कमरे के तापमान पर किस धातु को 'तरल धातु' के रूप में जाना जाता है?

Question

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The correct answer is B: पारा. पारा ($Hg$) एकमात्र धात्विक तत्व है जो मानक कमरे के तापमान और दबाव पर तरल अवस्था में रहता है। जबकि अन्य धातुएं मजबूत धात्विक बंधन के कारण ठोस होती हैं, पारा अद्वितीय गुण प्रदर्शित करता है जो इसे तरल बनाए रखते हैं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
पारा ($Hg$) एकमात्र धात्विक तत्व है जो मानक कमरे के तापमान और दबाव पर तरल अवस्था में रहता है। जबकि अन्य धातुएं मजबूत धात्विक बंधन के कारण ठोस होती हैं, पारा अद्वितीय गुण प्रदर्शित करता है जो इसे तरल बनाए रखते हैं।

Working Principle: सापेक्षतावादी प्रभाव (relativistic effect) पारे की तरल अवस्था का प्राथमिक कारण है। $Hg$ ($Z=80$) की उच्च परमाणु संख्या के कारण, इसके आंतरिक इलेक्ट्रॉन प्रकाश की गति के एक महत्वपूर्ण अंश पर चलते हैं, जिससे $6s$ ऑर्बिटल्स का संकुचन होता है। यह संयोजी इलेक्ट्रॉनों को मजबूती से बांध देता है और धात्विक बंधन के लिए कम उपलब्ध बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप कमजोर अंतर-परमाणु बल और $-38.83$ $^{\circ}C$ का निम्न गलनांक प्राप्त होता है।

Key Formulas: $T_{m}(Hg) = -38.83 \, ^{\circ}C$ — पारे का गलनांक; $Z = 80$ — पारे की परमाणु संख्या

Key Points: $6s$ ऑर्बिटल के सापेक्षतावादी स्थिरीकरण के कारण पारे का गलनांक बहुत कम होता है।; ब्रोमीन भी कमरे के तापमान पर तरल होता है, लेकिन यह एक अधातु है, धातु नहीं।; गैलियम ($Ga$) और सीज़ियम ($Cs$) के गलनांक कम होते हैं (लगभग $29$ $^{\circ}C$) और वे मानव हाथ की गर्मी में पिघल सकते हैं, लेकिन वे मानक कमरे के तापमान ($25$ $^{\circ}C$) पर ठोस होते हैं।

Advantages: उच्च तापीय विस्तार गुणांक इसे सटीक थर्मामीटर के लिए आदर्श बनाता है।; स्विच और रिले में उपयोग के लिए उत्कृष्ट विद्युत चालकता।

Disadvantages: अत्यधिक विषाक्त और जैव-संचय (bioaccumulation) के माध्यम से महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरे पैदा करता है।; उच्च सतह तनाव इसे प्रयोगशाला के बाहर हेरफेर करना कठिन बनाता है।

Applications: वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए बैरोमीटर और मैनोमीटर में उपयोग किया जाता है।; ऐतिहासिक रूप से मेडिकल थर्मामीटर और फ्लोरोसेंट लैंप में उपयोग किया जाता था।

Additional Info: पारे को अक्सर 'क्विकसिल्वर' (quicksilver) कहा जाता है।. विकल्प C (ब्रोमीन) एक तरल है, लेकिन यह एक हैलोजन (अधातु) है।. विकल्प A और D (गैलियम और सीज़ियम) कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर (क्रमशः $29.7$ $^{\circ}C$ और $28.4$ $^{\circ}C$ पर) तरल हो जाते हैं।

Answer: B सही है — पारा एकमात्र धात्विक तत्व है जो मानक कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में मौजूद होता है।

Exam Tip: जब कमरे के तापमान पर 'तरल तत्वों' के बारे में पूछा जाए तो हमेशा धातुओं और अधातुओं के बीच अंतर करें; पारा धातु है, और ब्रोमीन अधातु है।

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Option A: गैलियम

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Option C: ब्रोमीन

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Option D: सीज़ियम

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