ఒకటితో ప్రారంభం.. సున్నాతో అంతం ( కెమిస్ట్రీ)

మూలకాల వర్గీకరణ- ఆవర్తన పట్టిక

విభజించడానికి వీలుకాని సూక్ష్మ నిర్మాణాలను మూలకాలు అంటారు. మూలకాల రసాయన ధర్మాలు, పరమాణు భారాలు, పరమాణు నిర్మాణాల ఆధారంగా శాస్త్రవేత్తలు వాటిని వివిధ సమూహాలుగా విభజించారు. వాటన్నింటినీ కలిపి ఒక క్రమపద్ధతిలో అమర్చారు. దాన్నే ఆవర్తన పట్టిక అంటారు. ఈ నేపథ్యంలో మూలకాల వర్గీకరణ గురించి సంక్షిప్తంగా తెలుసుకుందాం..

-భౌతిక, రసాయన మార్పుల ద్వారా ఏదైనా పదార్థాన్ని అంతకంటే సూక్ష్మ పదార్థంగా విభజించలేమో దాన్నే మూలకం అంటారని రాబర్ట్ బాయిల్‌ నిర్వచించాడు.

-జోహన్‌ వోల్ఫ్‍గాంగ్‌, డాబర్‌ నీర్‌ ఒకే రకమైన రసాయన ధర్మాలు గల మూడేసి మూలకాల సమూహాలను గుర్తించి వాటిని ‘ట్రయాడ్‌’ అని పేర్కొన్నారు.

– ప్రతి త్రికములో మధ్య మూలకపు పరమాణు భారం, మిగిలిన రెండు మూలకాల పరమాణు భారాల సరాసరికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. దీన్నే డాబర్‌ నీర్‌ త్రిక సిద్ధాంతం అంటారు.

డాబర్‌ నీర్‌ త్రికములు

1. Li, (7), Na (23), K (39),
2. Ca (40), Sr (87.5), Ba (137)
3. Ci (35.5), Br (80), I (127)
4. S (32), SE (78), Te (125)
5. Mn, Fe, CO

– జాన్‌ న్యూలాండ్స్​‍ అనే శాస్త్రవేత్త 1865లో పరమాణు భారాల ఆరోహణా క్రమంలో అమర్చినప్పుడు అవి 7 గ్రూపులుగా ఏర్పడుతాయని కనుగొన్నారు.

-మూలకాలను వాటి పరమాణు భారాల ఆరోహణ క్రమంలో అమర్చినప్పుడు వాటి ధర్మాలు నిర్ణీత వ్యవధిలో పునరావృతమవుతాయి. ఒక మూలకం నుంచి మొదలుపెడితే ప్రతి ఎనిమిదవ మూలకం, మొదటి మూలకం ధర్మాలను పోలి ఉంటాయి. దీన్నే అష్టక నియమం అంటారు.

న్యూలాండ్స్​‍ అష్టక నియమం- లోపాలు

-ఒకే గడిలో రెండు మూలకాలు పొందుపరచడం
ఉదా: కోబాల్ట్, నికెల్‌

-కాల్షియం కంటే ఎక్కువ పరమాణు ద్రవ్యరాశి ఉన్న మూలకాలకు ఇది వర్తించదు.

– ఇది కేవలం 56 మూలకాలకే పరిమితమైంది.

-రసాయన ధర్మాలు (మూలకాలు), సంగీత స్వరాల్లో గల ఆవర్తనం (సరిగమపదనిస)తో పోల్చడం.

మెండలీఫ్‌ ఆవర్తన పట్టిక

– దిమిత్రి మెండలీఫ్‌ రష్యన్‌ శాస్త్రవేత్త.

– ‘మూలకాల భౌతిక, రసాయన ధర్మాలు వాటి పరమాణు భారాల ఆవర్తన ప్రమేయాలు’ అనే సూత్రం ఆధారంగా మెండలీఫ్‌ ఆవర్తన పట్టికను రూపొందించారు.

– దీనిలో 8 నిలువు వరుసలు ఉన్నాయి. వీటిని గ్రూపులు అంటారు. ఒక గ్రూపులోని మూలకాలన్నీ ఒకేరకమైన ధర్మాలను కలిగి ఉంటాయి.

-దీనిలో అడ్డు వరుసలను పీరియడ్లు అంటారు.

-మెండలీఫ్‌ ఆవర్తన పట్టికలో 7 పీరియడ్లు ఉంటాయి.

-భవిష్యత్తులో కనుగొనబోయే మూలకాలకు మెండలీఫ్‌ తాత్కాలిక పేర్లు నిర్ధారించారు.

-ఎకా-బోరాన్‌- స్కాండియం (నిల్సన్‌ కనుగొన్నాడు)

– ఎకా- అల్యూమినియం (డెబోస్టాడ్రన్‌ కనుగొన్నాడు)

– ఎకా- సిలికాన్‌- జర్మేనియం (కెమెన్స్​‍ వింక్లర్‌ కనుగొన్నాడు)

-ఎకా-అల్యూమినియం ద్రవీభవన స్థానం గురించి ‘నేను దాన్ని నా అరచేతిలో పట్టుకుంటే అది కరిగిపోతుంది’ అని చెప్పారు.
– పరమాణు భారం = తుల్యాంక భారం

X సంయోజకత
-ఇండియం, బంగారం వంటి మూలకాలకు పరమాణు భారాలను కచ్చితంగా లెక్కించారు.

-మెండలీఫ్‌ గౌరవార్థం 101వ మూలకానికి ‘మెండలీనియం’అని పేరుపెట్టారు.

మెండలీఫ్‌ ఆవర్తన పట్టిక- పరిమితులు

-అసంగత మూలకాల జతలు.

– సారూప్యత లేని మూలకాలను కలిపి ఉంచడం.

– VIIIA గ్రూప్‌నకు చెందిన క్లోరిన్‌ అలోహం. VIIBకి చెందిన మాంగనీస్ లోహం.

ఆధునిక ఆవర్తన పట్టిక

-దీన్ని మోస్లే అనే బ్రిటిష్‌ శాస్త్రవేత్త రూపొందించారు.

-‘‘ మూలకాల భౌతిక, రసాయన ధర్మాలు వాటి ఎలక్టాన్‌ విన్యాసాలు లేదా పరమాణు సంఖ్యల ఆవర్తన ప్రమేయాలు’’ నియమం ఆధారంగా రూపొందించారు.

-ఒక మూలక పరమాణువులో ఉన్న ప్రోటాన్ల సంఖ్యను పరమాణు సంఖ్య అని అంటారు.

– దీన్నే విస్తృత ఆవర్తన పట్టిక అని కూడా అంటారు.

– దీనిలో 18 గ్రూపులు, 7 పీరియడ్‌లు ఉంటాయి.

-మూలక పరమాణువుల బాహ్య కక్ష్య ఎలక్టాన్‌ విన్యాసం ఒకేలా ఉండే మూలకాన్ని ఒకే గ్రూపులో అమర్చారు.

-ఆవర్తన పట్టికలో 18 గ్రూపులు ఉంటాయి. సంప్రదాయబద్ధంగా వీటిని I నుంచి VIII వరకు రోమన్‌ అంకెలను ఉపయోగించి సూచిస్తారు.

IA గ్రూపు (క్షార లోహాలు) : i, Na, K, Rb, Cr, Fr

IIA గ్రూపు (క్షార మృత్తిక లోహాలు) : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

IIA గ్రూపు (బోరాన్‌ కుటుంబం) : B, Al, Ga, In, Ti

– IVA గ్రూపు (కార్బన్‌ కుటుంబం) : C, Si, Ge, Sn, Pb, Fl,

– VA గ్రూపు (నైట్రోజన్‌ కుటుంబం) : N, P, Ac, Sb, Bi

– VIA గ్రూపు (ఆక్సిజన్‌ లేదా చాల్కోజన్‌ కుటుంబం) : O, S, Se, Te, Po, Li

-VIIA గ్రూపు (హాలోజన్‌ మూలకాలు) : F, Cl, Br, I, At

– VIIIA గ్రూపు (ఉత్కృష్ట వాయువులు) : He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

– ఆవర్తన పట్టికలో 7 పీరియడ్‌లు ఉంటాయి.

-మొదటి పీరియడ్‌ – 2 మూలకాలు- H – He

-రెండో పీరియడ్‌ – 8 మూలకాలు – Li – Ne

-మూడో పీరియడ్‌ – 8 మూలకాలు – Na-Ar

–నాలుగో పీరియడ్‌- 18 మూలకాలు – K – Kr

–ఐదో పీరియడ్‌ – 18 మూలకాలు- Rb- Xe

-ఆరో పీరియడ్‌ – 32 మూలాలు – Cs- Rn

– ఏడో పీరియడ్‌ – అసంపూర్తిగా – Fr-

లోహాలు, అలోహాలు

-బాహ్య కక్ష్యలో మూడు లేదా అంతకంటే తక్కువ ఎలక్టాన్‌లు కలిగిన వాటిని లోహాలుగా పరిగణిస్తారు.

-బాహ్య కక్ష్యలో 5 అంతకంటే ఎక్కువ ఎలక్టాన్‌లు ఉండే వాటిని అలోహాలుగా పరిగణిస్తారు.

-d-బ్లాక్‌ మూలకాలను పరివర్తన మూలకాలు అని, f-బ్లాక్‌ మూలకాలను అంతర వర్తన మూలకాలు అంటారు.

– అలోహ ధర్మాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ అలోహాల మాదిరి పెలుసు స్వభావంతో ఉండే వాటిని అర్ధలోహాలు అంటారు.

ఉదా: బోరాన్‌, సిలికాన్‌, ఆర్సెనిక్‌,జర్మేనియం

-s-బ్లాక్‌ మూలకాలన్నీ లోహాలే.

-p-బ్లాక్‌ మూలకాల్లో లోహాలు, అలోహాలు, అర్ధ లోహాలు ఉన్నాయి.

-Na, K వంటి మూలకాలను మొక్కల బూడిద నుంచి రాబట్టారు. కాబట్టి వీటిని ఆల్కలి మెటల్స్​‍ అంటారు. ఆల్కలి అంటే మొక్కల బూడిద అని అర్థం.

– VIA గ్రూపు మూలకాలను గనుల నుంచి తవ్వి తీసిన లోహాల నుంచి రాబట్టారు. చాల్కోజన్‌లు అంటే ఖనిజ ఉత్పత్తులు అని అర్థం.

-VIIA గ్రూపు మూలకాలను సముద్ర లవణాల నుంచి రాబట్టారు. హాలోస్ అంటే సముద్ర లవణం అని అర్థం.

– 4F మూలకాలను లాంథనైడ్‌లు, 5f మూలకాలను ఆక్టినైడ్‌లు అంటారు. ఆవర్తన పట్టిక అడుగుభాగంలో f-బ్లాక్‌ మూలకాలను చేర్చారు.

గ్రూపులు, పీరియడ్‌లలో మూలకాల థర్మాల ఆవర్తన సరళి

1. సంయోజకత: ఒక మూలకం సంయోగ సామర్థ్యాన్ని సంయోజకత అంటారు. ప్రతి పీరియడ్‌ సంయోజకత ‘1’తో ప్రారంభమై ‘0’తో అంతమవుతుంది.

2. పరమాణు వ్యాసార్థం: పరమాణువులోని కేంద్రకానికి, వేలన్సీ ఆర్బిటాళ్‌కు మధ్య గల దూరాన్ని పరమాణు వ్యాసార్థం లేదా పరమాణు సైజు అని అంటారు. దీన్ని పికోమీటర్‌ (Pm)లలో కొలుస్తారు.

1 పికోమీటర్‌ = 10-12 m

-గ్రూపుల్లో పై నుంచి కిందికి వచ్చేకొద్దీ పరమాణు పరిమాణం పెరుగుతుంది. కారణం పరమాణు సంఖ్య పెరగడమే.
-పీరియడ్‌లలో ఎడమ నుంచి కుడికి పోయిన కొద్దీ పరమాణుసైజు తగ్గుతుంది. కారణం కేంద్రక ఆవేశం పెరగడమే.

 

ప్రాక్టీస్ బిట్స్​‍

1. కింది వాటిలో సరైనది ఏది?

ఎ. పరివర్తన మూలకాలు ఫెరో అయస్కాంత పదార్థాలు
బి. జడ వాయువులన్నీ ద్విపరమాణుక వాయువులు
సి. పరివర్తన మూలకాలు ఉత్తమ విద్యుత్‌, ఉష్ణ వాహకాలు

1) ఎ, బి మాత్రమే 2) ఎ, సి మాత్రమే
3) సి మాత్రమే 4) బి మాత్రమే

2. కింది వాటిలో సరికానిది ఏది?

ఎ. ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికలో 7వ పీరియడ్‌ అతిపొడవైనది
బి. d-బ్లాక్‌లోని అత్యధిక మూలకాలకు చర్యాశీలత తక్కువ
1) బి మాత్రమే 2) ఎ మాత్రమే
3) ఎ, బి 4) ఏదీ కాదు

3. పీరియడ్‌లలో ఎడమ నుంచి కుడికి

ఎ. ధన విద్యుదాత్మకత స్వభావం తగ్గుతుంది
బి. పరమాణు పరిమాణం పెరుగుతుంది
1) ఎ ఒప్పు, బి తప్పు
2) ఎ ఒప్పు, బి ఒప్పు
3) ఎ తప్పు, బి ఒప్పు
4) ఎ తప్పు, బి తప్పు

4. f-బ్లాక్‌కు చెందిన మూలకాల ధర్మాలు కింది వాటిలో వేటి ధర్మాలను పోలి ఉంటాయి?

1) P-బ్లాక్‌ మూలకాలు
2) d-బ్లాక్‌ మూలకాలు
3) s-బ్లాక్‌ మూలకాలు 4) ఏదీ కాదు

5. రుణ విద్యుదాత్మకత అనేది

ఎ. ప్రమాణాలు లేదా రాశి
బి. అణువులోని పరమాణువుల ధర్మం
1) ఎ తప్పు, బి తప్పు
2) ఎ తప్పు, బి ఒప్పు
3) ఎ ఒప్పు, బి ఒప్పు
4) ఎ ఒప్పు, బి తప్పు

6. కింది వాటిలో పరమాణు వ్యాసార్థం కొలవడానికి ఉపయోగించే టెక్నిక్‌ ఏది?

1) X-కిరణ వివర్తనం
2) ఎలక్ట్రాన్‌ వివర్తనం
3) 1, 2
4) యంగ్‌ రెండు చీలికల ప్రయోగం

7. లోహాలతో చర్య జరిపి లవణాలను ఉత్పత్తి చేసే మూలకాలు ఏవి?

1) జడ వాయువులు 2) ఉత్ప్రేరకాలు
3) హాలోజన్‌లు 4) క్షార లోహాలు

8. కింది వాటిలో పాక్షిక లోహం ఏది?

1) గ్రాఫైట్‌ 2) పాదరసం
3) ఇత్తడి 4) ఆర్సెనిక్‌

9. కింది వాటిలో కృత్రిమ మూలకాలను అధికంగా కలిగి ఉన్న సమూహం ఏది?

1) ఆక్టినాయిడ్‌లు
2) లాంథనాయిడ్‌లు
3) జడ వాయువులు
4) క్షార లోహాలు

10. ఎలక్టాన్‌ను కోల్పోయి ధన అయాన్‌గా మారే స్వభావం?

1) ధన విద్యుదాత్మక స్వభావం
2) రుణ విద్యుదాత్మక స్వభావం
3) అయనీకరణం 4) ఏదీ కాదు

11. జడ వాయువులన్నీ

1) ఏక పరమాణుక మూలకాలు
2) ద్వి పరమాణుక మూలకాలు
3) త్రి పరమాణుక మూలకాలు
4) బ పరమాణుక మూలకాలు

12. K, Ca, Na, Cl మూలకాల పరమాణు సైజుల సరైన అమరిక ఏది?

1) K > Ca >Na >Cl
2) K < Ca < Na < Cl
3) Ca > K > Cl > Na
4) Na > Cl > K > Ca

13. కింది వాటిలో ఉత్తమ ఉష్ణ, విద్యుత్‌ వాహకాలు ఏవి?

1) జడ వాయువులు
2) ప్రాతినిధ్య మూలకాలు
3) పరివర్తన మూలకాలు
4) అంతర పరివర్తన మూలకాలు

14. పీరియడ్‌లలో ఎడమ నుంచి కుడికి పోయేకొద్దీ పరమాణు వ్యాసార్ధం?

1) పెరుగుతుంది 2) తగ్గుతుంది
3) క్రమ రహితంగా ఉంటుంది
4) ఏదీ కాదు

15. హీలియం తప్ప మిగిలిన జడ వాయువులన్నింటికీ ఉండే సాధారణ బాహ్య ఎలక్టాన్‌ విన్యాసం?

1) ns2 np6 2) ns1 np3
3) ns1 4) ns2 np4 nd5

16. అత్యంత సమర్థవంతమైన ఆక్సీకరణులు

1) హాలోజన్లు 2) జడ వాయువులు
3) లోహాలు 4) ఏదీకాదు

సమాధానాలు

1. 3 2. 1 3. 1 4. 2 5. 3 6. 3 7. 3 8. 4 9. 1 10. 1 11. 1 12. 1 13. 3 14. 2 15. 1 16. 1

పీ ఢిల్లీ బాబు
ఏకేఆర్‌ స్టడీ సర్కిల్‌
వికారాబాద్‌