రసాయన శాస్త్రం
ఆవర్తన పట్టిక
- 1869లో, డిమిట్రి మెండలీవ్ అనే రష్యన్ శాస్త్రవేత్త అన్ని తెలిసిన మూలకాల చార్ట్ను సృష్టించారు. దాన్ని ఆవర్తన పట్టిక అని పిలిచారు.
- ఆ సమయంలో, కేవలం 59 మూలకాలు మాత్రమే తెలిసి ఉండేవి. కానీ మెండలీవ్ ఇంకా కనుగొనబడని మరిన్ని మూలకాలు ఉండాలని భావించారు.
- ఆ 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 “ఎకాసీసియం,” దీన్ని ఇప్పుడు ఫ్రాన్సియం అని పిలుస్తారు.
ట్రాన్స్యురేనిక్ మూలకాలు
- ఈనాడు, 118 తెలిసిన మూలకాలు ఉన్నాయి.
- వీటిలో 92 మూలకాలు ప్రకృతిలో లభిస్తాయి.
- వీటిలో 26 మూలకాలు మానవ నిర్మితాలు.
- మానవ నిర్మిత మూలకాలను ట్రాన్స్యురేనిక్ మూలకాలు (కృత్రిమ మూలకాలు) అంటారు.
- నెప్ట్యూనియం (మూలకం 93) కనుగొనబడిన మొదటి ట్రాన్స్యురేనిక్ మూలకం. దీన్ని 1940లో ఎడ్విన్ మెక్మిలన్ మరియు ఫిలిప్ హెచ్.అబెల్సన్ కనుగొన్నారు. 1961లో ఆల్బర్ట్ ఘియోర్సో నేతృత్వంలోని శాస్త్రవేత్తల బృందం, గ్లెన్ టి. సీబోర్గ్ మరియు లారెన్స్ బెర్కిలీ జాతీయ ప్రయోగశాలలోని ఇతరులు లారెన్సియం (Lr)ను కనుగొన్న తర్వాత, శాస్త్రవేత్తలు మరిన్ని కొత్త మూలకాలను కనుగొన్నారు. వాటిలో కొన్ని ఇవి:
- రదర్ఫోర్డియం (Rf) పరమాణు సంఖ్య 104.
- డార్మ్ష్టాటియం (Ds) పరమాణు సంఖ్య 110.
- డబ్నియం (Db) పరమాణు సంఖ్య 105.
- రోంట్జెనియం (Rg) పరమాణు సంఖ్య 111.
- సీబోర్జియం (Sg) పరమాణు సంఖ్య 106.
- కోపెర్నిసియం (Cr) పరమాణు సంఖ్య 112.
- బోరియం (Bh) పరమాణు సంఖ్య 107.
- ఫ్లెరోవియం (Fl) పరమాణు సంఖ్య 114.
- హాసియం (Hs) పరమాణు సంఖ్య 108.
- లివర్మోరియం (Lv) పరమాణు సంఖ్య 116.
- మెయిట్నెరియం (Mt) పరమాణు సంఖ్య 109.
శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నామని భావించే మరో నాలుగు మూలకాలు ఉన్నాయి, కానీ వాటిని ఖచ్చితంగా తెలుసుకోవడానికి మరిన్ని పరీక్షలు చేయాలి. ఈ మూలకాలను ఉనుంట్రియం (మూలకం 113), ఉనుంపెంటియం (మూలకం 115), ఉనున్సెప్టియం (మూలకం 117), మరియు ఉనునోక్టియం (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 (ఉనున్సెప్టియం), మరియు 118 (ఉనునోక్టియం)కి పేర్లను ఆమోదించారు, కానీ చివరి రెండింటికి శాశ్వత పేర్లను ఇంకా నిర్ణయించలేదు.
- ఉనునోక్టియం కేవలం 0.89 మిల్లీసెకన్ల చాలా తక్కువ అర్ధజీవిత కాలాన్ని కలిగి ఉంది.
మూలకాలు రెండు ప్రధాన సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి: లోహాలు మరియు అలోహాలు
- లోహాలు సీసం, బంగారం మరియు పాదరసం వంటి మూలకాలు.
- అలోహాలు క్లోరిన్, బ్రోమిన్ మరియు కార్బన్ వంటి మూలకాలు.
- బోరాన్, సిలికాన్, జెర్మేనియం మరియు యాంటిమనీ వంటి కొన్ని మూలకాలు, లోహాలు మరియు అలోహాలు రెండింటిలాగా పనిచేయగలవు. ఈ మూలకాలను మెటలాయిడ్లు అంటారు.
- లోహాలు కానీ అలోహాలు కానీ కాకుండా ఉండే మూలకాలు కూడా ఉన్నాయి. ఈ మూలకాలను నోబుల్ వాయువులు అంటారు. హీలియం, ఆర్గాన్, నియాన్, క్రిప్టాన్, రేడాన్ మరియు జెనాన్ వాతావరణంలో లభించే నోబుల్ వాయువులు.
లోహాలు
- మూలకాలను రెండు సమూహాలుగా విభజించవచ్చు: లోహాలు మరియు అలోహాలు. చాలా మూలకాలు (సుమారు 80%) లోహాలు.
- లోహాలు గట్టిగా, మెరిసేవి మరియు సులభంగా సాగదీయబడతాయి లేదా వివిధ ఆకారాల్లో కొట్టబడతాయి. అవి వేడి మరియు విద్యుత్ను కూడా బాగా వహిస్తాయి. పాదరసం మరియు గాలియం మినహా అన్ని లోహాలు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘనపదార్థాలు, ఇవి ద్రవాలు. లోహాలు అధిక ద్రవీభవన మరియు బాష్పీభవన స్థానాలను కలిగి ఉంటాయి.
అలోహ పదార్థాలు ఏమిటి
వేడి లేదా విద్యుత్ను ఉత్పత్తి చేయని మరియు నిర్మాణపరంగా పెళుసుగా ఉండే సహజ పదార్థాలను అలోహాలు అంటారు.
లోహాల రసాయన లక్షణాలు
- లోహాలు ఇతర పదార్థాలతో ప్రతిచర్య చెందినప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయే ప్రవృత్తి కలిగి ఉంటాయి. అవి ఆమ్లాలతో ప్రతిచర్య చెందినప్పుడు, 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 ప్రతిచర్యాత్మకమైనవి.
- అన్ని లోహాలు ప్రతిచర్యాత్మకమైనవి, అంటే అవి ఆక్సిజన్ (గాలిలో), హైడ్రోజన్, హాలోజన్లు, సల్ఫర్, నీరు మరియు ఆమ్లాలు వంటి సాధారణ పదార్థాలతో ప్రతిచర్య చెందగలవు. అయితే, అవి ప్రతిచర్య చెందే మేర మారుతుంది.
లోహాలు మరియు వాటి ప్రతిచర్యలు
ప్రతి లోహం దాని పరిసరాలకు భిన్నంగా ప్రతిచర్య చూపుతుంది.
స్వేచ్ఛా లోహాలు
సాధారణ పరిస్థితుల్లో బంగారం, ప్లాటినం మరియు వెండి మాత్రమే గాలి మరియు నీటి ద్వారా ప్రభావితం కావు. ఈ లోహాలను స్వేచ్ఛా లోహాలు అంటారు.
ఖనిజాలు మరియు ధాతువులు
లోహాల వివిధ సంయోగ పదార్థాలు, ఖనిజాలు అని పిలువబడతాయి, ప్రకృతిలో కనిపిస్తాయి. ఈ ఖనిజాలను త్రవ్వవచ్చు.
లోహాన్ని ఆర్థికపరంగా సంగ్రహించగల ఖనిజాన్ని ధాతువు అంటారు.
లోహశాస్త్రం
వాటి ధాతువుల నుండి లోహాలను సంగ్రహించే ప్రక్రియను లోహశాస్త్రం అంటారు. లోహశాస్త్రం అనేక దశలను కలిగి ఉంటుంది:
కాల్సినేషన్: సాంద్రీకరించిన ధాతువు గాలి లేకుండా వేడి చేయబడుతుంది.
రోస్టింగ్: ధాతువు అదనపు గాలిలో వేడి చేయబడుతుంది.
స్మెల్టింగ్: వేయించిన ధాతువు 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%కి తగ్గించబడుతుంది.
ఉక్కు యొక్క ఉష్ణ చికిత్స
క్వెంచింగ్: ఉక్కు ప్రకాశవంతమైన ఎరుపు వరకు వేడి చేయబడి, ఆపై నీటిలో లేదా నూనెలో హఠాత్తుగా చల్లబడితే, అది అసాధారణంగా గట్టిగా మరియు పెళుసుగా మారుతుంది.
టెంపరింగ్: నియంత్రిత వేడి మరియు చల్లదనం ద్వారా, క్వెంచ్ చేయబడిన ఉక్కు యొక్క గట్టితనం మరియు పెళుసుదనం తగ్గించబడుతుంది, దాన్ని బలంగా మరియు మరింత మన్నికైనదిగా చేస్తుంది.
ఆనీలింగ్:
- క్వెంచ్ చేయబడిన ఉక్కును 250-325 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయడం ద్వారా దాని గట్టితనాన్ని ప్రభావితం చేయకుండా దాని పెళుసుదనాన్ని తొలగించవచ్చు.
- ఈ ప్రక్రియను ఆనీలింగ్ అంటారు, మరియు ఇది ఉక్కును ఎరుపు వేడి కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి ఆపై చల్లబరచడం, దాన్ని మృదువుగా చేస్తుంది.
ఇనుము తుప్పు పట్టడం:
- చాలా లోహాలు సంయోగ రూపంలో ప్రకృతిలో కనిపిస్తాయి మరియు వాటి ధాతువుల నుండి సంగ్రహించబడాలి.
- ఈ లోహాలు గాలికి గురైనప్పుడు, అవి తుప్పు పట్టడం అనే ప్రక్రియ ద్వారా తమ అసలు రూపానికి తిరిగి వెళ్లే ప్రవృత్తిని కలిగి ఉంటాయి.
- ఇనుము విషయంలో, ఈ ప్రక్రియ తుప్పు పట్టడం అని పిలువబడుతుంది.
- తుప్పు పట్టడం జలయుత ఫెర్రిక్ ఆక్సైడ్ ఏర్పడటాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మరియు ఇది సంభవించడానికి నీరు మరియు ఆక్సిజన్ రెండూ అవసరం. నీరు లేదా విద్యుద్విశ్లేష్యం లేకుండా, తుప్పు పట్టడం జరగదు.
- తుప్పు పట్టడం సమయంలో, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ మూలకాలు ఇనుముకు జోడించబడతాయి, దాని ద్రవ్యరాశి పెరగడానికి కారణమవుతాయి.
- ఇనుము ఉపరితలంపై లోహాలు లేదా అలోహాలతో పూత పూయడం ద్వారా లేదా ఇతర లోహాలతో మిశ్రమ లోహంగా మార్చడం ద్వారా తుప్పు పట్టడం నిరోధించబడుతుంది.
విద్యుద్ద్రావణ పూత మరియు వేడి ముంచడం
విద్యుద్ద్రావణ పూత అనేది ఒక ప్రక్రియ, ఇందులో ఒక లోహ పూత విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించి ఉపరితలంపై వర్తించబడుతుంది. నికెల్ మరియు క్రోమియం సాధారణంగా విద్యుద్ద్రావణ పూత కోసం ఉపయోగించబడతాయి.
వేడి ముంచడం అనేది ఒక ప్రక్రియ, ఇందులో ఒక లోహ పూతను కరిగిన లోహ స్నానంలో ముంచడం ద్వారా ఉపరితలంపై వర్తించబడుతుంది. జింక్ వేడి ముంచడం ఉపయోగించి ఇనుముపై వర్తించబడినప్పుడు, దాన్ని గాల్వనైజింగ్ అంటారు.
అలోహాలు
అలోహాలు అనయాన్లు అని పిలువబడే ప్రతికూల అయాన్లను ఏర్పరచడానికి ఎలక్ట్రాన్లను పొందే ప్రవృత్తి కలిగిన మూలకాలు. అవి సాధారణంగా పొడులు లేదా వాయువులుగా కనిపిస్తాయి, బ్రోమిన్ మినహాయింపు, ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవం.
అలోహాలు మెరిసేవి కావు మరియు వేడి లేదా విద్యుత్ను బాగా వహించవు. 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 లోహాలు లేదా అలోహాల మిశ్రమాలు. అవి తయారు చేయబడిన వ్యక్తిగత మూలకాల కంటే తరచుగా ఎక్కువ ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి. ఇక్కడ కొన్ని ముఖ్యమైన మిశ్రమ లోహాలు ఉన్నాయి:
అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలు
- AA-8000: బిల్డింగ్ వైర్ ఎలక్ట్రికల్ కండక్టర్లు, ప్యాకేజింగ్, ఆటోమోటివ్ ఇండస్ట్రీ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది
- Al-Li (అల్యూమినియం-లిథియం): ఏరోస్పేస్ అప్లికేషన్లు, రవాణా, మిలిటరీలో ఉపయోగించబడుతుంది
- Al-Cu (అల్యూమినియం-కాపర్): ఎలక్ట్రికల్ వైరింగ్ మరియు కుక్వేర్, ఆటోమోటివ్, మెరైన్లో ఉపయోగించబడుతుంది
లిథియం మిశ్రమ లోహాలు
- లిథియం-సోడియం మిశ్రమ లోహం (లిథియం, సోడియం) బ్యాటరీలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
- లిథియం-పాదరసం మిశ్రమ లోహం (లిథియం, పాదరసం) బ్యాటరీలు మరియు పరిశోధన అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
అల్నికో మిశ్రమ లోహాలు
- అల్నికో (అల్యూమినియం, నికెల్, కాపర్) శాశ్వత అయస్కాంతాలు, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, మైక్రోఫోన్లు, సెన్సార్లు, స్పీకర్లు, హియరింగ్ ఎయిడ్స్లో ఉపయోగించబడుతుంది.
డ్యూరల్యూమిన్ మిశ్రమ లోహాలు
- డ్యూరల్యూమిన్ (కాపర్, అల్యూమినియం) తేలికపాటి స్పోర్ట్స్ ఎక్విప్మెంట్ తయారీలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఉదాహరణకు బైసికల్ ఫ్రేమ్లు మరియు ఇతర గేర్, మిలిటరీ, ఆటోమోటివ్, ఏరోస్పేస్
మ్యాగ్నాలియం మిశ్రమ లోహాలు
- మ్యాగ్నాలియం (అల్యూమినియం, 5% మెగ్నీషియం) ఏరోస్పేస్, ఆటోమోటివ్, స్పోర్టింగ్ గూడ్స్, ఎలక్ట్రానిక్స్ కోసం భాగాలలో ఉపయోగించబడుతుంది
మ్యాగ్నాక్స్ మిశ్రమ లోహాలు
- మ్యాగ్నాక్స్ (మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్, అల్యూమినియం) న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లు, హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్లు, ఏరోస్పేస్లో ఉపయోగించబడుతుంది.
నాంబే మిశ్రమ లోహాలు
- నాంబే (అల్యూమినియం ప్లస్ ఏడు ఇతర నిర్దిష్టపరచని లోహాలు) గృహ వస్తువులు, కళ మరియు అలంకరణలలో ఉపయోగించబడుతుంది,
సిలుమిన్ మిశ్రమ లోహాలు
- సిలుమిన్ (అల్యూమినియం, సిలికాన్) ఏరోస్పేస్, ఆటోమోటివ్లో ఉపయోగించబడుతుంది.
జామక్ మిశ్రమ లోహాలు
- జామక్ (జింక్, అల్యూమినియం, మెగ్నీషియం, కాపర్) ఆటోమోటివ్, జ్యువెలరీ మరియు అలంకార వస్తువులు, పారిశ్రామిక అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది
అల్యూమినియం కాంప్లెక్స్ మిశ్రమ లోహాలు
- అల్యూమినియం మెగ్నీషియం, మాంగనీస్ మరియు ప్లాటినంతో ఇతర సంక్లిష్ట మిశ్రమ లోహాలను ఏర్పరుస్తుంది, నిర్మాణాలు, మెరైన్, ఏరోస్పేస్, మిలిటరీలో ఉపయోగించబడుతుంది.
బిస్మత్ మిశ్రమ లోహాలు
- వుడ్స్ మెటల్ (బిస్మత్, లెడ్, టిన్, కాడ్మియం)
- రోజ్ మెటల్ (బిస్మత్, లెడ్, టిన్)
- ఫీల్డ్స్ మెటల్
- 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)
- బిల్లియన్ (కాపర్, సిల్వర్)
- ఇత్తడి (కాపర్, జింక్)
- కాలామైన్ ఇత్తడి (కాపర్, జింక్)
- చైనీస్ సిల్వర్ (కాపర్, జింక్)
- డచ్ మెటల్ (కాపర్, జింక్)
- గిల్డింగ్ మెటల్ (కాపర్, జింక్)
- మంట్జ్ మెటల్ (కాపర్, జింక్)
- పించ్బెక్ (కాపర్, జింక్)
- ప్రిన్సెస్ మెటల్ (కాపర్, జింక్)
ఏరోస్పేస్, ఆటోమోటివ్, పారిశ్రామిక, నిర్మాణాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
1. ఇత్తడి (కాపర్ మరియు జింక్)
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)
7. ఫ్లోరెంటైన్ కంచు (కాపర్, అల్యూమినియం, లేదా టిన్)
8. గ్లూసిడ్యూర్ (బెరిలియం, కాపర్, మరియు ఇనుము)
9. గ్వానిన్ (బహుశా కాపర్, మాంగనీస్తో ఇనుము సల్ఫైడ్లు మరియు ఇతర సల్ఫైడ్లతో కూడిన మాంగనీస్ కంచు)
10. గన్మెటల్ (కాపర్, టిన్, మరియు జింక్)
**11. ఫాస్ఫర్ కంచు (కాపర్, ట