समूह 6 तत्व

From LTRC
आवर्त सारणी में समूह 6
Group number 6
By element क्रोमियम समूह
Cas VIB
Old iupac VIA
Mark Cr,Mo,W,Sg
Left समूह 5
Right समूह 7
↓ आवर्त
4 आदिम
5 आदिम
6 आदिम
7 कृत्रिम

संकेत

आदिम तत्व
कृत्रिम तत्व

समूह 6, जिसे IUPAC शैली द्वारा क्रमांकित किया गया है, आवर्त सारणी में तत्वों का एक समूह है। इसके सदस्य क्रोमियम (Cr), मोलिब्डेनम (Mo), टंगस्टन (W) और सीबोर्गियम (Sg) हैं। ये सभी संक्रमण धातु हैं और क्रोमियम, मोलिब्डेनम तथा टंगस्टन दुर्दम धातु (refractory metals) हैं।

इन तत्वों का इलेक्ट्रॉन विन्यास किसी एकीकृत प्रवृत्ति का पालन नहीं करता है, हालांकि सबसे बाहरी कोश रासायनिक व्यवहार में प्रवृत्तियों के साथ सहसंबद्ध होते हैं:

Z तत्व प्रति कोश इलेक्ट्रॉन
24 क्रोमियम 2, 8, 13, 1
42 मोलिब्डेनम 2, 8, 18, 13, 1
74 टंगस्टन 2, 8, 18, 32, 12, 2
106 सीबोर्गियम 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2

"समूह 6" इस समूह के लिए नया IUPAC नाम है; पुरानी शैली का नाम पुरानी अमेरिकी प्रणाली (CAS) में "समूह VIB" या यूरोपीय प्रणाली (पुरानी IUPAC) में "समूह VIA" था। समूह 6 को उस समूह के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए जिसके पुराने शैली के नाम VIA (अमेरिकी प्रणाली, CAS) या VIB (यूरोपीय प्रणाली, पुरानी IUPAC) थे। वह समूह अब समूह 16 कहलाता है।

इतिहास

माणिकों का लाल रंग थोड़ी मात्रा में क्रोमियम(III) के कारण होता है।

खोज

क्रोमियम के बारे में पहली बार 26 जुलाई, 1761 को रिपोर्ट की गई थी, जब जोहान गोटलोब लेहमैन ने रूस के यूराल पर्वत में बेर्योज़ोव्स्काया खदानों में एक नारंगी-लाल खनिज पाया, जिसे उन्होंने "साइबेरियन रेड लेड" नाम दिया, जो 10 वर्षों से भी कम समय में एक चमकीला पीला वर्णक पाया गया।[1] हालांकि इसे सेलेनियम और लोहा घटकों के साथ एक सीसा यौगिक के रूप में गलत पहचाना गया था, लेकिन खनिज क्रोकोइट था जिसका सूत्र PbCrO4 था।[1] 1797 में खनिज का अध्ययन करते हुए, लुई निकोलस वौक्वेलिन ने क्रोकोइट को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ मिलाकर क्रोमियम ट्राइऑक्साइड का उत्पादन किया, और एक साल बाद चारकोल ओवन में ऑक्साइड को गर्म करके धात्विक क्रोमियम का उत्पादन किया।[2] वह कीमती रत्नों, जैसे माणिक या पन्ना में भी क्रोमियम के निशान का पता लगाने में सक्षम थे।[1][3]

मोलिब्डेनाइट—मुख्य अयस्क जिससे अब मोलिब्डेनम निकाला जाता है—को पहले मोलिब्डेना के रूप में जाना जाता था, जिसे ग्रेफाइट के साथ भ्रमित किया जाता था और अक्सर उसी तरह उपयोग किया जाता था। ग्रेफाइट की तरह, मोलिब्डेनाइट का उपयोग सतह को काला करने या ठोस स्नेहक के रूप में किया जा सकता है।[4] जब मोलिब्डेना को ग्रेफाइट से अलग किया जा सका, तब भी इसे गैलेना (एक सामान्य सीसा अयस्क) के साथ भ्रमित किया गया, जिसने अपना नाम प्राचीन ग्रीक Μόλυβδος molybdos से लिया, जिसका अर्थ सीसा है।[5] 1778 तक स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल विल्हेम शेले को यह एहसास नहीं हुआ कि मोलिब्डेना न तो ग्रेफाइट है और न ही सीसा।[6][7] उन्होंने और अन्य रसायनज्ञों ने तब सही अनुमान लगाया कि यह एक विशिष्ट नए तत्व का अयस्क था, जिसे उस खनिज के नाम पर मोलिब्डेनम नाम दिया गया जिसमें इसे खोजा गया था। पीटर जैकब हेल्म ने 1781 में कार्बन और अलसी के तेल का उपयोग करके मोलिब्डेनम को सफलतापूर्वक अलग किया।[5][8]

टंगस्टन के संबंध में, 1781 में कार्ल विल्हेम शेले ने खोज की कि शेलिट (उस समय टंगस्टन नाम दिया गया था) से एक नया अम्ल, टंगस्टिक एसिड, बनाया जा सकता है। शेले और टोरबर्न बर्गमैन ने सुझाव दिया कि इस अम्ल को कम करके एक नई धातु प्राप्त करना संभव हो सकता है।[9] 1783 में, जोस और फॉस्टो एल्हुयार ने वोल्फ्रामाइट से बना एक अम्ल पाया जो टंगस्टिक एसिड के समान था। उसी वर्ष बाद में, स्पेन में, भाइयों ने इस अम्ल को चारकोल के साथ कम करके टंगस्टन को अलग करने में सफलता प्राप्त की, और उन्हें तत्व की खोज का श्रेय दिया जाता है।[10][11]

सीबोर्गियम का उत्पादन पहली बार 1974 में बर्कले, कैलिफोर्निया में लॉरेंस बर्कले प्रयोगशाला में काम करने वाले अल्बर्ट घियोर्सो के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम द्वारा किया गया था। उन्होंने कैलिफोर्नियम-249 के परमाणुओं को ऑक्सीजन-18 के आयनों के साथ तब तक बमबारी करके सीबोर्गियम बनाया जब तक कि सीबोर्गियम-263 का उत्पादन नहीं हो गया।

ऐतिहासिक विकास और उपयोग

1800 के दशक के दौरान, क्रोमियम का उपयोग मुख्य रूप से पेंट के एक घटक के रूप में और टैनिंग लवणों में किया जाता था। पहले, रूस से क्रोकोइट मुख्य स्रोत था, लेकिन 1827 में, बाल्टीमोर, संयुक्त राज्य अमेरिका के पास एक बड़ा क्रोमाइट जमा पाया गया। इसने संयुक्त राज्य अमेरिका को 1848 तक क्रोमियम उत्पादों का सबसे बड़ा उत्पादक बना दिया, जब बर्सा, तुर्की के पास क्रोमाइट के बड़े भंडार पाए गए।[12] क्रोमियम का उपयोग 1848 की शुरुआत में इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए किया गया था, लेकिन यह उपयोग 1924 में एक बेहतर प्रक्रिया के विकास के साथ व्यापक हो गया।[13]

अपने अलगाव के बाद लगभग एक सदी तक, मोलिब्डेनम का कोई औद्योगिक उपयोग नहीं था, क्योंकि इसकी सापेक्ष कमी, शुद्ध धातु को निकालने में कठिनाई और धातुकर्म उपक्षेत्र की अपरिपक्वता थी।[14][15][16] शुरुआती मोलिब्डेनम स्टील मिश्र धातुओं ने अपनी बढ़ी हुई कठोरता में बहुत वादा दिखाया, लेकिन परिणाम असंगत थे और भंगुरता तथा पुन: क्रिस्टलीकरण की प्रवृत्ति के कारण प्रयास बाधित हुए। 1906 में, विलियम डी. कूलिज ने मोलिब्डेनम को तन्य बनाने के लिए एक पेटेंट दायर किया, जिससे उच्च-तापमान भट्टियों के लिए हीटिंग तत्व के रूप में और टंगस्टन-फिलामेंट लाइट बल्ब के लिए समर्थन के रूप में इसका उपयोग हुआ; ऑक्साइड निर्माण और गिरावट के लिए आवश्यक है कि मोलिब्डेनम को भौतिक रूप से सील किया जाए या एक अक्रिय गैस में रखा जाए। 1913 में, फ्रैंक ई. एल्मोर ने अयस्कों से मोलिब्डेनाइट को पुनः प्राप्त करने के लिए एक प्लवनशीलता प्रक्रिया विकसित की; प्लवनशीलता प्राथमिक अलगाव प्रक्रिया बनी हुई है। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, मोलिब्डेनम की मांग बढ़ गई; इसका उपयोग कवच चढ़ाना और हाई-स्पीड स्टील में टंगस्टन के विकल्प के रूप में दोनों में किया गया था। कुछ ब्रिटिश टैंकों को 75 मिमी (3 इंच) मैंगनीज स्टील प्लेटिंग द्वारा संरक्षित किया गया था, लेकिन यह अप्रभावी साबित हुआ। मैंगनीज स्टील प्लेटों को 25 मिमी (1 इंच) मोलिब्डेनम-स्टील प्लेटिंग के साथ बदल दिया गया, जिससे उच्च गति, बेहतर गतिशीलता और बेहतर सुरक्षा की अनुमति मिली।[5] युद्ध के बाद, मांग गिर गई जब तक कि धातुकर्म प्रगति ने शांति के समय के अनुप्रयोगों के व्यापक विकास की अनुमति नहीं दी। द्वितीय विश्व युद्ध में, मोलिब्डेनम ने फिर से स्टील मिश्र धातुओं में टंगस्टन के विकल्प के रूप में रणनीतिक महत्व देखा।[17]

द्वितीय विश्व युद्ध में, टंगस्टन ने पृष्ठभूमि के राजनीतिक सौदों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। पुर्तगाल, तत्व के मुख्य यूरोपीय स्रोत के रूप में, पनास्केरा में वोल्फ्रामाइट अयस्क के अपने भंडार के कारण दोनों पक्षों से दबाव में था। उच्च तापमान के प्रति टंगस्टन का प्रतिरोध और मिश्र धातुओं का इसका सुदृढ़ीकरण इसे हथियार उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल बनाता है।[18]

रसायन विज्ञान

अन्य समूहों के विपरीत, इस परिवार के सदस्य अपने इलेक्ट्रॉन विन्यास में पैटर्न नहीं दिखाते हैं, क्योंकि समूह के दो हल्के सदस्य आउफबाउ सिद्धांत के अपवाद हैं:

Z तत्व संख्यात्मक बोहर मॉडल
24 क्रोमियम 2, 8, 13, 1
42 मोलिब्डेनम 2, 8, 18, 13, 1
74 टंगस्टन 2, 8, 18, 32, 12, 2
106 सीबोर्गियम 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2

अधिकांश रसायन विज्ञान केवल समूह के पहले तीन सदस्यों के लिए देखा गया है। सीबोर्गियम का रसायन विज्ञान बहुत स्थापित नहीं है और इसलिए अनुभाग का शेष भाग केवल आवर्त सारणी में इसके ऊपरी पड़ोसियों से संबंधित है। समूह के तत्व, समूह 7-11 के तत्वों की तरह, उच्च गलनांक रखते हैं, और उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में वाष्पशील यौगिक बनाते हैं। समूह के सभी तत्व उच्च गलनांक (1907 °C, 2477 °C, 3422 °C) वाली अपेक्षाकृत गैर-प्रतिक्रियाशील धातुएं हैं; टंगस्टन का गलनांक सभी धातुओं में सबसे अधिक है। धातुएं विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में यौगिक बनाती हैं: क्रोमियम -2 से +6 तक की सभी अवस्थाओं में यौगिक बनाता है:[19] डिसोडियम पेंटाकार्बोनिलक्रोमेट, डिसोडियम डेकाकार्बोनिलडाइक्रोमेट, बिस(बेंजीन)क्रोमियम, ट्राइपोटेशियम पेंटानिट्रोसायनोक्रोमेट, क्रोमियम(II) क्लोराइड, क्रोमियम(III) ऑक्साइड, क्रोमियम(IV) क्लोराइड, पोटेशियम टेट्रापेरोक्सोक्रोमेट(V), और क्रोमियम(VI) डाइक्लोराइड डाइऑक्साइड; मोलिब्डेनम और टंगस्टन के लिए भी यही सच है, लेकिन +6 अवस्था की स्थिरता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है।[19] ऑक्सीकरण अवस्थाओं के आधार पर, यौगिक क्षारीय, उभयधर्मी या अम्लीय होते हैं; अम्लता धातु की ऑक्सीकरण अवस्था के साथ बढ़ती है।

घटना और उत्पादन

क्रोमियम

क्रोमियम एक बहुत ही सामान्य प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला तत्व है। यह पृथ्वी की पपड़ी में 21वां सबसे प्रचुर तत्व है, जिसकी औसत सांद्रता 100 ppm है। क्रोमियम के लिए सबसे सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था शून्य, त्रिसंयोजक और हेक्सावलेंट अवस्थाएं हैं। अधिकांश प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला क्रोमियम हेक्सावलेंट अवस्था में होता है।[20] दुनिया का लगभग दो-पांचवां क्रोमियम दक्षिण अफ्रीका में उत्पादित होता है, जिसके बाद कजाकिस्तान, भारत, रूस और तुर्की आते हैं। क्रोमियम का खनन क्रोमाइट अयस्क के रूप में किया जाता है।

क्रोमियम शोधन के दो मुख्य उत्पाद फेरोक्रोमियम और क्रोमियम धातु हैं। फेरोक्रोमियम एल्युमीनियम या सिलिकॉन के साथ उच्च तापमान पर क्रोमाइट अयस्क को कम करके प्राप्त किया जाता है।[21] क्रोमियम धातु के लिए, लोहे को पहले दो-चरणीय रोस्टिंग और लीचिंग प्रक्रिया का उपयोग करके अलग किया जाना चाहिए। हवा में सोडियम और कैल्शियम कार्बोनेट के साथ गर्म करके, क्रोमियम को उसकी हेक्सावलेंट अवस्था में ऑक्सीकृत किया जाता है, जबकि लोहा स्थिर Fe2O3 बनाता है। अघुलनशील आयरन ऑक्साइड को बाद की लीचिंग प्रक्रिया में हटा दिया जाता है, और परिणामी क्रोमियम को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया (डाइक्रोमेट बनाने के लिए), कार्बन के साथ कमी (Cr2O3 बनाने के लिए), और अंत में एल्युमीनियम के साथ कमी द्वारा अलग किया जा सकता है।[21]

मोलिब्डेनम

मोलिब्डेनम पृथ्वी की पपड़ी में 54वां सबसे प्रचुर तत्व है, और ब्रह्मांड में 42वां सबसे प्रचुर तत्व है।[22][23] इसे मुख्य रूप से मोलिब्डेनाइट से परिष्कृत किया जाता है, लेकिन यह वुल्फनाइट (PbMoO4) और पावेलिट (CaMoO4) में भी मौजूद है। इसे मुख्य अयस्क के रूप में खनन किया जाता है और तांबे और टंगस्टन खनन के उप-उत्पाद के रूप में भी पुनः प्राप्त किया जाता है।[24] इसका खनन मुख्य रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन, चिली और पेरू में किया जाता है, जिसकी कुल उत्पादित मात्रा 200,000 टन प्रति वर्ष है।[25]

मोलिब्डेनाइट के प्रसंस्करण में MoO3 का उत्पादन करने के लिए 700 °C पर हवा में रोस्टिंग शामिल है, जिसे फिर आमतौर पर अमोनियम मोलिब्डेट देने के लिए जलीय अमोनिया के साथ निकाला जाता है। तांबे की अशुद्धियों को फिर हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ उपचार द्वारा हटा दिया जाता है।[26] अमोनियम मोलिब्डेट अमोनियम डाइमोलिब्डेट में परिवर्तित हो जाता है, जिसे ठोस के रूप में अलग किया जाता है और मोलिब्डेनम ट्राइऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए गर्म किया जाता है।[27] हाइड्रोजन के साथ इस ऑक्साइड की कमी मोलिब्डेनम धातु प्रदान करती है।[28]

टंगस्टन

टंगस्टन पृथ्वी की पपड़ी में मोलिब्डेनम की तुलना में थोड़ा अधिक प्रचुर मात्रा में है, जिसकी औसत सांद्रता 1.25 ppm है।[29] यह मुख्य रूप से वोल्फ्रामाइट और शेलिट खनिजों में पाया जाता है, और यह आमतौर पर प्रकृति में मुक्त तत्व के रूप में कभी नहीं होता है।[30] दुनिया में टंगस्टन के सबसे बड़े उत्पादक चीन (1,800,000 टन), कनाडा (290,000 टन), रूस (160,000 टन), वियतनाम (95,000 टन) और बोलीविया हैं।[31]

टंगस्टन को WO3 के परिणामस्वरूप, एक बहु-चरणीय प्रक्रिया के माध्यम से इसके अयस्क से निकाला जाता है। इसे फिर पाउडर टंगस्टन का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोजन या कार्बन के साथ कम किया जाता है।[32] टंगस्टन के बहुत उच्च गलनांक के कारण, इसे अक्सर कम गलनांक वाले मिश्र धातु का उत्पादन करने के लिए निकल जैसी किसी अन्य धातु के साथ सिंटर किया जाता है।[33]

सीबोर्गियम

सीबोर्गियम एक कृत्रिम ट्रांसयूरेनियम तत्व है जो प्रकृति में नहीं पाया जाता है। सीबोर्गियम-260 समस्थानिक को क्रोमियम-54 नाभिक के साथ लेड-207 या -208 की बमबारी करके बनाया जा सकता है;[34] सीबोर्गियम-263 को ऑक्सीजन-18 नाभिक के साथ कैलिफोर्नियम-249 की बमबारी करके;[35] और सीबोर्गियम-267 को α-कणों के साथ हैसियम-271 की बमबारी करके बनाया जा सकता है।[36]

सावधानियां

जबकि त्रिसंयोजक क्रोमियम यौगिक और क्रोमियम धातु अघुलनशील हैं, और उन्हें स्वास्थ्य के लिए खतरा नहीं माना जाता है, हेक्सावलेंट क्रोमियम यौगिक जीनोटॉक्सिक कार्सिनोजेन हैं।[37][38] हेक्सावलेंट क्रोमियम की तीव्र मौखिक विषाक्तता 1.5-3.3 मिलीग्राम/किग्रा है, क्योंकि यह सल्फेट और फॉस्फेट के समान परिवहन तंत्र के माध्यम से कोशिकाओं में प्रवेश करता है। इसकी मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता गुर्दे, यकृत और लाल रक्त कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाती है, जिसके परिणामस्वरूप यकृत और गुर्दे की विफलता और हेमोलिसिस होता है।[39] क्रोमेट लवण एलर्जी प्रतिक्रियाओं का कारण भी बन सकते हैं, जिससे संपर्क जिल्द की सूजन, परेशान करने वाली जिल्द की सूजन और अल्सरेशन हो सकता है, जिसे कभी-कभी "क्रोम अल्सर" कहा जाता है।[40][41]

मोलिब्डेनम अधिकांश जीवों में एक आवश्यक तत्व है, और मनुष्यों में एक आवश्यक ट्रेस आहार तत्व है।[42] हालांकि, मोलिब्डेनम धूल और धुएं के लंबे समय तक संपर्क में रहना विषाक्त हो सकता है, जिससे कम स्तर पर आंखों और त्वचा में जलन और उच्च स्तर पर थकान, सिरदर्द और जोड़ों का दर्द हो सकता है।[43]

कैंसर और अन्य प्रतिकूल प्रभावों में टंगस्टन धूल, कणों और मिश्र धातुओं के जोखिम को इन विट्रो (in vitro) और इन विवो (in vivo) अध्ययनों में रेखांकित किया गया है,[44][45] हालांकि यह जानवर और प्रशासन की विधि के आधार पर काफी भिन्न होता है।[46][47][48] National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) ने 8 घंटे के कार्यदिवस के लिए 5 mg/m3 की recommended exposure limit (REL) और 10 mg/m3 की अल्पकालिक सीमा निर्धारित की है।[49]

सीबोर्गियम एक रेडियोधर्मी कृत्रिम तत्व है जो प्रकृति में नहीं पाया जाता है; सबसे स्थिर ज्ञात समस्थानिक (isotope) का अर्ध-आयु काल लगभग 14 मिनट है।

अनुप्रयोग

  • मिश्र धातुएं[50]
  • उत्प्रेरक
  • उच्च तापमान और दुर्दम्य (refractory) अनुप्रयोग, जैसे वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और भट्ठा घटक।
  • धातु विज्ञान, कभी-कभी जेट इंजन और गैस टर्बाइनों में उपयोग किया जाता है।[51]
  • रंजक और वर्णक
  • टैनिंग
  • कठोर सामग्रियां

जैविक घटनाएं

समूह 6 इस मायने में उल्लेखनीय है कि इसमें आवर्त 5 और 6 के कुछ ही ऐसे तत्व शामिल हैं जिनकी जीवित जीवों के जैविक रसायन विज्ञान में ज्ञात भूमिका है: मोलिब्डेनम मनुष्यों सहित कई जीवों के enzymes में सामान्य है, और tungsten की पहचान कुछ archaea, जैसे Pyrococcus furiosus के एंजाइमों में समान भूमिका में की गई है। इसके विपरीत, और पहली पंक्ति के d-ब्लॉक संक्रमण धातु के लिए असामान्य रूप से, क्रोमियम की जैविक भूमिकाएं कम प्रतीत होती हैं, हालांकि यह माना जाता है कि यह कुछ स्तनधारियों में glucose चयापचय एंजाइम का हिस्सा है।

संदर्भ

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इन्हें भी देखें

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Group 6 element" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Group_6_element यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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