67. रसायन विज्ञान: परमाणु संरचना, धातु/अधातु, अयस्क/मिश्र धातु, अम्ल/क्षार/pH, औषधि, कीटनाशक, कार्बन यौगिक, ईंधन, रेडियोधर्मिता, हरित रसायन — पूर्ण नोट्स

मूल मुख्य बिंदु

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   परमाणु संरचना

   • परमाणु में नाभिक (प्रोटॉन + न्यूट्रॉन) होता है जिसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन ऊर्जा कोशों में होते हैं
   • परमाणु संख्या (Z) = प्रोटॉनों की संख्या; प्रत्येक तत्त्व की विशिष्ट पहचान
   • द्रव्यमान संख्या (A) = प्रोटॉन + न्यूट्रॉन
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   समस्थानिक

   • एक ही तत्त्व के परमाणु जिनका Z समान पर A अलग होता है
   • उदाहरण: कार्बन-12 और कार्बन-14
   • कार्बन-14 का उपयोग रेडियोकार्बन डेटिंग में; अर्धआयु = 5,730 वर्ष
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   धातु बनाम अधातु

   • धातुएँ: विद्युत-धनात्मक, आघातवर्ध्य, तन्य, सुचालक
   • अधातुएँ: विद्युत-ऋणात्मक, भंगुर, कुचालक
   • अपवाद: ग्रेफाइट (अधातु, विद्युत चालक)
   • अपवाद: पारा (धातु, कमरे के तापमान पर द्रव)
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   प्रमुख अयस्क

   • बॉक्साइट — एल्युमीनियम का प्राथमिक अयस्क
   • हेमेटाइट (Fe₂O₃) — लोहे का अयस्क
   • गेलेना (PbS) — सीसे का अयस्क
   • चाल्कोपाइराइट (CuFeS₂) — तांबे का अयस्क
   • भारत का बॉक्साइट भंडार (~300 करोड़ टन) विश्व में 5वाँ सबसे बड़ा
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   मिश्र धातुएँ

   • मिश्र धातुएँ धातुओं का समांगी मिश्रण हैं
   • स्टेनलेस स्टील: Fe + Cr + Ni — जंगरोधी
   • पीतल: Cu + Zn; कांसा: Cu + Sn
   • ड्यूरेलुमिन: Al + Cu + Mn + Mg — विमान में
   • सोल्डर: Pb + Sn — विद्युत जोड़ों में
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   pH मापक्रम

   • pH मापक्रम 0–14: pH < 7 = अम्लीय; pH = 7 = उदासीन; pH > 7 = क्षारीय
   • मानव रक्त pH = 7.35–7.45
   • आमाशय अम्ल (HCl) pH ≈ 1.5–2
   • समुद्री जल pH ≈ 8.1
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   औषधि वर्ग

   • दर्दनाशक दर्द कम करते हैं: एस्पिरिन, पैरासिटामोल
   • एंटीबायोटिक बैक्टीरिया मारते/रोकते हैं: पेनिसिलिन (अलेक्जेंडर फ्लेमिंग, 1928)
   • ज्वरनाशक बुखार कम करते हैं
   • पूतिरोधी जीवित ऊतक पर संक्रमण रोकते हैं
   • जीवाणुनाशक निर्जीव सतहों पर सूक्ष्मजीव मारते हैं
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   कीटनाशक

   • ऑर्गेनोक्लोरीन कीटनाशक (DDT, BHC/लिंडेन) — अत्यधिक स्थायी, खाद्य श्रृंखला में जैव-संचय
   • अधिकांश स्टॉकहोम सम्मेलन (2004) के तहत प्रतिबंधित
   • सुरक्षित विकल्प: नियोनिकोटिनॉइड, पाइरेथ्रॉइड, समेकित कीट प्रबंधन (IPM)
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   कार्बन यौगिक

   • कार्बन श्रृंखलन (स्व-संयोजन) और चतुर्संयोजकता के कारण लाखों यौगिक बनाता है
   • एल्केन: CₙH₂ₙ₊₂ — संतृप्त हाइड्रोकार्बन
   • एल्कीन: CₙH₂ₙ — एक द्विबंध
   • एल्काइन: CₙH₂ₙ₋₂ — त्रिबंध
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    पेट्रोलियम एवं ईंधन

    • पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है; प्रभाजी आसवन द्वारा परिष्कृत
    • अंश: LPG, पेट्रोल, मिट्टी का तेल, डीजल
    • ऊष्मीय मान: हाइड्रोजन (142 MJ/kg) > LPG (~50) > पेट्रोल (~47) > कोयला (~30 MJ/kg)
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    रेडियोधर्मिता

    • अस्थिर नाभिक से विकिरण का स्वतः उत्सर्जन
    • अल्फा (α): हीलियम नाभिक; न्यून भेदन, कागज से रुकता है
    • बीटा (β): इलेक्ट्रॉन; मध्यम भेदन
    • गामा (γ): उच्च ऊर्जा EM; मोटे सीसे से ही रोका जा सकता है
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    हरित रसायन

    • 12 सिद्धांत, पॉल अनास्तास एवं जॉन वार्नर, 1998 द्वारा प्रतिपादित
    • रासायनिक डिज़ाइन में हानिकारक पदार्थों को कम/समाप्त करने का लक्ष्य
    • सिद्धांत: परमाणु मितव्ययता, नवीकरणीय फीडस्टॉक, सॉल्वेंट रहित संश्लेषण
    • ऊर्जा दक्षता, उत्प्रेरक अभिकर्मकों का उपयोग
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    परमाणु विखंडन बनाम संलयन

    • परमाणु विखंडन: U-235 या Pu-239 का विभाजन; प्रति विखंडन ~200 MeV; रिएक्टरों को शक्ति
    • परमाणु संलयन: हाइड्रोजन समस्थानिकों से हीलियम; ~17.6 MeV प्रति D-T अभिक्रिया
    • संलयन के लिए ~10 करोड़ °C तापमान चाहिए
    • संलयन सूर्य की ऊर्जा का स्रोत है
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    बहुलक रसायन

    • प्राकृतिक बहुलक: रबर (पॉलीआइसोप्रीन), सेलूलोज, स्टार्च, प्रोटीन
    • संश्लेषित बहुलक: नायलॉन (1935), PVC, टेफ्लॉन (PTFE), बेकेलाइट (प्रथम संश्लेषित प्लास्टिक, 1907)
    • रबर वल्कनीकरण: सल्फर के साथ तापन (चार्ल्स गुडइयर 1839) — लोच एवं टिकाउपन बढ़ाता है

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