• facebook
  • whatsapp
  • telegram

మూలకాల వర్గీకరణం  

  సజాతి పరమాణువుల కలయిక వల్ల ఏర్పడిన పదార్థాన్ని మూలకం అంటారు. మూలకం (Element) అనే పదాన్ని మొదట నిర్దేశించిన శాస్త్రవేత్త రాబర్ట్ బాయిల్. ఒకే రకమైన ధర్మాలున్న మూలకాలను ఒకేచోట చేర్చడాన్ని వర్గీకరణం అంటారు. దీని వల్ల వాటి ధర్మాలను తేలిగ్గా అధ్యయనం చేయవచ్చు.
* నేడు మనకు అందుబాటులో ఉన్న ఆవర్తన పట్టికలోని 109 మూలకాలను స్థూలంగా లోహాలు, అలోహాలు, అర్ధలోహాలు, వాయుమూలకాలు, జడవాయువులు, రేడియోధార్మిక మూలకాలుగా అధ్యయనం చేయవచ్చు.
* సంకేతం: మూలకం నామాన్ని తెలియజేసే సంక్షిప్త రూపాన్ని సంకేతం అంటారు. సంకేతాలను మొదట ప్రవేశపెట్టిన శాస్త్రవేత్త బెర్జీలియస్.
a) కొన్ని మూలకాలకు వాటి ఇంగ్లిష్ నామాల మొదటి అక్షరాన్ని సంకేతంగా నిర్ణయించారు.
     ఉదా: హైడ్రోజన్ H, బోరాన్ B, కార్బన్ C, నైట్రోజన్ N, ఆక్సిజన్ O, ఫ్లోరిన్ F.
b) కొన్ని మూలకాలకు వాటి ఇంగ్లిష్ నామాల మొదటి రెండు అక్షరాలను సంకేతాలుగా పేర్కొన్నారు.
     ఉదా: హీలియం He, లిథియం Li, బెరీలియం Be, నియాన్ Ne, కాల్షియం Ca, అల్యూమినియం Al.
c) కొన్ని మూలకాలకు వాటి లాటిన్ నామాల్లోని అక్షరాలను సంకేతాలుగా నిర్ణయించారు.

d) కొన్ని మూలకాలకు గ్రహాల పేర్లలోని అక్షరాలను సంకేతాలుగా నిర్ణయించారు.
                
e) కొన్ని మూలకాలకు వాటిని కనుక్కున్న ప్రదేశాల పేర్లలోని అక్షరాలను సంకేతాలుగా నిర్ణయించారు.
                  

f) కొన్ని మూలకాలకు శాస్త్రవేత్తల పేర్లలోని అక్షరాలను సంకేతాలుగా నిర్ణయించారు.

మూలకాలు - వర్గీకరణ: మూలకాలను మొదట వర్గీక రించిన శాస్త్రవేత్త డోబరైనర్. ఆయన మూలకాలను త్రికాలుగా వర్గీకరించి త్రిక సిద్ధాంతం ప్రతిపాదించాడు. ఈ త్రికాలలో మధ్య మూలకం పరమాణు భారం మిగిలిన రెండు మూలకాల పరమాణు భారాల సగటుకు సమానం. డోబరైనర్ త్రికాలలో ముఖ్యమైనవి 1) Li, Na, K
2) Cl, Br, I 3) S, Se, Te 4) Fe, Co, Ni. అన్ని మూలకాలను త్రికాలుగా వర్గీకరించడం ఆయనకు సాధ్యం  కాలేదు.

 న్యూలాండ్స్ వర్గీకరణం: మూలకాలను అష్టకాలుగా వర్గీకరించి అష్టక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించింది జాన్ న్యూలాండ్స్. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం మూలకాలను వాటి పరమాణు భారాలు పెరిగే క్రమంలో అమర్చినప్పుడు, ప్రతి 8వ మూలకం ధర్మాల్లో దాని 1వ మూలకంతో పోలి ఉంటుంది.
ఉదా:  

 ఈ వర్గీకరణం పరమాణు భారం 40 (Ca) తర్వాత ఉన్న భారయుతమైన మూలకాలకు వర్తించలేదు.
మెండలీఫ్ వర్గీకరణం: మూలకాలను వాటి పరమాణు భారాల ఆధారంగా మెండలీఫ్ వర్గీకరించాడు. మెండలీఫ్ ఆవర్తన నియమం ప్రకారం మూలకాల భౌతిక రసాయనిక ధర్మాలు వాటి పరమాణు భారాల ఆవర్తన ప్రమేయాలు. మెండలీఫ్ కాలం నాటికి మనకు తెలిసిన మూలకాల సంఖ్య 63. ఆయన మొదట మూలకాలను గ్రూపులు, పీరియడ్లుగా వర్గీకరించాడు. మెండలీఫ్ ఆవర్తన పట్టికలో 7 పీరియడ్లు, 8 గ్రూపులు ఉన్నాయి. I నుంచి VII వరకు గ్రూపులకు A, B అనే ఉప గ్రూపులుగా వర్గీకరించాడు. ఈ ఉపగ్రూపుల్లోని మూలకాల ధర్మాల్లో ఎక్కువ పోలికలున్నాయి. VIII గ్రూపులో పరివర్తన త్రికాలు అమరి ఉన్నాయి. మెండలీఫ్ పట్టికలో కొన్ని కనుక్కోవలసిన మూలకాలకు ఖాళీలను వదిలారు. ఆ మూలకాలను తర్వాత కాలంలో కనుక్కున్నారు.

 గ్రూపులు:  ఆవర్తన పట్టికలో నిలువుగా ఉండే గడులను గ్రూపులు లేదా కుటుంబాలు అంటారు. ఈ పట్టికలో 18 నిలువు గడులను 16 గ్రూపులుగా వర్గీకరించారు. VIII గ్రూపులో పరివర్తన త్రికాలు ఉంటాయి. ఈ గ్రూపు మూడు నిలువు గడులతో ఉంటుంది. ఒక గ్రూపులోని మూలకాలన్నీ ఒకే బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల ఒక్కో గ్రూపు మూలకాలన్నీ ఒకే ధర్మాలను ప్రదర్శిస్తాయి. దీన్ని బట్టి మనం ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికకు మూలప్రాతిపదిక మూలకాల ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం అని భావించవచ్చు. ఒక గ్రూపులోని మూలకాలన్నీ ఒకే బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కలిగి ఉండటంతో ఒకే ధర్మాలను కలిగి ఉంటాయని శాస్త్రవేత్తలు తేల్చి చెప్పారు.
                I A గ్రూపులో లిథియం (Li), సోడియం (Na), పొటాషియం (K), రుబీడియం (Rb), సీజియం (Cs), ఫ్రాన్షియం (Fr) మూలకాలున్నాయి. వీటి బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns1.
                II A గ్రూపులో బెరీలియం (Be), మెగ్నీషియం (Mg), కాల్షియం (Ca), స్ట్రాన్షియం (Sr), బేరియం (Ba), రేడియం (Ra) మూలకాలున్నాయి. వీటి బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns2. 
                III A గ్రూపులో బోరాన్ (B) అల్యూమినియం (Al), గాలియం (Ga), ఇండియం (In), థాలియం (Tl) మూలకాలున్నాయి. వీటి బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns2np1. 
                IV A గ్రూపులో కార్బన్ (C), సిలికాన్ (Si), జర్మేనియం (Ge), టిన్ (Sn), లెడ్ (Pb) మూలకాలున్నాయి. వీటి బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns2np

2) పాత్రినిధ్య మూలకాలు: వీటిలో చివరి కక్ష్యలో ఎలక్ట్రాన్లు అసంపూర్ణంగా నిండి ఉంటాయి. వీటి సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns1 నుంచి ns2np5 వరకు ఉంటుంది. ఈ మూలకాల్లో లోహాలు, అలోహాలు, అర్ధ లోహాలు అమరి ఉంటాయి.
3) పరివర్తన మూలకాలు: వీటిలో చివరి రెండు కక్ష్యల్లో ఎలక్ట్రాన్లు అసంపూర్ణంగా నిండి ఉంటాయి. వీటి సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం (n-1)d1-10 ns1-2 ఈ మూలకాలు ముఖ్యంగా లోహాలు. ఇవి ఆవర్తన పట్టికలో మధ్య భాగంలో అమరి ఉంటాయి.
4) అంతర పరివర్తన మూలకాలు: వీటిలో చివరి 3 కక్ష్యల్లో ఎలక్ట్రాన్లు అసంపూర్ణంగా నిండి ఉంటాయి. వీటి సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం (n-2) f1-14(n-1)d -1 ns2 ఇవి ఆవర్తనపట్టిక అడుగుభాగంలో అమరి ఉంటాయి. వీటిలో లాంధనైడ్లు, ఆక్టినైడ్లు ఉంటాయి.
లాంథనైడ్లు: లాంథనం తర్వాత ఉండే సీరియం (Ce-58) నుంచి లుటీషియం (Lu-71) వరకు ఉన్న 14 మూలకాలు ధర్మాల్లో లాంథనంను పోలి ఉంటాయి. అందుకే ఈ మూలకాలను లాంథనైడ్లు అని పిలుస్తారు. వీటికి విరళ మృత్తికలు అనే పేరు కూడా ఉంది.
ఆక్టినైడ్లు: ఆక్టీనియం తర్వాత ఉండే థోరియం (Th-90) నుంచి లారెన్షియం (Lr-103) వరకు ఉన్న 14 మూలకాలను ఆక్టినైడ్లు అంటారు. వీటిలో అధికభాగం రేడియోధార్మికతను ప్రదర్శిస్తాయి. యురేనియం తర్వాత ఉండే మూలకాలను ట్రాన్స్‌యురేనిక్ మూలకాలు అంటారు. ఈ మూలకాలు ప్రకృతిలో లభించవు. ఇవన్నీ రేడియోధార్మికతతో ఉంటాయి.


* మానవుడు మొదట తయారు చేసిన కృత్రిమ లోహం టెక్నీషియం. దాని తర్వాత తయారు చేసిన కృత్రిమ లోహం ప్రోమీథియం.
 

మూలకాలను నాలుగు బ్లాక్‌లుగా విభజించారు. అవి:
1. s - బ్లాక్‌ మూలకాలు 
2. p - బ్లాక్‌ మూలకాలు 
3. d - బ్లాక్‌ మూలకాలు 
4. f - బ్లాక్‌ మూలకాలు

s - బ్లాక్‌ మూలకాలు: s - బ్లాక్‌ మూలకాల్లో భేదపరిచే ఎలక్ట్రాన్, అంటే చిట్టచివర ప్రవేశించే ఎలక్ట్రాన్‌ s - ఆర్బిటాల్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది.
* గ్రూప్‌ - 1, గ్రూప్‌ - 2 మూలకాలు s - బ్లాక్‌ మూలకాలు.
* గ్రూప్‌ - 1 మూలకాల సాధారణ ఎలక్ట్రాన్‌ విన్యాసం: ns1. గ్రూప్‌ - 2 మూలకాల బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌ విన్యాసం: ns2.
* గ్రూప్‌ - 1 మూలకాలను క్షారలోహాలు అంటారు. ఇవి నీటితో చర్యజరిపి బలమైన క్షారస్వభావం ఉన్న హైడ్రాక్సైడ్లను ఏర్పరుస్తాయి. కాబట్టి వీటికి ఆ పేరు వచ్చింది.
* గ్రూప్‌ - 2 మూలకాలను క్షారమృత్తిక లోహాలు అంటారు. ఇవి క్షార ధర్మాలు కలిగిన ఆక్సైడ్‌లు, హైడ్రాక్సైడ్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. 
* క్షారలోహాలు బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయి +1 ఆక్సీకరణ స్థితిని, క్షారమృత్తిక లోహాలు రెండు బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోయి +2 ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తాయి.
* అధిక చర్యాశీలతను కలిగి ఉండటం వల్ల ఇవి ఎప్పుడూ ప్రకృతిలో సహజస్థితిలో లభించవు.


p - బ్లాక్‌ మూలకాలు: భేదపరిచే ఎలక్ట్రాన్‌ p - ఆర్బిటాల్‌లోకి ప్రవేశించే మూలకాలను p - బ్లాక్‌ మూలకాలు అంటారు.
* 13వ గ్రూప్‌ నుంచి 18వ గ్రూప్‌ వరకు p - బ్లాక్‌ మూలకాలు ఉంటాయి.
* p - బ్లాక్‌ మూలకాల బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌ విన్యాసం: ns2np1 నుంచి ns2npవరకు.
* అలోహాలు, అర్ధలోహాలు ఆవర్తన పట్టికలోని p - బ్లాక్‌లో మాత్రమే ఉంటాయి.
* ఈ మూలకాల్లో ప్రతి గ్రూప్‌లో కిందికివెళ్లే కొద్దీ మూలకాల అలోహ స్వభావం తగ్గుతుంది. ప్రతి గ్రూప్‌లోని భారతర మూలకానికి ఎక్కువ లోహ స్వభావం ఉంటుంది.

 

d - బ్లాక్‌ మూలకాలు: d - బ్లాక్‌ మూలకాల్లో భేదపరిచే ఎలక్ట్రాన్‌ d - ఆర్బిటాల్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది. వీటిని పరివర్తన మూలకాలు అని కూడా అంటారు.
* d - బ్లాక్‌ మూలకాలన్నీ లోహాలే.  ఇవి లోహద్యుతిని ప్రదర్శిస్తాయి. 
* వీటికి సాంద్రత, ద్రవీభవన, బాష్పీభవన స్థానాలు అధికంగా ఉంటాయి. ఇవి ఉత్తమ ఉష్ణ, విద్యుత్‌ వాహకాలు.
* d - బ్లాక్‌ మూలకాల రసాయన చర్యాశీలత s - బ్లాక్‌ లోహాల కంటే తక్కువ.


పరివర్తన మూలకాల అభిలాక్షణిక ధర్మాలు:
* ఇవి చాలా వరకు రంగు ఉన్న సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి.
* విభిన్న ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శిస్తాయి.
* ఇవి ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి.
* సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి.
* వివిధ అయస్కాంత ధర్మాలను ప్రదర్శిస్తాయి.


f - బ్లాక్‌ మూలకాలు: f - బ్లాక్‌ మూలకాల్లో భేదపరిచే ఎలక్ట్రాన్‌ f - ఆర్బిటాల్‌లోకి చేరుతుంది. వీటిని అంతర పరివర్తన మూలకాలు అని కూడా అంటారు.
* విస్తృత ఆవర్తన పట్టికలో లాంథనమ్‌ అనే మూలకం తర్వాత విడిగా అమర్చిన సీరియం నుంచి లుటేషియం వరకు ఉన్న 14 మూలకాలను లాంథనైడ్‌లు అంటారు.
* ఆవర్తన పట్టికలో ఆక్టీనియం తర్వాత విడిగా రెండో అడ్డువరుసలో అమర్చిన థోరియం నుంచి లారెన్షియం వరకు ఉన్న 14 మూలకాలను ఆక్టినైడ్‌లు అంటారు.
* f - బ్లాక్‌ మూలకాలన్నీ లోహాలే.
* f - బ్లాక్‌ మూలకాలు ప్రధానమైన ఆక్సీకరణ స్థితి: +3
* ఈ మూలకాలను ఆవర్తన పట్టిక రెండు శ్రేణుల్లో కిందిభాగంలో విడిగా ఉంచారు.
* లాంథనైడ్, ఆక్టినైడ్‌ మూలకాల ధర్మాల్లో సారూప్యత ఉంటుంది.
* లాంథనైడ్, ఆక్టినైడ్‌ మూలకాల మధ్య పరస్పర సాన్నిహిత్యం ఉంటుంది. దీని ఫలితంగా మిశ్రమం నుంచి వాటిని వేరుచేయడం కష్టమవుతుంది.


పరమాణు వ్యాసార్ధం
* గ్రూప్‌లో పై నుంచి కిందికి పరమాణు వ్యాసార్ధం క్రమంగా పెరుగుతుంది. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికి మూలకాల పరమాణు వ్యాసార్ధం తగ్గుతుంది.
* పరమాణు వ్యాసార్ధాన్ని ఆంగ్‌స్ట్రామ్‌ (A°) ప్రమాణాల్లో కొలుస్తారు.
* ఒకే సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగిఉన్న పరమాణువులు, అయాన్‌లను సమ ఎలక్ట్రానిక్‌ జాతులు అంటారు.
ఉదా: O-2, F-, Na+, Mg+2 (అన్నింటిలో ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య 10)
* సమ ఎలక్ట్రానిక్‌ జాతులకు భిన్న కేంద్రక ఆవేశాలుంటాయి. దీని వల్ల వాటి వ్యాసార్ధాలు భిన్నంగా ఉంటాయి.
* అధిక ధనావేశం ఉన్న అయాన్‌ వ్యాసార్ధం తక్కువగా ఉంటుంది.
* అధిక రుణావేశం ఉన్న అయాన్‌ వ్యాసార్ధం అధికంగా ఉంటుంది.


అయనీకరణ శక్తి (లేదా) అయనీకరణ ఎంథాల్పీ
వాయుస్థితిలో ఉన్న ఒంటరి తటస్థ పరమాణువు బాహ్య ఆర్బిటాల్‌ నుంచి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను తీసివేయడానికి కావాల్సిన కనీసశక్తిని అయనీకరణ శక్తి అంటారు.
* పూర్తిగా ఎలక్ట్రాన్‌లతో నిండిన కక్ష్యలు, స్థిర ఎలక్ట్రాన్‌ విన్యాసం కలిగిన ఉత్కృష్ట వాయువులకు అధిక అయనీకరణ ఎంథాల్పీ విలువలు ఉంటాయి.
* క్షారలోహాలకు తక్కువ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ విలువలు ఉంటాయి. కాబట్టి వాటికి చర్యాశీలత అధికంగా ఉంటుంది.
* గ్రూప్‌లో సాధారణంగా అయనీకరణశక్తి పై నుంచి కిందికి తగ్గుతుంది. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికి అయనీకరణ ఎంథాల్పీ పెరుగుతుంది.

 

ఎలక్ట్రాన్‌ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ (Electron affinity
వాయుస్థితిలో ఉన్న ఒంటరి తటస్థ పరమాణువు ఎలక్ట్రాన్‌ను గ్రహించి రుణాత్మక అయాన్‌గా మారుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో జరిగే ఎంథాల్పీ (శక్తి)లోని మార్పును ఎలక్ట్రాన్‌ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ అంటారు.
* గ్రూప్‌లో పై నుంచి కిందికి ఎలక్ట్రాన్‌ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ తక్కువ రుణాత్మకంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే గ్రూప్‌లో పరమాణు పరిమాణం పెరగడం వల్ల పరమాణువుకు ఎలక్ట్రాన్‌ను కలపడం కష్టం.
* పీరియడ్‌లో ఎలక్ట్రాన్‌ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ అధిక రుణాత్మకంగా ఉంటుంది. పీరియడ్‌లో ప్రభావిత కేంద్రక ఆవేశం పెరగడం వల్ల చిన్న పరమాణువుకు ఎలక్ట్రాన్‌ను కలపడం సులభం.


రుణవిద్యుదాత్మకత
* రసాయన సమ్మేళనంలోని పరమాణువు సమష్టిగా పంచుకున్న ఎలక్ట్రాన్‌ జంటను తన వైపు ఆకర్షించుకునే ప్రవృత్తిని రుణవిద్యుదాత్మకత అంటారు.
* మూలకాల రుణవిద్యుదాత్మకతను పౌలింగ్‌ స్కేల్, ముల్లికన్‌ - జాఫే స్కేల్‌ మొదలైన సంఖ్యాత్మక మాపకాల ద్వారా తెలుసుకోవచ్చు.
* ఆవర్తన పట్టికలో రుణవిద్యుదాత్మకత సాధారణంగా గ్రూప్‌లో కిందికి వెళ్లే కొద్దీ తగ్గుతుంది. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుంచి కుడికి వెళ్లే కొద్దీ పెరుగుతుంది. 
* గ్రూప్‌లో కిందికి పరమాణు వ్యాసార్ధం పెరిగే కొద్దీ, బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌లకు, కేంద్రకానికి మధ్యఉన్న ఆకర్షణ తగ్గుతుంది. కాబట్టి రుణవిద్యుదాత్మకత విలువలు తగ్గుతాయి.అదే విధంగా పీరియడ్‌లో కుడిపైపు వెళ్లేకొద్దీ పరమాణు వ్యాసార్ధం తగ్గి, రుణవిద్యుదాత్మకత విలువలు పెరుగుతాయి.
* రుణవిద్యుదాత్మకత మూలకాల లోహస్వభావానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. పీరియడ్‌లో రుణవిద్యుదాత్మకతలో పెరుగుదలను మూలకాల లోహ స్వభావం తగ్గుదల లేదా అలోహ స్వభావం పెరుగుదల అనుసరిస్తుంది. అదేవిధంగా గ్రూప్‌లో కిందికి రుణవిద్యుదాత్మకతలో తగ్గుదలను మూలకాల లోహ స్వభావం పెరుగుదల లేదా అలోహ స్వభావం తగ్గుదల అనుసరిస్తుంది.
* గ్రూప్‌లో పై నుంచి కిందికి వెళ్లేకొద్దీ ఆక్సీకరణ స్వభావం తగ్గుతుంది. క్షయకరణ స్వభావం పెరుగుతుంది.

Posted Date : 04-05-2021

 

కానిస్టేబుల్

పాత ప్రశ్నప‌త్రాలు

 

విద్యా ఉద్యోగ సమాచారం

 

నమూనా ప్రశ్నపత్రాలు

 

లేటెస్ట్ నోటిఫికేష‌న్స్‌