Model Answer
0 min readIntroduction
खनिज, पृथ्वी की सतह और आंतरिक भाग के मूलभूत घटक हैं। खनिजों की संरचना और गुण उनके रासायनिक संघटन और क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करते हैं। क्रिस्टल संरचना में, धनायन (cation) और ऋणायन (anion) के बीच का संबंध महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। धनायन और ऋणायन के आकार का अनुपात, जिसे त्रिज्या अनुपात (radius ratio) के रूप में जाना जाता है, समन्वय संख्या (coordination number) को प्रभावित करता है, जो बदले में खनिज की स्थिरता और गुणों को निर्धारित करता है। यह अवधारणा खनिज विज्ञान और भू-रसायन विज्ञान में महत्वपूर्ण है।
धनायन और ऋणायन त्रिज्या अनुपात की अवधारणा
धनायन और ऋणायन त्रिज्या अनुपात, धनायन की त्रिज्या और ऋणायन की त्रिज्या के बीच का अनुपात होता है। इसे निम्नलिखित सूत्र द्वारा दर्शाया जाता है:
त्रिज्या अनुपात = धनायन त्रिज्या / ऋणायन त्रिज्या
यह अनुपात खनिज संरचना में आयनों की व्यवस्था को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विभिन्न त्रिज्या अनुपात विभिन्न समन्वय बहुफलकों (coordination polyhedra) के निर्माण की ओर ले जाते हैं।
त्रिज्या अनुपात का समन्वय संख्या पर प्रभाव
त्रिज्या अनुपात समन्वय संख्या को निम्नलिखित तरीकों से प्रभावित करता है:
- स्थायित्व: एक निश्चित त्रिज्या अनुपात के लिए, एक विशिष्ट समन्वय संख्या सबसे स्थिर संरचना प्रदान करती है। यदि अनुपात बदलता है, तो संरचना विकृत हो सकती है या एक अलग समन्वय संख्या वाली संरचना में परिवर्तित हो सकती है।
- समन्वय बहुफलक: त्रिज्या अनुपात समन्वय बहुफलक के आकार को निर्धारित करता है, जैसे कि अष्टफलक (octahedral) या चतुष्फलकीय (tetrahedral)।
- आयन व्यवस्था: यह आयनों की व्यवस्था को प्रभावित करता है, जिससे खनिज की समग्र संरचना निर्धारित होती है।
विभिन्न त्रिज्या अनुपात और उनकी संगत समन्वय संख्याएँ निम्नलिखित हैं:
| त्रिज्या अनुपात | समन्वय संख्या | समन्वय बहुफलक |
|---|---|---|
| 0.155 - 0.225 | 2 | रेखीय (Linear) |
| 0.225 - 0.414 | 3 | त्रिकोणीय (Triangular) |
| 0.414 - 0.732 | 4 | चतुष्फलकीय (Tetrahedral) |
| 0.732 - 1.0 | 6 | अष्टफलकीय (Octahedral) |
शैलकारी खनिजों में दो सामान्य समन्वय उदाहरण
1. क्वार्ट्ज (Quartz) - चतुष्फलकीय समन्वय
क्वार्ट्ज (SiO2) एक महत्वपूर्ण शैलकारी खनिज है जिसमें सिलिकॉन (Si4+) आयन ऑक्सीजन (O2-) आयनों से चतुष्फलकीय रूप से समन्वित होते हैं। सिलिकॉन आयन, ऑक्सीजन आयनों से घिरा होता है, और प्रत्येक सिलिकॉन आयन चार ऑक्सीजन आयनों से जुड़ा होता है। इस संरचना में त्रिज्या अनुपात लगभग 0.64 है, जो चतुष्फलकीय समन्वय के लिए अनुकूल है।
2. फेल्डस्पार (Feldspar) - अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय समन्वय
फेल्डस्पार खनिज, जैसे कि ऑर्थोक्लेज (Orthoclase) (KAlSi3O8), में एल्यूमीनियम (Al3+) आयन ऑक्सीजन आयनों से अष्टफलकीय रूप से समन्वित होते हैं, जबकि सिलिकॉन आयन ऑक्सीजन आयनों से चतुष्फलकीय रूप से समन्वित होते हैं। इस संरचना में, एल्यूमीनियम के लिए त्रिज्या अनुपात लगभग 0.55-0.65 है, जो अष्टफलकीय समन्वय के लिए उपयुक्त है, और सिलिकॉन के लिए यह 0.64 है, जो चतुष्फलकीय समन्वय के लिए उपयुक्त है।
Conclusion
संक्षेप में, धनायन और ऋणायन त्रिज्या अनुपात खनिजों की संरचना और स्थिरता को निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक है। यह समन्वय संख्या और समन्वय बहुफलकों को प्रभावित करता है, जो बदले में खनिज के गुणों को नियंत्रित करते हैं। शैलकारी खनिजों जैसे क्वार्ट्ज और फेल्डस्पार में, विशिष्ट त्रिज्या अनुपात विशिष्ट समन्वय व्यवस्थाओं की ओर ले जाते हैं, जो इन खनिजों की विशेषताओं को परिभाषित करते हैं। इस अवधारणा को समझना भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं और खनिज निर्माण को समझने के लिए आवश्यक है।
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