सिन्दुरी फॉस्फोरस, बैंगनी फॉस्फोरस आदि । 
  • (2) आर्सेनिक: पीला आर्सेनिक (α-आर्सेनिक), काला आर्सेनिक (β- आर्सेनिक) एवं धूसर आर्सेनिक (γ – आर्सेनिक) ।
  • (3) ऐन्टिमनी : धातुई (Metallic) या रवेदार (Crystalline ) ऐन्टिमनी, बेरवादार (Non- Crystalline) या विस्फोटक ऐन्टिमनी (Explosive Antimony), पीला या α- एन्टिमनी तथा काला या β- ऐन्टिमनी । 

नाइट्रोजन (Nitrogen) :

  • आयतन की दृष्टि से वायुमंडल का लगभग 78% भाग नाइट्रोजन होता है ।
  • वायुमंडल सहित पृथ्वी पर नाइट्रोजन का बाहुल्य भारानुसार 0.01% है।
  • संयुक्त अवस्था में नाइट्रोजन की थोड़ी मात्रा नाइट्रेट के रूप में पायी जाती है ।
  • अमोनिया एवं अमोनियम लवणों के रूप में भी नाइट्रोजन की उपस्थिति होती है ।
  • नाइट्रोजन प्रोटीन ( Protein)  में उपस्थित रहता है ।
  • नाइट्रोजन यूरिया (Urea )  का प्रमुख अवयव है।
    • यूरिया में नाइट्रोजन की 46% मात्रा पायी जाती है।
  • पेड़-पौधे मिट्टी से नाइट्रोजन नाइट्रेट्स के रूप में प्राप्त करते हैं ।
  • जीवधारी नाइट्रोजन को पेड़ पौधों से प्रोटीन के रूप में प्राप्त करते हैं।
  • नाइट्रोजन गैस : प्रयोगशाला में अमोनियम क्लोराइड और सोडियम नाइट्राइट के मिश्रित घोल को 700 °C तक गर्म करके नाइट्रोजन गैस बनायी जाती है ।
  • नाइट्रोजन का अणु द्विपरमाण्विक (Diatomic) एवं अध्रुवीय (Non-Polar ) होता है। 
  • नाइट्रोजन का उपयोग :
    • (i) नाइट्रोजन का सबसे प्रमुख व्यापारिक उपयोग अमोनिया के उत् पादन में होता है, जो अमोनियम सल्फेट नामक उर्वरक बनाने में प्रयुक्त होता है । (ii) थोड़ी मात्रा में नाइट्रोजन का उपयोग धातुकर्म एवं रासायनिक कार्यों में निष्क्रिय माध्यम प्रदान करने के लिए होता है। (iii) नाइट्रोजन विद्युत् बल्बों में तथा उच्च ताप मापने वाले तापमापी में भरने के काम आता है। (iv) कृत्रिम गर्भाधान के लिए बैल के वीर्य को द्रव नाइट्रोजन में रखा जाता है । 
  • नाइट्रोजन का यौगिकीकरण (Fixation of Nitrogen) :
    • वायुमंडलीय नाइट्रोजन से उसके उपयोगी यौगिकों के बनने की क्रिया को नाइट्रोजन का यौगिकीकरण ( Fixation of Nitrogen) कहा जाता है।
    • नाइट्रोजन का यौगिकीकरण मुख्यतः दो विधियों द्वारा होता है— 
      • (i) प्राकृतिक विधि 
      • (ii) कृत्रिम विधि 
    • लेग्युमिनस परिवार (Leguminous Family) या दलहनी परिवार के पौधों की जड़ों की गांठों में पाया जाने वाला राइजोबियम ( Rhizobieum) नामक सहजीवी जीवाणु (Symbiotic Bacteria) नाइट्रोजन स्थिरीकरण में भाग लेता है । 
  • नाइट्रोजन यौगिकों का नाइट्रोजन में परिवर्तन विनाइट्रीकरण कहलाता है । यह क्रिया कुछ जीवाणुओं द्वारा सम्पादित होता है, जिसे विनाइट्रीकारक जीवाणु (Denitrifying Bacteria) कहते हैं।
    • विनाइट्रीकारक जीवाणु के प्रभाव से नाइट्रोजन युक्त यौगिक सीधे नाइट्रोजन में परिवर्तित होकर वायुमंडल में चले जाते हैं । 
  • प्रकृति में नाइट्रोजन के यौगिकों के निर्माण एवं विनाश का एक चक्र चलता रहता हैं, जिसे नाइट्रोजन चक्र कहते हैं । 
  • कृत्रिम विधि द्वारा नाइट्रोजन का यौगिकीकरण या स्थिरीकरण
    • हैबर विधि (Haber’s Process)
    • बर्कलैंड आइड (Birkland Eyde) 
  • कैल्सियम सायनाइड (CaCN2) को नाइट्रोलिम के नाम से जाना जाता है, जिसका उपयोग उर्वरक के रूप में किया जाता है । 
  •  नाइट्रोजन गैस मैग्नीशियम धातु के साथ प्रतिक्रिया कर मैग्नीशियम नाइट्राइड (Mg3N2)  नामक यौगिक का निर्माण करता है । 
  • अस्तबलों, पेशाबखानों व शौचालयों से बराबर अमोनिया की गंध निकलती रहती है ।

नाइट्रोजन के यौगिक : 

अमोनिया (Ammonia) :

  • अमोनिया नाइट्रोजन का एक स्थायी हाइड्राइड है।
  • सर्वप्रथम 1774 में प्रीस्टले ने अमोनियम क्लोराइड तथा लाइम के मिश्रण को गर्म करके अमोनिया गैस प्राप्त की और उसका नाम क्षारीय वायु (Alkaline Air) रखा।
  • बर्थोलेट (Berthollet) ने 1785 ई० में बताया कि अमोनिया नाइट्रोजन व हाइड्रोजन का यौगिक है ।
  • अमोनिया का औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन हैबर विधि (Habber’s Process) द्वारा किया जाता है ।
  • हैबर विधि द्वारा अमोनिया के औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन करने में उत्प्रेरक के रूप में प्रायः लौह ऑक्साइड (Fe2O3 ) जिसमें वर्द्धक उत्तेजक (Promoter ) के रूप में Al2O3 एवं K2O मिश्रित रहते हैं, का व्यवहार होता है ।
  • यह एक रंगहीन गैस है, जिसमें तीखी गंध होती है । इसे सूंघने पर छींक तथा आँखों में आँसू आ जाते हैं ।
  • अमोनिया की संरचना टेट्राहेड्रल (Tetrahedral) एवं आकृति पिरामिडल (Pyramidal) होती है ।
  • उच्च दाब पर अमोनिया को कार्बन डाइऑक्साइड के साथ गर्म करने पर  यूरिया प्राप्त होता है । 
  • अमोनिया का उपयोग :
    • द्रवित अमोनिया का उपयोग रेफ्रीजरेटरों में बर्फ जमाने के काम में होता है।
    • अमोनियम लवणों के उत्पादन में
    • यूरिया के निर्माण में
    • सफाई के काम में चिकनाई दूर करने के लिए
    • ओस्टवाल्ड विधि द्वारा नाइट्रिक अम्ल तथा सौल्वे विधि (Solvey process) द्वारा सोडियम कार्बोनेट के उत्पादन में प्रयोगशाला में प्रतिकारक के रूप में
    • हाइड्रोजन के उत्पादन में । 
  • द्रव अमोनिया की बोतलों को कुछ समय तक बर्फ में रखने के पश्चात खोला जाता है, क्योंकि द्रव अमोनिया का वाष्प दाब ( Vapour Pressure) अधिक होता है । 

नौसादर (Ammonium Chloride) : NH4CI

  • नौसादर का व्यापारिक नाम अमोनियम क्लोराइड है ।  
  • नौसादर का उपयोग :
    • (i) शुष्क बैटरियों में
    • (ii) धातुओं को जोड़ने के पहले उनकी सतह साफ करने में
    • (iii) प्रयोगशाला में प्रतिकारक के रूप में
    • (iv) औषधि निर्माण में
    • (v) बर्तनों में कलई करने में 

नाइट्रस ऑक्साइड (Nitrous Oxide ) : (N2O)

  • नाइट्रस ऑक्साइड को हँसी उत्पन्न करने वाली गैस या ‘Laughing Gas’ कहते हैं।
  • चीड़-फाड़ ( Surgery ) या दांत उखाड़ते समय बेहोश करने के लिए ऑक्सीजन के साथ नाइट्रस ऑक्साइड (NO) का मिश्रण निश्चेतक के रूप में प्रयोग किया जाता है।
  • नाइट्रस ऑक्साइड (N2O) की खोज का श्रेय प्रीस्टले ( Pristley) को प्राप्त है ।
  • विद्युत्- विसर्जन के समय हवा के ऑक्सीजन एवं नाइट्रोजन आपस में संयोग कर नाइट्रिक ऑक्साइड का निर्माण करते हैं। नाइट्रिक ऑक्साइड शीघ्र हवा के ऑक्सीजन द्वारा NO2 में ऑक्सीकृत हो जाता है ।
  • यह NO2, जल में घुलकर नाइट्रिक एवं नाइट्रस अम्ल (HNO3, एवं HNO2) में परिणत हो जाता है । यह मिट्टी में उपस्थित चूना या अन्य क्षारीय पदार्थों से संयोग कर नाइट्राइट एवं नाइट्रेट बनाते हैं, जिसे पौधे ग्रहण करते हैं । 

नाइट्रिक अम्ल (Nitric Acid) : (HNO3)

  • प्रयोगशाला में नाइट्रिक अम्ल का औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन की तीन विधियाँ हैं, ये हैं—
    • (i) ओस्टवाल्ड विधि ( Ostwald Process)
    • (ii) बर्कलैंड आइड विधि (Birkeland Eyde Process)
    • (iii) वकयंत्र विधि (Retort Process)
  • नाइट्रिक अम्ल का उपयोग :
    • (i) कई धातुओं के लिए घोलक के रूप में
    • (ii) प्रयोगशाला में प्रतिकारक के रूप में
    • (iii) नाइट्रेट्स के उत्पादन में
    • (iv) सोने एवं सिल्वर को शुद्ध करने में
    • (v) तांबा, पीतल, कांसा आदि के ऊपर चित्र बनाने या नाम लिखने में
    • (vi) डायनामाइट, पिक्रिक अम्ल (TNP), ट्राइनाइट्रो टॉल्वीन (TNT), ट्राइनाइट्रो बेन्जीन (TNB) आदि विस्फोटकों के निर्माण में । 

अम्लराज (Aquaregia) : (HNO3 + HCl)

  • एक आयतन सान्द्र नाइट्रिक अम्ल तथा तीन आयतन सान्द्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल को मिश्रित करने पर जो मिश्रण प्राप्त होता है। उसे अम्लराज या Aquaregia कहते हैं।
  • अम्लराज में सोना, प्लेटिनम आदि धातु घुल जाते हैं  
  • नाइट्रस अम्लों (Nitrous Acid) : (HNO2) के लवण नाइट्राइट कहलाते हैं । 
  • कार्बन डाइसल्फाइड (CS2) के साथ नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) की मिश्रित कर उसका उपयोग फ्लैश फोटोग्राफी (Flash Photography) में किया जाता है । 
  • सिन्द्री (झारखंड) के उर्वरक कारखाने में अमोनियम सल्फेट का उत्पादन किया जाता है । 
  • सोडियम नाइट्रेट (NaNO3) को चिली साल्टपीटर कहा जाता है। इसे सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ गर्म करने पर नाइट्रिक अम्ल बनता है । 
  • कैल्सियम नाइट्रेट [Ca(NO3)2] को नार्वेजियन साल्टपीटर कहते हैं । 
  • पोटैशियम नाइट्रेट (KNO3) को शोरा कहते हैं । 
  • अमोनियम कार्बोनेट को स्मेल्टिंग साल्ट कहते हैं।  
  • हाइड्राजीन (Hydrazine) का प्रयोग रॉकेट ईंधन के रूप में होता है । 
  • अमोनियम क्लोराइड (NH4Cl) तथा क्लोरोस्टैनिक अम्ल के सान्द्र विलयन से प्राप्त लवण को पिंक लवण (Pink Salt) कहा जाता है । 

Oxygen (O):

  • ऑक्सीजन (O), सल्फर (S) सेलेनियम (Se), टेल्युरियम (Te) एवं पोलोनियम (Po) को आधुनिक आवर्त सारणी के वर्ग 16 में रखा गया है ।
  • वर्ग 16 के प्रथम चार तत्वों – ऑक्सीजन (O), सल्फर (S), सेलेनियम ( Se) तथा टेल्युरियम (Te) को सम्मिलित रूप से कैल्कोजेन (Chalcogens) कहा जाता है ।
    • अयस्क बनाने वाले तत्वों को कैल्कोजेन कहा जाता है ।
    • वर्ग 16 के तत्वों को प्रतिरूपी तत्व (Typical Elements) अथवा सामान्य तत्व (Common Elements) भी कहा जाता है ।
  • वर्ग 16 के तत्वों में ऑक्सीजन को छोड़कर सभी ठोस अवस्था में पाये जाते हैं।
  • वर्ग 16 के तत्वों में पोलोनियम (Po) रेडियो सक्रियता का गुण प्रदर्शित करता है । यह बहुत ही अस्थायी होता है ।
  • पोलोनियम के सर्वाधिक समस्थानिक ( 27 ) पाये जाते हैं । 

ऑक्सीजन गैस (Oxygen Gas) :

  • ऑक्सीजन गैस की खोज :  स्वीडन के शीले (Scheele)  ने 1772 ई० में की थी ।
  • यह एक रंगहीन, गंधहीन एवं वायु से कुछ भारी गैस है।
  • इसे ठंडा करने पर यह नीले रंग के द्रव में परिवर्तित हो जाती है।
  • यह गैस स्वयं नहीं जलती, परन्तु जलने में सहायक होती है ।
  • ऑक्सीजन की प्रकृति अनुचुम्बकीय होती है ।
  • इसके अणु द्विपरमाण्विक होते हैं।
  • ऑक्सीजन को प्राण वायु (Life Air) कहा जाता है ।
  • आयतन के विचार से वायु में लगभग 20.29% मात्रा ऑक्सीजन की होती है ।
  • संयुक्त अवस्था में यह जल में पाया जाता है, जिसमें भार के विचार से यह 88.9% रहता है ।
  • प्रयोगशाला में ऑक्सीजन गैस का निर्माणपोटैशियम क्लोरेट (KCIO3 ) को मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO2) उत्प्रेरक की उपस्थिति में 375°C तापक्रम पर गर्म करके बनायी जाती है।
  • कृत्रिम श्वसन में : हीलियम और ऑक्सीजन के मिश्रण का प्रयोग होता है।
  • ऑक्सीजन का उपयोग ऑक्सी हाइड्रोजन एवं ऑक्सी-ऐसीटिलीन ज्वाला उत्पन्न करने में होता है ।
  • द्रवीभूत ऑक्सीजन का उपयोग रॉकेट ईंधन (Rocket Fuel) के रूप में होता है।
  • ऑक्सीजन के तीन समस्थानिक होते हैं- O-16, O-17 तथा O-18
  • मानव शरीर में सर्वाधिक मात्रा में पाया जाने वाला तत्व ऑक्सीजन (O) है ।
  • यदि पृथ्वी पर सारी वनस्पति नष्ट हो जाए, तो सभी जीव-जन्तु ऑक्सीजन के अभाव में मर जाएँगे ।
  • वायुमंडल में समस्त ऑक्सीजन हरे पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण (Photosyntheis) प्रक्रिया के फलस्वरूप उत्पन्न हुई है

 

ओजोन (Ozone) : O3

  • वायुमंडलीय ऑक्सीजन पर अल्टा वायलेट किरणों (U.V. rays) के प्रभाव से ओजोन (Ozone) उत्पन्न होती है ।
  • यह ऑक्सीजन का एक अपरूप (Allotrop ) है ।
  • इसका अणु त्रिपरमाणुक होता है।
  • इसमें सड़ी मछली की तरह गंध होती हैं।
  • ओजोन गैस सूर्य से आने वाली पराबैंगनी किरणों (Ultra Violet Rays) को पृथ्वी की सतह पर आने से रोकती है
  • समुद्रतल से 25 किमी० की ऊँचाई पर ओजोन की सान्द्रता अधिकतम होती है ।
  • ओजोन गैस चांदी (Ag) के चमक को काला कर देती है।
  • ओजोन गैस ऑक्सीकारक एवं अवकारक दोनों प्रकार के गुण प्रदर्शित करता है ।
  • ओजोन एथिलीन जैसे असंतृप्त कार्बनिक यौगिकों के साथ संयोग कर ओजोनाइड बनाता है ।
  • ओजोनमंडल पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करके पृथ्वी के जीवों की रक्षा करता है ।
  • (CFC) का एक अणु में ओजोन के एक लाख अणुओं को नष्ट करने की क्षमता होती है ।
  • ओजोन परत में सर्वप्रथम सुराख उत्तरी गोलार्द्ध के ऊपर हुआ, क्योंकि ओजोन परत को नष्ट करने की अभिक्रियाएँ निम्न तापमान ( – 80°C) पर होती है । 
  • ओजोन परत को क्षति पहुँचाने वाले गैस-CFC-11, CFC-12, CFC-22, क्लोरीन, ब्रोमीन, फ्लोरीन, मिथेन, नाइट्रस ऑक्साइड, CO, आदि है । 
  • ओजोन के उपयोग :
    • (i) कीटाणुनाशक के रूप में
    • (ii) जल को साफ तथा शुद्ध करने में
    • (iii) हवा को शुद्ध करने में
    • (iv) खाद्य पदार्थों को सड़ने से बचाने में
    • (v) कृत्रिम रेशम बनाने में

 

Fluorine (F):

  • The most reactive of all elements.
    Used in various industrial applications, including the production of fluorocarbons and in dental care as fluoride.

Neon (Ne):

  • नियॉन का उपयोग स्फुरदीप्ति बल्बों में तथा चमकने वाले विज्ञापनों में किया जाता है।
  • नियॉन लैम्प का प्रयोग हवाई अड्डों पर विमान चालकों को संकेत देने के लिए किया जाता है, क्योंकि यह प्रकाश कोहरे में अधिक चमकता है ।
  • नियॉन विसर्जन लैम्पों व ट्यूबों तथा प्रतिदीप्ति बल्बों में भरी जाती है, जिनको विज्ञापनों के लिए इस्तेमाल किया जाता है।

 

Phosphorus (P):

  • फॉस्फोरस नाइट्रोजन का अनुरूप (Analogue) है ।
  • यह एक अभिक्रियाशील तत्व है । इसी कारण फॉस्फोरस प्रकृति में मुक्तावस्था में नहीं पाया जाता है। 
  • मानव शरीर की हड्डियों में फॉस्फोरस (कैल्सियम फॉस्फेट) की उपस्थिति अनिवार्य है । 
  • फॉस्फोरस का संकेत P, परमाणु संख्या 15 तथा परमाणु भार 31 होता है । 
  • फॉस्फोरस का उपयोग हाइपोफॉस्फाइट आदि यौगिक बलवर्द्धक औषधियों के निर्माण में आता है 
  • फॉस्फोरस से फॉस्फर ब्रांज मिश्रधातु तैयार किये जाते हैं । 
  • सुपर फॉस्फेट का उपयोग उर्वरक के रूप में खेतों में फसलों की पैदावार बढ़ाने में किया जाता है । 
  • फॉस्फोरस की अनुपस्थिति में पेड़ पौधे प्रकाश-संश्लेषण  की क्रिया नहीं कर पाते हैं।
    • फॉस्फोरस के अभाव में इनके पत्ते अपना रंग खो देते है तथा  सूख जाते हैं । 
  • एलुमिनियम फॉस्फाइड का उपयोग अनाजों के परिरक्षण में होता है।
  • जिंक फॉस्फाइड का उपयोग चूहा – विष के रूप में होता है । 

फॉस्फोरस के अपरूप (Allotrops of Phosphorus) : 

  • (i) श्वेत या पीला फॉस्फोरस (White or Yellow Phosphorus) 
  • (ii) लाल फॉस्फोरस ( Red Phosphorus) 
  • (iii) सिन्दूरी फॉस्फोरस (Scarlet Phosphorus) 
  • (iv) काला फॉस्फोरस (Black phosphorus) 
  • (v) बैंगनी फॉस्फोरस (Violet phosphorus) 

श्वेत या पीला फॉस्फोरस (White or Yellow Phosphorus) : 

  • यह रंगहीन मोम जैसा मुलायम रवेदार ठोस पदार्थ होता है ।
  • अणुसूत्र P4 होता है ।
  • इसे प्रकाश में छोड़ देने पर यह धीरे-धीरे पीला हो जाता है। इस कारण इसे पीला फॉस्फोरस भी कहते हैं ।
  • इसमें लहसून (Garlic) जैसी गंध होती है ।
  • यह एक विषैला पदार्थ होता है ।
  • यह जल में अघुलनशील किन्तु कार्बन डाइसल्फाइड (CS2) में घुलनशील होता है ।
  • यह हवा में स्वतः जल उठता है । अतः इसे जल के अंदर डुबाकर रखा जाता है ।
  • यह अन्धेरे में आर्द्र वायु के संपर्क में आकर हल्के पील रंग का प्रकाश देता है। इस घटना को स्फुरदीप्ति (Phosphorescence) कहते हैं।
  • फॉस्फोरस के सभी अपरूपों में श्वेत फॉस्फोरस सर्वाधिक अभिक्रियाशील होता है ।
  • श्वेत फॉस्फोरस का हवा में दहन स्वतः दहन का उदाहरण है ।
  • श्वेत फॉस्फोरस से आतिशबाजी के सामान बनाये जाते हैं ।
  • श्वेत फॉस्फोरस से युद्धकाल में प्रयुक्त होने वाली अग्नि बम एवं धूम्र बम बनाये जाते हैं ।
  • श्वेत फॉस्फोरस को कास्टिक सोडा के घोल के साथ गर्म करने पर फॉस्फीन (Phosphine) प्राप्त होता है । 

लाल फॉस्फोरस ( Red Phosphorus) :

  • लाल फॉस्फोरस लाल रंग का अपारदर्शक एवं रवेदार ठोस पदार्थ हैं ।
  • यह स्फुरदीप्ति  (Phosphorescence) प्रदर्शित नहीं करता है ।
  • यह विषैला भी नहीं होता है।
  • यह जल और कार्बन डाइसल्फाइड दोनों में अघुलनशील होता है ।
  • श्वेत फॉस्फोरस को नाइट्रोजन या कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति में 250°C तक गर्म करने पर यह लाल फॉस्फोरस में परिणत हो जाता है।
  • लाल फॉस्फोरस का अणुसूत्र P2 होता है ।
  • लाल फॉस्फोरस का प्रयोग दियासलाई (Matches) के निर्माण में किया जाता है ।
    • दियासलाई बनाने में लाल फॉस्फोरस और फॉस्फोरस डाइसल्फाइड़ (P2S3 ) का उपयोग होता है ।
    • निरापद दियासलाई (Safty Matches) बनाने में चीड़ की लकड़ी की सलाइयों के सिर पर पोटैशियम क्लोरेट, रेड लेड, एण्टिमनी सल्फाइड और गोंद का मिश्रण लगाया जाता है
    •  डिब्बी पर ( रगड़ने वाली सतह पर) लाल फॉस्फोरस, एण्टिमनी सल्फाइड, कांच के चूर्ण और गोंद का मिश्रण लगाया जाता है । 

फॉस्फोरस के यौगिक : 

फॉस्फीन (Phosphine ) : (PH3)

  • फॉस्फोरस हाइड्राइड (PH3) को फॉस्फीन ( Phosphine) कहा जाता है।
  • फॉस्फीन पेड़ पौधों व अन्य कार्बनिक पदार्थों के सड़ने से दलदली स्थानों में पैदा होती है और वायु में जलती है, जिससे चमक पैदा होती है ।
  • यह एक रंगहीन और सड़ी मछली जैसी गंध की विषैली गैस है।
  • कैल्सियम फॉस्फाइड होम सिग्नल (Holme’s Signal) बनाने के काम आता जिसका उपयोग समुद्र में जहाजों को संकेत देने में किया जाता है।
  • कैल्सियम फॉस्फाइड धूम्र पट (Smoke Screen) बनाने के काम आता है 

Sulfur (S):

  • सल्फर का अर्थ होता है— तांबे का शत्रु
  • इसका संकेत ‘S’, परमाणु संख्या 16 तथा परमाणु भार 32.1 होता है ।
  • इलेक्ट्रॉनिक विन्यास—1s2, 2s22p6, 3s23p4 होता है ।
  • गंधक (सल्फर) के परमाणु की बाह्यतम कक्षा में 6 इलेक्ट्रॉन रहते हैं ।
  • यह परिवर्तनशील संयोजकता ( 2, 4 और 6) प्रदर्शित करता है ।
  • यह आवर्त सारणी के वर्ग 16 का एक तत्व है । 
  • प्राप्ति (Occurrence ) :
    • मुक्त और संयुक्त दोनों ही अवस्थाओं में
    • भूपटल पर सल्फर की प्रतिशतता 0.05% है ।
    • सल्फर मुख्यतः धातुओं के सल्फाइड और सल्फेट के रूप में पायी जाती है ।
    • प्याज, लहसुन, अंडा, सरसों तेल आदि पदार्थों में भी सल्फर पायी जाती है।
    • प्याज में कड़वाहट का कारण सल्फर के यौगिक की उपस्थिति है ।
    • सल्फर की प्राप्ति फ्रॉश विधि (Frasch Process) तथा सिसिली विधि (Sicilian Process) द्वारा की जाती है । 
  • सल्फर के अणु  वलय ( Ring ) जैसी संरचना बनाते हैं।
  • सल्फर ठोस होता है ।
  • यह जल में अविलेय किन्तु कार्बन डाइसल्फाइड में विलेय होता है।
  • ह ऊष्मा और विद्युत का कुचालक होता है ।
  • धातुओं के साथ सल्फर संयोग कर धातुओं के सल्फाइड का निर्माण करती है ।
  • लोहे के बुरादे और गंधक के चूर्ण के मिश्रण को गर्म करने पर काले रंग का फेरस सल्फाइड (FeS) बनता है।
  • सल्फर के उर्ध्वपातन के फलस्वरूप प्राप्त होने वाले बारीक चूर्ण को गंधक का फूल कहा जाता है । 
  • उबलते हुए सल्फर को जल में डाल देने पर प्लास्टिक सल्फर ( Plastic Sulphur) प्राप्त होता है । 

सल्फर के अपरूप : 

  • (Rhombic or Octahedral or α – Sulphur) – सल्फर का सबसे स्थायी अपरूप
  • Prismatic or Monoclinic or β-Sulphur

वल्कनीकरण (Vulcanisation) : प्राकृतिक रबड़ में सल्फर मिश्रित करने की प्रक्रिया वल्कनीकरण कहलाती है ।

  • रबड़ के वल्कनीकरण में सल्फर का प्रयोग किया जाता है । 

सल्फर के उपयोग :

  • आजकल ब्यूटी पार्लरों में बालों को विशिष्ट आकार में सेट करने के लिए भी सल्फर का उपयोग किया जाता है।
  • सल्फर का उपयोग सल्फर डाइऑक्साइड (SO2), सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4), कार्बन डाइसल्फाइड (CS2), दियासलाई, बारूद आदि के निर्माण में होता है ।
  • चर्म रोगों में सल्फर के मलहम का उपयोग औषधि के रूप में होता है ।
  • सल्फा ड्रग (Sulpha Drug ) की गोलियाँ (Tablets) घावों को सुखाने के लिए तथा दस्त रोकने में प्रयुक्त की जाती है ।
  • कैल्सियम बाइसल्फाइट एवं मैग्नीशियम बाइसल्फाइट का उपयोग विरंजक (Bleaching Agent) के रूप में किया जाता है ।
  • सल्फर का उपयोग रंग उद्योग में तथा जीवाणुओं एवं कीटाणुओं को नष्ट करने में भी किया जाता है।
  • यह फफूँदी नाशी (Fungicide) के रूप में प्रयुक्त होता है । 

सल्फर के यौगिक : 

सल्फर डाइऑक्साइड (Sulphur Dioxide) : SO2

  • ज्वालामुखी से निकलने वाली गैसों में मुख्यतया SO2 होता है ।
  • यह एक रंगहीन, दम घोंटने वाली गंधयुक्त, हवा से भारी तथा विषैली गैस होती है ।
  • इसका जलीय घोल सल्फ्यूरस अम्ल (H2SO3 ) कहलाता है ।
  • अमोनिया तथा कार्बन डाइऑक्साइड की तरह आसानी से द्रवीभूत होने के कारण सल्फर डाइऑक्साइड का उपयोग रेफ्रिजरेशन (Refrigeration) में होता है ।
  • इस गैस का उपयोग प्रतिक्लोर (Antichlor) के रूप में होता है ।
  • यह विरंजन गुण प्रदर्शित करता है, परन्तु इसकी विरंजन क्रिया अस्थायी होती हैं ।
  • सल्फर डाइऑक्साइड का अणु कोणीय -( Angular) होता है । 

सल्फर ट्राइऑक्साइड (Sulphur Trioxide) : (SO3)

  • सल्फर ट्राइऑक्साइड (SO3) जल में शीघ्रता से घुलकर सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4 ) बनाता है । इसी कारण इसे सल्फ्यूरिक अम्ल का ऐन्हाइड्राइड कहते हैं।
  • सल्फर ट्राइऑक्साइड(SO3) के अणु असममित (Asymmetrical) होते हैं । 

सल्फ्यूरस अम्ल (Sulphurous Acid):

  • सल्फ्यूरस अम्ल (H2SO3) ऑक्सीकारक एवं अवकारक दोनों तरह के गुण प्रदर्शित करता है।
  • सल्फ्यूरस अम्ल विरंजक गुण भी प्रदर्शित करता है। इसकी विरंजन क्रिया अवकारक गुण के कारण होती है । 

सल्फ्यूरिक अम्ल (Sulphuric Acid) : (H2SO4)

  • सल्फ्यूरिक अम्ल  को रसायनों का सम्राट (Chemical King) कहा जाता है।
  • इसे कसीस का तेल (Oil of Vitriol) भी कहा जाता है ।
  • औद्योगिक पैमाने पर सल्फ्यूरिक अम्ल बनाने की दो विधियाँ हैं—
    • (i) सम्पर्क विधि (Contact Process) – उत्प्रेरक – प्लेटिनम (Pt), वेनेडियम पेन्टाक्साइड (V2O), Fe, O, आदि
    • (ii) लेड-कक्ष विधि (Lead Chamber Process) – उत्प्रेरक – नाइट्रोजन के ऑक्साइड
  •  सल्फ्यूरिक अम्ल का उपयोग स्टोरेज बैटरी (Storage Cells), पेट्रोलियम के शुद्धीकरण आदि में होता है।
  • सल्फ्यूरिक अम्ल एक प्रबल निर्जलीकारक है।
  • चीनी पर सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल डालने पर वह झुलस जाती है । इस प्रतिक्रिया में चीनी का निर्जलीकरण (Dehydration of Sugar) हो जाता है। 

 

ओलियम (Oleum ) : (H2S207)

  • सधूम सल्फ्यूरिक अम्ल, पाइरो सल्फ्यूरिक अम्ल तथा ओलियम के नाम से जाना जाता है ।
  • सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल +  सल्फर ट्राइऑक्साइड गैस को घुलाकर पाइरोसल्फ्यूरिक अम्ल (ओलियम) बनाता है। 

हाइड्रोजन सल्फाइड (Hydrogen Sulphide ) : (H2S)

  • ज्वालामुखी से निकलनेवाली गैसों में हाइड्रोजन सल्फाइड (HS) गैस उपस्थित रहता है।
  • हाइड्रोजन सल्फाइड  एक रंगहीन गैस है, जिसमें सड़े अंडे (Rotten Eggs) की तरह तीव्र गंध होती है ।
  • यह एक विषैली गैस है। 

 

Chlorine (Cl):

  • क्लोरीन हरे-पीले रंग की तथा तीखी (Pungent ) और दम घोंटने वाली गंध की गैस है ।
  • यह बहुत ही विषैली गैस है ।
  • यह गले, नाक और फेफड़ों पर गहरा असर करती है ।
  • क्लोरीन का  निर्माण विधि :
    • वेल्डन विधि
    • डीकन विधि
    • केल्मर सॉल्वे विधि
    • नेल्सन सेल विधि 
  • यह गैस फूलों का रंग उड़ा देती है। क्लोरीन द्वारा विरंजन उसके ऑक्सीकरण गुण पर आधारित है।
  • क्लोरीन गैस चूने के साथ प्रतिक्रिया कर ब्लीचिंग पाउडर का निर्माण करती है ।
    • ब्लीचिंग पाउडर एक हल्के पीले रंग का चूर्ण है, जिसमें क्लोरीन की गंध आती है ।
    • ब्लीचिंग पाउडर का प्रयोग : 
      • क्लोरीन, क्लोरोफार्म के निर्माण में
      • पेय जल को शुद्ध करने में
      • जीवाणुनाशक के रूप में
      • रंगीन कपड़ों का रंग उड़ाने में
      • चीनी को सफेद करने  

क्लोरीन के मुख्य उपयोग :

  • (i) ब्लीचिंग पाउडर के निर्माण में
  • (ii) विरंजक के रूप में सूती कपड़ों, कागज आदि का रंग उड़ाने में
  • (iii) रोगाणुनाशक के रूप में पेयजल में उपस्थित रोगाणुओं को क्लोरीन द्वारा नष्ट किया जाता है ।
  • (iv) फॉस्जीन, मस्टर्ड गैस, ल्यूसाइट, जैसी विषैली गैस के उत्पादन में । 

 

Argon (Ar):

  • आर्गन (Ar ) प्रकृति में वायुमंडल में सबसे अधिक मात्रा में पाया जाने वाला अक्रिय गैस है।
  • इसकी खोज रैमजे (Ramsay) ने की है।
  • आर्गन का उपयोग विद्युत् बल्बों में भरने में किया जाता है, क्योंकि इसकी उपस्थिति में विद्युत् बल्ब का तन्तु ( Filament) ज्यादा समय तक सुरक्षित रहता है।
  • आर्गन (Ar ) का उपयोग उच्च तापीय धातुकर्मिक प्रक्रियाओं धातुओं अथवा मिश्रधातुओं की आर्क वेल्डिंग में निष्क्रिय वातावरण उत्पन्न करने में भी किया जाता है ।

Selenium (Se):

  • Essential trace element in some organisms.
    Used in electronics, glass production, and as a dietary supplement.

Bromine (Br):

  • Atomic No: 35
  • ब्रोमीन एक द्रव अधातु (Liquid Non Metal) है ।
  • समुद्री जल में ब्रोमीन, सोडियम, पोटैशियम एवं मैग्नीशियम के ब्रोमाइड के रूप में पाया जाता है।
  • समुद्री जल में ब्रोमीन लवण के रूप में 0.006% मात्रा में पाया जाता है।
  • भारत में कच्छ के रण  में पाया जाने वाला ब्राइन ब्रोमीन का एक बहुमूल्य स्रोत है।
  • ब्रोमीन साधारण ताप पर गहरे लाल बादामी रंग के द्रव के रूप में पाया जाता है । 
  • ब्रोमीन का उपयोग :
    • (i) ब्रोमाइड, हाइपोब्रोमाइट एवं ब्रोमेट लवणों के उत्पादन में
    • (ii) आँसू लाने वाली गैसों एवं अन्य विषैली गैसों के बनाने में
    • (iii) फोटोग्राफी में प्रयुक्त होने वाली सिल्वर ब्रोमाइड यौगिक के उत्पादन में
    • (iv) कार्बनिक रसायन में प्रतिकारक के रूप में
    • (v) पोटैशियम ब्रोमाइड का उपयोग नींद लाने की दवा के रूप में किया जाता है ।

 

Krypton (Kr):

  • Atomic No: 36
  • Discover :
  • Inert gas used in lighting, especially in high-intensity discharge lamps.

Iodine (I):

  • Atomic No: 53
  • आयोडीन एक ठोस अधातु है ।
  • यह बैंगनी रंग का होता है तथा इसमें धातुई चमक पायी जाती है।
  • मानव शरीर में आयोडीन थाइरॉयड ग्रंथि (Thyroid Gland) में थाइरॉक्सिन (Thyroxin) नामक कार्बनिक यौगिक के रूप में पाया जाता है ।
  • मानव शरीर में आयोडीन की कमी से थाइरॉयड ग्रंथियाँ बढ़ जाती हैं, जिसे घेघा या गलगण्ड (Goitre) की बीमारी हो जाती है।
  • आयोडीन एक प्रबल जीवाणुनाशी है, अतः इसका प्रयोग टिंचर आयोडीन बनाने में होता है।
    • आयोडीन और इथाइल ऐल्कोहॉल का मिश्रण टिंचर आयोडीन कहलाता है।
  • आयोडीन का प्रमुख स्रोत चिली (द० अमेरिका) में पाया जाने वाला सोडियम नाइट्रेट का निक्षेप है ।
  • समुद्री पौधों एवं जीवों में आयोडीन आयोडीनयुक्त कार्बनिक यौगिक के रूप में पाया जाता है ।
  • लैमिनेरिया (Laminaria) किस्म के समुद्री घासों (एक प्रकार का शैवाल) में आयोडीन प्रचुर मात्रा में पाया जाता है ।
    • इस समुद्री घास को अच्छी तरह सुखाने के पश्चात गहरे गड्ढों में सावधानीपूर्वक जलाने से जो राख (Ash) प्राप्त होती है, उसे केल्प (Kelp) कहते हैं। 
  • हैलोजनों में आयोडीन प्रबलतम ऑक्सीकारक है।
  • आयोडीनं का उपयोग टिंचर आयोडीन, आयोडेक्स, आयोडोफार्म आदि कीटाणुनाशक एवं पीड़ानाशक दवाओं के निर्माण में होता है।

Xenon (Xe):

  • Atomic No: 54
  •  सर्वाधिक यौगिक बनाने वाला अक्रिय गैस जेनॉन है ।
  • Discover : in 1898 by Scottish chemist Sir William Ramsay and English chemist Morris Travers.
  • Nickname : “stranger Gas” or “foreigner Gas,”
  • Applications:
    • Lighting: used in high-intensity discharge (HID) lamps and xenon arc lamps.
    • inhalation Anesthesia:  (बेहोशी).
    • Medical Imaging: such as xenon CT (computed tomography) scans.
    • Xenon Isotopes: Xenon-133 is used as a tracer gas in environmental studies and medical diagnostics.

Radon (Rn):

  • Chemical Symbol:  “Rn.”
  • Atomic No: 86
  • Radon is a naturally occurring radioactive gas formed by the decay of uranium and thorium in the Earth’s crust.
  • It belongs to the group of noble gases.
  • it accumulates in enclosed spaces, such as homes and buildings.
  • It is the leading cause of lung cancer .
  • used in radiotherapy for cancer cure.
  • Radon can enter buildings through cracks in floors and walls, construction joints, gaps around service pipes, and other openings.
  • It can also be present in well water and released into the air when water is used for showering or other household purposes.

 

एस्टेटीन (Astatine ) :

  • एस्टेटीन एक रेडियोसक्रिय तत्व है जो अत्यंत ही अस्थायी होता है।
  • यह ठोस अधातुओं में सबसे भारी तत्व है ।
  • यह भू-परत में सबसे कम मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है ।

 

सिलिकन 

  • सिलिकन प्रकृति में रेत (Sand) और पत्थर के रूप में बहुतायत से पाया जाता है।
  • यह आवर्त सारणी के वर्ग 14 का सदस्य है ।
  • इसकी परमाणु संख्या 14 तथा परमाणु भार 28.1 होती है ।
  • यह अपरूपता (Allotropy) की घटना प्रदर्शित करता है ।
  • यह एक अधातु तत्व है ।
  • सिलिकन  के हाइड्राइड सिलोन ( Silone) कहलाते हैं ।
  • पृथ्वी की सतह पर ऑक्सीजन के अतिरिक्त दूसरा बहुतायत में पाया जाने वाला तत्व सिलिकन है ।
  • पृथ्वी की परत में इसकी प्रतिशत मात्रा 26% रहती है । 
  • सिलिकन का उपयोग :
    • शुद्ध सिलिकन का उपयोग अतिचालकता ( Super Conductivity) में होता है।
    • कुम्प्यूटर चिप्स के निर्माण में
    • अर्धचालक उपकरणों के निर्माण में
    • कार्बोरेण्डम के निर्माण में
    • मिश्रधातुओं के निर्माण में
    • इस्पात या लोहे को अम्ल प्रतिरोधी (Acid Resistant) बनाने में
    • सिलिकोन नामक बहुलक के निर्माण में 
    • सिलिका जेल (Silica gel) के रूप में इसका उपयोग शुष्ककारक (Drying Agent) के रूप में होता है । 
    • सिलिका वाटिका ( Sillica Garden) के निर्माण में 

सिलिकन के यौगिक : 

  • सिलिकन कार्बाइड (Silicon Carbide) : इसे कार्बोरेण्डम (Carborendum) कहा जाता है । इसे कृत्रिम हीरा भी कहते हैं । 
  • सिलिका (Sillica) : सिलिका को बालू (Sand) भी कहा जाता है । इसका रासायनिक सूत्र SiO2, होता है। यह ठोस अवस्था में पाया जाता है। इसका उपयोग कांच निर्माण तथा सीमेण्ट के उत्पादन में किया जाता है ।
    • क्वार्टज (Quartz ) SiO2, का क्रिस्टलीय रूप है। यह प्रकृति में सबसे अधिक मात्रा में पाया जाने वाला खनिज है। 

Other Important Facts: 

  • कांच पर लिखने के लिए हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल का उपयोग किया जाता है । 
  • फ्लुओरीन (Fluorine) का उपयोग UF6, तथा SF6 बनाने में होता है, जिनका क्रमशः परमाणु ऊर्जा उत्पादन एवं परावैद्युतिकी में इस्तेमाल किया जाता है । 
  • क्लोरीन डाइऑक्साइड (CIO2) तथा क्लोरीन के मिश्रण को यू क्लोरीन कहते हैं ।
  • क्लोरीन द्वारा किसी पदार्थ का विरंजीकरण करने के पश्चात क्लोरीन के आधिक्य को समाप्त करने के लिए प्रयोग किया गया पदार्थ प्रतिक्लोर कहलाता है । 
  • डाइक्लोरो डाइफ्लोरो मिथेन (Dichloro difluoro Methane) को फ्रिऑन कहा जाता है। इसका उपयोग प्रशीतक (Refrigerant) के रूप में होता है । 
  • हाइड्रोक्लोरिक अम्ल को म्यूरेटिक अम्ल (Muratic Acid) कहा जाता है ।