రసాయన శాస్త్రం
ఆవర్తన పట్టిక:
- 1869లో, డిమిట్రి మెండలీవ్ అనే రష్యన్ శాస్త్రవేత్త తెలిసిన అన్ని మూలకాల చార్ట్ను సృష్టించారు. దాన్ని ఆవర్తన పట్టిక అని పిలిచారు.
- ఆ సమయంలో, కేవలం 59 మూలకాలు మాత్రమే తెలిసి ఉండేవి. కానీ మెండలీవ్కి ఇంకా కనుగొనబడని మరిన్ని మూలకాలు ఉండాలని అనిపించింది.
- ఈ కనుగొనబడని మూలకాల కోసం తన పట్టికలో 33 ఖాళీ స్థలాలను వదిలిపెట్టారు.
- మెండలీవ్ ఈ కనుగొనబడని మూలకాలకు “ఎకాసిలికాన్,” “ఎకాఅల్యూమినియం,” మరియు “ఎకాబోరాన్” వంటి పేర్లు ఇచ్చారు. ఈ పేర్లు “సిలికాన్ లాంటిది,” “అల్యూమినియం లాంటిది,” మరియు “బోరాన్ లాంటిది” అని అర్థం.
- 1939 నాటికి, మెండలీవ్ యొక్క అన్ని ఖాళీ స్థలాలు నిండిపోయాయి. చివరగా కనుగొనబడిన మూలకం “ఎకాలిథియం,” దీన్ని ఇప్పుడు ఫ్రాన్సియం అని పిలుస్తారు.
ట్రాన్స్యురేనిక్ మూలకాలు:
- ఈనాడు, 118 తెలిసిన మూలకాలు ఉన్నాయి.
- ఈ మూలకాలలో 92 ప్రకృతిలో లభిస్తాయి.
- ఈ మూలకాలలో 26 మానవ నిర్మితాలు.
- మానవ నిర్మిత మూలకాలను ట్రాన్స్యురేనిక్ మూలకాలు అంటారు.
- నెప్ట్యూనియం (మూలకం 93) కనుగొనబడిన మొదటి ట్రాన్స్యురేనిక్ మూలకం. ఇది 1940లో కనుగొనబడింది. 1961లో లారెన్సియం (Lr) కనుగొనబడిన తర్వాత, శాస్త్రవేత్తలు మరిన్ని కొత్త మూలకాలను కనుగొన్నారు. వాటిలో కొన్ని ఇక్కడ ఉన్నాయి:
- రదర్ఫోర్డియం (Rf) పరమాణు సంఖ్య 104.
- డార్మ్ష్టాడ్టియం (Ds) పరమాణు సంఖ్య 110.
- డబ్నియం (Db) పరమాణు సంఖ్య 105.
- రోంట్జేనియం (Rg) పరమాణు సంఖ్య 111.
- సీబోర్జియం (Sg) పరమాణు సంఖ్య 106.
- కోపర్నిసియం (Cn) పరమాణు సంఖ్య 112.
- బోరియం (Bh) పరమాణు సంఖ్య 107.
- ఫ్లెరోవియం (Fl) పరమాణు సంఖ్య 114.
- హాసియం (Hs) పరమాణు సంఖ్య 108.
- లివర్మోరియం (Lv) పరమాణు సంఖ్య 115.
- మెయిట్నేరియం (Mt) పరమాణు సంఖ్య 109.
శాస్త్రవేత్తలు నిర్ధారించిన నాలుగు మూలకాలు ఉన్నాయి, కానీ వారు ఖచ్చితంగా తెలుసుకోవడానికి మరిన్ని పరీక్షలు చేయాలి. ఈ మూలకాలను యునంట్రియం (మూలకం 113), యునంపెంటియం (మూలకం 115), యునంసెప్టియం (మూలకం 117), మరియు యుననోక్టియం (మూలకం 118) అంటారు.
2003లో, రష్యన్ శాస్త్రవేత్తలు వారు మూలకం 115ని కనుగొన్నామని చెప్పారు, కానీ ఇతర శాస్త్రవేత్తలు వారిని నమ్మలేదు. వారు నిజంగా ఆ మూలకాన్ని కనుగొన్నారని నిరూపించడానికి రష్యన్ శాస్త్రవేత్తలు మరిన్ని పరీక్షలు చేయాలని కోరారు. హెల్మ్హోల్ట్జ్ సెంటర్ మరిన్ని పరీక్షలు చేసింది, మరియు ఇప్పుడు ఇతర శాస్త్రవేత్తలు వారి పనిని సమీక్షిస్తున్నారు.
ది ఇంటర్నేషనల్ యూనియన్ ఆఫ్ ప్యూర్ అండ్ అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ (IUPAC) మరియు ది ఇంటర్నేషనల్ యూనియన్ ఆఫ్ ప్యూర్ అండ్ అప్లైడ్ ఫిజిక్స్ (IUPAP) ఆవర్తన పట్టికకు కొత్త మూలకాన్ని జోడించడంపై పని చేస్తున్నాయి.
- వారు ఇప్పటికే మూలకాలు 116 (లివర్మోరియం), 117 (యునంసెప్టియం), మరియు 118 (యుననోక్టియం) పేర్లను ఆమోదించారు, కానీ చివరి రెండింటికి శాశ్వత పేర్లను ఇంకా నిర్ణయించలేదు.
- యుననోక్టియం కేవలం 0.89 మిల్లీసెకన్ల చాలా చిన్న అర్ధజీవిత కాలాన్ని కలిగి ఉంది.
మూలకాలు రెండు ప్రధాన సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి: లోహాలు మరియు అలోహాలు.
- లోహాలు సీసం, బంగారం మరియు పాదరసం వంటి మూలకాలు.
- అలోహాలు క్లోరిన్, బ్రోమిన్ మరియు సల్ఫర్ వంటి మూలకాలు.
- బోరాన్, సిలికాన్, జెర్మేనియం మరియు ఆంటిమనీ వంటి కొన్ని మూలకాలు, లోహాలు మరియు అలోహాలు రెండింటిలాగా పనిచేస్తాయి. ఈ మూలకాలను మెటలాయిడ్లు అంటారు.
- లోహాలు కానీ అలోహాలు కానీ కాకుండా ఉండే మూలకాలు కూడా ఉన్నాయి. ఈ మూలకాలను నోబుల్ వాయువులు అంటారు. హీలియం, ఆర్గాన్, నియాన్, క్రిప్టాన్, రేడాన్ మరియు జీనాన్ వాతావరణంలో లభించే నోబుల్ వాయువులు.
లోహాలు
- మూలకాలను రెండు సమూహాలుగా విభజించవచ్చు: లోహాలు మరియు అలోహాలు. చాలా మూలకాలు (సుమారు 80%) లోహాలు.
- లోహాలు గట్టిగా, మెరిసేవి మరియు సులభంగా వివిధ ఆకారాలుగా సాగదీయబడతాయి లేదా సుత్తితో కొట్టబడతాయి. అవి వేడి మరియు విద్యుత్తును కూడా బాగా నిర్వహిస్తాయి. పాదరసం మరియు గాలియం మినహా అన్ని లోహాలు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘనపదార్థాలు, ఇవి ద్రవాలు. లోహాలు అధిక ద్రవీభవన మరియు బాష్పీభవన స్థానాలను కలిగి ఉంటాయి.
లోహాల రసాయన లక్షణాలు
- లోహాలు ఇతర పదార్థాలతో చర్య జరిపినప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయే ప్రవృత్తి కలిగి ఉంటాయి. అవి ఆమ్లాలతో చర్య జరిపినప్పుడు, సాధారణంగా ఆమ్లంలోని హైడ్రోజన్ను భర్తీ చేస్తాయి. అయితే, రాగి, వెండి మరియు బంగారం ఈ నియమానికి మినహాయింపులు.
- లోహ క్లోరైడ్లు నిజమైన లవణాలు, మరియు లోహ ఆక్సైడ్లు సాధారణంగా క్షార స్వభావం కలిగి ఉంటాయి. లోహ హైడ్రైడ్లు అయానిక్, అస్థిరమైనవి మరియు చర్యాశీలమైనవి.
- అన్ని లోహాలు చర్యాశీలమైనవి, అంటే అవి ఆక్సిజన్ (గాలిలో), హైడ్రోజన్, హాలోజన్లు, సల్ఫర్, నీరు మరియు ఆమ్లాలు వంటి సాధారణ పదార్థాలతో చర్య జరుపుతాయి. అయితే, అవి చర్య జరిపే మేర మారుతుంది.
లోహాలు మరియు వాటి చర్యలు
ప్రతి లోహం దాని పరిసరాలకు భిన్నంగా స్పందిస్తుంది.
స్వేచ్ఛా లోహాలు
సాధారణ పరిస్థితుల్లో బంగారం, ప్లాటినం మరియు వెండి మాత్రమే గాలి మరియు నీటి ద్వారా ప్రభావితం కావు. ఈ లోహాలను స్వేచ్ఛా లోహాలు అంటారు.
ఖనిజాలు మరియు ఖనిజాంశాలు
లోహాల వివిధ సమ్మేళనాలు, ఖనిజాలు అని పిలువబడతాయి, ప్రకృతిలో కనిపిస్తాయి. ఈ ఖనిజాలు తవ్వబడతాయి.
లోహాన్ని ఆర్థికంగా సంగ్రహించగల ఖనిజాన్ని ఖనిజాంశం అంటారు.
లోహశాస్త్రం
వాటి ఖనిజాంశాల నుండి లోహాలను సంగ్రహించే ప్రక్రియను లోహశాస్త్రం అంటారు. లోహశాస్త్రం అనేక దశలను కలిగి ఉంటుంది:
కాల్సినేషన్: సాంద్రీకరించిన ఖనిజాంశం గాలి లేకుండా వేడి చేయబడుతుంది.
రోస్టింగ్: ఖనిజాంశం అధిక గాలిలో వేడి చేయబడుతుంది.
స్మెల్టింగ్: వేయించిన ఖనిజాంశం కోక్తో కలిపి ఒక కొలిమిలో వేడి చేయబడుతుంది, తద్వారా స్వేచ్ఛా లోహం లభిస్తుంది.
ఉక్కు మరియు ఇనుము
ఉక్కు ఇనుము యొక్క ఒక రూపం. ఇనుము నుండి ఉక్కును తయారు చేయడానికి, కార్బన్ పరిమాణం 5% నుండి 0.5-1.5% కు తగ్గించబడుతుంది.
ఉక్కు యొక్క ఉష్ణ చికిత్స
క్వెంచింగ్: ఉక్కును ప్రకాశవంతమైన ఎరుపు వరకు వేడి చేసి, ఆపై నీటిలో లేదా నూనెలో హఠాత్తుగా చల్లబరిస్తే, అది అసాధారణంగా గట్టిగా మరియు పెళుసుగా మారుతుంది.
టెంపరింగ్: నియంత్రిత వేడి మరియు చల్లదనం ద్వారా, క్వెంచ్ చేసిన ఉక్కు యొక్క గట్టితనం మరియు పెళుసుతనం తగ్గించబడుతుంది, దాన్ని బలంగా మరియు మరింత మన్నికగా చేస్తుంది.
ఆనీలింగ్:
- క్వెంచ్ చేసిన ఉక్కును 250-325 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయడం ద్వారా దాని పెళుసుతనాన్ని దాని గట్టితనాన్ని ప్రభావితం చేయకుండా తొలగించవచ్చు.
- ఈ ప్రక్రియను ఆనీలింగ్ అంటారు, మరియు ఇది ఉక్కును ఎరుపు వేడి కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి, ఆపై చల్లబరచడం, దాన్ని మృదువుగా చేస్తుంది.
ఇనుము తుప్పు పట్టడం:
- చాలా లోహాలు ప్రకృతిలో సంయోగ రూపంలో కనిపిస్తాయి మరియు వాటి ఖనిజాంశాల నుండి సంగ్రహించబడాలి.
- ఈ లోహాలు గాలికి గురైనప్పుడు, అవి తుప్పు పట్టే ప్రవృత్తి కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటి అసలు రూపానికి తిరిగి రావు.
- ఇనుము విషయంలో, ఈ ప్రక్రియ తుప్పు పట్టడం అని పిలువబడుతుంది.
- తుప్పు పట్టడం జలయుత ఫెర్రిక్ ఆక్సైడ్ ఏర్పడటాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మరియు ఇది జరగడానికి నీరు మరియు ఆక్సిజన్ రెండూ అవసరం. నీరు లేదా విద్యుద్విశ్లేష్యం లేకుండా, తుప్పు పట్టడం జరగదు.
- తుప్పు పట్టడం సమయంలో, ఆక్సిజన్ పరమాణువులు ఇనుముకు జోడించబడతాయి, ఇనుము ఆక్సైడ్ను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది దాని ద్రవ్యరాశి పెరగడానికి కారణమవుతుంది.
- ఇనుము ఉపరితలాన్ని అలోహాలతో పూత పూయడం ద్వారా లేదా ఇతర లోహాలతో మిశ్రమ లోహం తయారు చేయడం ద్వారా తుప్పు పట్టడం నిరోధించబడుతుంది.
విద్యుద్ద్రావణ పూత మరియు వేడి ముంచడం
విద్యుద్ద్రావణ పూత అనేది ఒక ప్రక్రియ, ఇందులో ఒక లోహ పూతను విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించి ఉపరితలంపై వర్తింపజేస్తారు. నికెల్ మరియు క్రోమియం సాధారణంగా విద్యుద్ద్రావణ పూత కోసం ఉపయోగించబడతాయి.
వేడి ముంచడం అనేది ఒక ప్రక్రియ, ఇందులో ఒక లోహ పూతను కరిగిన లోహ స్నానంలో ముంచడం ద్వారా ఉపరితలంపై వర్తింపజేస్తారు. జింక్ను వేడి ముంచడం ఉపయోగించి ఇనుముపై వర్తించినప్పుడు, దాన్ని గాల్వనైజింగ్ అంటారు.
అలోహాలు
అలోహాలు ఎలక్ట్రాన్లను పొంది ఆనయాన్లు అని పిలువబడే ప్రతికూల అయాన్లను ఏర్పరచే మూలకాలు. అవి సాధారణంగా పొడులు లేదా వాయువులుగా కనిపిస్తాయి, బ్రోమిన్ మినహాయింపు, ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవం.
అలోహాలు మెరిసేవి కావు మరియు వేడి లేదా విద్యుత్తును బాగా నిర్వహించవు. అవి లోహాల వలె షీట్లుగా చదును చేయబడవు లేదా తీగలుగా సాగదీయబడవు. అవి లోహాల కంటే తక్కువ ద్రవీభవన స్థానాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి.
మిశ్రమ లోహాలు
మిశ్రమ లోహాలు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ లోహాల మిశ్రమాలు. అవి తయారు చేయబడిన వ్యక్తిగత మూలకాల కంటే తరచుగా మరింత ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి. ఇక్కడ కొన్ని ముఖ్యమైన మిశ్రమ లోహాలు ఉన్నాయి:
అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలు
- AA-8000: భవన వైరింగ్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది
- Al-Li (అల్యూమినియం-లిథియం): ఏరోస్పేస్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది
- Al-Cu (అల్యూమినియం-కాపర్): విమాన నిర్మాణాలు మరియు హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది
లిథియం మిశ్రమ లోహాలు
- లిథియం-సోడియం మిశ్రమ లోహం (లిథియం, సోడియం)
- లిథియం-పాదరసం మిశ్రమ లోహం (లిథియం, పాదరసం)
అల్నికో మిశ్రమ లోహాలు
- అల్నికో (అల్యూమినియం, నికెల్, కాపర్)
డ్యురాల్యూమిన్ మిశ్రమ లోహాలు
డ్యురాల్యూమిన్ (అల్యూమినియం, కాపర్)
మ్యాగ్నాలియం మిశ్రమ లోహాలు
- మ్యాగ్నాలియం (అల్యూమినియం, 5% మెగ్నీషియం)
మ్యాగ్నాక్స్ మిశ్రమ లోహాలు
మ్యాగ్నాక్స్ (మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్, అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహం)
నాంబే మిశ్రమ లోహాలు
- నాంబే (అల్యూమినియం ప్లస్ ఏడు ఇతర నిర్దిష్టం చేయని లోహాలు)
సిల్యూమిన్ మిశ్రమ లోహాలు
- సిల్యూమిన్ (అల్యూమినియం, సిలికాన్)
జామక్ మిశ్రమ లోహాలు
- జామక్ (జింక్, అల్యూమినియం, మెగ్నీషియం, కాపర్)
అల్యూమినియం కాంప్లెక్స్ మిశ్రమ లోహాలు
అల్యూమినియం మెగ్నీషియం, మాంగనీస్ మరియు కాపర్తో ఇతర సంక్లిష్ట మిశ్రమ లోహాలను ఏర్పరుస్తుంది.
బిస్మత్ మిశ్రమ లోహాలు
- వుడ్స్ మెటల్ (బిస్మత్, సీసం, టిన్, కాడ్మియం)
- రోజ్ మెటల్ (బిస్మత్, సీసం, టిన్)
- ఫీల్డ్స్ మీల్
- సెర్రోబెండ్
కోబాల్ట్ మిశ్రమ లోహాలు
- స్టెల్లైట్ (కోబాల్ట్, క్రోమియం, టంగ్స్టన్ లేదా మాలిబ్డినం, కార్బన్)
- టాలోనైట్ (కోబాల్ట్, క్రోమియం)
- అల్టిమెట్ (కోబాల్ట్, క్రోమియం, నికెల్, మాలిబ్డినం, ఇనుము, టంగ్స్టన్)
కాపర్ మిశ్రమ లోహాలు
- బెరిలియం కాపర్ (కాపర్, బెరిలియం)
- బిల్లోన్ (కాపర్, వెండి)
- పిత్తడి (కాపర్, జింక్)
కాలామైన్ (కాపర్, జింక్)
చైనీస్ సిల్వర్ (కాపర్, జింక్ మిశ్రమ లోహం)
- డచ్ మెటల్ (కాపర్, జింక్) గిల్డింగ్ మెటల్ (కాపర్, టిన్)
- మంట్జ్ మెటల్ (కాపర్, జింక్) ప్యూటర్ (కాపర్, జింక్) ప్రిన్సెస్ మెటల్ (కాపర్, టిన్)
పిత్తడి (కాపర్ మరియు జింక్ మిశ్రమ లోహం)
2. కంచు (కాపర్ మరియు టిన్)
3. టోంబాక్ (కాపర్ మరియు జింక్)
4. అల్యూమినియం కంచు (కాపర్ మరియు అల్యూమినియం)
5. ఆర్సెనికల్ కంచు (కాపర్ మరియు ఆర్సెనిక్)
6. బెల్ మెటల్ (కాపర్ మరియు టిన్)
- ఫ్లోరెంటైన్ కంచు (కాపర్, జింక్, లేదా టిన్)
8. గ్లూసిడ్యూర్ (బెరిలియం, కాపర్ మరియు ఇనుము)
9. గ్వానిన్ (కాపర్, మాంగనీస్తో మాంగనీస్ కంచు, ఇనుము సల్ఫైడ్లు మరియు ఇతర సల్ఫైడ్లతో కూడి ఉండవచ్చు)
10. గన్మెటల్ (కాపర్, టిన్ మరియు జింక్)
11. ఫాస్ఫర్ కంచు (కాపర్, టిన్ మరియు ఫాస్ఫరస్)
12. ఓర్మోలు (గిల్ట్ కంచు) (కాపర్ మరియు జింక్)
13. స్పెక్యులమ్ మెటల్ (కాపర్ మరియు టిన్)
కాన్స్టాంటన్ (కాపర్ మరియు నికెల్ మిశ్రమ లోహం)
15. కాపర్-టంగ్స్టన్ (కాపర్ మరియు టంగ్స్టన్)
16. కోరింథియన్ కంచు (కాపర్, బంగారం మరియు వెండి)
క్యునిఫ్ (కాపర్, నికెల్ మరియు ఇనుము)
18. క్యుప్రోనికెల్ (కాపర్ మరియు నికెల్)
19. సింబల్ మిశ్రమ లోహాలు (బెల్ మెటల్) (కాపర్ మరియు టిన్)
20. డెవార్డా యొక్క మిశ్రమ లోహం (కాపర్, అల్యూమినియం మరియు జింక్)
21. ఎలక్ట్రమ్ (కాపర్, బంగారం మరియు వెండి)
22. హెపాటిజాన్ (కాపర్, బంగారం మరియు వెండి)
23. హ్యూస్లర్ మిశ్రమ లోహం (కాపర్, మాంగనీస్ మరియు టిన్)
24. మాంగనిన్ (కాపర్, మాంగనీస్ మరియు నికెల్)
25. నికెల్ సిల్వర్ (కాపర్ మరియు నికెల్)
26. నార్డిక్ గోల్డ్ (కాపర్ మరియు అల్యూమినియం)
గాలియం మిశ్రమ లోహాలు
- గాలిన్స్టాన్ (గాలియం, ఇండియం, టిన్)
గోల్డ్ మిశ్రమ లోహాలు
- ఎలక్ట్రమ్ (గోల్డ్, సిల్వర్, కాపర్)
- రోజ్ గోల్డ్ (గోల్డ్, కాపర్)
- వైట్ గోల్డ్ (గోల్డ్, నికెల్, పల్లాడియం, లేదా ప్లాటినం)
ఇండియం మిశ్రమ లోహాలు
- ఫీల్డ్స్ మెటల్ (ఇండియం, టిన్)
ఐరన్ లేదా ఫెర్రస్ మిశ్రమ లోహాలు
- స్టీల్ (కార్బన్)
- ఐరన్ (Fe)
- ఫెర్నికో (నికెల్, కోబాల్ట్)
- ఎలిన్వర్ (నికెల్, క్రోమియం)
- ఇన్వార్ (ఇనుము)
- కోవార్ (కోవార్ మిశ్రమ లోహం)
- స్పీగెలీసెన్ (మాంగనీస్, కార్బన్, సిలికాన్)
- ఫెర్రోల్లాయ్
ఫెర్రో మిశ్రమ లోహాలు:
- ఫెర్రోబోరాన్ (ఇనుము మరియు బోరాన్)
- ఫెర్రోక్రోమ్ (ఇనుము మరియు క్రోమియం)
- ఫెర్రోమెగ్నీషియం (ఇనుము మరియు మెగ్నీషియం)
- ఫెర్రోమ