कॉपर क्या है? इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, प्रतीक, परमाणु क्रमांक

कॉपर क्या है ?

कॉपर (ताँबा) एक सुनहरे गुलाबी रंग का मुलायम धातु है, जो रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में 29 वें स्थान पर है।  इसे Cu से निरूपित करते हैं| तांबे का लैटिन नाम साइप्रस द्वीप से आया है, जहां प्राचीन काल में तांबे की सबसे बड़ी खदानें स्थित थीं।

मानव जाति ने कई सौ साल पहले तांबे का खनन शुरू किया था। इस धातु से मिले सबसे प्राचीन उत्पाद ईसा पूर्व 7वीं-6वीं शताब्दी के हैं। उनमें से गहने, उपकरण और बर्तन हैं। 

धातु विज्ञान के विकास में एक बड़ा कदम तांबे और टिन के मिश्र धातु कांस्य की खोज थी।

तांबे का पहला उपयोग

ताँबा 5000 ईसा पूर्व में मनुष्य द्वारा उपयोग की जाने वाली सबसे पहली धातु थी। वास्तव में, यह दुर्लभ धातुओं में से एक है, जो सोने के साथ-साथ अपनी मूल अवस्था में शुद्ध पाई जाती है। 

कई सौ साल पहले से ही मनुष्यों ने इसका प्रयोग अपने दैनिक जीवन में करना प्रारम्भ कर दिया था| इसके कई उपयोग थे, जैसेकि : हथियार, सजावट, गहने, बर्तन आदि।

तांबे की उपस्थिति

तांबा पृथ्वी पर कुछ स्थानों पर काफी प्रचुर मात्रा में उपलब्ध धातु है। तांबा अपनी मूल अवस्था में कभी-कभी क्रिस्टल के रूप में और धागों, पत्तियों और कई खनिजों के निष्कर्षण में प्राप्त होता है। 

यह ऑक्साइड के रूप में भी पाया जा सकता है। कॉपर क्यूप्रिक आयनों के रूप में  Cu²⁺  सूत्र के साथ ऑक्सीकरण करता है या क्यूप्रस आयन सूत्र  Cu⁺ के साथ ऑक्सीकरण करता है।

इसकी खदानें दुनिया के विभिन्न हिस्सों जैसे मेक्सिको, संयुक्त राज्य अमेरिका, चिली और पेरू में स्थित हैं।

कॉपर का प्रतीक और परमाणु क्रमांक

कॉपर नाम लैटिन भाषा के "क्यूप्रम" (Cuprum) से आया है।  कॉपर का प्रतीक Cu होता है। इस रासायनिक तत्व का परमाणु क्रमांक 29 होता है।  यह एक संक्रमण धातु है।

कॉपर का परमाणु भार 

कॉपर का परमाणु भार 63 होता है। तांबे में उच्च घनत्व, गलनांक और क्वथनांक होता है। तांबे का गलनांक 1084°C होता है; जबकि तांबे का क्वथनांक 2560°C होता है; और ताँबे का घनत्व 8890 kg/m³  होता है|

कॉपर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या होता है?

तांबा एक संक्रमण धातु है जो सोने और चांदी के परिवार का हिस्सा है। कॉपर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰|

आप कॉपर के इलेक्ट्रॉन विन्यास को संक्षेप में भी लिख सकते हैं-  [Ar] 4s¹ 3d¹⁰|

कॉपर और  Ni^-1 , Zn⁺¹ , Ga⁺² , Ge⁺³  के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास सामान होते हैं। 

कॉपर में 29 इलेक्ट्रान होते हैं , इसलिए कॉपर का परमाणु क्रमांक 29 है, और कॉपर के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के लिए आप इलेक्ट्रान को इस प्रकार भर सकते हैं -

•    1s उपस्तर में 2 इलेक्ट्रान 

•     2s उपस्तर में 2 इलेक्ट्रान 

•     2p उपस्तर में 6 इलेक्ट्रान 

•     3s उपस्तर में 2 इलेक्ट्रान 

•     3p उपस्तर में 2 इलेक्ट्रान 

•     4s उपस्तर में 1 इलेक्ट्रान 

•     3d उपस्तर में 10 इलेक्ट्रान

कॉपर की ऑक्सीकरण अवस्था क्या है?

यौगिकों में तांबे के परमाणुओं में ऑक्सीकरण अवस्थाएँ 4, 3, 2, 1, 0 होती हैं।

कॉपर की क्वांटम संख्या क्या है?

विन्यास में अंतिम इलेक्ट्रॉन द्वारा क्वांटम संख्या निर्धारित की जाती है| कॉपर परमाणुओं के लिए, इन क्वांटम संख्याओं का मान N = 3, L = 2, M l = -2, M s = ½ होता है।

कॉपर की आयनन ऊर्जा क्या होती है?

कॉपर की आयनन ऊर्जा, Eo = 746 kJ/mol होती है।

कॉपर की संयोजकता क्या है?

कॉपर की वैलेन्सी के कारण कॉपर में संयोजकता होती है। यौगिकों में कॉपर परमाणु वैलेंस IV, III, II, I प्रदर्शित करते हैं।

कॉपर के समस्थानिक

कॉपर के 29 ज्ञात समस्थानिक हैं, उनकी द्रव्यमान संख्या 52 से 80 तक है। इसके दो सबसे स्थिर समस्थानिक Cu-63 और Cu-65 हैं, जो प्रकृति में पाए जाते हैं।

इसके सबसे स्थिर रेडियो आइसोटोप का आधा जीवन 61 घंटे है और इसके सबसे अस्थिर में 75 ns का आधा जीवन है।

कॉपर के भौतिक और रासायनिक गुण

• कॉपर एक लाल भूरे रंग की धातु है।
• इसकी तापीय और विद्युत चालकता क्षमता बहुत अधिक है।
• यह बहुत लचीला और नमनीय होता है।
• चांदी और एल्युमीनियम के बाद यह दुनिया में तीसरी सबसे ज्यादा खपत होने वाली धातु है।
• खुली हवा में, यह खराब हो जाता है और हमें हरे-ग्रे रंग की एक परत दिखाई देती है। ऐसा कार्बन डाइऑक्साइड के कारण होता है, जो तांबे का ऑक्सीकरण करती है।
• यह जंग के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी होता है।
• अधिकांश अम्ल तांबे पर बहुत घातक असर करते हैं। यह नाइट्रिक एसिड में पूरी तरह से घुल जाता है।
• कॉपर प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और यह इलेक्ट्रॉन परिवहन में शामिल प्रोटीन का हिस्सा है, जिसे प्लास्टोसायनिन कहा जाता है।
• पौधों में, हम इस तत्व का 70% क्लोरोफिल में पा सकते हैं।

तांबे का उत्पादन

• लगभग 40% तांबा पुनर्नवीनीकरण तांबे से आता है।
• बाकी का उत्पादन तांबे की खदानों में हुए निष्कर्षण से होता है।
• प्रति वर्ष 18 मिलियन टन से अधिक तांबे का उत्पादन होता है।
• निष्कर्षण की वर्तमान दर पर, यह माना जाता है कि पृथ्वी के संसाधन 50 लाख वर्षों तक इसका दोहन जारी रखने के लिए पर्याप्त होंगे।

तांबे के उपयोग

लगभग सभी तांबे का उपयोग एक ही रूप में किया जाता है, और कभी-कभी पीतल, जस्ता, कांस्य या टिन के साथ मिश्र धातुओं में भी किया जाता है। तांबे के कुछ उपयोग नीचे दिए गए हैं-

वास्तुकला में

तांबे का उपयोग लंबे समय से वास्तुकला में जलरोधी छत सामग्री के रूप में किया जाता रहा है। इसका उपयोग अक्सर गुंबददार छत बनाने में किया जाता था।

इसने कई मूर्तियों को आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध संयुक्त राज्य अमेरिका में स्टैच्यू ऑफ लिबर्टी है।

परिवहन में उपयोग

तांबे का उपयोग ट्रकों और कारों के विभिन्न घटकों में किया जाता है| कॉपर का प्रयोग मूल रूप से रेडिएटर्स में किया जाता है।

इसका उपयोग बियरिंग, ब्रेक और स्वाभाविक रूप से इलेक्ट्रिक मोटर और केबल में भी किया जाता है। 

समुद्री जीवन से होने वाले प्रदूषण को कम करने के लिए जहाज के पतवार निकिल और तांबे के मिश्र धातुओं से बने होते हैं।

उद्योग में

इसकी उच्च चालकता के कारण कई उद्योगों में तांबे का उपयोग विद्युत चालक बनाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग विद्युत चुंबक, स्विच और विद्युत रिले के लिए किया जाता है।

दूरसंचार और बिजली

कॉपर एक ऐसी धातु है जिसमें उत्कृष्ट विद्युत चालकता होती है। यह, इसकी यांत्रिक शक्ति और लचीलापन के साथ, इसे आवासीय और औद्योगिक उपयोग के लिए विद्युत केबलों के निर्माण के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री बनाती है।

कॉपर कंडक्टर का उपयोग कई विद्युत उपकरणों जैसे मोटर्स, जनरेटर और ट्रांसफार्मर में भी किया जाता है। इन अनुप्रयोगों के लिए तांबे का मुख्य विकल्प एल्यूमीनियम है।

अधिकांश टेलीफोन केबल तांबे के होते हैं, ये इंटरनेट तक पहुंच की अनुमति देते हैं। दूरसंचार के लिए तांबे के मुख्य विकल्प वायरलेस सिस्टम और फाइबर ऑप्टिक्स हैं।

दूसरी ओर, दूरसंचार और कंप्यूटर उपकरण कम या अधिक मात्रा में तांबे से बने होते हैं। उनमें से कुछ आंतरिक वायरिंग, ट्रांसफार्मर और एकीकृत सर्किट हैं।

सिक्के

मध्य युग में, सिक्कों का खनन शुरू हुआ और तांबे का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाने लगा। कई मौकों पर इसकी शुद्ध अवस्था में और अन्य समय में इसके मिश्र धातुओं में इस्तेमाल किया जाता था।

चिकित्सा उपयोग

स्विमिंग पूल और घरेलू तालाबों में शैवाल के विकास को रोकने के लिए कॉपर सल्फेट का उपयोग कवकनाशी के रूप में किया जाता है।

तांबे के रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग चिकित्सा क्षेत्र में किया जाता है, जैसे कि रेडियोग्राफी में तांबा -64| इसकी क्रिया कैंसर के इलाज के लिए रेडियोथेरेपी में भी लागू की जा सकती है।

तांबा किन खाद्य पदार्थों में पाया जाता है?

हम इस तत्व को बड़ी संख्या में खाद्य पदार्थों में पा सकते हैं, जैसे:

• सब्जियां।
• समुद्री भोजन।
• अखरोट, आदि|