Model Answer
0 min readIntroduction
खनिज पृथ्वी की सतह और आंतरिक भाग के महत्वपूर्ण घटक हैं, जिनकी संरचना क्रिस्टलीय होती है। क्रिस्टलीय संरचना परमाणुओं, आयनों या अणुओं की एक नियमित, दोहराव वाली व्यवस्था है। खनिजों में सममिति एक महत्वपूर्ण अवधारणा है, जो उनकी संरचना और गुणों को समझने में मदद करती है। सममिति विभिन्न प्रकार की होती है, जैसे घूर्णन सममिति, परावर्तन सममिति, और अनुवाद सममिति। पंचधा घूर्णन सममिति, जिसमें एक बिंदु के चारों ओर 72 डिग्री के कोण पर पांच गुना घूर्णन करने पर संरचना अपरिवर्तित रहती है, खनिजों में दुर्लभ है। यह प्रश्न खनिजों में पंचधा घूर्णन सममिति की असंभवता को सिद्ध करने के लिए कहा गया है, जिसके लिए क्रिस्टलोग्राफी के मूलभूत सिद्धांतों की समझ आवश्यक है।
खनिजों में सममिति का सिद्धांत
खनिजों की संरचना क्रिस्टल जाली (crystal lattice) द्वारा निर्धारित होती है, जो एक त्रिविमीय (three-dimensional) व्यवस्था है। क्रिस्टल जाली में सममिति तत्व होते हैं, जो संरचना को अपरिवर्तित रखते हैं। ये तत्व घूर्णन अक्ष (rotation axis), परावर्तन तल (reflection plane), और केंद्र सममिति (center of symmetry) हो सकते हैं।
क्रिस्टल प्रणालियाँ और सममिति तत्व
खनिजों को उनकी क्रिस्टल संरचना के आधार पर सात क्रिस्टल प्रणालियों में वर्गीकृत किया जाता है: घन (cubic), चतुष्कोणीय (tetragonal), षट्कोणीय (hexagonal), त्रिकोणीय (trigonal), लंबकोणीय (orthorhombic), एकलतिरछ (monoclinic), और त्रिक्लिनिक (triclinic)। प्रत्येक क्रिस्टल प्रणाली में विशिष्ट सममिति तत्व होते हैं।
| क्रिस्टल प्रणाली | सममिति तत्व |
|---|---|
| घन | 3, 4, और 6-गुना घूर्णन अक्ष, परावर्तन तल, केंद्र सममिति |
| चतुष्कोणीय | 4-गुना घूर्णन अक्ष, परावर्तन तल, केंद्र सममिति |
| षट्कोणीय | 6-गुना घूर्णन अक्ष, परावर्तन तल, केंद्र सममिति |
| त्रिकोणीय | 3-गुना घूर्णन अक्ष, परावर्तन तल, केंद्र सममिति |
| लंबकोणीय | 2-गुना घूर्णन अक्ष, परावर्तन तल, केंद्र सममिति |
| एकलतिरछ | 2-गुना घूर्णन अक्ष, परावर्तन तल |
| त्रिक्लिनिक | कोई सममिति तत्व नहीं |
पंचधा घूर्णन सममिति की असंभवता
पंचधा घूर्णन सममिति (5-गुना सममिति) खनिजों में संभव नहीं है क्योंकि यह क्रिस्टल जाली की संरचना के साथ असंगत है। क्रिस्टल जाली को दोहराव वाली इकाइयों से बनाया जाता है, और इन इकाइयों को एक निश्चित कोण पर दोहराया जाना चाहिए ताकि संरचना अपरिवर्तित रहे। पंचधा घूर्णन सममिति के लिए, दोहराव कोण 72 डिग्री होना चाहिए। लेकिन, 72 डिग्री का कोण किसी भी क्रिस्टल प्रणाली के साथ संगत नहीं है।
कारण
- जाली की संरचना: खनिजों की जाली संरचनाएं नियमित और दोहराव वाली होती हैं, जो विशिष्ट सममिति तत्वों को जन्म देती हैं। पंचधा सममिति के लिए आवश्यक संरचना खनिजों में स्वाभाविक रूप से नहीं बनती है।
- बंध कोण: खनिजों में परमाणुओं के बीच के बंध कोण विशिष्ट होते हैं और पंचधा सममिति के साथ संगत नहीं होते हैं।
- ऊर्जा न्यूनतमकरण: प्रकृति हमेशा ऊर्जा को न्यूनतम करने की कोशिश करती है। पंचधा सममिति वाली संरचनाएं ऊर्जा के दृष्टिकोण से अस्थिर होती हैं।
पंचधा सममिति के उदाहरण
पंचधा सममिति आमतौर पर गैर-क्रिस्टलीय पदार्थों में पाई जाती है, जैसे कि वायरस (viruses) और कुछ क्वैसीक्रिस्टल (quasicrystals)। क्वैसीक्रिस्टल वे पदार्थ हैं जिनमें क्रिस्टलीय क्रम होता है, लेकिन वे पारंपरिक क्रिस्टल प्रणालियों में फिट नहीं होते हैं।
Conclusion
निष्कर्षतः, खनिजों में पंचधा घूर्णन सममिति संभव नहीं है क्योंकि यह क्रिस्टल जाली की संरचना, बंध कोणों और ऊर्जा न्यूनतमकरण के सिद्धांतों के साथ असंगत है। खनिजों की संरचना उनकी क्रिस्टल प्रणाली और सममिति तत्वों द्वारा निर्धारित होती है, और पंचधा सममिति इन तत्वों में से एक नहीं है। यह ज्ञान खनिजों की संरचना और गुणों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.