पदार्थ क्या है (What is the substance,padaarth kya hai) :- इस पोस्ट के माध्यम से आज हम ,पदार्थ क्या है , पदार्थ की अवस्थाए ,पदार्थों का वर्गीकरण,पदार्थ का भौतिक स्वरूप ,Physical Nature of Matter,क्या पदार्थ अपनी अवस्था को बदल सकता है आदि के बारे में विस्तार से पढ़ेंगे। आप अच्छे से इनके बारे में अध्ययन करें। ताकि आगे आने वाले विभिन प्रतियोगी परीक्षाओ जैसे राजस्थान रीट (Rajasthan REET),IIT, NIT, AIIMS Exam आदि में आप अच्छे नम्बर प्राप्त कर सको। तो आइये देखते है पदार्थ क्या है के बारे में एक महत्वपूर्ण जानकारी।
पदार्थ क्या है/What is The Substance
रसायन विज्ञान और भौतिक विज्ञान में पदार्थ (padaarth) उसे कहते हैं जो स्थान घेरता है व जिसमे द्रव्यमान होता है। पदार्थ और ऊर्जा दो अलग-अलग वस्तुएं हैं। विज्ञान के आरम्भिक विकास के दिनों में ऐसा माना जाता था कि पदार्थ न तो उत्पन्न किया जा सकता है, न नष्ट ही किया जा सकता है, अर्थात् पदार्थ अविनाशी है। इसे पदार्थ की अविनाशिता का नियम कहा जाता था। किन्तु अब यह स्थापित हो गया है कि पदार्थ और ऊर्जा का परस्पर परिवर्तन सम्भव है। यह परिवर्तन आइन्स्टीन के प्रसिद्ध समीकरण E=mc2 के अनुसार होता है।
जैसे हवा, पानी, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, चीनी, रेत, चांदी , स्टील, लोहे, लकड़ी, बर्फ, शराब, दूध, तेल, कार्बन डाइऑक्साइड, भाप, कार्बन, सल्फर, चट्टानऔर खनिज आदि। ये विभिन्न प्रकार के पदार्थ हैं जो स्थान घेरते हैं। ये ठोस, द्रव, गैस और प्लाज्मा किसी भी रूप में हो सकते हैं।
पदार्थ की परिभाषा/Definition of substance
पदार्थ की आम परिभाषा है कि ‘कुछ भी’ जिसका कुछ-न-कुछ वजन हो और कुछ-न-कुछ ‘जगह घेरती’ हो उसे पदार्थ कहते है। उद्धरण के तौर पर, एक कार जिसका वजन होता है और वह जगह भी घेरती है उसे पदार्थ कहेंगे।
पदार्थ के कणों की विशेषताएँ
- पदार्थ के कण बहुत छोटे होते हैं :- सभी पदार्थ छोटे-छोटे कणों से मिलकर बने हैं। ये कण इतने छोटे हैं कि इन्हें नंगी आँखों से नहीं देखा जा सकता। पदार्थ के छोटे-छोटे कणों से बने होने की सत्यता को कुछ छोटे क्रियाकलापों द्वारा परखा जा सकता है, जैसे कि जब नमक या चीनी को पानी में घोला जाता है, तो वे पानी में विलीन हो जाते हैं।
- पदार्थ के कणों के बीच स्थान होता है :- पदार्थ सूक्ष्म कणों से बने होते हैं तथा उन कणों के बीच रिक्त स्थान होता है।
- पदार्थ के कण निरंतर घूमते रहते हैं :- पदार्थ के कण निरंतर गतिशील होते हैं, अर्थात उनमें गतिज उर्जा होती है।
- पदार्थ के कण एक दूसरे को आकर्षित करते हैं :- पदार्थ के कणों के बीच एक बल कार्य करता है जो पदार्थ के कणों को एक साथ जोड़े रखता है। पदार्थ के कणों के बीच यह आकर्षण बल का सामर्थ्य अलग अलग पदार्थों में अलग अलग होता है।
पदार्थ का वर्गीकरण/पदार्थ की अवस्थाएं
पदार्थ का वर्गीकरण दो प्रकार किया जाता है :-
- भौतिक वर्गीकरण (Physical classification)
- रासायनिक वर्गीकरण (Chemical classification)
भौतिक वर्गीकरण/Physical Classification
- ठोस (Solid)
- द्रव (Liquid)
- गैस (Gas)
- प्लाज़्मा (Plasma)
- बोस आइंस्टीन कंडन्सेट (Bos Einstein Condensate)
ठोस (Solid)
यह पदार्थ की वह अवस्था है जिसमें उसका आयतन तथा आकार दोनों निश्चित होता है। ठोस कणों के बीच लगने वाले बल इतने प्रबल होते हैं कि इनके घटक कण किसी भी प्रकार की गति नहीं कर पाते हैं औऱ इसी कारण आकार मे निश्चित होते हैं तथा जिस कन्टेनर मे रखे जाते हैं उसका आकार ग्रहण नहीं करते हैं।
ठोस अवस्था के गुणधर्म
द्रव (Liquid )
द्रव अवस्था में कणों की गतिज ऊर्जा ठोस अवस्था की अपेक्षा कम होती है। द्रव अवस्था में कणों का कोई निश्चित व्यवस्थापन (arrangement) नहीं होता है फिर भी यह कण इतने समीप होते हैं कि इनका आयतन निश्चित होता है।
द्रव पदार्थों की संपीड्यता ठोस की तरह ही कम होती है। द्रव पदार्थों में मुक्त प्रसार नहीं होता है तथा तापीय प्रसार कम होता है। यह ठोसों से निम्न घनत्व के होते हैं तथा इनमें बहने का गुण पाया जाता है।
गैस (Gas)
प्लाजमा (Plasma)
वे विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से काफी प्रभावित होते हैं जबकि सामान्य गैस ऐसा नहीं करते हैं। प्लाज्मा में धनावेश और ऋणावेश की स्वतंत्र रूप से गमन करने की क्षमता प्लाज्मा को विद्युत चालक बनाती है।
गैस की तरह प्लाज्मा का कोई निश्चित आकार या निश्चित आयतन नहीं होता ,लेकिन गैस के विपरीत किसी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में यह एक फिलामेंट, पुंज या दोहरी परत जैसी संरचनाओं का निर्माण करता है।
बोस-आइंस्टीन कन्डनसेट (Bose-Einstein condensate)
ब्रह्मांड में प्रत्येक कण को दो श्रेणियों में से एक में रखा जा सकता है – फर्मियन (fermions) और बोसोन्स (bosons)। आपके आस-पास के अधिकांश पदार्थों के लिए फर्मियन ज़िम्मेदार हैं, क्योंकि उनमें इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन शामिल हैं। जब आप एक साथ कई फर्मियन मिलते हैं, तो वे एक बोसोन बन सकते हैं।
बोस-आइंस्टाइन संघनित(Bose–Einstein condensate) पदार्थ की एक अवस्था जिसमें बोसॉन की तनु गैस को परम शून्य ताप (0 K या −273.15 °C) के बहुत निकट के ताप तक ठण्डा कर दिया जाता है।पदार्थ की इस अवस्था की सबसे पहले भविष्यवाणी 1924-25 में सत्येन्द्रनाथ बोस ने की थी। अतः उन्हीं के नाम पर इस पदार्थ का नाम रखा गया है।
रासायनिक वर्गीकरण/Chemical classification
- शुद्ध पदार्थ :- 1. तत्व/परमाणु 2.यौगिक/अणु
- अशुद्ध/मिश्रण :- 1) समांग 2) विषमांगी
तत्व (Element)/परमाणु
यह प्रकृति ने स्वतंत्र अवस्था में पाया जाता है।
योगिक (compound)/अणु
मिश्रण (Mixture)
समांगी मिश्रण
विसमांगी मिश्रन
मिश्रणों का पृथक्करण
मिश्रण में उपस्थित घटकों को विभिन्न विधियों द्वारा अलग-अलग किया जाता है। मिश्रणों के पृथक्करण की कुछ सामान्य विधियों निम्नलिखित हैं:-
- रवाकरण:- इस विधि के द्वारा अकार्बनिक ठोस मिश्रण को अलग किया जाता है।
- आसवन विधि:- जब दो द्रवों के क़्वथनांकों में अन्तर अधिक होता है, तो उसके मिश्रण को आसवन विधि से पृथक् करते हैं।
- ऊर्ध्वपातन:- इस विधि द्वारा दो ऐसे ठोसों के मिश्रण को अलग करते हैं, जिसमें एक ठोस ऊर्ध्वपातित हो, दूसरा नहीं।
- आंशिक आसवन:- इस विधि से वैसे मिश्रित द्रवों को अलग करते हैं, जिसमें क़्वथनांकों में अन्तर बहुत कम होता है।
- प्रभाजी आसवन:- विभिन्न क्वथनांक वाले मिश्रित द्रवों को भिन्न-भिन्न तापों पर आसुत करके उन्हें पृथक् करने की प्रकिया को प्रभाजी आसवन कहते है।
- वर्णलेखन:- यह विधि इस तथ्य पर आधारित है कि किसी मिश्रण के विभिन्न घटकों की अवशोषण (absorption) क्षमता भिन्न-भिन्न होती है।
- भाप आसवन:- इस विधि से कार्बनिक मिश्रण को शुद्ध किया जाता है।
पदार्थ की अवस्था परिवर्तन
द्रवणांक
गर्म करने पर ठोस पदार्थ द्रव अवस्था में परिवर्तित होते हैं, तो उनमें से अधिकांश में यह परिवर्तन एक विशेष दाब पर तथा एक नियत ताप पर होता है। यह नियत ताप वस्तु का द्रवणांक कहलाता है।
हिमांक
किसी विशेष दाब पर वह नियत ताप जिस पर कोई द्रव जमता है, हिमांक कहलाता है।
आयतन परिवर्तन
- क्रिस्टलीय पदार्थों में से अधिकांश पदार्थ गलने पर आयतन में बढ़ जाते हैं, ऐसी दशा में ठोस अपने ही गले हुए द्रव में डूब जाता है।
- ढला हुआ लोहा, बर्फ, एन्टिमोनी, बिस्मथ, पीतल आदि गलने पर आयतन में सिकुड़ते हैं। अतः इस प्रकार के ठोस अपने ही गले द्रव में प्लवन करते रहते हैं। इसी विशेष गुण के कारण बर्फ़ का टुकड़ा गले हुए पानी में प्लवन करता है।
- साँचे में केवल वे पदार्थ ढ़ाले जा सकते हैं, जो ठोस बनने पर आयतन में बढ़ते हैं, क्योंकि तभी वे साँचे के आकार को पूर्णतया प्राप्त कर सकते हैं।
- मुद्रण धातु ऐसे पदार्थ के बने होते हैं, जो जमने पर आयतन में बढ़ते हैं।
- चाँदी या सोने की मुद्राएँ ढाली नहीं जातीं, केवल मुहर लगाकर बनायी जाती हैं।
- मिश्रधातुओं का द्रवणांक उन्हें बनाने वाले पदार्थों के गलनांक से कम होता है क्योंकि अशुद्धियाँ डाल देने पर पदार्थ का गलनांक घट जाता है।
हिमकारी मिश्रण
किसी ठोस को उसके द्रवणांक पर गलने के लिए ऊष्मा की आवश्यकता होगी जो उसकी गुप्त ऊष्मा होगी। हिमकारी मिश्रण का बनना इसी सिद्धांत पर आधारित है।
वाष्पीकरण
द्रव से वाष्प में परिणत होने कि क्रिया ‘वाष्पीकरण’ कहलाती है। यह दो प्रकार की होती है-
- वाष्पन
- क्वथन
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