संकल्पना नोंदी १: धातू आणि अधातूंचे भौतिक गुणधर्म आणि वर्गीकरण
दैनंदिन जीवनात आपण वापरत असलेल्या सर्व वस्तूंमध्ये मूलद्रव्यांचे अस्तित्व असते. विज्ञानाने या मूलद्रव्यांचे त्यांच्या गुणधर्मांनुसार दोन प्रमुख गटांत वर्गीकरण केले आहे: धातू (Metals) आणि अधातू (Non-metals).
१. धातूंचे मूलभूत भौतिक गुणधर्म (Physical Properties of Metals)
१. चकाकी (Lustre): धातूंच्या शुद्ध पृष्ठभागावर प्रकाश पडल्यास तो चमकतो. याला 'धातूंची चकाकी' (Metallic Lustre) म्हणतात. उदा. सोने, चांदी, तांबे, ॲल्युमिनिअम. हवेतील ऑक्सिजन आणि दमटपणामुळे ही चमक कालांतराने मंदावते, परंतु पॉलिश केल्यास ती पुन्हा प्राप्त होते.
२. वर्धनीयता (Malleability): धातूवर हातोड्याने प्रहार केल्यास त्याचे तुकडे न होता त्याचे पातळ पत्रे (Thin sheets) तयार होतात.
- उच्चतम वर्धनीय धातू: सोने (Gold) आणि चांदी (Silver).
- दैनंदिन उपयोग: मिठाईवर लावला जाणारा चांदीचा वर्ख आणि खाद्यपदार्थ ताजे ठेवण्यासाठी वापरली जाणारी ॲल्युमिनिअम फॉईल (Aluminium foil).
३. तन्यता (Ductility): धातूचे खेचून बारीक तारांमध्ये (Thin wires) रूपांतर करण्याच्या क्षमतेला तन्यता म्हणतात.
- तांबे आणि ॲल्युमिनिअमच्या तारा विद्युत वहनासाठी वापरल्या जातात.
- १ ग्रॅम सोन्यापासून सुमारे २ किलोमीटर लांबीची अत्यंत बारीक तार काढता येते.
४. उष्णता वाहकता (Thermal Conductivity): धातू उष्णतेचे उत्तम वाहक असतात. चांदी आणि तांबे हे उष्णतेचे सर्वोत्कृष्ट वाहक आहेत, तर शिसे (Lead) आणि पारा (Mercury) हे तुलनेने मंद वाहक आहेत. म्हणूनच स्वयंपाकाची भांडी तांबे किंवा ॲल्युमिनिअमची बनवतात.
५. विद्युत वाहकता (Electrical Conductivity): धातूंच्या अणूंमध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉन (Free electrons) असल्यामुळे ते विजेचे उत्कृष्ट सुवाहक असतात. विजेच्या तारा तांब्याच्या बनवल्या जातात आणि त्यावर सुरक्षिततेसाठी PVC (Polyvinyl Chloride) किंवा रबराचे आवरण असते.
६. नादमयता (Sonorousness): कठीण पृष्ठभागावर आघात केला असता धातू खणखणीत गूंजणारा ध्वनी निर्माण करतात. या गुणधर्मामुळे शाळेच्या घंटा, मंदिरातील घंटा आणि सतार, वीणा यांसारख्या वाद्यांच्या तारा धातूंच्या बनवल्या जातात.
२. अधातूंचे भौतिक गुणधर्म (Physical Properties of Non-metals)
- चकाकी नसणे: अधातूंचे पृष्ठभाग सामान्यतः निस्तेज (Dull) असतात.
- ठिसूळपणा (Brittleness): अधातूंच्या स्थायू रूपावर हातोडीने मारल्यास त्याचे बारीक तुकडे किंवा चुराडा होतो. उदा. कोळसा, सल्फर.
- अतन्य व अवर्धनीय: अधातूंचे पत्रे किंवा तारा बनवता येत नाहीत.
- दुर्वाहक (Insulators): अधातू उष्णता आणि विजेचे दुर्वाहक असतात.
- अनादमय (Non-sonorous): आघात केल्यावर अधातू खणखणीत आवाज करत नाहीत.
३. विज्ञानातील अत्यंत महत्त्वाचे अपवाद (Critical Exceptions)
| गुणधर्म | सामान्य नियम | अपवाद (Exceptions) |
|---|---|---|
| भौतिक अवस्था | धातू नेहमी स्थायू असतात | पारा (Mercury - Hg) हा सामान्य तापमानाला द्रव रूपात असतो. |
| भौतिक अवस्था | अधातू स्थायू किंवा वायू असतात | ब्रोमीन (Bromine - Br) हा एकमेव द्रवरूप अधातू आहे. |
| काठिण्य (Hardness) | धातू अतिशय कठीण असतात | सोडियम (Na) व पोटॅशियम (K) इतके मऊ असतात की त्यांना सुरीने सहज कापता येते. |
| चकाकी (Lustre) | अधातूंना चमक नसते | आयोडीन (Iodine) आणि हिरा (Diamond) हे अधातू असूनही अत्यंत चमकदार असतात. |
| विद्युत वाहकता | अधातू विजेचे दुर्वाहक असतात | ग्रॅफाइट (Graphite - कार्बनचे अपरूप) विजेचा उत्तम सुवाहक आहे. |
| काठिण्य (अधातू) | अधातू मऊ किंवा ठिसूळ असतात | हिरा (Diamond) हा निसर्गातील सर्वात कठीण ज्ञात पदार्थ आहे. |