Solid State (ठोस अवस्था)। अगर आप definitions, diagrams और formulas को समझकर पढ़ते हैं, तो numericals भी आसान लगने लगते हैं।
1. ठोस अवस्था की परिभाषा (Solid State Definition)
Solid State ठोस पदार्थ वह होते हैं जिनमें कण (atoms, ions या molecules) बहुत पास-पास स्थित रहते हैं और अपने निश्चित स्थान (fixed position) के आसपास केवल कंपन (vibration) करते हैं।
मुख्य गुण (Characteristics):
- निश्चित आकार (Fixed shape)
- निश्चित आयतन (Fixed volume)
- उच्च घनत्व (High density)
- संपीड्यता बहुत कम (Negligible compressibility)
2. ठोस के प्रकार (Types of Solids)
(A) Crystalline Solids (स्फटिकीय ठोस)
- कणों की नियमित एवं क्रमबद्ध व्यवस्था
- निश्चित गलनांक (Sharp melting point)
- Anisotropic प्रकृति
- उदाहरण: NaCl, Diamond, Quartz
(B) Amorphous Solids (अस्फटिकीय ठोस)
- अनियमित व्यवस्था
- निश्चित गलनांक नहीं
- Isotropic प्रकृति
- उदाहरण: Glass, Rubber, Plastic
👉 Exam Line: Glass को Supercooled liquid भी कहा जाता है।
3. Crystal Lattice (क्रिस्टल जालक)
Crystal lattice कणों की वह त्रि-आयामी (3D) व्यवस्था है जो पूरे crystal में नियमित रूप से दोहराई जाती है।
4. Unit Cell (एकक कोशिका)
Unit cell crystal lattice का सबसे छोटा भाग होता है, जिसकी repetition से पूरा crystal बनता है।
Unit Cell के प्रकार:
- Simple Cubic (SC)
- Body Centered Cubic (BCC)
- Face Centered Cubic (FCC)
| Unit Cell | Atoms per unit cell |
| SC | 1 |
| BCC | 2 |
| FCC | 4 |
5. Packing Efficiency (पैकिंग दक्षता)
Packing efficiency बताती है कि unit cell के कुल आयतन में से कितना भाग कणों द्वारा भरा गया है।
| Structure | Packing Efficiency |
| SC | 52.4% |
| BCC | 68% |
| FCC | 74% (Maximum) |
6. Voids (रिक्त स्थान)
जब spheres pack होते हैं तो कुछ खाली स्थान रह जाते हैं, जिन्हें voids कहते हैं।
- Tetrahedral void
- Octahedral void
7. Unit Cell का घनत्व (Density Formula)
[
\text{Density} = \frac{Z \times M}{a^3 \times N_A}
]
जहाँ
Z = atoms per unit cell
M = molar mass
a = edge length
(N_A) = Avogadro number
8. Defects in Solids (ठोसों में दोष)
(A) Point Defects
- Schottky defect – आयन अनुपस्थित
- Frenkel defect – आयन अपने स्थान से हट जाता है
(B) Non-stoichiometric Defects
- Metal excess defect
- Metal deficiency defect
9. Electrical Properties of Solids
- Conductors: Metals
- Insulators: Rubber, Glass
- Semiconductors: Silicon, Germanium
10. Magnetic Properties
- Diamagnetic – कमजोर रूप से प्रतिकर्षित
- Paramagnetic – कमजोर रूप से आकर्षित
- Ferromagnetic – तीव्र रूप से आकर्षित (Fe, Co, Ni)
Q1. ठोस अवस्था क्या है?
Ans. वह अवस्था जिसमें कण निश्चित स्थान पर रहते हैं और केवल कंपन करते हैं।
Q2. Crystalline solid क्या होता है?
Ans. जिसमें कणों की नियमित व्यवस्था होती है।
Q3. Amorphous solid क्या होता है?
Ans. जिसमें कणों की अनियमित व्यवस्था होती है।
Q4. Glass को supercooled liquid क्यों कहते हैं?
Ans. क्योंकि इसका व्यवहार ठोस और द्रव दोनों जैसा होता है।
Q5. Crystal lattice क्या है?
Ans. कणों की नियमित 3D व्यवस्था।
Q6. Unit cell क्या है?
Ans. Crystal lattice की सबसे छोटी पुनरावृत्त इकाई।
Q7. Simple cubic unit cell में atoms कितने होते हैं?
Ans. 1 atom।
Q8. BCC unit cell में atoms कितने होते हैं?
Ans. 2 atoms।
Q9. FCC unit cell में atoms कितने होते हैं?
Ans. 4 atoms।
Q10. Packing efficiency क्या है?
Ans. कणों द्वारा भरे गए आयतन का प्रतिशत।
Q11. Maximum packing efficiency किसमें होती है?
Ans. FCC में (74%)।
Q12. Void क्या होता है?
Ans. कणों के बीच खाली स्थान।
Q13. Tetrahedral void क्या है?
Ans. चार कणों से घिरा void।
Q14. Octahedral void क्या है?
Ans. छह कणों से घिरा void।
Q15. Density formula लिखिए।
Ans. Density = ZM / a³NA
Q16. Z का क्या अर्थ है?
Ans. Atoms per unit cell।
Q17. Defect क्या होता है?
Ans. Crystal arrangement में अनियमितता।
Q18. Schottky defect क्या है?
Ans. आयनों की अनुपस्थिति।
Q19. Frenkel defect क्या है?
Ans. आयन का अपने स्थान से हटना।
Q20. Semiconductor क्या होता है?
Ans. जिसकी चालकता मध्यम होती है।
Q21. n-type semiconductor क्या है?
Ans. जिसमें electrons अधिक होते हैं।
Q22. p-type semiconductor क्या है?
Ans. जिसमें holes अधिक होते हैं।
Q23. Diamagnetic पदार्थ क्या हैं?
Ans. जो चुंबकीय क्षेत्र से प्रतिकर्षित होते हैं।
Q24. Paramagnetic पदार्थ क्या हैं?
Ans. जो कमजोर रूप से आकर्षित होते हैं।
Q25. Ferromagnetic पदार्थ क्या हैं?
Ans. जो तीव्र रूप से आकर्षित होते हैं।
Teacher’s Final Advice
