మూలకాల వర్గీకరణ.. ప్రతిపాదనలు

 రసాయనశాస్త్రం

 ఇప్పటి వరకు మనకు 110 మూలకాల గురించి తెలుసు. ఈ మూలకాల ధర్మాలు, అవి ఇతర మూలకాలతో కలిసి ఏర్పరిచే సమ్మేళనాలు సంబంధిత అంశాలను తెలుసుకోవాలంటే మాత్రం ప్రతి మూలకం గురించి క్షుణ్నంగా అధ్యయనం చేయాలి. ఇది దాదాపు అసాధ్యం. కానీ ఒక సులువైన పద్ధతి ద్వారా దీన్ని సాధించవచ్చు. అది ఈ మూలకాలను కొన్ని సమూహాలుగా వర్గీకరించి అధ్యయనం చేయడం. కానీ ఈ వర్గీకరణకు ప్రాతిపదిక ఏమిటి? ఎలా వర్గీకరించాలి? వర్గీకరించిన వాటిని ఎక్కడ, ఎలా అమర్చాలి? భవిష్యత్తులో కొత్తగా ఆవిష్కరించే మూలకాలకు స్థానం ఎక్కడ కల్పించాలి వంటి అంశాలను వివరించేది మూలకాల వర్గీకరణ. మూలకాల వర్గీకరణకు సంబంధించిన పరిణామ క్రమాన్ని పరిశీలిస్తే...

 

 డాబరీనర్ వర్గీకరణ:

 1829వ సంవత్సరంలో జోహన్ వోల్ఫ్‌గాంగ్ డాబరీనర్ అనే జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త ఒకే రకమైన రసాయన ధర్మాలు కలిగి ఉన్న మూడేసి మూలకాల సమూహాలను గుర్తించాడు. వాటిని ‘త్రికము’ అని పేర్కొన్నారు.

 ప్రతి త్రికములో మధ్య మూలక పరమాణు భారం, మిగిలిన రెండు మూలకాల పరమాణు భారాల సరాసరికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది.

 

 న్యూలాండ్‌‌స అష్టక నియమం:

 1865వ సంవత్సరంలో జాన్ న్యూలాండ్‌‌స అనే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త అష్టక నియమాన్ని ప్రతిపాదించారు. ఈ నియమం ప్రకారం మూలకాలను వాటి పరమాణు భారాల ఆరోహణ క్రమంలో అమర్చితే వాటి ధర్మాలు నిర్ణీత వ్యవధుల్లో పునరావృతం అవుతాయి. ఒక మూలకం నుంచి మొదలు పెడితే ప్రతి ఎనిమిదో మూలకం ధర్మాలు మొదటి మూలక ధర్మాలను పోలి ఉంటాయి.

 

 మెండలీవ్ ఆవర్తన పట్టిక:

 దిమిత్రి ఇవనోవిచ్ మెండలీవ్ అనే రష్యన్ శాస్త్రవేత్త అప్పటి వరకు తెలిసిన మూలకాలను వాటి పరమాణు ద్రవ్యరాశుల ఆరోహణ క్రమంలో అమర్చి ఒక చార్టు రూపంలో తయారు చేశారు.

 

 ఆవర్తన నియమం:

 మూలకాల భౌతిక రసాయన ధర్మాలు వాటి పరమాణు భారాల ఆవర్తన ప్రమేయాలు.

 

 ముఖ్యాంశాలు:

 ఎ.గ్రూపులు, ఉపగ్రూపులు (నిలువు వరుసలు)

 మెండలీవ్ ఆవర్తన పట్టికలో 8 గ్రూపులు ఉన్నాయి

  (I to VIII). ఒక గ్రూపులోని మూలకాలన్నీ ఒకే రకమైన ధర్మాలను కలిగి ఉంటాయి.

 

 బి.పీరియడ్లు

 అడ్డు వరుసలను పీరియడ్లు అంటారు. ఇవి ఏడు. ఒకే పీరియడ్‌లో ఉన్న మూలకాలన్నింటిలో ఒకే రకమైన ధర్మాలు పునరావృతం అవుతుంటాయి.

 సి.కొత్త మూలకాలు

 భవిష్యత్తులో కనుక్కునే మూలకాలు, వాటి ధర్మాలను ముందే ఊహించి ఆ మేరకు నిర్దిష్ట ఖాళీలను విడిచి పెట్టారు.

 4.ఆధునిక ఆవర్తన పట్టిక

 హెచ్.జె. మోస్లే అనే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త 1913వ సంవత్సరంలో పరమాణు సంఖ్యల ఆధారంగా మూలకాలను వర్గీకరించారు.

 

 మోస్లే ఆవర్తన నియమం:

 ‘మూలకాల భౌతిక రసాయన ధర్మాలు వాటి పరమాణు సంఖ్యల ఆవర్తన ప్రమేయాలు’.

 

 ముఖ్యాంశాలు

 నవీన ఆవర్తన పట్టికలో మొత్తం ఏడు పీరియడ్లు (అడ్డు వరుసలు), 18 గ్రూపులు(నిలువు వరుసలు) ఉన్నాయి.

 ప్రతి మూలక పరమాణువులో ఎన్ని ప్రధాన కక్ష్యలు ఉంటాయో.. ఆ సంఖ్య ఆ మూలకం ఏ పీరియడ్‌కు చెందిందనే విషయాన్ని తెలియజేస్తుంది. దీని ప్రకారం..ఒకటో పీరియడ్‌లో 2, రెండో పీరియడ్‌లో 8, మూడో పీరియడ్‌లో 8, నాలుగు, ఐదో పీరియడ్‌లలో 18 చొప్పున, ఆరో పీరియడ్‌లో 32 మూలకాలు ఉన్నాయి. ఏడో పీరియడ్ అసంపూర్తిగా నిండి ఉంటుంది.’4జ’ మూలకాలను ‘లాంథనైడ్’లు అని, ’5జ’ మూలకాలను ‘ఆక్టినైడ్‌లు’ అని అంటారు. వీటిని ఆవర్తన పట్టికకు అడుగు భాగాన అమర్చారు.

 

 ఆధునిక ఆవర్తన పట్టిక వర్గీకరణ

 1.     పాతినిధ్య మూలకాలు

     ఎ) బ్లాక్ మూలకాలు

     ns1ns2 ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం గల మూలకాలను బ్లాక్ మూలకాలు అంటారు. ఇవి గ్రూప్ 1, 2కు చెందినవి

     బి) ్క ృ బ్లాక్ మూలకాలు

     ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ట2ఞ1 నుంచి ట2ఞ5 వరకు గల మూలకాలను ్క ృ బ్లాక్ మూలకాలు అంటారు.

 

     13 నుంచి 17వ గ్రూపు వరకు గల మూలకాలు ఈ బ్లాక్‌కు చెందుతాయి.

 2.    జడవాయువులు

     18వ గ్రుపునకు చెందిన He, Ne, Ar, kr, Xn, Rn వంటి వాటిని జడవాయువులు అంటారు.

 

  వీటి సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns4np6

 3. బ్లాక్ మూలకాలు (పరివర్తన మూలకాలు)

 3 నుంచి 12వ గ్రూపు వరకు గల మూలకాలను

 పీరియడ్, గ్రూపుల్లో

 మూలకాల ధర్మాల ఆవర్తన సరళి

 

 1.పరమాణు వ్యాసార్థం

 వేలన్సీ ఆర్బిటాల్, కేంద్రకాల మధ్య దూరాన్ని పరమాణు పరిమాణం లేదా ‘పరమాణు వ్యాసార్థం’ అంటారు.గ్రూపులో పై నుంచి కిందికి పోయే కొద్దీ ప్రతిసారి ఒక కొత్త కక్ష్య చేరడం వల్ల పరమాణు వ్యాసార్థం పెరుగుతుంది. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికి పోయే కొద్దీ పరమాణు వ్యాసార్థం తగ్గుతుంది.

 

 2.అయనీకరణ శక్మం

 వాయుస్థితిలో ఉన్న పరమాణు బాహ్య ఆర్బిటాల్ నుంచి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను తీసివేసేందుకు కావాల్సిన కనీస శక్తిని అయనీకరణ శక్తి లేదా అయనీకరణ శక్మం అంటారు.గ్రూపులో అయనీకరణ శక్మం పై నుంచి కిందికి వచ్చే కొద్దీ తగ్గుతుంది. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికి పోయే కొద్దీ పెరుగుతుంది.అయనీకరణ శక్మం కేంద్రక ఆవేశం, స్క్రీనింగ్ ఫలితం, ఆర్బిటాళ్లు చొచ్చుకొనిపోయే సామర్థ్యం, స్థిరమైన ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం, పరమాణు వ్యాసార్థం వంటి అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

 

 3.ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ

 ఒక మూలక పరమాణు వాయు స్థితిలో ఒంటరిగా, తటస్థంగా ఉన్నప్పుడు అది ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను గ్రహిస్తే విడుదలయ్యే శక్తిని ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ అంటారు.గ్రూపులో పై నుంచి కిందికి ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ విలువలు తగ్గుతాయి. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికి ఈ విలువ  క్రమంగా పెరుగుతుంది.

 

 4.రుణ విద్యుదాత్మకత

 ఒక మూలక పరమాణు వేరే మూలక పరమాణుతో బంధంలో ఉన్నప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లను తనవైపు ఆకర్షించే ప్రవృత్తిని ఆ మూలక రుణ విద్యుదాత్మకత అంటారు. దీన్ని పౌలింగ్ రుణ విద్యుదాత్మకత కొలమానం ద్వారా లెక్కిస్తారు.గ్రూపులో పై నుంచి కిందికి పోయే కొద్దీ మూలకాల రుణ విద్యుదాత్మకత విలువలు క్రమంగా తగ్గుతాయి. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికి పోయేకొద్దీ రుణ విద్యుదాత్మకతల విలువలు క్రమంగా పెరుగుతాయి.

 

 5.లోహ, అలోహ ధర్మాలు

 గ్రూపులో పై నుంచి కిందికి పోయే కొద్దీ లోహ స్వభావం క్రమంగా పెరుగుతూ, అలోహ స్వభావం తగ్గుతుంది.

 పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికిపోయే కొద్దీ లోహ స్వభావం తగ్గుతూ అలోహ స్వభావం పెరుగుతుంది.

 

 6.ఆక్సీకరణ, క్షయకరణ ధర్మాలు

 ఒక సమ్మేళనానికి ఆక్సిజన్‌ను కలపడం లేదా హైడ్రోజన్‌ను తొలగించటాన్ని ఆక్సీకరణం అని అంటారు. అదేవిధంగా ఒక సమ్మేళనానికి హైడ్రోజన్ కలపడం లేదా ఆక్సిజన్‌ను తొలగించటాన్ని క్షయకరణం అని వ్యవహరిస్తారు.

 గ్రూపులో పై నుంచి కిందికిపోయే కొద్దీ క్షయకరణ స్వభావం పెరుగుతుంది. ఆక్సీకరణం తగ్గుతుంది.

 పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడివైపునకు పోయే కొద్దీ క్షయకరణ స్వభావం తగ్గుతుంది, ఆక్సీకరణం పెరుగుతుంది.

 

 మాదిరి ప్రశ్నలు

  1.    మూలకాలను మొట్టమొదటిగా వర్గీకరించింది?

     1) మోస్లే        2) మెండలీవ్

     3) డాబరీనర్    4) న్యూలాండ్‌‌స

 

 2.    ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికకు ఆధారం?

     1) పరమాణు భారం

     2) పరమాణు ద్రవ్యరాశి

     3) ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం

     4) పరమాణు రసాయన ధర్మాలు

 

 3.    వీటిలో అధిక చర్యాశీలత కలిగిన లోహం?

     1) లిథియం        2) సోడియం

     3) పొటాషియం    4) రాబిడియం

 

 4.    నుంచి ఖ వరకు గల మూలకాలను ఏమంటారు?

     1) లోహాలు        2) అలోహాలు

     3) ప్రాతినిధ్య మూలకాలు

     4) జడవాయువులు

 

 5.    పై నుంచి కిందకి పోయే కొద్దీ పరమాణు వ్యాసార్థం పెరుగుతుంది. కారణం?

     1) కొత్త కక్ష్యలు చేరడం

     2) వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య పెరగడం

     3) పరమాణు సంఖ్య పెరగడం

     4) కారణం లేదు

 

 6.    అంతర పరివర్తన మూలకాలు అంటే?

     1)  – బ్లాక్ మూలకాలు

     2) P – బ్లాక్ మూలకాలు

     3) d ృ బ్లాక్ మూలకాలు

     4) f – బ్లాక్ మూలకాలు

 

 7.    4వ పీరియడ్‌లోని ఛీ బ్లాక్ మూలకాల సంఖ్య?

     1) 2    2) 6    3) 10    4) 14

 

 8.    101వ మూలకం పేరు?

     1) గాలియం    2) మెండలీవియం

     3) ఫ్రాన్షియం

     4) నియోడై నిమియం

 

 9.    డాబరీనర్ త్రికము?

     1)  Ca, Sr, Ba    -2) K, Ca, Sc

     3) Li, Be, B    -4) Ti, Pb, Bi

 

 10.    చాల్కోజన్ కుటుంబంలోని మూలకం?

     1) N    -2) Kr-    -3) Li-    -4) Se

 

 11.    నవీన ఆవర్తన పట్టికలో మూడో పీరియడ్‌లో ఉన్న మూలకాల సంఖ్య?

     1) 2    2) 8    3) 18    4) 32

 

 12.    ఆవర్తన పట్టికలోని ఏ గ్రూపునకు జడ వాయువులు చెందుతాయి?

     1) 2    2) 8    3) 18    4) 32

 

 13.    ఒక గ్రూపులో పై నుంచి కిందికిపోయే కొద్దీ అయనీకరణ శక్మం?

     1) తగ్గుతుంది    2) పెరుగుతుంది

     3) స్థిరమైన మార్పు లేదు    4) చెప్పలేం

 

 14.    నవీన ఆవర్తన పట్టికలో అసంబద్ధంగా అమర్చిన మూలకం?

     1) Li-    -2) He    3) H    -4) Na

 

 15.    అత్యధిక లోహ స్వభావం ఉన్న మూలకం?

     1) K    -2) Co    -3) Ni-    -4) Ge

 

 సమాధానాలు

     1) 3;    2) 3;    3) 2;    4) 4;

     5) 1;    6) 4;    7) 3;    8) 2;

     9) 1;    10) 4;    11) 2;    12) 3;

     13) 1;    14) 3;    15) 1