ప్రకృతిలో లభించే అన్నిటికంటే కఠినమైన పదార్థం వజ్రం. అత్యధిక వక్రీభవన గుణకం ఉన్న పదార్థం కూడా వజ్రమే. గ్రాఫైటు, వజ్రం రెండింటిలో ఉండే మూలకం కార్బన్. ఇది కఠిన, మృదు రూపాల్లో లభించే మూలకం. వజ్రం, గ్రాఫైట్‌లు రెండూ ఒకదానికొకటి రూపాంతరాలు.
* గాజును కోయడానికి వజ్రాన్ని ఉపయోగిస్తారు. దీనికి కారణం వజ్రం కఠినంగా ఉండటమే.
* వజ్రం కఠినత్వానికి కారణం దానికి బలమైన కార్బన్- కార్బన్ సమయోజనీయ బంధాలు ఉండటమే.
* వజ్రం సమయోజనీయ స్ఫటికం.
* వజ్రం చతుర్ముఖీయ బృహదణు నిర్మాణంతో ఉంటుంది. దీనిలో కార్బన్-కార్బన్ బంధ దూరం 1.54 Ao ఉంటుంది. బంధ కోణం 109o 28' ఉంటుంది.
* వజ్రం విద్యుద్వాహకం కాదు. దీనికి కారణం వజ్రంలో కార్బన్లపై స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు ఉండవు.
* వజ్రం గాజు కంటే ఎక్కువగా మెరుస్తుంది. ఎందుకంటే- 1) అది అధిక వక్రీభవన గుణకం (2.41)తో ఉంటుంది. 2) కాంతిని సంపూర్ణాంతర పరావర్తనం చెందిస్తుంది.
* గ్రాఫైట్‌లో షట్కోణ వలయాలున్న పొరజాలక నిర్మాణం ఉంటుంది. అంతేకాకుండా ఈ పొరల మధ్య బలహీనమైన వాండర్‌వాల్ బలాలు ఉంటాయి. అందుకే ఇది మృదువుగా ఉంటుంది.
* గ్రాఫైట్‌లో కార్బన్-కార్బన్ బంధ దూరం 1.42Ao ఉంటుంది. బంధకోణం విలువ 120o ఉంటుంది.
* గ్రాఫైట్, బంకమన్ను మిశ్రమాన్ని పెన్సిల్‌లెడ్ అంటారు.
* కాగితంపై రాసే స్వభావం ఉన్న ఒకే ఒక లోహం లెడ్ (సీసం) కాబట్టి, పై మిశ్రమానికి పెన్సిల్‌లెడ్ అని పేరు వచ్చింది.
* పెన్సిల్‌లెడ్‌లో ఉండే లెడ్ శాతం సున్నా. సిల్వర్ పెయింట్‌లో ఉండే సిల్వర్ శాతం సున్నా. జర్మన్ సిల్వర్‌లో ఉండే సిల్వర్ శాతం సున్నా.
* గ్రాఫైట్ మంచి విద్యుద్వాహకం. దీనికి కారణం గ్రాఫైట్‌లోని ఒక్కో కార్బన్‌పై ఒక్కో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్ ఉండటం.
* గ్రాఫైట్ కడ్డీని నిర్జల ఘటం (Dry Battery Cell) లో ధనధ్రువంగా ఉపయోగిస్తారు.
కేంద్రక విచ్ఛిత్తి:
* దీన్ని ఆటోహాన్, స్ట్రాస్‌మన్ అనే శాస్త్రవేత్తలు కనుక్కున్నారు.
* ఆటంబాంబు, అణురియాక్టర్లలో యురేనియం-235ను ఇంధనంగా ఉపయోగించి దాన్ని న్యూట్రాన్లతో తాడనం జరుపుతారు.
* ఆటంబాంబు నిర్మాణంలో ఇమిడి ఉండే సూత్రం అనియంత్రిత కేంద్రక విచ్ఛిత్తి.
* ఆటంబాంబు రూపకర్త ఓపెన్ హామర్.
* కేంద్రక అణు రియాక్టర్ నిర్మాణంలో ఇమిడి ఉండే సూత్రం నియంత్రిత కేంద్రక విచ్ఛిత్తి.
* అణు రియాక్టర్లలో 1) నియంత్రణ కడ్డీలుగా కాడ్మియం, జిర్కొనియం లేదా బోరాన్ కడ్డీలను ఉపయోగిస్తారు. 2) న్యూట్రాన్ల వేగాన్ని తగ్గించడానికి మితకారిగా భారజలాన్ని ఉపయోగిస్తారు. 3) శీతలీకరణిగా ద్రవసోడియం ఉపయోగిస్తారు.
కేంద్రక సంలీనం:
* సూర్యుడు, నక్షత్రాల్లో శక్తి విడుదలయ్యేందుకు కారణం కేంద్రక సంలీనం.
* వీటిలో హైడ్రోజన్ వాయువు సంలీనం చెంది హీలియం వాయువు ఏర్పడుతుంది.
* హైడ్రోజన్ బాంబు తయారీలో ఉపయోగించే సూత్రం కేంద్రక సంలీనం.
* ఈ చర్య జరగడానికి కొన్ని మిలియన్ డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత అవసరం. కాబట్టి, హైడ్రోజన్ బాంబు తయారీకి ఆటంబాంబును అగ్గిపుల్లలా ఉపయోగిస్తారు.
కార్బన్ డేటింగ్:
* పురాతనమైన వృక్ష, జంతు శిలాజాల వయసును నిర్ణయించడానికి కార్బన్ డేటింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తారు.
* ఈ పద్ధతిలో పదార్థంలోని కార్బన్-14, కార్బన్-12ల నిష్పత్తిని లెక్కిస్తారు.
* వీటిలో కార్బన్-14 రేడియో ధార్మికతను ప్రదర్శిస్తుంది. దీని అర్ధ జీవితకాలం 5730 సంవత్సరాలు.
* కార్బన్ డేటింగ్ పద్ధతి 30వేల సంవత్సరాల లోపు వస్తువుల వయసు నిర్ణయించడానికి మాత్రమే పనికివస్తుంది.
* భూమి, పురాతన శిలల వయసును యురేనియం డేటింగ్ పద్ధతి ద్వారా నిర్ణయిస్తారు.
* ఈ పద్ధతితో శిలల్లోని U-238, Pb-206 ల నిష్పత్తిని నిర్ణయించి, వయసును లెక్కిస్తారు.
ఫొటోగ్రఫీ: ఇది కాంతి సమక్షంలో జరిగే రసాయనిక చర్య.
* ఫొటోగ్రఫీ కాగితాన్ని ముఖ్యంగా ప్రభావితం చేసేవి దృగ్గోచర కాంతి కిరణాలు.
* ఫొటోగ్రఫీ కాగితంపై సిల్వర్‌బ్రోమైడ్ (AgBr) అనే రసాయనాన్ని పూస్తారు.
* ఇది కాంతితో ప్రభావితం చెందినప్పుడు సిల్వర్‌బ్రోమైడ్ సిల్వర్‌గా క్షయకరణం చెందుతుంది. కాబట్టి ఫొటోగ్రఫీ క్షయకరణ చర్యకు ఉదాహరణ.
* డెవలప్ చేసిన బ్లాక్ అండ్ వైట్ ఫొటోలో నల్లగా కనిపించేది సిల్వర్ లోహం.
* ఫొటోగ్రఫీలో హైపో అనే రసాయనాన్ని స్థిరీకరణి (fixer) గా ఉపయోగిస్తారు.
* హైపో రసాయనిక నామం సోడియం థయోసల్ఫేట్ (Na2S2O3).
* సిల్వర్ హాలైడ్లను ఫొటోగ్రఫీలో, మేఘమథనం కార్యక్రమంలో ఉపయోగిస్తారు.
* కృత్రిమ వర్షాలు కురిపించడానికి మేఘాలపై చల్లే రసాయనం సిల్వర్ అయొడైడ్ (AgI).
కిరణజన్య సంయోగక్రియ: ఈ ప్రక్రియ ద్వారా మొక్కలు పిండి పదార్థాన్ని తయారు చేసుకుంటాయి.
* దీనిలో CO2 వాయువును, H2O ను ఉపయోగించుకుని కార్బోహైడ్రేట్లు, O2 వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
* ఈ ప్రక్రియ సూర్యకాంతి, పత్రహరితం సమక్షంలో జరుగుతుంది.
* పత్రహరితం కాంతిశక్తిని రసాయనశక్తిగా మారుస్తుంది.
* పత్రహరితంలో మెగ్నీషియం లోహం ఉంటుంది. దీనివల్ల ఆకులు ఆకుపచ్చ రంగులో ఉంటాయి.
* కిరణజన్య సంయోగక్రియలో వెలువడే వాయువు ఆక్సిజన్ CO2 నుంచి తయారు కాదు. అది H2 O నుంచి తయారవుతుంది.
* మొక్కలను ఎక్కువగా పెంచడంవల్ల కింది ఫలితాలు ఉంటాయి:
1) కిరణజన్య సంయోగక్రియ అధికంగా జరుగుతుంది.
2) గాలిలో ఆక్సిజన్ శాతం పెరుగుతుంది.
3) గాలిలో CO2 శాతం తగ్గుతుంది.
4) గాలిలో CO2, O2 ల సమతౌల్యం ఏర్పడుతుంది.
5) హరితగృహ ప్రభావం తగ్గి పర్యావరణం చల్లబడుతుంది.
6) శబ్ద కాలుష్యాన్ని నియంత్రించవచ్చు.
బొగ్గు రకాలు:
* బొగ్గు భూమిలోని శిలావరణం నుంచి లభిస్తుంది. దీన్ని మండించినప్పుడు అధికంగా పొగ వస్తుంది.
* వంట చెరకుగా వాడే బొగ్గు రూపం కోక్. బొగ్గును విధ్వంసక స్వేదనం జరిపినప్పుడు కోక్ వస్తుంది. దీన్ని మండించినప్పుడు పొగరాదు.
* బొగ్గులో నాలుగు ముఖ్యమైన రకాలున్నాయి:
1) ఆంథ్రసైట్ బొగ్గు (90% C)
2) బిట్యుమినస్ బొగ్గు (80% C)
3) లిగ్నైట్ (70% C)
4) పీట్ (60% C)
* ఆంథ్రసైట్ బొగ్గు అన్నిటికంటే పరిశుద్ధమైన బొగ్గురూపం. ఇది అన్ని బొగ్గు రూపాల్లో పురాతనమైంది, అధిక కెలోరిఫిక్ విలువ ఉన్నది.
* గృహాలు, పరిశ్రమల్లో ఉపయోగించేది బిట్యుమినస్ బొగ్గు.
* లిగ్నైట్‌ను బ్రౌన్‌కోల్అంటారు. దీన్నే క్వాటర్నరీ కోల్ అని కూడా పిలుస్తారు.
* పీట్ అనే బొగ్గు రూపం వృక్షాల అవశేషాలతో ఉంటుంది. వృక్ష సంబంధ పదార్థాల కార్బనేషన్ వల్ల ఈ బొగ్గు ఏర్పడిందని తెలుస్తోంది.
ఇంధన వాయువులు:
* మండించినప్పుడు అధిక ప్రమాణంలో ఉష్ణాన్ని ఇచ్చే వాయువులను ఇంధన వాయువులు అంటారు.
* అన్ని ఇంధన వాయువుల్లో సాధారణంగా ఉండే మూలకం కార్బన్.
* భూమిలోని శిలావరణంలో వెలువడే సహజవాయువు (Natural gas) లో ముఖ్యంగా ఉండేది మీథేన్ (CH4).
* మీథేన్ వాయువును మార్ష్‌గ్యాస్ లేదా ఫైర్‌డాంప్ అని పిలుస్తారు.
* చిత్తడి నేలల్లో బుడగల్లా వెలువడే వాయువు మీథేన్. చిత్తడి నేలలను మార్ష్ అంటారు. కాబట్టి మీథేన్‌కు మార్ష్‌గ్యాస్ అనే పేరు వచ్చింది.
* బొగ్గు గనుల్లో ఆక్సిజన్‌తో మీథేన్ వాయువుకు మండిపోయే స్వభావం ఉంటుంది.
* మురికిగుంటల్లో నీరు నల్లగా కనిపించడానికి కారణం దానిలో ఏర్పడిన కార్బన్‌డైసల్ఫైడ్.
* గృహాల్లో ఉపయోగించే ఎల్.పి.జి. గ్యాస్‌లో ముఖ్యంగా బ్యుటేన్ , ప్రొపేన్ ఉంటాయి. బ్యుటేన్ ఫార్ములా C4H10, ప్రొపేన్ ఫార్ములా C3H8.
* ప్రొడ్యూసర్ గ్యాస్ అంటే CO+H2 వాయువుల మిశ్రమం. ఎర్రగా కాలిన కోక్‌పై గాలిని పంపి, ప్రొడ్యూసర్ గ్యాస్‌ను తయారుచేస్తారు.
* ప్రొడ్యూసర్ గ్యాస్‌ను ఐరన్, స్టీలు పరిశ్రమల్లో ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు.
* వాటర్ గ్యాస్ అంటే CO+H2 వాయువుల మిశ్రమం. ఎర్రగా కాలిన కోక్‌పై నీటి ఆవిరిని పంపి దీన్ని తయారుచేస్తారు.
* వాటర్‌గ్యాస్‌లోని CO, H2 వాయువులు రెండూ నీలిరంగులో మండుతాయి. కాబట్టి వాటర్‌గ్యాస్‌ను నీలి గ్యాస్ అని కూడా అంటారు.
* వాటర్ గ్యాస్‌ను గాజు పరిశ్రమలో ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు.
* సెమీ వాటర్‌గ్యాస్ అంటే CO, H2, N2 వాయువుల మిశ్రమం.
* ఎర్రగా కాలిన కోక్‌పై గాలి, నీటి ఆవిరి మిశ్రమాన్ని పంపి సెమీ వాటర్ గ్యాస్ తయారుచేస్తారు.
యుద్ధ వాయువులు:
రసాయన యుద్ధాల్లో ఫాస్‌జీన్, టియర్ గ్యాస్, మస్టర్డ్ గ్యాస్‌లను ఉపయోగిస్తారు.
* ఫాస్‌జీన్ ఫార్ములా COCl2 కార్బన్ మోనాక్సైడ్‌తో క్లోరిన్ వాయువు చర్య వల్ల ఫాస్‌జీన్ ఏర్పడుతుంది.
CO+Cl2 → COCl2
* ఫాస్‌జీన్‌ను కార్బొనైల్ క్లోరైడ్ అని కూడా పిలుస్తారు.
* టియర్ గ్యాస్ అంటే క్లోరోపిక్రిన్. దీని రసాయన నామం ట్రైక్లోరో నైట్రో మీథేన్. దీని అణు ఫార్ములా CCl3 NO2
* క్లోరోఫాంకు నైట్రిక్ ఆమ్లం కలిపినప్పుడు టియర్‌గ్యాస్ తయారవుతుంది.
CHCl3 + HNO2 ® CCl3 NO2 + HCl
* టియర్ గ్యాస్ కంటికి సోకినప్పుడు కళ్లు మండి బాష్పాలు వస్తాయి. కాబట్టి టియర్ గ్యాస్‌ను బాష్పవాయువు లేదా ఏడిపించే వాయువు అంటారు.
* మొదటి ప్రపంచ యుద్ధంలో మస్టర్డ్ గ్యాస్‌ను ఉపయోగించారు. ఇథిలీన్‌కు సల్ఫర్ మోనోక్లోరైడ్‌ను కలిపినప్పుడు ఈ వాయువు తయారవుతుంది.
మినిమాటా జబ్బు: మినిమాటా అనేది జపాన్‌లో ఒక ద్వీపం (Island). ఈ ప్రదేశంలో ఒక పి.వి.సి. (పాలివినైల్ క్లోరైడ్) తయారుచేసే పరిశ్రమ ఉంది. ఇందులో మెర్క్యురిక్ క్లోరైడ్‌ను ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగిస్తారు. ఇది సముద్రంలో కలవడం వల్ల మెర్క్యురీ కాలుష్యం ఏర్పడుతోంది.
* ఈ మెర్క్యురీని చేపలు గ్రహించి మిథైల్ మెర్క్యురీగా మారుస్తాయి. ఈ చేపలను తిన్న మానవులకు మినిమాటా జబ్బు వస్తుంది. ఈ జబ్బులో క్రోమోజోముల్లో మార్పులు జరిగి వంశపారంపర్య లక్షణాలు నశిస్తాయి.
* చేపలు తినడం, మెర్క్యురీ కాలుష్యం వల్ల మినిమాటా జబ్బు వస్తుంది.
బంగారం క్యారెట్ విలువ: శుద్ధమైన బంగారం ఆభరణాల తయారీకి పనికిరాదు. దీనిలో గట్టిదనం కోసం రాగిని కలుపుతారు.
* పరిశుద్ధమైన బంగారం విలువ 24 క్యారెట్లు.
* ఆభరణాల తయారీకి 22 క్యారెట్ల బంగారం ఉపయోగిస్తారు. దీనిలో రెండు క్యారెట్ల రాగి కలిసి ఉంటుంది.
* 18 క్యారెట్ల బంగారంలో రాగి 6 క్యారెట్లు ఉంటుంది.
* 18 క్యారెట్ల బంగారంలో బంగారం శాతం =
18/24 × 100 = 75%
* 18 క్యారెట్ల బంగారంలో రాగి శాతం =
6/24 × 100 = 25%
