• facebook
  • twitter
  • whatsapp
  • telegram

కార్బన్ దాని సమ్మేళనాలు

       జర్మనీలోని ఫ్రాంక్‌ఫర్టు యామ్ మొయిన్ సమీపాన ఉన్న చిన్నపల్లెలో 1800, జులైలో ఫ్రెడరిక్ వోలర్ జన్మించారు. తండ్రి విద్యావంతుడు కావడం వల్ల మంచి గ్రంథాలయం ఇతడికి అందుబాటులో ఉండేది. రసాయన శాస్త్రం అంటే అతడికి బాగా ఇష్టం. చిన్న వయసులోనే ప్రమాదకర ప్రయోగాలు చేసేవారు. సొంతంగా తన గదిని ప్రయోగశాలగా మార్చుకుని ప్రయోగాలు చేస్తున్నందుకు అతడిపై ప్రొఫెసర్ చిరాకుపడ్డాడు. ఫలితంగా ఆ విశ్వవిద్యాలయం వదలి హాయిడెల్ విశ్వవిద్యాలయంలో చేరారు. 1828లో వోలర్ ఇలా ప్రకటించారు. ''ఈనాటి వరకు ప్రాణం ఉన్న శరీరాలు మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయగల మూత్రం (యూరియా) కృత్రిమంగా ప్రయోగశాలలో తయారు చేయవచ్చు". కొత్త రసాయన శాస్త్ర ఆవిర్భావానికి వోలర్ మూలపురుషుడయ్యారు. ఈ రసాయన శాస్త్రమే కర్బన రసాయన శాస్త్రం లేదా సేంద్రియ రసాయన శాస్త్రం.
 

కీలక పదాలు

* సంకరీకరణం               * రూపాంతరత
* వజ్రం                      * గ్రాఫైట్
* బక్‌మిన్‌స్టర్ ఫుల్లరిన్         * నానోట్యూబ్‌లు
* కాటినేషన్                  * చతుర్ సమయోజనీయత

* హైడ్రోకార్బన్‌లు             * ఆల్కేన్‌లు

* ఆల్కీన్‌లు                  * ఆల్కైన్‌లు

* సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు     * అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు

* ప్రమేయ సమూహం         * అణుసాదృశ్యం

* సమజాత శ్రేణులు           * నామీకరణం

* దహనం                    * ఆక్సీకరణం

* సంకలన చర్య               * ప్రతిక్షేపణ చర్య

* ఇథనాల్                    * ఇథనోయిక్ ఆమ్లం

* ఎస్టర్                       * ఎస్టరిఫికేషన్

* సపోనిఫికేషన్                * మిసిలి
 

కీలకపదాలు - వివరణలు

సంకరీకరణం: ఒక పరమాణువులో దాదాపు సమానమైన శక్తి ఉన్న ఆర్బిటాళ్లు పునరీకీకరణం చెందడం ద్వారా అదే సంఖ్యలో, శక్తి, ఆకృతి లాంటి ధర్మాల్లో సారూప్యత ఉండే కొత్త ఆర్బిటాళ్లు ఏర్పడటాన్ని 'సంకరీకరణం' అంటారు.
 

రూపాంతరత: ఏదైనా ఒక మూలకం రెండు కంటే ఎక్కువ భౌతిక రూపాల్లో లభిస్తూ, రసాయనిక ధర్మాల్లో దాదాపు సారూప్యతను కలిగి ఉండి భౌతిక ధర్మాల్లో విభేదించే ధర్మాన్ని 'రూపాంతరత' అంటారు.


వజ్రం: కార్బన్ 3 రకాలైన స్ఫటిక రూపాల్లో వజ్రం ఒకటి. వజ్రంలోని ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు చతుర్ముఖీయ ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. దీనిలోని ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు ఉత్తేజిత స్థితిలో sp3 సంకరీకరణం చెందుతుంది. ఇప్పటివరకు తెలిసిన వాటన్నింటిలోనూ అతిగట్టి పదార్థం వజ్రమే.


గ్రాఫైట్: గ్రాఫైట్ ద్విమితీయ (2D) నిర్మాణం ఉండే పొరలతో ఉంటుంది. ఈ పొరల మధ్య C - C బంధాలు బలహీనంగా ఉంటాయి. గ్రాఫైట్‌లోని పొరల నిర్మాణంలో, కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య త్రికోణీయ సమతల ఆవరణం ఉంటుంది. ఈ నిర్మాణం ప్రతి sp3 సంకరీకరణం ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుల్లో ఉంటుంది. ఈ పొరల మధ్య 3.35  Aº దూరం ఉంటుంది. గ్రాఫైట్‌ను కందెనలుగా, పెన్సిల్ లెడ్‌గా ఉపయోగిస్తారు.


బక్‌మిన్‌స్టర్ ఫుల్లరిన్ (60C): బక్‌మిన్‌స్టర్ ఫుల్లరిన్ అణువులు వివిధ పరిమాణాల్లో ఉండి కేవలం కార్బన్ పరమాణువుల సంఘటనంతో ఏర్పడతాయి. కార్బన్ పరమాణువుల అమరికలో ఉండే వ్యత్యాసాల ఆధారంగా, బోలుగా ఉండే గోళం, దీర్ఘవృత్తం ఘనం లేదా నాళం లాంటి నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. జడవాయువు వాతావరణంలో, బాష్ప కార్బన్ ఘనీభవించడం వల్ల ఫుల్లరిన్‌లు ఏర్పడతాయి.

నానోనాళాలు (నానోట్యూబ్‌లు): కార్బన్ మరో రూపాంతరం నానోట్యూబ్‌లు లేదా నానోనాళాలు. సమయోజనీయ బంధాల్లో పాల్గొనే కర్బన పరమాణువుల షట్ ముఖ అమరిక వల్ల నానోట్యూబ్‌లు ఏర్పడతాయి. ఇవి గ్రాఫైట్ పొరలను పోలి ఉంటాయి. కానీ ఈ పొరలు చుట్టుకుని స్తూపాకార గొట్టాలుగా మారతాయి. అందుకే వాటిని నానో ట్యూబ్‌లు అంటారు. నానోట్యూబ్‌లు కూడా గ్రాఫైట్ మాదిరి విద్యుత్ వాహకాలు. ఈ కారంణంగానే వీటిని అణుతీగలుగా ఉపయోగించవచ్చు.


కాటినేషన్ (శృంఖల సామర్థ్యం): ఏదైనా మూలకం దానికి చెందిన పరమాణువుల మధ్య బంధాలను ఏర్పరచుకోవడం ద్వారా అతిపెద్దదైన అణువులను ఏర్పరచగల ధర్మాన్ని శృంఖల ధర్మం (కాటినేషన్) అంటారు.


చతుర్ సమయోజనీయత: ఒక మూలక పరమాణువు అదే మూలక పరమాణువుతో లేదా వేరే మూలక పరమాణువులతో నాలుగు సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరిచే ప్రవృత్తిని చతుర్ సమయోజనీయత అంటారు.


హైడ్రోకార్బన్‌లు: కార్బన్, హైడ్రోజన్ మాత్రమే కలిగి ఉండే సమ్మేళనాలను హైడ్రోకార్బన్‌లు అంటారు.


ఆల్కేన్‌లు: కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య ఏకబంధం ఉండే సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లను ఆల్కేన్‌లు అంటారు.


ఆల్కీన్‌లు: కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య కనీసం ఒక ద్విబంధం ఉండే అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లను ఆల్కీన్‌లు అంటారు.


ఆల్కైన్‌లు: కార్బన్ పరమాణవుల మధ్య కనీసం ఒక త్రిబంధం ఉండే అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లను ఆల్కైన్‌లు అంటారు.


సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు: కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య ఏకబంధం ఉన్న హైడ్రోకార్బన్‌లను సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు అంటారు.
 

అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు: కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య కనీసం ఒక ద్విబంధం లేదా ఒక త్రిబంధం ఉన్న హైడ్రోకార్బన్‌లను అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు అంటారు.


ప్రమేయ సమూహం: ఒక కర్బన సమ్మేళన ధర్మాలు దానిలోని ఏ పరమాణువు లేదా పరమాణు సమూహం మీద ఆధారపడతాయో దాన్ని ప్రమేయ సమూహం అంటారు.


అణుసాదృశ్యం: ఒకే అణుఫార్ములా ఉన్న సమ్మేళనాలు వేర్వేరు ధర్మాలు కలిగి ఉండటాన్ని అణుసాదృళ్యం అంటారు.


సమజాత శ్రేణులు: కర్బన సమ్మేళనాల శ్రేణుల్లోని వరుసగా ఉండే రెండు సమ్మేళనాలు - CH2 భేదంతో ఉంటే వాటిని సమాజాత శ్రేణులు అంటారు.


నామీకరణం: ఒక సమ్మేళనానికి ఒకే నిర్మాణం, పేరు ఇవ్వడాన్ని నామీకరణం అంటారు. దీన్ని IUPAC అభివృద్ధి చేసింది.


దహనం: కార్బన్, దాని సమ్మేళనాలు గాలి లేదా ఆక్సిజన్ సమక్షంలో దహనం చెంది CO2, వేడి, కాంతిని ఇస్తాయి. దీన్నే దహన చర్య అంటారు.


ఆక్సీకరణం: ఆక్సీకారిణుల వల్ల ఆక్సీకరణ చర్యలు జరుగుతాయి. దహన చర్యలన్నీ ఆక్సీకరణ చర్యలే. కానీ ఆక్సీకరణ చర్యలన్నీ దహన చర్యలు కావు. ఆక్సీకారిణులు అనేవి ఆక్సీకరణకు తోడ్పడే పదార్థాలు. ఇవి దహనంలో క్షయకరణానికి గురవుతాయి.


సంకలన చర్య: బహుబంధాలు ఉండే ఆల్కీన్, ఆల్కైన్ లాంటి అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు, సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లుగా మారేందుకు సంకలన చర్యలో పాల్గొంటాయి.

పై చర్యల్లో Ni ఉత్ప్రేరకంగా పనిచేస్తుంది.

ప్రతిక్షేపణ చర్య: ఒక చర్యలోని సమ్మేళనంలోని పరమాణువు లేదా పరమాణు సమూహం వేరొక పరమాణువు లేదా పరమాణు సమూహంతో ప్రతిక్షేపితమైతే ఆ చర్యను ప్రతిక్షేపణ చర్య అంటారు.


ఇథనాల్: ఇథనాల్ అంటే ఇథైల్ ఆల్కహాల్. ఇది తియ్యని వాసన ఉండే రంగులేని ద్రవం. శుద్ద ఇథనాల్‌నే పరమ (100%) ఆల్కహాల్ అంటారు. ఇథనాల్‌లో మలినాలు చేరితే దాని స్వభావం మారిపోయి తాగడానికి పనికిరాదు. దీన్నే డీనేచర్డ్ ఆల్కహాల్ అంటారు.


ఇథనోయిక్ఆమ్లం: ఇదే ఎసిటిక్ ఆమ్లం. ఇది రంగు లేని ద్రవం. ఒక రకమైన దుర్వాసనతో ఉంటుంది. నీటిలో కరుగుతుంది. ఇది నీరు, ఇథనాల్ కంటే ఎక్కువ; ఖనిజ ఆమ్లాల కంటే తక్కువ ఆమ్ల యుతంగా ఉంటుంది. 5 - 8% ఎసిటికామ్ల ద్రావణాన్ని నీటికి కలిపితే దాన్ని వెనిగర్ అంటారు. వెనిగర్‌ను ఎక్కువగా పచ్చళ్లు నిల్వ చేయడానికి వినియోగిస్తారు.


ఎస్టర్: -COOR ప్రమేయ సమూహం ఉండే సమ్మేళనాలను ఎస్టర్‌లు అంటారు.


ఎస్టరిఫికేషన్: గాఢ H2SO4 సమక్షంలో కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లం, ఆల్కహాల్ మధ్య జరిగే చర్య తియ్యని వాసన ఉన్న పదార్థాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
                      
*అనే ప్రమేయ సమూహాన్ని కలిగి ఉన్న ఈ పదార్థాన్ని ఎస్టర్ అంటారు. ఈ ప్రక్రియనే ఎస్టరీకరణ అంటారు. ఎస్టరీకరణ నెమ్మదిగా జరిగే ఒక ద్విగత చర్య.

సపోనిఫికేషన్: క్షారసమక్షంలో నూనెను జల విశ్లేషణం చెందించి సబ్బును పొందే ప్రక్రియను సపోనిఫికేషన్ అంటారు.


మిసిలి: మలిన కణాల చుట్టూ ఏర్పడిన గోళాకృత సబ్బు అణువులను 'మిసిలి' అంటారు.
 

సారాంశ సంగ్రహం

* కార్బన్ ఒక అలోహం. ఇది ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికలోని 14వ గ్రూపు లేదా IVA గ్రూపునకు చెందిన మూలకం.
* ఈ గ్రూపులోని మూలకాలు వాటి బాహ్యకర్పరంలో 4 ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి.
* కార్బన్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం (భూస్థాయిలో) 6C: 1s2 2s2 2p2
* కార్బన్ పరమాణువు తన బాహ్యకక్ష్యలో అష్టకాన్ని పొంది స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉండాలంటే నాలుగు ఎలక్ట్రాన్‌లను గ్రహించి C4- గా మారాలి.
* కార్బన్ రుణవిద్యుదాత్మకత 2.5 మాత్రమే. దాని కేంద్రకంలో 6 ప్రోటాన్‌లు ఉంటాయి. కాబట్టి 6 ప్రోటాన్‌లు ఉన్న కేంద్రకం 10 ఎలక్ట్రాన్‌లను పట్టి ఉంచడం కష్టం. కాబట్టి కార్బన్ అంత సులభంగా C4- అయాన్‌గా మారదు. ఒక వేళ కార్బన్ బాహ్యకక్ష్యలోని 4 ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోతే C4+ అయాన్ ఏర్పడాలి. ఇందుకోసం చాలా శక్తి అవసరం. సాధారణ పరిస్థితుల్లో అంత శక్తి లభించడం కూడా అసాధ్యం. కాబట్టి C4+ ఏర్పడటం దాదాపు సాధ్యం కాదు.
* కార్బన్ బాహ్యాస్థాయిలోని నాలుగు ఎలక్ట్రాన్‌లను ఇతర పరమాణువుల ఎలక్ట్రాన్‌లతో కలిపి పంచుకోవడం ద్వారా చతు: సంయోజనీయత సంతృప్తపరచబడుతుంది.

* భూస్థాయిలో కార్బన్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:1s2 2s2 2p2 (లేదా) 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0
              
* ఉత్తేజిత స్థితిలో కార్బన్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1
              


* ఉత్తేజిత స్థితిలో కార్బన్ పరమాణువులో '2s' కక్ష్యలోని ఒక ఎలక్ట్రాన్ '2pz' కక్ష్యకు చేరుతుంది. అందుకే ఈ స్థితిలో ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు జతకూడని 4 ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉండి, 4 సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరచగలుగుతుంది.
* ఒక పరమాణువులో దాదాపు సమానమైన శక్తి ఉన్న ఆర్బిటాళ్లు పునరీకీకరణం చెందడం ద్వారా అదే సంఖ్యలో శక్తి, ఆకృతి లాంటి ధర్మాల్లో సారూప్యత కలిగిన నూతన ఆర్బిటాళ్లు ఏర్పడటాన్ని 'సంకరీకరణం' అంటారు.

sp3 సంకరీకరణం: ఉత్తేజం చెందిన కార్బన్ పరమాణువులోని ఒక s - ఆర్బిటాల్ (2s), మూడు p - ఆర్బిటాళ్లు
(2px, 2py, 2pz) ఒకదాంతో ఒకటి పునరేకీకరణం చెంది నాలుగు సర్వసమాన ఆర్బిటాళ్లు ఏర్పడతాయి. వాటినే sp3 సంకర ఆర్బిటాళ్లు అంటారు. అంటే కార్బన్ sp3 సంకరీకరణం చెందింది అన్నమాట.
          


spసంకరీకరణం: ఈథీన్ (ఇథిలీన్ CH2 = CH2) అణువు ఏర్పడినప్పుడు ఉత్తేజ స్థితిలో ఉండే ప్రతి కార్బన్ పరమాణువులో ఒక s - ఆర్బిటాల్ (2s), రెండు p - ఆర్బిటాళ్లు (2px, 2py) కలిసిపోయి sp2 సంకరీకరణం చెందడం ద్వారా మూడు spసంకర ఆర్బిటాళ్లు ఏర్పడతాయి. ఇప్పుడు ప్రతి కార్బన్ పరమాణువులో సంకరీకరణం చెందని ఒక p - ఆర్బిటాల్ (Pz) మిగిలి ఉంటుంది.
* మూడు spఆర్బిటాళ్లు ఒక్కో ఎలక్ట్రాన్ కలిగి ఉండి కార్బన్ పరమాణు కేంద్రం చుట్టూ పరస్పరం
120º కోణంతో వేరుచేయబడి ఉంటాయి. ఎప్పుడైతే కార్బన్ పరమాణువులు బంధానికి సిద్ధంగా ఉంటాయో, అప్పుడు ఒక కార్బన్ పరమాణువులోని sp2 సంకర ఆర్బిటాల్, మరొక కార్బన్ పరమాణువులోని sp2 సంకర ఆర్బిటాల్‌తో అతిపాతం చెందడం ద్వారా sp2  - sp2  సిగ్మా (σ) బంధం ఏర్పడుతుంది. ప్రతి కార్బన్ పరమాణువులో మిగిలిన రెండు sp2 సంకర ఆర్బిటాళ్లలోని జతకూడని ఎలక్ట్రాన్‌లు రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల్లోని s - ఆర్బిటాళ్లతో అతిపాతం చెంది బంధాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

* రెండు కార్బన్ పరమాణువుల్లో సంకరీకణం చెందని pz ఆర్బిటాళ్లు పార్శ్వంగా అతిపాతం చెందడం ద్వారా పటంలో చూపినట్లు వాటి మధ్య Π బంధం ఏర్పడుతుంది. అంటే ఇథిలీన్ అణువులోని రెండు కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య ఒక σ, ఒక Π బంధం ఏర్పడ్డాయన్నమాట. అందుకే ఈథీన్‌ను (C2H4) కిందివిధంగా చూపుతారు.

* ఈథీన్‌ను సాధారణంగా 'ఇథిలీన్' అని పిలుస్తారు.

sp సంకరీకరణం:
* కొన్నిసార్లు ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు మీథేన్/ఈథేన్ మాదిరి నాలుగు లేదా ఈథీన్‌లా మూడు ఇతర పరమాణువులతో కాకుండా కేవలం రెండు ఇతర పరమాణువులతో మాత్రమే కలుస్తుంది. ఇలాంటి సందర్భాల్లో కార్బన్ పరమాణువు బాహ్యస్థాయిలోని రెండు ఆర్బిటాళ్లను మాత్రమే సంకరీకరణం చెందించి బంధాలను ఏర్పరచడానికి సిద్ధమవుతుంది.
* బాహ్యస్థాయిలోని 2s ఆర్బిటాల్, ఒక 2p ఆర్బిటాల్ మాత్రమే సంకరీకరణం చెంది మిగిలిన రెండు 2p ఆర్బిటాళ్లు అలాగే మార్పులేకుండా ఉంటాయి. ఒక s - ఆర్బిటాల్, ఒక p - ఆర్బిటాల్ పునర్వవస్థీకరణ ఫలితంగా ఏర్పడ్డాయి కాబట్టి కొత్తగా ఏర్పడిన సంకర ఆర్బిటాళ్లను sp సంకర ఆర్బిటాళ్లు అంటారు.
* ఎసిటిలీన్ అణువులోని రెండు కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య ఒక త్రిబంధం ఉంటుంది. పరమాణువు చతుర్ సమయోజనీయతను సంతృప్తపరచడానికి ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు ఒక హైడ్రోజన్‌తో బంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.

(H -C  ≡ C - H).
       

* ఎసిటిలీన్ (C2H2) అణువులో రెండు కార్బన్, రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులున్నాయి. ఉత్తేజిత స్థితిలో ప్రతి కార్బన్ పరమాణువులో ఒక s - ఆర్భిటాల్ (2s), ఒక p - ఆర్బిటాల్ (2px) కలవడం వల్ల sp సంకరీకరణం జరిగి రెండు సర్వసమానమైన sp ఆర్బిటాళ్లు ఏర్పడతాయి. ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు రెండు సంకరీకరణం చెందని p - ఆర్బిటాళ్లను (2px, 2py) కలిగి ఉంటుంది.
కార్బన్ రూపాంతరాలు: 1) అస్ఫటిక రూపాలు 2) స్ఫటిక రుపాలు
* బొగ్గు, కోక్, కలప చార్‌కోల్, జంతు చార్‌కోల్, నల్లని మసి, వాయు రూప కార్బన్, పెట్రోలియం కోక్, చక్కెర చార్‌కోల్ లాంటివి కార్బన్ వివిధ అస్ఫటిక రూపాంతరాలు.
వజ్రం, గ్రాఫైట్, బక్‌మిన్‌స్టర్ ఫుల్లరిన్‌లు మూడు రకాలైన స్ఫటిక రూపాంతరాలు.
* కార్బన్ మరొక రూపాంతరం నానోట్యూబ్‌లు లేదా నానోనాళాలు. వీటిని 1991లో సుమియో లీజిమ కనుక్కున్నారు.
* 1828లో ఎఫ్.వోలర్ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రయోగశాలలో అకార్బనిక లవణమైన అమ్మోనియం సయనేట్‌ను వేడిచేస్తూ, అనుకోకుండా యూరియా అనే కర్బన సమ్మేళనాన్ని కనుక్కున్నారు.
* కార్బన్ ఇతర పరమాణువులతో కలసి పొడవైన గొలుసు లాంటి సమ్మేళనాలను ఏర్పరచగలగడం కార్బన్‌కు ఉండే మరో ప్రత్యేకత. ఏదైనా మూలకం దానికి చెందిన పరమాణువుల మధ్య బంధాలను ఏర్పరచుకోవడం ద్వారా అతిపెద్దదైన అణువులను ఏర్పరచగల ధర్మాన్ని శృంఖల ధర్మం
(Catenation) అంటారు.
* కార్బన్, హైడ్రోజన్‌లు మాత్రమే ఉన్న సమ్మేళనాలను హైడ్రోకార్బన్‌లు అంటారు.

* కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య ఏక బంధాలను కలిగి ఉన్న హైడ్రో కార్బన్‌లను ఆల్కేన్‌లు (Alkanes) అంటారు.
* కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య కనీసం ఒక ద్విబంధం ఉన్న హైడ్రో కార్బన్‌లను ఆల్కీన్‌లు (Alkenes)అంటారు.
* కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య కనీసం ఒక త్రికబంధం ఉన్న హైడ్రోకార్బన్‌లను ఆల్కైన్‌లు
(Alkynes) అంటారు.
* కార్బన్‌ల మధ్య (C - C) ఏక బంధాలున్న హైడ్రోకార్బన్‌లను సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు అంటారు.
ఉదా: ఆల్కేన్‌లు
* రెండు కార్బన్‌ల మధ్య ఒక ద్విబంధం (C = C) లేదా ఒక త్రిబంధం
(C ≡ C) ఉంటే వాటిని అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు అంటారు.
ఉదా: ఆల్కీన్‌లు, ఆల్కైన్‌లు.
* C, H, X ఉండే సమ్మేళనాలను (X అంటే హాలోజన్ Cl, Br లాంటి పరమాణువులు) హలో హైడ్రోకార్బన్‌లు అంటారు.
* -OH గ్రూపు ఉన్న హైడ్రోకార్బన్‌లను ఆల్కహాల్ అంటారు. ఆల్కహాల్ సాధారణ ఫార్ములా R-OH. దీనిలో R అంటే ఆల్కైల్ గ్రూప్.
* ఆల్డీహైడ్‌ల సాధారణ ఫార్ములా R-CHO. ఇందులో R అంటే ఆల్కైల్ గ్రూపు, CHO అనేది ప్రమేయ సమూహం.

కీటోన్‌లు:


* కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లం సాధారణ ఫార్ములా R-COOH. దీనిలో R అంటే ఆల్కైన్ గ్రూపు లేదా H పరమాణువు.


ఈథర్‌లు: ఈథర్‌లను నీటి అణువుతో (H2O) ఒక విధమైన సంబంధం ఉన్న కర్బన సమ్మేళనాలుగా చెప్పవచ్చు. ఎందుకంటే నీటి అణువులోని రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల స్థానంలో వాటికి బదులుగా రెండు ఆల్కైన్ గ్రూపులను (ఒకే విధమైనవి లేదా వేర్వేరుగా ఉండేవి) ప్రతిక్షేపిస్తే ఏర్పడేదే ఈథర్.


ఎస్టర్‌లు: కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాల ఉత్పన్నాలను ఎస్టర్‌లు అంటారు. -COOHలోని హైడ్రోజన్ పరమాణువుకు బదులుగా R (ఆల్కైల్ గ్రూపు) ప్రతిక్షేపిస్తే ఎస్టర్‌లు ఏర్పడతాయి.


అమైన్‌లు: - NH2 గ్రూపును అమైన్ గ్రూపు అంటారు.
* ఒక కర్బన సమ్మేళన గుణాత్మక ధర్మాలు ప్రధానంగా దానిలోని ఒక పరమాణువు లేదా పరమాణు సమూహాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఇలాంటి పరమాణువు లేదా పరమాణు సమూహాన్నే ప్రమేయ సమూహం
(Functional group) అంటారు.

 

అణు సాదృశ్యం: ఒకే అణుఫార్ములా ఉన్న సమ్మేళనాలు వేర్వేరు ధర్మాలను కలిగి ఉంటే దాన్ని అణుసాదృశ్యం అంటారు.


సమజాత శ్రేణులు: కర్బన సమ్మేళనాల శ్రేణుల్లోని వరుసగా ఉండే రెండు సమ్మేళనాలు - CH2 భేదంతో ఉంటే వాటిని సమజాత శ్రేణులు అంటారు.


* సమజాతి శ్రేణి కర్బన సమ్మేళనాలు ఒక సాధారణ ఫార్ములాను కలిగి ఉంటాయి.
    ఆల్కేన్‌లు (CnH2n+2); ఆల్కైన్‌లు (CnH2n - 2), ఆల్కహాల్‌లు (CnH2n + 1) OH.


దహన చర్యలు: కార్బన్, దాని సమ్మేళనాలు గాలి లేదా ఆక్సిజన్ సమక్షంలో దహనం చెంది CO2, వేడి, కాంతిని ఇస్తాయి.


ఆక్సీకరణ చర్యలు: ఆక్సీకారిణుల వల్ల ఆక్సీకరణ చర్యలు జరుగుతాయి. ఆక్సీకారిణులనేవి ఆక్సీకరణకు తోడ్పడే పదార్థాలు. ఇవి దహనంతో క్షయకరణానికి గురవుతాయి.


సంకలన చర్యలు: బహుబంధాలు కలిగి ఉండే ఆల్కీన్, ఆల్కైన్ లాంటి అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు, సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లుగా మారడానికి సంకలన చర్యలో పాల్గొంటాయి.


ప్రతిక్షేపణ చర్యలు: ఒక చర్యలోని ఒక సమ్మేళనంలోని ఒక పరమాణువు లేదా పరమాణు సమూహం వేరొక పరమాణువు లేదా పరమాణువు సమూహంతో ప్రతిక్షేపితమైతే ఆ చర్యను ప్రతిక్షేపణ చర్య అంటారు.
* ఆల్కేన్‌లు సంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌లు రసాయనికంగా తక్కువ చర్యాశీలతను కలిగి ఉంటాయి. అందుకే వీటిని ఫారాఫిన్‌లు అంటారు.

* పిండిపదార్థాలు, చక్కెరలను ఇథైల్ ఆల్కహాల్‌గా మార్చే ప్రక్రియను కిణ్వప్రక్రియ (Fermantation) అంటారు.
* ఇథనోయిక్ ఆమ్లాన్ని సాధారణంగా ఎసిటిక్ ఆమ్లం అంటారు. 5-8% ఎసిటిక్ ఆమ్లద్రావణాన్ని నీటిలో కలిపితే దాన్ని వెనిగార్ అంటారు. దీన్ని ఎక్కువగా పచ్చళ్లు నిల్వచేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
* ఆమ్లాల బలాన్ని pKa విలువ పరంగా లెక్కిస్తారు. సజల ద్రావణాల్లో ఆమ్లం విడిపోవడాన్ని బట్టి ఆ విలువ ఉంటుంది.
* pKa అనేది ఒక ఆమ్లం సజల ద్రావణంలో విడిపోయే స్థిరాంకం తెలిపే రుణ సంవర్గమాన విలువ.
* ఎస్టర్ల సాధారణ ఫార్ములా
R - COO - R'. R, R' అనేవి ఆల్కైల్ లేదా ఫినైల్ గ్రూపులు.
* గాఢ H2SO4 సమక్షంలో కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లం, ఆల్కహాల్ మధ్య చర్య జరిగి తియ్యటి వాసన ఉండే పదార్థం ఏర్పడుతుంది.
*      అనే ప్రమేయ సమూహాన్ని కలిగి ఉన్న ఈ పదార్థాన్ని ఎస్టర్ అంటారు.
* ఉన్నత ఫాటీ ఆమ్లాలు, సోడియం లవణాలు సబ్బును తయారు చేసే చర్చలో పాల్గొంటాయి. ఈ చర్యను సఫోనిఫికేషన్ చర్య అంటారు.

* ఎస్టర్లను ఆమ్లీకృత జల విశ్లేషణ చేయడం ద్వారా సబ్బును తయారు చేస్తారు. దీన్నే సఫోనిఫికేషన్ అంటారు.
* ఒక ద్రావణంలో కరిగి ఉన్న ద్రావిత కణాల వ్యాసం 1 nm కంటే తక్కువ ఉన్నట్లయితే ఆ ద్రావణాన్ని నిజమైన ద్రావణం అంటారు.
కాంజికాభ
(Colloidal) ద్రావణంలో విక్షేపణ ప్రావస్థలో ఉన్న ద్రావిత కణాల వ్యాసం 1 nm కంటే ఎక్కువగా, 1000 nm కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఇలాంటి ద్రావిత కణాలు కలిగి ఉన్న ద్రావణాన్ని విక్షేపణ యానకం అంటారు.
* సబ్బునీటిలో గోళాకారంలో దగ్గరగా చేరిన సబ్బు కణాల సమూహాన్నే మిసిలి అంటారు.
* సబ్బు కణానికి ధ్రువకొన, అధ్రువకొన ఉంటాయి.
ధ్రువాల చివరి భాగం
 (Polarend) హైడ్రోఫిలిక్ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది నీటి వైపు ఆకర్షితమవుతుంది.
అధ్రువాంతం
 (Nonpolarend) హైడ్రోఫోబిక్ స్వభావం కలిగి ఉంటుంది. ఇది జిడ్డు లేదా మురికి వైపు మ్రాతమే ఆకర్షితమవుతుంది.
సబ్బు నీటిలో కరిగినప్పుడు సబ్బుకణాల హైడ్రోఫోబిక్ కొనలు మురికికి అతుక్కుంటాయి. తర్వాత అవి దుస్తుల నుంచి మురికిని వేరుచేస్తాయి.
సబ్బు కణాలన్నీ జిడ్డుకణం చుట్టూ గుంపుగా చేరి జిడ్డుకణం కేంద్రంగా ఉండే ఒక గుండ్రటి నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. కొల్లాయిడల్ ద్రావణంలోని కణాలు మాదిరిగా మిసిలి కణాలు కూడా నీటిలో అవలంబనాలుగా ఉంటాయి.
* నీటిలో ఉండే వేర్వేరు మిసిలి కణాలు కలిసి ఒక దగ్గరగా చేరి అవక్షేపాన్ని ఏర్పచవు ఎందుకంటే సబ్బు కణాల మధ్య ఉండే అయాన్-అయాన్ వికర్షణ వాటిని ఒక దగ్గరకు చేరకుండా నిరోధిస్తుంది.
* మురికి కణాలు సబ్బునురగ కణాలతో చుట్టుముట్టి నీటి అవలంబనాలుగా ఉంటాయి. కాబట్టి సులువుగా నీటితో బయటకు పంపబడతాయి.
అందుకే సబ్బుకణాలు నీటిలో కరగగానే మురికిని వేరు చేయగలుగుతాయి.

 

1. ప్రాథమిక పర పదాలు

2. కొన్ని ముఖ్యమైన ప్రమేయ సమూహాల ప్రాథమిక, ద్వితీయ పూర్వ, పరపదాలు

3. హైడ్రోకార్బన్‌లు - ఆకృతులు/సంకరీకరణం


4. ఆల్కేన్‌ల సమజాత శ్రేణి (CnH2n+2)

5. ఆల్కీన్‌ల సమాజాత శ్రేణి (CnH2n)


6. ఆల్కైన్‌ల సమజాత శ్రేణి (CnH2n-2)

7. ద్వితీయ పరపదాలు

శాస్త్రవేత్తలు

లైనస్ పౌలింగ్: ప్రపంచ ప్రసిద్ధిగాంచిన గొప్ప శాస్త్రవేత్త, మానవతావాది. ఆధునిక రసాయన శాస్త్రానికి మూలపురుషుడిగా గుర్తింపు పొందారు.
    నోబెల్ బహుమతిని రసాయనశాస్త్రంలో (1954), శాంతి (1962) విభాగాల్లో వేరొకరితో పంచుకోకుండా ఒక్కరే 2 సార్లు అందుకున్న ఘనత లైనస్ పౌలింగ్‌ది.
వోలర్ ఫ్రెడరిక్ (1800-1882): వోలర్ జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త. బెర్జీలియస్ శిష్యుడు. 1828లో సిల్వర్ సయనైడ్, అమ్మోనియా క్లోరైడ్‌ల నుంచి అమ్మోనియం సయనేట్‌ను తయారు చేయబోతుండగా అనుకోకుండా యూరియాను ఆవిష్కరించాడు. అదే మొదట తయారు చేసిన కృత్రిమ కర్బన సమ్మేళనం. అప్పటి వరకు అందరూ నమ్మిన ప్రాణాధార శక్తి సిద్ధాంతాన్ని
(Vitalism Theory) ఇతడి ఆవిష్కరణ తప్పని నిరూపించింది.
      వోలర్ తన ప్రయోగాల ఆధారంగా యూరియా, అమ్మోనియం సయనేట్‌లు ఒకే రసాయనిక సాంకేతికాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ వేర్వేరు రసాయన ధర్మాలను కలిగి ఉంటాయని కనుక్కున్నాడు. దీన్ని మొదటి అణు సాదృశ్య
(isomerism) భావనగా చెప్పవచ్చు. ఎందుకంటే సమాన సంఖ్యలో పరమాణువులను కలిగి ఉన్నప్పటికీ యూరియా సాంకేతికం CO(NH2)2 కాగా అమ్మోనియం సయనేట్ సాంకేతికం NH4CNO గా ఉంటాయి.

మన శాస్త్రవేత్తలు

హోమి జహంగీర్ బాబా
     హోమి జె.బాబా (30.10.1909 - 24.01.1966) ఒక అణుభౌతిక శాస్త్రవేత్త. ఇతడు TIFR అనే సంస్థకు ప్రథమ డైరెక్టర్‌గా, భౌతికశాస్త్రవేత్త ఆచార్యులుగా పనిచేశారు. భారత అణుశక్తి కార్యక్రమానికి ఇతడిని పితామహుడిగా భావిస్తారు. తను ఎన్నో TIFR, BARC లాంటి ప్రఖ్యాతిగాంచిన పరిశోధనా సంస్థలకు ప్రప్రథమ డైరెక్టర్‌గా పనిచేశారు. ఈ రెండు సంస్థలు కూడా భారతదేశం అణు రియాక్టర్‌ల తయారీలో, అణుశక్తి అభివృద్ధిలో కీలకపాత్ర పోషించాయి. ఇవి బాబా పర్యవేక్షణలో పనిచేశాయి.
     
The Absorption of Cosmic radiation అనే అంశంపై తన మొదటి పరిశోధనాపత్రం ప్రచురించిన తర్వాత బాబా 1933, జనవరి 8లో అణుభౌతికశాస్త్రంలో Ph.D పొందారు. ఈ పరిశోధనా పత్రం అతడికి 1934లో ఐజాక్ న్యూటన్ స్టూడెంట్‌షిప్ పొందడానికి ఉపయోగపడింది.
బాబా తన వైజ్ఞానిక ప్రస్థానాన్ని బ్రిటన్‌లో ప్రారంభించినప్పటికి భారతదేశం తిరిగివచ్చి, బెంగుళూర్‌లో నోబెల్ ప్రైజ్ విజేత సర్.సి.వి.రామన్ నాయకత్వంలో నడుస్తున్న
Indian Institute of Science (IISc)లో రీడర్‌గా తన వృత్తిని ప్రారంభించారు. ఈ కాలంలోనే అతను భారతదేశంలో అణుశక్తి కార్యక్రమాన్ని ప్రారంభించాల్సిన అవసరం గురించి అప్పటి ప్రధాని జవహర్‌లాల్ నెహ్రూను ఒప్పించారు.

1945లో నెలకొల్పబడిన Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) అనే సంస్థకు, 1948లో Atomic energy commissionకు అతడు మొదటి ఛైర్మన్‌గా పనిచేశారు. 1950లో IAFA conferenceకు భారతదేశం తరుఫున బాబా ప్రాతినిధ్యం వహించారు. అలాగే జెనీవాలో 1950లో జరిగిన UN conference on the peaceful uses of Atomic Energy కి అతడు అధ్యక్షుడిగా వ్యవహరించారు.
     బాబా ఎలక్ట్రాన్ ద్వారా పాజిట్రాన్‌ల స్కాటరింగ్
(Scattering)కు సరైన సమీకరణం ఉత్పాదించడం ద్వారా అంతర్జాతీయ ఖ్యాతిని గడించారు. ఈ ప్రక్రియ 'బాబా స్కాటరింగ్‌'కు ప్రఖ్యాతిగాంచింది. అతడు క్రాఫ్టన్ స్కాటరింగ్, R - ప్రక్రియలపై చేసిన కృషి అణు భౌతికశాస్త్ర అభివృద్ధికి ఎంతగానో తోడ్పడింది. దురదృష్టవశాత్తు బాబా వియాన్నాలో జరిగే IAEA Scientific Advisory Committee మీటింగ్‌కు హాజరయ్యేందుకు వెళుతూ Mont Blanc వద్ద జరిగిన విమాన ప్రమాదంలో 1966లో మరణించారు. భారతదేశంలో అణుశక్తి కార్యక్రమానికి బాబా వేసిన బీజాలు ఈరోజు మనదేశాన్ని అగ్రదేశాల సరసన నిలబెట్టాయి.


చింతామణీ నాగేసా రామచంద్రారావు
C.N.R. రావు బెంగళూరులోని ఒక కన్నడ కుటుంబంలో హనమంత నాగేసారావు, నాగమ్మ నాగేసా రావులకు జన్మించిన సంతానం. అతడు తన సెకండరీ విద్యను ప్రథమశ్రేణిలో 1947లో పూర్తిచేసారు. తన 17వ ఏటనే బెంగళూర్‌లోని మైసూరు యూనివర్సిటీకి చెందిన కేంద్రకళాశాలలో ప్రథమశ్రేణిలో B.Scని 1951లో పూర్తిచేశారు. రెండు సంవత్సరాల తర్వాత రసాయనశాస్త్రంలో మాస్టర్ డిగ్రీ పట్టాను బనారస్ హిందూ విశ్వవిద్యాలయం నుంచి అందుకున్నారు. అతడు తన 24వ ఏటనే IIT ఖరగ్‌పూర్‌లోని Ph.Dని కేవలం 2 సంవత్సరాల 9 నెలల్లోనే పూర్తిచేశారు. అతడి మొదటి పరిశోధనా పత్రం 1954లో ఆగ్రా విశ్వవిద్యాలయం పరిశోధనా జర్నల్‌లో ప్రచురితమైంది.

 * C.N.R. రావు పదార్థ రసాయన శాస్త్రంలో అంతర్జాతీయంగా గుర్తింపు పొందిన రసాయన శాస్త్రవేత్త.
* ఇతడు ప్రస్తుతం ప్రధానమంత్రికి సలహాలనిచ్చే వైజ్ఞానిక సలహా మండలికి అధ్యక్షులుగా ఉన్నారు.
* ఇతడు 1400 పైగా పరిశోధనా పత్రాలను, '45' పైగా పుస్తకాలను ప్రచురించారు.
* ఇతడికి 2000లో రాయల్ సొసైటీవారు హూజెస్ మెడల్ అనే అవార్డును ఇచ్చారు. అతడు India Science award (2004) ను మొదటగా గ్రహించిన వ్యక్తి.
ఇతడు పరివర్తన మూలక ఆక్సైడ్ వ్యవస్థల గురించి, సంకరీకరణ పదార్థాలు, నానో పదార్థాలైన నానోట్యూబులు, గ్రాఫీన్‌ల గురించి విస్తృత పరిశోధనలు చేశారు.
* ప్రస్తుతం రావు గ్రాఫిన్ అనే అద్భుత పదార్థం, కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియల గురించి పరిశోధనలు కొనసాగిస్తున్నారు.
* ఈయనను 2014, ఫిబ్రవరి 4న భారత ప్రభుత్వం భారతరత్నతో సత్కరించింది.

మీకు తెలుసా?

1. సంకరీకరణం అనే భావనను మొదట ప్రవేశపెట్టినవారు లైనస్ పౌలింగ్ (1931). ఒక పరమాణువులో దాదాపు సమానమైన శక్తిగల ఆర్బిటాళ్లు పునరేకీకరణం చెందడం ద్వారా అదే సంఖ్యలో శక్తి, ఆకృతి లాంటి ధర్మాల్లో సారూప్యత (similar) కలిగిన నూతన ఆర్బిటాళ్లు ఏర్పడటాన్నే 'సంకరీకరణం' అంటారు. కొత్తగా ఏర్పడిన ఆర్బిటాళ్లను 'సంకర ఆర్బిటాళ్లు' అంటారు.
 
2. 'బక్‌మిన్‌స్టర్ ఫుల్లరిన్‌'లను సాధారణంగా 'ఫుల్లరిన్' అంటారు. వీటిని 1985లో రైస్, సస్సెక్స్ యూనివర్సిటీలకు చెందిన రాబర్ట్ ఎఫ్.కర్ల్, హరాల్డ్ డబ్ల్యూ క్రోటో, రిచర్డ్, ఇ.స్మాలీ అనే శాస్త్రవేత్తల బృందం కనుక్కుంది. వీరికి 1996లో రసాయనశాస్త్ర విభాగంలో నోబెల్ బహుమతి లభించింది. రిచర్డ్ బక్‌మిన్‌స్టర్ (బక్కి) ఫుల్లర్ అనే శాస్త్రవేత్త, వాస్తు శిల్పి (architect) తయారుచేసిన జియోడెసిక్ (geodesic)నిర్మాణంతో పోలి ఉండటం వల్ల ఈ అణువులకు ఈ పేరు పెట్టారు.
3. గ్రాఫిన్ - ఒక కొత్త అద్భుతమైన పదార్థం
            
     గ్రాఫిన్ దాని పేరుతో సూచించిన మాదిరిగా పెన్సిల్ తయారీలో ఉపయోగించే గ్రాఫైట్ నుంచి తయారవుతుంది. గ్రాఫైట్‌లా గ్రాఫిన్ కూడా మొత్తంగా కార్బన్ పరమాణువులతోనే ఏర్పడుతుంది. 1 mm మందం ఉన్న గ్రాఫైట్ దాదాపు 3 మిలియన్ పొరల గ్రాఫిన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. గ్రాఫిన్‌లో 0.3 నానో మీటర్ల మందం కలిగి తేనె తుట్టను పోలిన షట్ముఖీయ (hexagonal) నిర్మాణం అంతటా కార్బన్ పరమాణువులు విస్తరించి ఉంటాయి.
    గ్రాఫిన్ రాగి కంటే మంచి విద్యుత్ వాహకం. స్టీలు కంటే 200 రెట్లు బలమైంది. కానీ 6 రెట్లు తేలికైంది. అలాగే కాంతికి దాదాపు సంపూర్ణంగా పారదర్శకమైంది.

Posted Date : 18-03-2021

గమనిక : ప్రతిభ.ఈనాడు.నెట్‌లో కనిపించే వ్యాపార ప్రకటనలు వివిధ దేశాల్లోని వ్యాపారులు, సంస్థల నుంచి వస్తాయి. మరి కొన్ని ప్రకటనలు పాఠకుల అభిరుచి మేరకు కృత్రిమ మేధస్సు సాంకేతికత సాయంతో ప్రదర్శితమవుతుంటాయి. ఆ ప్రకటనల్లోని ఉత్పత్తులను లేదా సేవలను పాఠకులు స్వయంగా విచారించుకొని, జాగ్రత్తగా పరిశీలించి కొనుక్కోవాలి లేదా వినియోగించుకోవాలి. వాటి నాణ్యత లేదా లోపాలతో ఈనాడు యాజమాన్యానికి ఎలాంటి సంబంధం లేదు. ఈ విషయంలో ఉత్తర ప్రత్యుత్తరాలకు, ఈ-మెయిల్స్ కి, ఇంకా ఇతర రూపాల్లో సమాచార మార్పిడికి తావు లేదు. ఫిర్యాదులు స్వీకరించడం కుదరదు. పాఠకులు గమనించి, సహకరించాలని మనవి.

ప్రత్యేక కథనాలు

మరిన్ని
 
 

విద్యా ఉద్యోగ సమాచారం