بسمت: جسمانی اور بصری خصوصیات
وہ بھاری، نرم دھات جو ان قوس قزح "ہاپر" کرسٹل کے پیچھے ہے — بسمت کیسے برتاؤ کرتا ہے، کیوں چمکتا ہے، اور رنگ کیسے بنتا ہے 🌈🧪
🔎 بسمتھ (Bi) کیا ہے؟
بسمتھ ایک کیمیائی عنصر ہے (علامت Bi، ایٹمی نمبر 83) اور فطرت میں ایک قدرتی دھات ہے۔ نمائش میں، یہ جیومیٹرک، سیڑھی نما “ہاپر” کرسٹل کے لیے مشہور ہے جن کے رنگ چمکدار ہوتے ہیں۔ تازہ پالش کیا ہوا بسمتھ چاندی جیسا سفید جس میں ہلکا گلابی رنگ ہوتا ہے؛ زیادہ تر لوگ جو قوس قزح کے رنگ پسند کرتے ہیں وہ سطح پر موجود بسمتھ آکسائیڈ کی باریک فلم سے آتے ہیں (اس پر مزید نیچے)۔
دلچسپ بات: بسمتھ گھنا اور بھاری ہے، پھر بھی کم زہریلا بھاری دھاتوں میں سے ایک ہے — یہی وجہ ہے کہ یہ سجاوٹی کرسٹل اور کم پگھلنے والے مصرّبوں کے لیے مقبول ہے۔
📋 فوری خصوصیات (کلکٹر اور لیب کے لیے موزوں)
- کیمسٹری: Bi (عنصری بسمتھ)
- کرسٹل نظام: مثلثی (رومبوہیڈرل، A7 ساخت)
- عام شکل: ڈھانچہ دار “ہوپر” کرسٹل؛ بڑے/دانے دار قدرتی دھات
- رنگ (تازہ دھات): ہلکے گلابی رنگ کے ساتھ چاندی جیسا سفید
- چمک: دھاتی
- دھبہ: سیسے جیسا سرمئی
- سختی (موہس): ~2–2.5 (نرمی، شکننده)
- کثافت (20 °C): ~9.78 g/cm³
- پگھلنے کا نقطہ: ~271.4 °C (520.5 °F)
- ابلنے کا نقطہ: ~1560–1565 °C
- برقی مزاحمت (20 °C): ~1.1–1.3 × 10−6 Ω·m (دھات کے لیے زیادہ)
- حرارتی چالکتا: ~7–8 W·m−1·K−1 (کم)
- مقناطیسیت: شدید طور پر ڈایامیگنیٹک (مقناطیسی میدانوں سے دفع)
- حرارتی پھیلاؤ (ٹھوس): ~13 × 10−6 /K (تقریباً)
- جمود: جمود پر ~3.3% پھیلاؤ (دھاتوں کے لیے غیر معمولی)
- کلیویج/ٹوٹنا: کمزور کلیویج؛ غیر ہموار سے ہیکلی ٹوٹنا؛ کھردرا
- استحکام: ہوا میں پتلا Bi2O3 آکسائیڈ بناتا ہے (مستحکم، رنگین فلم)
مختصر: بھاری، نرم-کھردرا دھات کم چالکتا، مضبوط ڈایمیگنیٹزم، اور خوبصورت آکسائیڈ فلم رنگوں کے ساتھ۔
📐 کرسٹل گرافی اور کیوں “ہاپر” کرسٹل بنتے ہیں
بسمتھ ٹرائیگونل (رومبوہیڈرل) نظام میں کرسٹلائز ہوتا ہے۔ ایسے پگھلے ہوئے مادے جو سطح سے اندر کی طرف ٹھنڈے ہوتے ہیں، بڑھتے ہوئے کرسٹل کے کنارے اکثر ان کے چہروں کے مرکز سے تیزی سے بڑھتے ہیں۔ اس سے معروف “ہاپر” ساخت پیدا ہوتی ہے — ایک قدم بہ قدم، سیڑھی نما کرسٹل جس کے چہرے کھوکھلے اور کنارے تیز ہوتے ہیں۔
- نشوونما کی حرکیات: اعلی کنارے-نیوکلیشن اور diffusion-محدود جمع ہونے سے کنارے کی نشوونما کو ترجیح ملتی ہے، جس سے مرکز گہرا رہ جاتا ہے → سیڑھی نما، مستطیل تراسز۔
- اینزوٹروپی: کرسٹل میں مختلف سمتیں مختلف رفتار سے بڑھتی ہیں، جو جیومیٹرک، آرکیٹیکچرل شکل کو نمایاں کرتی ہیں۔
- قدرتی بمقابلہ لیبارٹری میں تیار شدہ: قدرتی بسمت ہائیڈرو تھرمل رگوں میں پایا جاتا ہے لیکن بڑے، صاف ہاپر کرسٹل عام طور پر صاف شدہ بسمت کے پگھلے سے اگائے جاتے ہیں (اسی لیے ان کی “آرٹ میٹل” شہرت ہے)۔
💪 جسمانی خصوصیات (ہاتھ میں تجربہ)
سختی، مضبوطی اور کام کرنے کی صلاحیت
- نرمی–کھردرا پن: موہس ~2–2.5 — اسٹیل کی سوئی سے خراش آتی ہے؛ مڑنے کے بجائے ٹوٹتا ہے۔
- ٹوٹنا: غیر ہموار سے ہیکلی؛ ٹوٹے ہوئے ٹکڑوں پر تیز کنارے۔ احتیاط سے سنبھالیں۔
- مشینی کاری: آسانی سے کاٹتا/ڈرل کرتا ہے لیکن دباؤ میں ٹوٹ جاتا ہے؛ انگوٹھیوں یا زیادہ اثر والے پہننے کے لیے مناسب نہیں۔
کثافت اور حرارتی رویہ
- بھاری محسوس: ~9.78 g/cm³ — چاندی کے برابر “وزن”؛ لوہے سے زیادہ کثیف، سیسے سے ہلکا۔
- کم پگھلنے کا نقطہ: ~271 °C — “فیوسبل” دھات کی قسم (جلن پذیر فنش کے قریب ٹارچ استعمال نہ کریں)۔
- جمود پر پھیلاؤ: ~3.3% حجم میں اضافہ؛ زیادہ تر دھاتوں کے برعکس (باریک تفصیلات کے کاسٹنگ کے لیے مفید)۔
- کم حرارتی چالکتا: ~7–8 W/m·K — ہاتھ میں تانبے یا چاندی کے مقابلے میں آہستہ گرم ہوتا ہے۔
برقی اور مقناطیسی خصوصیات
- دھات کے لیے کمزور برقی کنڈکٹر: مزاحمت تقریباً 1.1–1.3 × 10−6 Ω·m کمرے کے درجہ حرارت پر۔
- ڈایمیگنیٹزم: مقناطیسی میدانوں سے سختی سے دفع ہوتا ہے؛ پتلے ٹکڑے بہت مضبوط میدانوں میں "ہوور" کر سکتے ہیں — فزکس کا پسندیدہ مظاہرہ۔
🌈 آپٹیکل رویہ (دھاتی عکاس + تھِن-فلم جادو)
بنیادی آپٹیکل نوعیت
- اپاہج اور دھاتی: بسمتھ روشنی کو منتقل نہیں کرتا؛ چمکدار چہرے آئینے کی طرح ہوتے ہیں جن پر ہلکا گلابی رنگ ہوتا ہے۔
- زیادہ عکاسی: بہت سی دھاتوں کی طرح، Bi نظر آنے والی روشنی کا بڑا حصہ منعکس کرتا ہے، جس سے سیڑھی دار چہروں پر تیز ہائی لائٹس اور تضاد آتا ہے۔
- غیر یکساں چمک: سیڑھیاں اور کنارے روشنی کو مختلف طریقے سے پکڑتے ہیں؛ سائیڈ لائٹنگ فن تعمیر کو نمایاں کرتی ہے۔
سطح پر مداخلتی رنگ
مشہور قوس قزح دھات کا مجموعی حصہ نہیں ہے — یہ بسمتھ آکسائیڈ (Bi2O3) کی ایک باریک تہہ ہے جو گرم یا تازہ ڈھلے ہوئے بسمتھ پر قدرتی طور پر بنتی ہے۔ جیسے جیسے آکسائیڈ فلم نینو میٹر بہ نینو میٹر موٹی ہوتی ہے، مختلف طول موج مداخلت کرتے ہیں (تعمیراتی/تباہ کن)، جو سنہری سے لے کر جامنی، نیلے، اور سبز رنگوں کے چمکدار رنگ پیدا کرتے ہیں۔
- رنگ موٹائی پر منحصر ہے: بہت پتلی فلمیں پیلے رنگ دکھاتی ہیں؛ موٹی فلمیں جامنی/نیلے/سبز کی طرف منتقل ہوتی ہیں۔ ایک ہی ٹکڑا مختلف موٹائی پر متعدد رنگ دکھا سکتا ہے۔
- دیکھنے کا زاویہ اہم ہے: کرسٹل کو جھکائیں اور رنگ "رول" کر سکتے ہیں کیونکہ آپٹیکل راستے کی لمبائی بدلتی ہے۔
- استحکام: آکسائیڈ عام طور پر ہوا میں مستحکم ہوتا ہے؛ صاف لیکر سے سیل کرنے سے پسندیدہ شکل "لاک" کی جا سکتی ہے۔
اسے ایک اندرونی صابن کے بلبلے کے اثر کے طور پر سوچیں — لیکن دھات کی سیڑھی پر۔
🎨 قوس و قزح کے رنگ کیوں؟ (تھِن-فلم مداخلت آسان الفاظ میں)
1) دو سطحیں
روشنی آکسائیڈ کی اوپر اور نیچے دھات-آکسائیڈ انٹرفیس سے منعکس ہوتی ہے۔ دونوں عکاس ایک دوسرے پر آ جاتے ہیں۔
2) مختلف راستوں کی لمبائیاں
اگر آکسائیڈ پتلی ہو (دسوں سے سینکڑوں نینو میٹر)، تو دو عکاس لہریں مختلف فاصلے طے کرتی ہیں → کچھ رنگ بڑھ جاتے ہیں، کچھ ختم ہو جاتے ہیں۔
3) موٹائی میں تبدیلی
کنارے اور سیڑھیاں آکسائیڈ کو تھوڑا مختلف رفتار سے بڑھاتی ہیں، اس لیے رنگ بینڈ اور شفٹ ہوتے ہیں کرسٹل کے اوپر۔
🧪 بسمتھ کو مشابہ دھاتوں سے ممتاز کرنا
| مواد | اہم فرق |
|---|---|
| سیسہ (Pb) | زیادہ کثیف (~11.34 g/cm³)، مدھم سرمئی (کوئی گلابی رنگ نہیں)، زیادہ نرم، زہریلا؛ سیسہ جیو میٹرک ہاپر سیڑھیوں کو آسانی سے نہیں بناتا۔ |
| اینٹیمونی (Sb) | سخت، زیادہ نازک، ٹن سفید رنگ بغیر قوس قزح آکسائیڈ کے؛ کرسٹل عام طور پر بلیڈڈ/گرینولر، ہاپر سیڑھیوں والے نہیں۔ |
| پیورٹر / ٹن الائے | چاندی جیسا اور نرم؛ مستحکم قوس قزح آکسائیڈ فلم نہیں؛ کثافت کم؛ موڑنے پر “ٹن کرائی” (بسمتھ نازک اور ٹوٹنے والا ہے)۔ |
| اینودائزڈ ایلومینیم / کوٹڈ زنک | رنگ ہلکی دھاتوں پر رنگ یا موٹے آکسائیڈ سے آتے ہیں؛ بہت کم کثافت (محسوس کرنے کا ٹیسٹ)؛ بالکل مختلف کرسٹل عادت۔ |
| ٹائٹینیم قوس قزح | یہ بھی پتلی فلم مداخلت ہے، لیکن ایک بہت سخت، ہلکی دھات پر؛ کوئی ہاپر عادت نہیں؛ رنگ اکثر یکساں شیٹس ہوتے ہیں۔ |
فوری فیلڈ اشارہ: بسمتھ کا وزن + نازک ٹوٹنا + قوس قزح کی سیڑھیاں ایک منفرد تریو ہے۔
🧼 ڈسپلے، دیکھ بھال اور استحکام
- سطح: آکسائیڈ فلم پتلی لیکن چپکنے والی ہوتی ہے۔ رگڑ سے بچیں؛ نرم برش یا ہوا کے بلب سے ہلکے سے دھول صاف کریں۔
- صفائی: فنگر پرنٹس کے لیے خشک پونچھ یا روئی کے سواب پر ہلکا الکحل استعمال کریں۔ تیزاب اور مضبوط اساس سے پرہیز کریں (یہ آکسائیڈ/دھات پر حملہ کرتے ہیں)۔
- سیلنگ: شفاف ایکریلیک لیکر یا مائیکرو کرسٹلائن موم رنگ کی حفاظت کرتا ہے؛ پہلے آزمائیں — کوٹنگز رنگ کے ہیو کو تھوڑا سا بدل سکتی ہیں۔
- یو وی/دھوپ: رنگ عام طور پر مستحکم ہوتے ہیں؛ طویل عرصے تک زیادہ گرمی آکسائیڈ کی موٹائی کو بدل سکتی ہے → رنگ میں تبدیلی۔
- زیورات کا استعمال: روزانہ پہننے والی انگوٹھیوں/کنگنوں کے لیے تجویز نہیں (نرم اور نازک)۔ پینڈنٹس، نمونوں، سجاوٹ کے لیے بہترین۔
- ماؤنٹنگ: وسیع تراسوں کے نیچے سہارا دیں؛ پتلے کناروں پر نقطہ بوجھ سے بچیں تاکہ چپ نہ ہو۔
⚠️ سنبھالنے اور حفاظت (خاص طور پر کاسٹنگ/پیداوار کے لیے)
- کم زہریلا ≠ خوراکی: بسمت بھاری دھاتوں میں نسبتاً کم زہریلا ہے، لیکن اسے نگلیں یا دھول/دھواں سانس میں نہ لیں۔
- پگھلی ہوئی دھات کی حفاظت: آنکھوں کا تحفظ، دستانے، بند جوتے پہنیں؛ اچھی ہوا بازی یقینی بنائیں۔ پگھلنے والی دھات سے پانی دور رکھیں (بھاپ کے دھماکے سے بچیں)۔
- گرم آکسائیڈز: زیادہ گرم کرنے سے بچیں؛ لیپت ٹکڑوں کو ٹارچ نہ کریں؛ دراڑوں کو کم کرنے کے لیے آہستہ ٹھنڈا ہونے دیں۔
- بچے اور پالتو جانور: پہنچ سے دور رکھیں؛ ٹوٹے ہوئے کنارے تیز ہو سکتے ہیں۔
اسٹوڈیو کا نعرہ: "خوبصورت قوس قزح، سنجیدہ احترام۔"
❓ عمومی سوالات
کیا قوس قزح کے رنگ "قدرتی" ہیں؟
ہاں — یہ دھات کی سطح پر قدرتی طور پر بننے والی آکسائیڈ فلم سے آتے ہیں۔ بہت سے فنکار آہستہ آہستہ ٹکڑے کو گرم اور ٹھنڈا کرتے ہیں تاکہ آکسائیڈ کی موٹائی کو ایڈجسٹ کریں (اور اس طرح رنگوں کو)۔
کیا رنگ مدھم ہو جائیں گے؟
آکسائیڈ کی تہہ عام اندرونی حالات میں مستحکم رہتی ہے۔ سخت سنبھالنے، رگڑنے، یا مضبوط کیمیکلز سے یہ مدھم ہو سکتی ہے۔ ایک شفاف سیلینٹ شکل کو محفوظ رکھنے میں مدد دیتا ہے۔
کیا میں روزانہ بسمت کے زیورات پہن سکتا ہوں؟
سب سے بہتر پینڈنٹس یا کبھی کبھار پہننے کے لیے۔ بسمت نرم اور نازک ہے؛ انگوٹھی یا کنگن چپ ہو سکتے ہیں۔ اسے ایک نمائش کے ٹکڑے کے طور پر سمجھیں نہ کہ روزمرہ کے کام کے لیے۔
✨ خلاصہ
بسمتھ ایک بھاری، نرم اور آسانی سے ٹوٹنے والا، مضبوطی سے ڈایامیگنیٹک دھات ہے جو آسانی سے پگھل جاتی ہے، ٹھوس ہونے پر پھیلتی ہے، اور معماری ہاپر کرسٹل بناتی ہے۔ اس کا مخصوص قوس قزح ایک باریک آکسائیڈ فلم سے آتا ہے جو روشنی کو مداخلت کے ذریعے موڑتی ہے — ایک اندرونی رنگ اثر جو ایک سائنسی تجسس کو فن میں بدل دیتا ہے۔ نرمی سے سنبھالیں، اگر چاہیں تو سیل کریں، اور اسے پہلو کی روشنی دیں: سیڑھی باقی کام کرے گی۔
آخری اشارہ: اگر کوئی گاہک پوچھے کہ بسمت "بارش کے قوس قزح" کیسے بناتا ہے، تو آپ کہہ سکتے ہیں، "یہ ایک دھات ہے جس کا بصری ذوق بہترین ہے۔" 😉