परिचय

अवलोकन। रसायन विज्ञान की शाखाएँ। पदार्थ और पदार्थ की अवस्थाएँ। शुद्ध पदार्थ और मिश्रण। सजातीय और विषम पदार्थ।

अपने आस-पास की दुनिया का अवलोकन करने के लिए कुछ क्षण निकालें। हमारे चारों ओर का संसार अनेक पदार्थों से बना है। उदाहरण के लिए, हम हर जगह पानी देखते हैं। यदि हम पानी को ठंडा कर दें तो वह बर्फ में क्यों बदल जाता है?।

यदि हम पानी को मीठा बनाना चाहते हैं तो उसमें थोड़ी चीनी मिला सकते हैं। फिर, हम इसे हिला सकते हैं। क्या ऐसा करने के बाद इसे पानी माना जाएगा?। तो फिर, चीनी कहां है?। हम इसे वापस कैसे पा सकते हैं?।

वैज्ञानिक गोलियाँ, कीटनाशक और अन्य रसायन कैसे बनाते हैं?। आइये देखें कि क्या हम इन सवालों के जवाब पा सकते हैं। लेकिन हमें शुरुआत कहां से करनी चाहिए?। शायद, इसका उत्तर रसायन विज्ञान में छिपा है। तो फिर रसायन शास्त्र क्या है?। रसायन विज्ञान की कौन सी शाखा हमारे प्रश्नों के उत्तर दे सकेगी?।

रसायन विज्ञान, विज्ञान की एक शाखा है जो पदार्थों के गुणों और उनमें होने वाले परिवर्तनों का अध्ययन करती है। हम तत्वों, यौगिकों, रासायनिक प्रतिक्रियाओं, सूत्रों और समीकरणों तथा स्टोइकियोमेट्री की जांच करते हैं। रसायन विज्ञान की पाँच प्रमुख शाखाएँ हैं। ये हैं अकार्बनिक रसायन विज्ञान, कार्बनिक रसायन विज्ञान, भौतिक रसायन विज्ञान, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान और जैव रसायन विज्ञान।

जब हम कार्बन-हाइड्रोजन बंध वाले पदार्थों का अध्ययन करना चाहते हैं, तो हम कार्बनिक रसायन विज्ञान का उपयोग करते हैं। हाँ! कार्बन इतना अनोखा है कि रसायन विज्ञान की एक शाखा पूरी तरह से इसे समर्पित है!। यह शाखा कार्बनिक यौगिकों के अध्ययन से संबंधित है।

दूसरी ओर, अकार्बनिक रसायन विज्ञान अकार्बनिक यौगिकों के गुणों और व्यवहार का अध्ययन करता है। रसायन विज्ञान की अन्य शाखाओं जैसे भौतिक रसायन विज्ञान, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान और जैव रसायन विज्ञान के बारे में क्या?।

भौतिक रसायन विज्ञान में, हम भौतिकी की अवधारणाओं को रसायन विज्ञान में लागू करते हैं। इसमें इस बात का अध्ययन शामिल है कि भौतिकी की अवधारणाएं विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं पर कैसे लागू होती हैं।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान अध्ययन करता है कि पदार्थ के रूपों को अलग करने, पहचानने और मात्रा निर्धारित करने के लिए उपकरणों और विधियों का उपयोग कैसे किया जाता है।

अंत में, जैव रसायन विज्ञान, जीव के भीतर होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित करता है।

आइये रसायन विज्ञान में अपनी यात्रा की शुरुआत पदार्थ जैसे कुछ विचारों को परिभाषित करके करें। क्या बात है?। पदार्थ वह चीज़ है जो स्थान घेरता है और उसका द्रव्यमान होता है।

सम्पूर्ण ब्रह्माण्ड पदार्थ से बना है। रसायनज्ञों की विशेष रुचि पदार्थ के विभिन्न पहलुओं में होती है। वे पदार्थ के संगठन की जांच करते हैं। वे पदार्थ बनाने वाले पदार्थों की विविधता और मात्रा में भी रुचि रखते हैं।

क्या सभी पदार्थ एक समान हैं?। क्या सभी पदार्थ एक जैसा व्यवहार करते हैं?। क्या पदार्थ को और अधिक वर्गीकृत किया जा सकता है?। बिल्कुल,। पदार्थ तीन रूपों में पाया जाता है; ठोस, तरल और गैस।

ठोस पदार्थ का एक रूप है जिसका आकार और आयतन निश्चित होता है। कण एक दूसरे से सटे हुए हैं। किसी ठोस पदार्थ में कण स्वतंत्र रूप से गति नहीं कर सकते। वे केवल कंपन कर सकते हैं। वे आमतौर पर लचीले नहीं होते हैं। ठोस पदार्थों को आसानी से संपीड़ित नहीं किया जा सकता।

दूसरी ओर, द्रव पदार्थ की एक ऐसी अवस्था है जिसका आकार निश्चित नहीं होता। तरल पदार्थ का आयतन निश्चित होता है। द्रव पदार्थ बनाने वाले अणु एक दूसरे के चारों ओर आसानी से प्रवाहित होते हैं। वे अपने बीच मौजूद आकर्षक शक्तियों द्वारा एक साथ बने रहते हैं। मान लीजिए कि हम तरल पदार्थ को एक बोतल में डालते हैं। फिर यह बोतल का आकार ले लेता है।

गैस, पदार्थ की वह अवस्था है जिसका कोई निश्चित आयतन और आकार नहीं होता। गैस बनाने वाले अणु सभी दिशाओं में बहुत तेज गति से चलते हैं। वे एक दूसरे से काफी दूर हैं। इस कारण वायु के अणुओं के बीच आकर्षण बल नगण्य होता है।

इस चित्रण को देखिये। पदार्थ के रूप एक से दूसरे में बदल सकते हैं। ऐसी प्रक्रिया के दौरान, पदार्थ अपनी संरचना बनाए रखेगा। उदाहरण के लिए, गर्म करने पर बर्फ पिघलकर तरल बन जाती है। गर्म करने की प्रक्रिया जारी रखने पर, तरल गैस में बदल जाएगा।

यदि हम इसे उल्टा करें तो क्या होगा?। गैस को ठंडा करने से वह संघनित होकर तरल बन जाएगी। यदि हम ठंडा करने की प्रक्रिया जारी रखेंगे तो यह जम जाएगा और ठोस बन जाएगा।

क्या पदार्थ को वर्गीकृत करने का कोई अन्य तरीका भी है?। क्या पानी में मिलाई गई चीनी को प्राप्त करने के कोई तरीके हैं?। आइये सबसे पहले यह पता लगाएं कि पदार्थ को किस प्रकार अलग किया जा सकता है। इसके दो तरीके हैं। भौतिक एवं रासायनिक। भौतिक विधि में दो प्रकार हैं। शुद्ध पदार्थ एवं मिश्रण।

शुद्ध पदार्थ वह पदार्थ है जिसकी संरचना निश्चित या स्थिर होती है तथा गुण भिन्न होते हैं। कुछ उदाहरण हैं सोना, तांबा, चीनी, नमक, हाइड्रोजन गैस और हीरे। शुद्ध पदार्थ संरचना में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इस प्रकार, उनकी पहचान उनके स्वरूप से होती है।

मिश्रण कैसा रहेगा?। यह किस तरह का है?। मिश्रण दो या दो से अधिक पदार्थों का संयोजन है, जिसमें पदार्थ अपनी विशिष्ट पहचान बनाए रखते हैं। कुछ उदाहरण हैं, सलाद, अनाज का कटोरा, तेल और सिरका, हवा, शीतल पेय, दूध।

कॉफी, जूस और नमकीन पानी के बारे में क्या ख्याल है?। क्या ये मिश्रण हैं?। हाँ। मिश्रण या तो विषमांगी या समरूप हो सकते हैं।

तो फिर पानी में जो चीनी मिलाई गई है, उसके बारे में आपका क्या विचार है?। हिलाने के बाद यह पानी में घुल जाता है। तब मिश्रण की संरचना पूरे विलयन में एक समान होती है। यह एक सजातीय मिश्रण है। उदाहरण हैं कॉफी, वाइन, हवा, पीतल, स्टील, प्राकृतिक गैस और रक्त।

यदि रेत को लोहे के बुरादे के साथ मिला दिया जाए तो रेत और लोहे का बुरादा स्पष्ट रूप से अलग-अलग दिखाई देते हैं। मिश्रणों की यह श्रेणी जिसमें संरचना एकसमान नहीं होती है, विषमांगी मिश्रण कहलाती है। कुछ उदाहरण हैं चॉकलेट चिप कुकीज़, सैंडविच, पिज्जा और बर्फ के साथ सोडा।

हम मिश्रण को भौतिक तरीकों से कैसे अलग करते हैं?। कोई भी मिश्रण चाहे सजातीय हो या विषमांगी, बाद में बनाया और अलग किया जा सकता है। शुद्ध घटकों को प्राप्त करने के लिए भौतिक साधनों का उपयोग किया जा सकता है। ऐसा करने पर घटकों की पहचान में कोई परिवर्तन नहीं होगा।

लोहे और रेत के मिश्रण को अलग करने के लिए हम निम्नलिखित कार्य कर सकते हैं। हम रेत से लोहे के बुरादे को हटाने के लिए चुंबक का उपयोग कर सकते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि रेत चुम्बक की ओर आकर्षित नहीं होती।

इस प्रकार, हमने पानी में जो चीनी डाली थी, उसे चीनी वाले पानी से पुनः प्राप्त किया जा सकता है। हम चीनी के पानी को गर्म करके ऐसा करते हैं। जब हम ऐसा करते हैं, तो पानी वाष्पित हो जाता है और चीनी बन जाती है। यदि हम वाष्पित जल को ठंडा कर दें तो क्या होगा?। जल वाष्प पानी में बदल जाएगा।

यदि मिश्रण को समरूप और विषमरूप में विभाजित किया जा सकता है, तो शुद्ध पदार्थों के बारे में क्या कहा जाएगा?। क्या हम शुद्ध पदार्थों को और अधिक वर्गीकृत कर सकते हैं?।

तत्व एवं परमाणु