ముఖ్య‌మైన ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

1. రెండు పరమాణువుల మధ్య ఎలాంటి బంధం ఏర్పడుతుంది అనే దాన్ని నిర్ణయించే అంశాలను పేర్కొనండి. (2 మార్కులు)
జ: రెండు పరమాణువుల మధ్య ఏర్పడే బంధం ఏ రకమైందో నిర్ణయించేందుకు అనేక అంశాలు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. అవి:
* పరమాణువుల మధ్య ఉండే ఆకర్షణ లేదా వికర్షణ బలాలు.
* పరమాణు వేలన్సీ కక్ష్యలో ఉండే వేలన్సీ (సంయోజకత) ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య.
* రెండు మూలకాల పరమాణువుల రుణ విద్యుదాత్మకతల తేడా
ఎ) రెండు మూలకాల పరమాణువుల మధ్య రుణ విద్యుదాత్మకతల తేడా 1.9 కంటే ఎక్కువగా ఉంటే వాటి మధ్య అయానిక బంధం ఏర్పడుతుంది. 

బి) వాటి రుణ విద్యుదాత్మకతల తేడా 1.9 కంటే తక్కువగా ఉంటే వాటి మధ్య సంయోజనీయ బంధం ఏర్పడుతుంది.
    పరమాణు పరిమాణం
    అయనీకరణ శక్మం
    ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ

2. సంయోజక ఎలక్ట్రాన్‌లకు, సంయోజకతకు తేడా ఏమిటి? (4 మార్కులు)

జ:
 

3. కింది లూయిస్ గుర్తు ఏ సమ్మేళనానికి ఉంటుంది?      (4 మార్కులు)

a) Y మూలకంపై ఎన్ని వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉన్నాయి?
జ: Y మూలకంపై ఆరు వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉన్నాయి.
b) 'Y' వేలన్సీ ఎంత?
జ: 'Y' మూలకం వేలన్సీ రెండు.
c) 'X' వేలన్సీ ఎంత?
జ: X వేలన్సీ ఒకటి.
d) ఆ అణువులో ఎన్ని సంయోజనీయ బంధాలు ఉన్నాయి?
జ: ఆ అణువులో రెండు సంయోజనీయ బంధాలు ఉన్నాయి.
e) X, Y లకు సరైన పేర్లు సూచించండి.
జ: X మూలకం ₁₁Na (సోడియం); Y మూలకం ₈O (ఆక్సిజన్)

4. బాహ్య కక్ష్యలో ఉండే ఎలక్ట్రాన్‌లు మాత్రమే బంధంలో పాల్గొంటాయి. లోపలి కక్ష్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లు పాల్గొనవు. ఎందుకు? (4 మార్కులు)
జ: *  పరమాణు బాహ్యకర్పరంలో ఉండే ఎలక్ట్రాన్‌లను వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్‌లు అంటారు. ఇవి చాలా చురుకుగా ఉంటాయి.
* పరమాణు కేంద్రకం ఆకర్షణ వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్‌లపై బలహీనంగా ఉంటుంది. అందువల్ల రసాయన బంధం ఏర్పడేటప్పుడు ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లు సులువుగా అందులో పాల్గొనగలవు. 
* లోపలి కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్‌లు బంధం ఏర్పడే చర్యలో పాల్గొనవు. ఎందుకంటే....
   ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లకు స్థిరత్వం ఎక్కువ.
   ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లను కేంద్రకం బలంగా ఆకర్షిస్తూ ఉంటుంది.

5. ఎలక్ట్రాన్ మార్పిడి సిద్ధాంతం ప్రకారం సోడియం క్లోరైడ్, కాల్షియం ఆక్సైడ్ ఏర్పాటును వివరించండి. (4 మార్కులు)
జ: ఎ) సోడియం క్లోరైడ్ ఏర్పడటం (NaCl). సోడియం (Na), క్లోరిన్ (Cl) మూలకాల సంయోగం వల్ల సోడియం క్లోరైడ్ ఏర్పడుతుంది
1) కేటయాన్ ఏర్పడటం: సోడియం పరమాణువు తన బాహ్య కక్ష్యలో అష్టకాన్ని పొందడానికి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయి Na అయాన్‌గా ఏర్పడటం ద్వారా నియాన్ (Ne) ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం పొందుతుంది.                        

                                    ^{₁₁Na_{(g)    11}Na_(g) + e
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:     2, 8, 1                    2, 8  
                                                       (లేదా)  
                                       [Ne] 3s             [Ne]}
2) ఆనయాన్ ఏర్పడటం: క్లోరిన్ పరమాణువు దాని చివరి కక్ష్యలో అష్టకాన్ని పొందడానికి దానికి ఒక ఎలక్ట్రాన్ అవసరం. కాబట్టి సోడియం కోల్పోయిన ఆ ఎలక్ట్రాన్‌ను క్లోరిన్ గ్రహించి (Cl) అయాన్‌గా ఏర్పడటం ద్వారా ఆర్గాన్ (Ar) ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని పొందుతుంది.

                                 ^{₁₇Cl_(g) + e}

        Cl^_(g)

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:  2, 8, 7                2, 8, 8
                           (లేదా)
                             ^{[Ne] 3s 3p [Ne]     3s 3p (లేదా) [Ar]}

3) అయాన్‌ల నుంచి NaCl ఏర్పడటం: సోడియం (Na), క్లోరిన్ (Cl) పరమాణువుల మధ్య ఎలక్ట్రాన్ మార్పిడి వల్ల ఏర్పడిన Na⁺, Cl^- అయాన్‌లు మధ్య స్థిర విద్యుత్ ఆకర్షణ బలాల వల్ల అవి రెండూ పరస్పరం ఆకర్షణకు గురైనప్పుడు సోడియం క్లోరైడ్ (NaCl) అనే కొత్త సంయోగ పదార్థం ఏర్పడుతుంది.
                     ^Na

_(g) + Cl_(g)  Na Cl_(s) లేదా NaC^l
బి) కాల్షియం ఆక్సైడ్ (CaO) ఏర్పడటం:
1) కాల్షియం ఆక్సైడ్ (CaO) అనేది మూలకాలైన కాల్షియం (Ca), ఆక్సిజన్ (O) ల సంయోగం వల్ల ఏర్పడుతుంది.
2) కేటయాన్ ఏర్పడటం: కాల్షియం మూలక పరమాణువు రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోయి బాహ్య కర్పరంలో అష్టక ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని పొందుతుంది. ఫలితంగా Ca⁺² అయాన్‌గా మారి ఆర్గాన్ (Ar) మూలక పరమాణు ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని పొందుతుంది.
                       ^{Ca - 2e     Ca}
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:      2, 8, 8, 2        2, 8, 8

3) ఆనయన్ ఏర్పడటం: ఆక్సిజన్ పరమాణు బాహ్యకర్పరంలో అష్టక ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం పొందాలంటే రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లు కావాలి. అందువల్ల కాల్షియం కోల్పోయిన ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆక్సిజన్ పరమాణువు స్వీకరిస్తుంది. ఫలితంగా O^-2 ఆనయాన్ ఏర్పడుతుంది. ఆక్సిజన్ పరమాణువు అయాన్‌గా మారి నియాన్ పరమాణువు ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం పొందుతుంది.

                                   ^{O + 2e}

      O

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:         2, 6            2, 8
4) CaO ఏర్పడటం: Ca పరమాణువు నుంచి O పరమాణువుకు రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లు బదిలీ కావడం వల్ల అవి Ca⁺², O^-2 అయాన్‌లుగా ఏర్పడతాయి.
  ఈ విజాతి విద్యుదావేశిత అయాన్‌లు స్థిర విద్యుత్ ఆకర్షణ బలాల వల్ల ఆకర్షితమై కాల్షియం ఆక్సైడ్ అయానిక సమ్మేళన పదార్థాలుగా ఏర్పడతాయి.
      ^{Ca_(g) + O_(g)  CaO_(s)}

6. A, B, C అనేవి వరుసగా పరమాణు సంఖ్య 6, 11, 17 ఉన్న మూలకాలు. అయితే
    ఎ) ఏవి అయానిక బంధాన్ని ఏర్పరచవు? ఎందుకు?
    బి) ఏవి సంయోజనీయ బంధం ఏర్పరచవు? ఎందుకు?
    సి) ఏవి అయానిక, సంయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరచగలవు?      (4 మార్కులు)
జ:  ఎ) 6 పరమాణు సంఖ్య ఉన్న మూలకం A అయానిక బంధాన్ని ఏర్పరచలేదు.
* A మూలకం కార్బన్. దాని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s 2s 2p

* కార్బన్ మూలక పరమాణువు వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్‌లు 4. దీని స్థిరత్వానికి నాలుగు ఎలక్ట్రాన్‌లు కావాలి. అందువల్ల కార్బన్ సంయోజనీయ బంధాలను మాత్రమే ఏర్పరచగలదు.
బి) * 11 పరమాణు సంఖ్య ఉన్న మూలకం B సంయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచలేదు.
* 11 పరమాణు సంఖ్య ఉన్న మూలకం సోడియం (Na). దాని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s 2s 2p 3s
* సోడియం మూలకం పరమాణువులో ఒకేఒక వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్ ఉంది. (3s)
* సోడియం మూలకం పరమాణువు ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయి జడవాయువు Ne (నియాన్) ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం పొంది స్థిరత్వం పొందుతుంది.
* అందువల్ల సోడియం మూలక పరమాణువు ఎల్లప్పుడూ అయానిక బంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
సి) * 17 పరమాణు సంఖ్య ఉన్న మూలకం C అయానిక, సంయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరచగలదు.
* 17 పరమాణు సంఖ్య ఉన్న మూలకం క్లోరిన్ (Cl). దాని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: ^1s

 2s 2p 3s 3p^.
* క్లోరిన్ మూలక పరమాణువు బాహ్య కర్పరంలో అష్టక ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం పొందాలంటే ఒక ఎలక్ట్రాన్ కావాలి. అప్పుడు అది ఆర్గాన్ మూలక పరమాణు ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం పొందుతుంది.
* అందువల్ల క్లోరిన్ మూలకం లోహమూలకాల పరమాణువులతో అయానిక బంధాన్ని ఏర్పరచుకుంటుంది.
* క్లోరిన్ మూలకం అలోహాలతో సంయోజనీయ బంధాలను కూడా ఏర్పరచగలదు. 

7. అణువుల బంధ శక్తులు, బంధ కోణాలు వాటి రసాయన ధర్మాలను అంచనా వేయడంలో ఏవిధంగా ఉపయోగపడతాయి?   (4 మార్కులు)
జ: * అణువుల బంధ శక్తులు, బంధ కోణాలు వాటి రసాయన ధర్మాలను అంచనా వేయడానికి ఉపయోగపడతాయి.
* ఒక అణువుకు తక్కువ బంధ శక్తి, ఎక్కువ బంధ దైర్ఘ్యం ఉందంటే ఆ అణువుకు ధ్రువ స్వభావం ఉండి, రసాయనికంగా చురుగ్గా ఉంటుందని అంచనా వేయవచ్చు.
* రసాయన చర్యల్లో ఇలాంటి అణువులు చురుగ్గా పాల్గొంటాయి.
* అయోడిన్ అణువు బంధ దైర్ఘ్యం 2.68 A° దాని బంధ శక్తి 151 KJ/mole
* అందువల్ల అయోడిన్ రసాయన చర్యల్లో చురుగ్గా పాల్గొంటుంది.
* ఒక అణువుకు తక్కువ బంధ దైర్ఘ్యం, ఎక్కువ బంధ శక్తి ఉంటే ఆ అణువు స్థిరంగా ఉంటుంది. రసాయన చర్యల్లో చురుగ్గా పాల్గొనలేదు.
* హైడ్రోజన్ ఫ్లోరైడ్ (HF) మరొక ఉదాహరణ. దీని బంధ దైర్ఘ్యం (H - F) 0.918 A°, బంధశక్తి 570 KJ/mol. అందువల్ల HF రసాయన చర్యల్లో చురుగ్గా పాల్గొనలేదు. 

8. అయానిక సమ్మేళనాలతో పోల్చినప్పుడు, సంయోజనీయ సమ్మేళనాలు అల్పద్రవీభవన స్థానాలను కలిగి ఉండటానికి కారణాలు ఊహించండి.      (2 మార్కులు)
జ: * సంయోజనీయ సమ్మేళనాల్లో, సంయోజన అణువుల మధ్య ఆకర్షణ బలాలు బలహీనంగా ఉంటాయి. అందువల్లే సంయోజనీయ పదార్థాలు తక్కువ ద్రవీభవన, బాష్పీభవన స్థానాలు కలిగి ఉంటాయి.
* చాలా తక్కువ ఉష్ణశక్తితో వీటి మధ్య బంధాలు ఉండే తెగిపోతాయి.
* అయానిక బంధాలు ఏర్పడినప్పుడు వాటిలోని అయాన్‌ల మధ్య శక్తిమంతమైన స్థిరవిద్యుదాకర్షణ బలాలు ఉంటాయి.
* అందువల్లే అయానిక పదార్థాలు ఘనపదార్థాలుగా ఉండి అధిక ద్రవీభవన, బాష్పీభవన స్థానాలు కలిగి ఉంటాయి.

9. సంయోజనీయ సమ్మేళనాల ధర్మాలు, ఉపయోగాలకు సంబంధించిన సమాచారం సేకరించండి. ఒక నివేదికను తయారు చేయండి.      (4 మార్కులు)
జ: సంయోజనీయ సమ్మేళనాల ధర్మాలు:
* గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఈ సమ్మేళనాలు సాధారణంగా ఘన (I₂), ద్రవ (Br₂), వాయు (Cl₂) స్థితిలో ఉంటాయి.
* సంయోజనీయ సమ్మేళన పదార్థాలకు అల్ప ద్రవీభవన, బాష్పీభవన స్థానాలు ఉంటాయి. 
* సంయోజనీయ పదార్థాలు అధ్రువ ద్రావణిలో కరుగుతాయి. అంటే బెంజిన్, కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్ లాంటి వాటిలో కరుగుతాయి. నీరు లాంటి ధ్రువ ద్రావణిలో కరగవు.
* రసాయనిక చర్యలు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద నెమ్మదిగా లేదా అతి నెమ్మదిగా జరుగుతాయి.
* సంయోజనీయ పదార్థాలు అథమ ఉష్ణ, విద్యుత్ వాహకాలుగా ఉంటాయి.
* సంయోజనీయ బంధాలు దిశాత్మకంగా ఉంటాయి. అందువల్ల ఈ పదార్థాలకు స్థిరమైన ఆకృతులు ఉంటాయి.
సంయోజనీయ సమ్మేళనాల ఉపయోగాలు:
* సంయోజనీయ బంధాలు వజ్రాన్ని కఠినంగా ఉండేలా చేస్తాయి. వజ్రంలో త్రిమితీయ నెట్‌వర్కు నిర్మాణాలు ఉండటం వల్ల దానికి అధిక ద్రవీభవన, బాష్పీభవన స్థానాలుంటాయి.
* సంయోజనీయ బంధాల కారణంగా సిమెంటు గట్టిదనానికి బలం చేకూరుతుంది.
* మన శరీరంలో 99 శాతం సంయోజనీయ సమ్మేళనాలు ఉన్నాయి.
* నీటికి ఉన్న బహు ఉపయోగాలు మనకు తెలుసు. ఇది సంయోజనీయ సమ్మేళన పదార్థం.
* మన పరిసరాల్లో ఉండే అనేక పదార్థాలు సంయోజనీయ సమ్మేళనాలు. మనం పీల్చే గాలిలో సంయోజనీయ ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ అణువులు ఉంటాయి.
* మనం ఉపయోగించుకునే పంచదార, టీ, కాఫీ, ఇతర ఆహార పదార్థాలు చాలా వరకు సంయోజనీయ పదార్థాలే. 

10. కింది అణువుల్లో ఎలక్ట్రాన్‌ల అమరికను చూపే పటాలను గీయండి. (ప్రతిదానికి రెండు మార్కులు)
a) కాల్షియం ఆక్సైడ్ (CaO)  b) నీరు (H₂O)  c) క్లోరిన్ (Cl₂)
జ: a) కాల్షియం ఆక్సైడ్ (CaO)

c) క్లోరిన్: (Cl₂)
           
           
11. లూయిస్ గుర్తును ఉపయోగించి H₂O అణువును ఎలా సూచిస్తారు?  (2 మార్కులు)
జ:

 

12. కింద ఇచ్చిన అణువులను లూయిస్ గుర్తు ద్వారా సూచించండి.
a) బెరీలియం
b) కాల్షియం
c) లిథియం (ప్రతిదానికి ఒక మార్కు)
జ:  a) బెరీలియం: Be (Z = 4)
                                  
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s 2s

b) కాల్షియం: Ca (Z = 20)
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s

 2s 2p 3s 3p 4s
వేలన్సీ కర్పరం (4s) లో రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయి.
                            
c) లిథియం: Li (Z = 3)
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s 2s :   

13. కింది అణువులను లూయిస్ గుర్తు ద్వారా సూచించండి. (ప్రతిదానికి ఒక మార్కు)
a) బ్రోమిన్ వాయువు (Br₂)
b) కాల్షియం క్లోరైడ్ (CaCl₂)
c) కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ (CO₂)
d) పై మూడు అణువుల్లో ఏది ద్విబంధం కలిగి ఉంటుంది?
జ:  a) బ్రోమిన్ వాయువు (Br₂):
          

 

d) పై మూడు అణువుల్లో CO₂ కు ద్విబంధం ఉంటుంది. దాని ఆకృతి O = C = O

14. నైట్రోజన్, హైడ్రోజన్ చర్య నొంది అమ్మోనియాను ఏర్పరుస్తాయి. కార్బన్, హైడ్రోజన్‌తో బంధంలో పాల్గొని (CH₄) మీథేన్ అణువును ఏర్పరుస్తుంది.
పైన తెలిపిన రెండు చర్యల్లో 

ఎ) చర్యలో పాల్గొన్న ప్రతి పరమాణువు వేలన్సీ ఎంత?
బి) ఏర్పడిన పదార్థాల యొక్క రసాయన ఫార్ములా ఏమిటి? (4 మార్కులు)
జ: ఎ) ¤నైట్రోజన్, హైడ్రోజన్ చర్య నొంది అమ్మోనియాను ఏర్పరుస్తాయి.
రసాయన చర్య: N₂ + 3 H₂ 

  2 NH₃
* చర్యలో పాల్గొన్న ప్రతి పరమాణువు వేలన్సీ
* నైట్రోజన్ వేలన్సీ = 3
* హైడ్రోజన్ వేలన్సీ = 1 ¤
అమ్మోనియా అణువును లూయిస్ గుర్తులతో ఇలా సూచిస్తారు. [:NH₃]
           

బి) చి కార్బన్, హైడ్రోజన్‌తో బంధంలో పాల్గొని మీథేన్ (CH₄) అణువును ఏర్పరుస్తుంది.
రసాయన చర్య:  C + 2 H₂        CH₄ (మీథేన్) 
* చర్యలో పాల్గొన్న ప్రతి పరమాణువు వేలన్సీ
  కార్బన్ వేలన్సీ = 4
 హైడ్రోజన్ వేలన్సీ = 1
¤ ఏర్పడిన మీథేన్ అణువును లూయిస్ గుర్తులతో ఇలా సూచించవచ్చు.

15. లూయిస్ చుక్కల నిర్మాణం పరమాణువుల మధ్య బంధం ఏర్పడే విధానాన్ని అవగాహన చేసుకోవడంలో ఏ విధంగా ఉపయోగపడుతుంది.  (4 మార్కులు)
జ: * మూలక పరమాణువు వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్‌లను చుక్కల నిర్మాణం పద్ధతిలో చూపించడమే లూయిస్ పద్ధతి.
* పరమాణు కేంద్రకాన్ని, లోపలి కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆ మూలకం గుర్తుతో సూచిస్తారు.
* పరమాణు బాహ్య కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్‌లను చుక్కలు (•) లేదా క్రాస్ గుర్తు (×) తో మూలక సంకేతంపై సూచిస్తారు.
* ఈ లూయిస్ పద్ధతి వల్ల పరమాణు వేలన్సీ కర్పరంలో ఎన్ని ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉన్నాయో తెలుస్తుంది.
* అంతేకాదు మూలక పరమాణువు అయానిక బంధంలో పాల్గొంటుందా లేదా సంయోజనీయ బంధంలో పాల్గొంటుందా ముందుగా ఊహించవచ్చు.