सामान्य विज्ञान - रसायन विज्ञान

SSC CGL सामान्य जागरूकता में रसायन विज्ञान सामान्य विज्ञान का एक प्रमुख घटक है। हर साल रसायन विज्ञान से सीधे 2 से 4 प्रश्न आते हैं - परमाणु संरचना, आवर्त सारणी, अम्ल-क्षार, धातुएं, कार्बनिक रसायन और रासायनिक अभिक्रियाओं को कवर करते हुए। रसायन विज्ञान दैनिक जीवन से निकटता से जुड़ा है - बेकिंग सोडा, सिरका, विरंजक चूर्ण और भोजन में पाए जाने वाले अम्लों को समझने से प्रश्नों का उत्तर आसानी से दिया जा सकता है।

1. रसायन विज्ञान - एक परिचय

1.1 डाल्टन का परमाणु सिद्धांत

• जॉन डाल्टन ने 19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में परमाणु सिद्धांत प्रतिपादित किया
• मुख्य विचार: प्रत्येक रासायनिक तत्व एक अद्वितीय प्रकार के परमाणु से बना होता है और अलग-अलग तत्वों के परमाणु अपने द्रव्यमान के अनुसार भिन्न होते हैं
• 1808 में डाल्टन ने बताया कि दो या दो से अधिक विभिन्न प्रकार के परमाणु एक निश्चित अनुपात में संयोग करके यौगिक बनाते हैं

1.2 धातु, अधातु और उपधातु

• जो तत्व धातु और अधातु दोनों के लक्षण प्रदर्शित करते हैं वे उपधातु कहलाते हैं
• उपधातुएं: बोरॉन (B), सिलिकॉन (Si), ऐन्टिमनी (Sb)
• एल्युमीनियम, मर्करी, कॉपर - धातुएं हैं, उपधातु नहीं

1.3 पदार्थ का अवस्था परिवर्तन

• वाष्पीकरण दर बढ़ती है जब वायुमंडलीय आर्द्रता घटती है
• तरल से गैस में परिवर्तन की प्रक्रिया: वाष्पीकरण
• विलयन: दो या दो से अधिक घटकों से सजातीय मिश्रण

1.4 आवोगाद्रो का नियम

• समान ताप और दाब पर सभी गैसों के समान आयतन में अणुओं की संख्या समान होती है
• आवोगाद्रो संख्या = 6.023 × 10²³
• एक आदर्श गैस का एक मोल STP पर 22.4 लीटर आयतन घेरता है

1.5 गैसीय नियम

2. परमाणु संरचना

2.1 परमाणु और उसके मूल घटक

2.2 परमाणु क्रमांक और द्रव्यमान संख्या

2.3 समस्थानिक

• समस्थानिक: एक ही तत्व के वे परमाणु जिनकी परमाणु संख्याएं समान किंतु द्रव्यमान संख्याएं भिन्न-भिन्न हों
• हाइड्रोजन के तीन प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक:
  • प्रोटियम (¹H¹): 1 प्रोटॉन, 0 न्यूट्रॉन
  • ड्यूटेरियम (¹H²): 1 प्रोटॉन, 1 न्यूट्रॉन
  • ट्राइटियम (¹H³): 1 प्रोटॉन, 2 न्यूट्रॉन
• स्कैंडियम के 13 समस्थानिक होते हैं

3. तत्वों का आवर्ती वर्गीकरण

3.1 मेंडलीव की आवर्त सारणी

• दिमित्री मेंडलीव (रूसी रसायनज्ञ) ने 1869 में आवर्त सारणी का निर्माण किया
• तत्वों को बढ़ते परमाणु भार के अनुसार क्रमबद्ध किया
• मेंडलीव अपनी आवर्त सारणी में हाइड्रोजन को सही स्थिति प्रदान नहीं कर सके

3.2 आधुनिक आवर्त सारणी

• 7 आवर्त और 18 समूह
• आवर्त 1: 2 तत्व; आवर्त 2 और 3: 8-8; आवर्त 4 और 5: 18-18; आवर्त 6: 32 तत्व; आवर्त 7: अपूर्ण
• पांचवें आवर्त का अंतिम तत्व: जीनॉन (Xe)

3.3 आवर्त सारणी के समूह

• अक्रिय/उदात्त गैसें: रासायनिक अभिक्रियाओं में भाग नहीं लेतीं - अंतिम कक्षा में 8 इलेक्ट्रॉन
• प्रकाश बल्बों में अक्रिय गैस: आर्गन - टंगस्टन तंतु का ऑक्सीकरण कम करता है
• हाइड्रोजन समूह 1 और समूह 17 दोनों के गुणों से मेल खाता है
• लैंथेनाइड: f-ब्लॉक तत्व - दुर्लभ मृदा तत्व (परमाणु क्रमांक 57-71)

3.4 न्यूलैंड्स का अष्टक का नियम

• जॉन न्यूलैंड्स (अंग्रेज वैज्ञानिक) ने 1866 में ज्ञात तत्वों को बढ़ते परमाणु द्रव्यमान में व्यवस्थित किया
• हाइड्रोजन से शुरू किया - 56वें तत्व थोरियम पर समाप्त
• पाया कि प्रत्येक 8वें तत्व के गुण पहले तत्व के गुणों के समान हैं - संगीत के अष्टक से तुलना
• "न्यूलैंड्स का अष्टक का सिद्धांत" कहलाया

3.5 महत्वपूर्ण तत्व और उनके प्रतीक

4. संयोजकता और रासायनिक बंधन

• अर्जेंटिक (चाँदी) की संयोजकता: सामान्यतः +1, कभी-कभी +2
• चाँदी का परमाणु क्रमांक: 47

5. ऑक्सीकरण और अपचयन

5.1 जंग लगना

• जंग लगने के लिए तीन घटक आवश्यक:
  1. लोहा
  2. ऑक्सीजन
  3. आर्द्रता (जल)
• जब लोहे से बनी वस्तु नमी व ऑक्सीजन के संपर्क में आती है तो भूरे रंग की आयरन ऑक्साइड (Fe₂O₃) की परत जम जाती है
• गैल्वनीकरण: लोहे पर जस्ते (Zinc) की परत चढ़ाकर जंग रोकने की प्रक्रिया

6. विद्युत रासायनिक सक्रियता श्रेणी

• धातुओं को घटती हुई रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता के क्रम में:
• Li > K > Ba > Sr > Ca > Na > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Cd > Co > Ni > Sn > Pb > Cu > Hg
• सबसे अधिक सक्रिय धातु: कैल्शियम (Ca)

7. अम्ल, क्षार और लवण

7.1 अम्ल

• जलीय विलयन में हाइड्रोजन आयन (H⁺) उत्पन्न करते हैं
• अम्ल नीले लिटमस को लाल कर देते हैं
• क्षार लाल लिटमस को नीला कर देते हैं

महत्वपूर्ण अम्ल और उनके स्रोत:

अम्ल-खाद्य स्रोत मिलान (बार-बार पूछा जाता है):

प्याज काटने पर आंसू:

• जब हम प्याज काटते हैं तो सिंथेज एंजाइम प्याज के अमीनो एसिड सल्फॉक्साइड को सल्फेनिक एसिड में परिवर्तित करता है
• यह हवा के साथ साइन-प्रोपेनथियल-S-ऑक्साइड में रूपांतरित होकर आंखों के संपर्क में आता है जिससे आंसू निकलते हैं

7.2 लवण

• कम लवणता वाला जल, अधिक लवणता वाले सघन जल के साथ ऊपर ठहरता है

8. अधातुएं एवं अधात्विक यौगिक

8.1 हाइड्रोजन

• हाइड्रोजन समूह 1 और समूह 17 के गुणों से मेल खाता है
• हेनरी कैवेंडिश ने 1766 में खोजा
• भविष्य का ईंधन कहा जाता है
• एकमात्र तत्व जिसके नाभिक में न्यूट्रॉन नहीं (प्रोटियम समस्थानिक)

जल की स्थाई कठोरता दूर करना:

• कैल्शियम और मैग्नीशियम के सल्फेट, क्लोराइड और नाइट्रेट घुले रहने से होती है
• उबालकर दूर नहीं की जा सकती
• वाशिंग सोडा (सोडियम कार्बोनेट - Na₂CO₃) डालकर दूर की जाती है

8.2 नाइट्रोजन

• श्रृंखलन (Catenation) का गुण कार्बन में सर्वाधिक प्रबल
• नाइट्रोजन एक द्विपरमाणुक तत्व (N₂)
• नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O) का रासायनिक नाम - लाफिंग गैस

8.3 अक्रिय गैसें

• प्रकाश बल्बों में अक्रिय गैस आर्गन का उपयोग होता है

8.4 कार्बन

• शुष्क बर्फ कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) का ठोस रूप है
• शुष्क बर्फ इसलिए कहते हैं क्योंकि यह तरल में परिवर्तित नहीं होती - वायुमंडलीय दाब और -78.7°C पर ठोस से सीधे गैस में बदल जाती है
• खाद्य परीक्षण के लिए प्रशीतक के रूप में उपयोग
• बकमिंस्टरफुलेरीन: कार्बन का एक अपरूप (C₆₀)

9. धातुएं और धात्विक यौगिक

9.1 सोडियम यौगिक

• सोडियम बेंजोएट सॉस, सलाद ड्रेसिंग और पेय पदार्थों में सबसे लोकप्रिय परिरक्षक है

9.2 कैल्शियम यौगिक

• प्लास्टर ऑफ पेरिस: अस्थि-भंग में प्लास्टर चढ़ाने, खिलौने बनाने, सजावट, दीवारों को चिकना बनाने में
• चूना पत्थर: मुख्यतः कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO₃) के विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों से

9.3 सिल्वर

• आधुनिक ओलंपिक स्वर्ण पदकों का प्रमुख घटक - रजत (चाँदी) है

9.4 सोना

• सर्वाधिक मुलायम और तन्य धातु: सोना
• चाँदी के बाद दूसरा सर्वाधिक सुगम ऊष्मा और विद्युत का सुचालक

9.5 तांबा (कॉपर)

• एकमात्र जीवाणु-रोधी धातु: तांबा (Cu) - परमाणु संख्या 29

9.6 जस्ता और गैल्वनीकरण

• गैल्वनीकरण में लोहे पर जस्ते (Zinc) की परत चढ़ती है
• इससे धातु का क्षरण रुक जाता है

9.7 टिन

• सबसे कम गलनांक: टिन (231.9°C) < शीशा (327.5°C) < जिंक (419.5°C) < चाँदी (961.8°C)
• टिन का गलनांक सबसे कम होता है

9.8 मैग्नीशियम

• एप्सम सॉल्ट (Epsom Salt): मैग्नीशियम सल्फेट (MgSO₄·7H₂O)
• रंगहीन रवेदार ठोस - कपास उद्योग, साबुन और पेंट उद्योग में उपयोग

10. मिश्रधातु

11. अयस्क और धातुकर्म

लोहे के अयस्क:

• मैग्नेटाइट: Fe₃O₄
• हेमेटाइट: Fe₂O₃
• सिडेराइट: FeCO₃
• क्यूप्राइट (Cu₂O) कॉपर का अयस्क है - लोहे का नहीं

12. ईंधन

• मेथेन गैस को पृथक करने वाले पहले व्यक्ति: एलेसेंड्रो वोल्टा जिन्होंने खोजा कि हवा के साथ मिश्रित मेथेन को बिजली की चिंगारी से विस्फोट किया जा सकता है
• मेथेन रंगहीन, गंधहीन, गैर विषैली किंतु ज्वलनशील गैस
• सामान्य नाम: मार्श गैस (दलदली क्षेत्रों में पाई जाती है)
• हाइड्रोजनीकरण: वनस्पति तेलों को वनस्पति घी में बदलना - उत्प्रेरक: निकेल/पैलेडियम

13. साबुन और डिटर्जेंट

• डिटर्जेंट पाउडर में प्रमुख रसायन के रूप में सोडियम कार्बोनेट (Na₂CO₃) होता है
• सोडियम कार्बोनेट को धावन सोडा, सोडा ऐश, सोडा क्रिस्टल भी कहते हैं

14. काँच और सीमेंट

• सीमेंट में सिलिका की मात्रा: लगभग 17% से 25%
• काँच से हरा रंग हटाने के लिए: मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO₂)

काँच में रंग देने वाले पदार्थ:

15. कार्बनिक रसायन

15.1 नामकरण

• कार्यात्मक समूह -OH: यौगिक एल्कोहॉल वर्ग का
• एथेनॉल (CH₃CH₂OH): सूत्र CH₃CH₂OH
• क्लोरोफॉर्म: रासायनिक नाम ट्राइक्लोरोमेथेन (CHCl₃)
• एसीटिक एसिड: CH₃COOH
• मेथेन: CH₄

महत्वपूर्ण सूत्र:

15.2 हाइड्रोकार्बन

• एल्केन: CₙH₂ₙ₊₂ (संतृप्त - एकल बंध)
• एल्कीन: CₙH₂ₙ (एक द्वि-बंध)
• एल्काइन: CₙH₂ₙ₋₂ (एक त्रि-बंध) - सर्वाधिक क्वथनांक
• श्रृंखलन (Catenation): एक परमाणु का उसी तत्व के अन्य परमाणुओं से आबंधन - कार्बन में सर्वाधिक

15.3 कार्बनिक अम्ल और उनके खाद्य स्रोत

सिरका = एथेनोइक एसिड (एसीटिक एसिड) का पर्यायवाची

15.4 एल्डिहाइड

• कार्यात्मक समूह -CHO वाले कार्बनिक यौगिक

15.5 एस्टर

• एथाइल एसीटेट: बहुत तेज फल जैसी सुगंध वाला - रंगहीन कार्बनिक पदार्थ
• निर्माण: C₂H₅OH + CH₃COOH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O (सांद्र H₂SO₄ की उपस्थिति में)

15.6 बेंजीन

• हाइड्रोकार्बन - सूत्र C₆H₆
• बेंजीन की खोज माइकल फैराडे ने 1825 में की
• बेंजीन के एक अणु की संरचना में बंध कोण = 120°

16. रासायनिक अभिक्रियाएं

• CH₃CH₂OH + O₂ → CO₂ + H₂O + ऊष्मा और प्रकाश (दहन अभिक्रिया)

17. विविध रसायन

17.1 महत्वपूर्ण खोजें

• हरमन कोल्बे (जर्मन रसायनज्ञ) ने 1845 में दो कार्बन परमाणु वाले एक प्राकृतिक उत्पाद एसीटिक एसिड के संश्लेषण के लिए एक विधि प्रकाशित की
• एरिक हकेल (जर्मन) ने 1931 में सुगंधित (एरोमैटिक) यौगिकों के लिए (4n+2) नियम दिया
• एंटोनी लावोजियर ने 1787 में "रासायनिक नामकरण के तरीके" प्रकाशित किए
• बेंजीन की खोज माइकल फैराडे ने 1825 में की

17.2 दहन

• पटाखे का विस्फोट दहन का एक उदाहरण है
• दहन के लिए तीन शर्तें: दहनशील पदार्थ + ऑक्सीजन + ज्वलन ताप

17.3 फ्लोरिडेशन

• पानी का उपयोग करके दांतों की सड़न को सुरक्षित करना और प्रभावी ढंग से रोकना फ्लोरिडेशन प्रक्रिया है

17.4 जल उपचार में ऊर्णन (Flocculation)

• ऊर्णन विधि में अपशिष्ट जल में धनावेशित रसायन मिलाया जाता है
• अपशिष्ट जल में निलंबित ठोस कण ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं
• एलुमीनियम सल्फेट जैसा धनावेशित स्कंदक मिलाया जाता है

18. SSC CGL महत्वपूर्ण एक-पंक्ति तथ्य - रसायन विज्ञान

1. जॉन डाल्टन ने 19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में परमाणु सिद्धांत प्रतिपादित किया
2. धातु और अधातु दोनों के लक्षण दिखाने वाले तत्व उपधातु कहलाते हैं
3. उपधातुएं: बोरॉन, सिलिकॉन, ऐन्टिमनी
4. आवोगाद्रो संख्या = 6.023 × 10²³
5. एक आदर्श गैस का एक मोल STP पर 22.4 लीटर घेरता है
6. चार्ल्स का नियम (1787): V ∝ T स्थिर दाब पर
7. इलेक्ट्रॉन की खोज जे.जे. थॉमसन ने 1897 में की
8. न्यूट्रॉन की खोज जेम्स चैडविक ने 1932 में की
9. लीथियम नाभिक में 3 प्रोटॉन होते हैं
10. ऑक्सीजन परमाणु द्रव्यमान = 16; परमाणु क्रमांक = 8; नाइट्रोजन परमाणु क्रमांक = 7
11. प्रोटियम, ड्यूटेरियम, ट्राइटियम - हाइड्रोजन के समस्थानिक
12. स्कैंडियम के 13 समस्थानिक होते हैं
13. दिमित्री मेंडलीव ने 1869 में आवर्त सारणी बनाई
14. मेंडलीव हाइड्रोजन को आवर्त सारणी में सही स्थिति नहीं दे सके
15. आधुनिक आवर्त सारणी में 7 आवर्त और 18 समूह हैं
16. पांचवें आवर्त का अंतिम तत्व: जीनॉन (Xe)
17. समूह 0 के तत्व: अक्रिय/उदात्त गैसें - He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
18. आर्गन - प्रकाश बल्बों में उपयोग
19. हाइड्रोजन समूह 1 और समूह 17 दोनों से मेल खाता है
20. न्यूलैंड्स का अष्टक का नियम - प्रत्येक 8वें तत्व के समान गुण - हाइड्रोजन से शुरू, थोरियम पर समाप्त
21. सर्वाधिक सक्रिय धातु: कैल्शियम (Ca)
22. जंग लगने के लिए: लोहा + ऑक्सीजन + आर्द्रता
23. गैल्वनीकरण = लोहे पर जस्ते (Zinc) की परत - जंग रोकने के लिए
24. अम्ल नीले लिटमस को लाल करते हैं; क्षार लाल लिटमस को नीला
25. सेब में मैलिक एसिड होता है
26. सिरका में एसीटिक (एथेनोइक) एसिड होता है
27. चींटी/बिच्छू के डंक में फॉर्मिक (मेथेनोइक) एसिड होता है
28. नींबू/संतरे में सिट्रिक एसिड होता है
29. दूध/दही में लैक्टिक एसिड होता है
30. शुष्क बर्फ = कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) का ठोस रूप
31. बकमिंस्टरफुलेरीन कार्बन का एक अपरूप है
32. श्रृंखलन की क्षमता कार्बन में सर्वाधिक
33. नाइट्रोजन एक द्विपरमाणुक अणु (N₂) है
34. नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O) = लाफिंग गैस
35. वाशिंग सोडा जल की स्थाई कठोरता दूर करता है
36. बेकिंग सोडा का रासायनिक नाम: सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट (NaHCO₃)
37. प्लास्टर ऑफ पेरिस: CaSO₄·½H₂O - अस्थि-भंग में
38. चूना पत्थर = मुख्यतः कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO₃)
39. एप्सम सॉल्ट = मैग्नीशियम सल्फेट (MgSO₄·7H₂O)
40. तांबा एकमात्र जीवाणु-रोधी धातु है
41. सोना सबसे अधिक मुलायम और तन्य धातु है
42. टिन का सबसे कम गलनांक (231.9°C) है
43. आधुनिक ओलंपिक स्वर्ण पदकों का मुख्य घटक चाँदी (Silver) है
44. कॉन्स्टेंटन (यूरेका) = तांबा (55%) + निकेल (45%)
45. क्यूप्राइट (Cu₂O) कॉपर का अयस्क है - लोहे का नहीं
46. मेथेन = मार्श गैस - एलेसेंड्रो वोल्टा ने पृथक किया
47. हाइड्रोजनीकरण - वनस्पति तेलों को वनस्पति घी में बदलना - उत्प्रेरक: निकेल/पैलेडियम
48. प्रोपीन का सूत्र = C₃H₆
49. बेंजीन का सूत्र = C₆H₆ - बंध कोण = 120°
50. बेंजीन की खोज माइकल फैराडे ने 1825 में की
51. एथेनॉल का सूत्र = CH₃CH₂OH
52. क्लोरोफॉर्म = ट्राइक्लोरोमेथेन = CHCl₃
53. प्रोपेनल एक एल्डिहाइड है
54. एथाइल एसीटेट में फल जैसी सुगंध - यह एक एस्टर है
55. एल्काइन का क्वथनांक हाइड्रोकार्बन में सर्वाधिक होता है
56. एंटोनी लावोजियर ने 1787 में रासायनिक नामकरण के नियम प्रकाशित किए
57. एरिक हकेल ने 1931 में सुगंधित यौगिकों के लिए (4n+2) नियम दिया
58. हरमन कोल्बे ने 1845 में अकार्बनिक घटकों से एसीटिक एसिड का संश्लेषण किया
59. सीमेंट में सिलिका: 17% से 25%
60. सोडियम बेंजोएट - सॉस, सलाद ड्रेसिंग में सबसे लोकप्रिय परिरक्षक

19. अध्याय सारांश

रसायन विज्ञान SSC CGL में एक स्कोरिंग विषय है। ध्यान केंद्रित करें:

सर्वोच्च प्राथमिकता:

• परमाणु सिद्धांत - डाल्टन, इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और उनके खोजकर्ता
• आवर्त सारणी - मेंडलीव 1869, अक्रिय गैसें, महत्वपूर्ण परमाणु क्रमांक
• अम्ल और क्षार - लिटमस परीक्षण, भोजन में अम्ल (मैलिक, सिट्रिक, लैक्टिक, एसीटिक, फॉर्मिक)
• महत्वपूर्ण यौगिक - बेकिंग सोडा, वाशिंग सोडा, प्लास्टर ऑफ पेरिस, शुष्क बर्फ
• धातुएं - तांबा (जीवाणु-रोधी), सोना (सर्वाधिक मुलायम), जस्ते से गैल्वनीकरण
• कार्बनिक रसायन - मेथेन (मार्श गैस), बेंजीन (फैराडे 1825), एथेनॉल सूत्र