9వ తరగతి AP SCERT(Class 9) / 9వ తరగతి సైన్స్ – భౌతిక రసాయన శాస్త్రం (Class 9 Physical Science – Semester 1)

పరమాణువులు & అణువులు (Atoms and Molecules)

డాల్టన్ సిద్ధాంతం, సంయోగ నియమాలు, పరమాణు–అణు ద్రవ్యరాశులు, అయాన్లు, సంయోజకత, రసాయన ఫార్ములాలు, లెక్కలు.

13 notes 60 questions

Notes in this chapter

  1. 1పదార్థం గురించి ప్రాచీన భావనలు (Early Ideas about Matter)Read notePractice 4
  2. 2ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం – కృత్యం 6.1 (Law of Conservation of Mass)Read notePractice 4
  3. 3స్థిర నిష్పత్తుల నియమం (Law of Constant Proportions)Read notePractice 6
  4. 4డాల్టన్ పరమాణు సిద్ధాంతం (Dalton's Atomic Theory)Read notePractice 4
  5. 5పరమాణువు పరిమాణం, మూలకాల గుర్తులు (Atom Size and Symbols)Read notePractice 6
  6. 6పరమాణు ద్రవ్యరాశి, పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం (Atomic Mass and amu)Read notePractice 5
  7. 7అణువు, మూలకాల అణువులు, పరమాణుకత (Molecule and Atomicity)Read notePractice 4
  8. 8సమ్మేళనాల అణువులు, పరమాణు సంఖ్యల నిష్పత్తి – కృత్యం 6.2 (Molecules of Compounds)Read notePractice 5
  9. 9అయాన్లు, అయానిక్ సమ్మేళనాలు (Ions and Ionic Compounds)Read notePractice 4
  10. 10సంయోజకత, అయాన్ల పట్టిక (Valency and Table of Ions)Read notePractice 4
  11. 11రసాయన ఫార్ములాలు రాయడం (Writing Chemical Formulae)Read notePractice 6
  12. 12అణు ద్రవ్యరాశి, ఫార్ములా యూనిట్ ద్రవ్యరాశి (Molecular Mass and Formula Unit Mass)Read notePractice 4
  13. 13అధ్యాయ సారాంశం, వ్యాయామాలు, సమూహ కృత్యం (Summary, Exercises, Group Activity)Read notePractice 4
By ExamBadi

1. పదార్థం గురించి ప్రాచీన భావనలు (Early Ideas about Matter)

పదార్థాన్ని విభజిస్తూ పోతే చివరికి ఏమి మిగులుతుంది అనే ప్రశ్న ప్రాచీన భారతీయ, గ్రీకు తత్వవేత్తలను ఆలోచింపజేసింది. ఈ ఆలోచనలు ప్రయోగాల మీద కాక కేవలం తాత్విక ఊహల మీద ఆధారపడినవి.

ముఖ్య విషయాలు

  • మహర్షి కణాదుడు (Maharishi Kanad): సుమారు క్రీ.పూ. 500 కాలంలో పదార్థాన్ని (పదార్థ్) విభజిస్తూ పోతే చిన్న చిన్న కణాలు వస్తాయని, చివరికి ఇంక విభజించలేని అతి చిన్న కణాల స్థితి వస్తుందని చెప్పాడు. ఆ కణాలకు పరమాణు (Parmanu) అని పేరు పెట్టాడు.
  • పకుధ కాత్యాయన (Pakudha Katyayama): ఈ సిద్ధాంతాన్ని విస్తరించాడు. ఈ కణాలు సాధారణంగా కలిసిన రూపంలోనే ఉంటాయని, అందువల్లే వివిధ రకాల పదార్థాలు ఏర్పడతాయని చెప్పాడు.
  • గ్రీకు తత్వవేత్తలు డెమోక్రిటస్, ల్యూసిప్పస్ (Democritus, Leucippus):
    1. అదే కాలంలో విభజించగా విభజించగా ఇక విభజించలేని కణాలు వస్తాయని సూచించారు. డెమోక్రిటస్ ఆ అవిభాజ్య కణాలను ఆటమ్ (atom) అన్నాడు
    2. గ్రీకులో దీని అర్థం 'విభజించలేనిది'.
  • ఈ ఆలోచనలను ప్రయోగాలతో పరీక్షించే పని పద్దెనిమిదో శతాబ్దం వరకు పెద్దగా జరగలేదు.
  • పద్దెనిమిదో శతాబ్దం చివరి నాటికి: శాస్త్రవేత్తలు మూలకాలకు (elements), సమ్మేళనాలకు (compounds) మధ్య తేడాను గుర్తించారు. దాంతో మూలకాలు ఎందుకు, ఎలా కలుస్తాయి, కలిసినప్పుడు ఏం జరుగుతుంది అనే విషయాల మీద ఆసక్తి పెరిగింది.
  • ఆంటోనీ లవోయిజర్ (Antoine L. Lavoisier):
    1. రసాయన విజ్ఞానానికి పునాది వేసినవాడు
    2. రసాయన సంయోగ నియమాలలో రెండింటిని స్థాపించాడు. ఈ నియమాలు లవోయిజర్, జోసెఫ్ ఎల్. ప్రౌస్ట్ (Joseph L. Proust) ల ప్రయోగాల ఫలితంగా ఏర్పడ్డాయి.
  • రసాయన సంయోగ నియమాలు (Laws of chemical combination): (1) ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం, (2) స్థిర నిష్పత్తుల నియమం. వీటిని వివరించడానికి జాన్ డాల్టన్ పరమాణు సిద్ధాంతాన్ని ఇచ్చాడు.
  • ఇతర వివరం: చిత్రాలలో పరమాణువులను చూపే ఆధునిక పద్ధతులు ఇప్పుడు ఉన్నాయి (సిలికాన్ ఉపరితలం యొక్క పెద్దదైన ప్రతిబింబం పాఠంలో ఉంది).

సులభంగా గుర్తుంచుకోవడానికి భారతీయ పేరు 'పరమాణు' (కణాదుడు), గ్రీకు పేరు 'ఆటమ్' (డెమోక్రిటస్) – రెండింటి అర్థం ఇంక విభజించలేని అతి చిన్న కణం.

2. ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం – కృత్యం 6.1 (Law of Conservation of Mass)

రసాయన చర్యలో ద్రవ్యరాశి మారుతుందా అనే ప్రశ్నకు సమాధానం ఇచ్చేది ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం. దీన్ని లవోయిజర్ స్థాపించాడు.

ముఖ్య విషయాలు

  • కృత్యం 6.1 (ఏర్పాటు): కింది జతలలో ఏదైనా ఒకటి (X, Y) తీసుకుంటారు:
  • (i) X = కాపర్ సల్ఫేట్, Y = సోడియం కార్బొనేట్.
  • (ii) X = బేరియం క్లోరైడ్, Y = సోడియం సల్ఫేట్.
  • (iii) X = లెడ్ నైట్రేట్, Y = సోడియం క్లోరైడ్.
  • ఏ జత తీసుకున్నా ఒక్కొక్క పదార్థం యొక్క 5% ద్రావణాన్ని 10 mL చొప్పున నీటిలో తయారుచేస్తారు.
  • కొద్దిగా Y ద్రావణాన్ని కోనికల్ ఫ్లాస్క్‌లో, X ద్రావణాన్ని ఇగ్నిషన్ ట్యూబ్‌లో తీసుకుంటారు. ట్యూబ్‌ను ఫ్లాస్క్‌లోకి జాగ్రత్తగా వేలాడదీస్తారు (ద్రావణాలు కలవకుండా)
  • ఫ్లాస్క్ మూతిపై కార్క్ పెడతారు.
  • ఫ్లాస్క్‌ను, దానిలోని పదార్థాలను కలిపి జాగ్రత్తగా తూచాలి. తర్వాత ఫ్లాస్క్‌ను వంచి కదిపి X, Y ద్రావణాలను కలపాలి
  • మళ్లీ తూచాలి.
  • ఫలితం: ద్రావణాలు కలిసినప్పుడు రసాయన చర్య జరుగుతుంది, కానీ ఫ్లాస్క్ మరియు పదార్థాల ద్రవ్యరాశి మారదు. (పుస్తకం చెప్పని వివరం: ఈ జతలన్నీ అవక్షేపం (precipitate) ఇస్తాయి – ఈ ప్రయోగం ద్వారా రసాయన చర్య జరిగిందని తెలుస్తుంది.)
  • కార్క్ ఎందుకు?:
    1. ఫ్లాస్క్‌ను మూసి ఉంచితే ఏ పదార్థమూ (వాయువు వంటివి) బయటకు పోదు, బయటి నుండి లోపలికి రాదు
    2. కాబట్టి ద్రవ్యరాశిని కచ్చితంగా పోల్చవచ్చు.
ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం – మూసిన ఫ్లాస్క్‌లో ఇగ్నిషన్ ట్యూబ్, కలపక ముందు, తర్వాత ద్రవ్యరాశి సమానం
ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం – మూసిన ఫ్లాస్క్‌లో ఇగ్నిషన్ ట్యూబ్, కలపక ముందు, తర్వాత ద్రవ్యరాశి సమానం
  • నియమం (Law of conservation of mass): రసాయన చర్యలో ద్రవ్యరాశిని సృష్టించడం గాని నాశనం చేయడం గాని సాధ్యం కాదు. అంటే చర్యలో అభిక్రియాజనకాల (reactants) మొత్తం ద్రవ్యరాశి = ఉత్పన్నాల (products) మొత్తం ద్రవ్యరాశి.
  • పాఠంలోని ప్రశ్న 1 (ఉదాహరణ): 6.3 g సోడియం కార్బొనేట్, 6 g ఎసిటిక్ ఆమ్లంతో చర్య జరిపి 2.2 g కార్బన్ డయాక్సైడ్, 0.9 g నీరు, 8.2 g సోడియం ఎసిటేట్ ఇచ్చాయి. సోడియం కార్బొనేట్ + ఎసిటిక్ ఆమ్లం → సోడియం ఎసిటేట్ + కార్బన్ డయాక్సైడ్ + నీరు.
  • ఉత్పన్నాల మొత్తం = 2.2 + 0.9 + 8.2 = 11.3 g.
  • [సవరణ/వివరణ:
    1. పుస్తకంలోని సంఖ్యలలో రియాక్టెంట్ల మొత్తం 6.3 + 6 = 12.3 g, ఉత్పన్నాలు 11.3 g. ఎసిటిక్ ఆమ్లం 6 g పూర్తిగా వాడబడుతుంది, దానికి 5.3 g సోడియం కార్బొనేట్ మాత్రమే అవసరం
    2. మిగిలిన 1.0 g సోడియం కార్బొనేట్ చర్య జరపకుండా మిగిలిపోతుంది. చర్యలో వాడిన మొత్తం 5.3 + 6 = 11.3 g = ఉత్పన్నాల 11.3 g. ఇలా నియమం నిరూపితమవుతుంది. (ఇది పుస్తకం బయటి లెక్క
    3. ఈ సమీకరణం ప్రకారం సరిచూసినది.)]

గమనిక: నియమం ప్రకారం చర్యలో ఏ పరమాణువూ పోదు లేదా పుట్టదు; అవి కొత్త కలయికలుగా మాత్రమే మారతాయి.

3. స్థిర నిష్పత్తుల నియమం (Law of Constant Proportions)

ఒక సమ్మేళనాన్ని ఎక్కడ నుండి తెచ్చినా, ఎవరు తయారుచేసినా అందులోని మూలకాల ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి ఒకేలా ఉంటుందని లవోయిజర్ మరియు ఇతరులు గమనించారు. దీనిని ప్రౌస్ట్ నియమంగా చెప్పాడు.

ముఖ్య విషయాలు

  • నియమం: ఒక రసాయన పదార్థంలో (సమ్మేళనంలో) మూలకాలు ఎల్లప్పుడూ నిర్దిష్ట (స్థిర) ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తులలో ఉంటాయి. దీనికే నిర్దిష్ట నిష్పత్తుల నియమం (Law of definite proportions) అనే మరో పేరు కూడా ఉంది. దీనిని చెప్పినవాడు ప్రౌస్ట్ (Proust).
  • నీరు (H₂O): హైడ్రోజన్ ద్రవ్యరాశి : ఆక్సిజన్ ద్రవ్యరాశి = 1 : 8, నీరు ఎక్కడిదైనా సరే. 9 g నీటిని విడగొడితే ఎల్లప్పుడూ 1 g హైడ్రోజన్, 8 g ఆక్సిజన్ వస్తాయి.
  • అమ్మోనియా (NH₃):
    1. నైట్రోజన్ : హైడ్రోజన్ = 14 : 3 (ద్రవ్యరాశి ప్రకారం)
    2. తయారుచేసే పద్ధతి లేదా మూలం ఏదైనా ఇదే.
  • కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO₂): కార్బన్ : ఆక్సిజన్ = 3 : 8 (పట్టిక 6.4).
  • ఈ నియమాలను వివరించడానికి తదుపరి సమస్య తగిన వివరణ ఇవ్వడం
  • అది డాల్టన్ పరమాణు సిద్ధాంతం చేసింది.

పాఠంలోని ప్రశ్న 2 (లెక్క) హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ ద్రవ్యరాశి ప్రకారం 1 : 8 నిష్పత్తిలో కలిసి నీరు ఏర్పడుతుంది. 3 g హైడ్రోజన్‌తో పూర్తిగా చర్య జరపడానికి కావలసిన ఆక్సిజన్ = 3 × 8 = 24 g.

అధ్యాయం చివరి వ్యాయామాల నుండి

  • వ్యాయామం 1 (శాతం సంఘటనం): 0.24 g బోరాన్–ఆక్సిజన్ సమ్మేళనంలో 0.096 g బోరాన్, 0.144 g ఆక్సిజన్ ఉన్నాయి.
  • బోరాన్ శాతం = (0.096 / 0.24) × 100 = 40%.
  • ఆక్సిజన్ శాతం = (0.144 / 0.24) × 100 = 60% (మొత్తం 100%).
  • వ్యాయామం 2: 3.0 g కార్బన్‌ను 8.00 g ఆక్సిజన్‌లో మండిస్తే 11.00 g కార్బన్ డయాక్సైడ్ వస్తుంది. 3.00 g కార్బన్‌ను 50.00 g ఆక్సిజన్‌లో మండిస్తే కూడా 11.00 g CO₂ వస్తుంది.
  • కారణం:
    1. కార్బన్ : ఆక్సిజన్ ఎల్లప్పుడూ 3 : 8 నిష్పత్తిలోనే కలుస్తాయి
    2. 3 g కార్బన్‌కు కేవలం 8 g ఆక్సిజన్ కావాలి, మిగిలిన 42 g ఆక్సిజన్ చర్యలో పాల్గొనదు.
  • ఇది స్థిర (నిర్దిష్ట) నిష్పత్తుల నియమం ప్రకారం వచ్చిన సమాధానం.
  • (పుస్తకం బయటి వివరం: చర్య మొత్తంలో 3 + 8 = 11 g ద్రవ్యరాశి ద్రవ్యనిత్యత్వానికీ సరిపోతుంది.)

4. డాల్టన్ పరమాణు సిద్ధాంతం (Dalton's Atomic Theory)

సంయోగ నియమాలను వివరించే సిద్ధాంతాన్ని బ్రిటిష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త జాన్ డాల్టన్ ఇచ్చాడు. అప్పటికి కేవలం తత్వశాస్త్రంగా ఉన్న పదార్థ విభజన ఆలోచనను ఆయన ఎంచుకున్నాడు.

ముఖ్య విషయాలు

  • జాన్ డాల్టన్ (John Dalton) జీవితం:
    1. 1766లో ఇంగ్లండ్‌లో పేద నేతగాని కుటుంబంలో పుట్టాడు
    2. పన్నెండేళ్ల వయసులో ఉపాధ్యాయ వృత్తి ప్రారంభించాడు. ఏడేళ్ల తర్వాత పాఠశాల ప్రిన్సిపల్ అయ్యాడు. 1793లో మాంచెస్టర్ వెళ్లి కళాశాలలో గణితం, భౌతిక, రసాయన శాస్త్రాలు బోధించాడు
    3. అక్కడే జీవితంలో ఎక్కువ కాలం బోధన, పరిశోధన చేశాడు. 1808లో తన పరమాణు సిద్ధాంతాన్ని ప్రదర్శించాడు
    4. ఇది పదార్థ అధ్యయనంలో మలుపు.
  • గ్రీకులు ఇచ్చిన 'ఆటమ్' పేరునే తీసుకుని, పదార్థపు అతి చిన్న కణాలు పరమాణువులని డాల్టన్ చెప్పాడు. అతని సిద్ధాంతం సంయోగ నియమాల ఆధారంగా రూపొందింది
  • ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమాన్ని, స్థిర నిష్పత్తుల నియమాన్ని వివరించింది.
  • డాల్టన్ సిద్ధాంతం ప్రకారం మూలకమైనా, సమ్మేళనమైనా, మిశ్రమమైనా అన్ని పదార్థాలు పరమాణువులు అనే చిన్న కణాలతో నిర్మితమై ఉంటాయి.

డాల్టన్ సిద్ధాంత ప్రతిపాదనలు (Postulates)

  • (i) పదార్థమంతా పరమాణువులనే అతి సూక్ష్మ కణాలతో ఏర్పడుతుంది
  • ఇవి రసాయన చర్యలలో పాల్గొంటాయి.
  • (ii) పరమాణువులు విభజించలేనివి
  • రసాయన చర్యలో వాటిని సృష్టించలేము, నాశనం చేయలేము.
  • (iii) ఒకే మూలకపు పరమాణువులు ద్రవ్యరాశిలో, రసాయన ధర్మాలలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి.
  • (iv) వేర్వేరు మూలకాల పరమాణువులకు వేర్వేరు ద్రవ్యరాశులు, రసాయన ధర్మాలు ఉంటాయి.
  • (v) పరమాణువులు చిన్న పూర్ణసంఖ్యల నిష్పత్తిలో కలిసి సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి.
  • (vi) ఇచ్చిన సమ్మేళనంలో పరమాణువుల సాపేక్ష సంఖ్య, రకాలు స్థిరంగా ఉంటాయి.

పాఠంలోని ప్రశ్నలకు జవాబులు

  • ప్రశ్న 3 – ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం ఫలితంగా వచ్చిన ప్రతిపాదన: (ii) (పరమాణువులను సృష్టించలేము, నాశనం చేయలేము). పరమాణువులు పోవు, పుట్టవు కాబట్టి చర్యలో మొత్తం ద్రవ్యరాశి మారదు.
  • ప్రశ్న 4 – స్థిర నిష్పత్తుల నియమాన్ని వివరించే ప్రతిపాదన:
    1. (vi) (ఇచ్చిన సమ్మేళనంలో పరమాణువుల సాపేక్ష సంఖ్య, రకాలు స్థిరం)
    2. దానికి (v) కూడా తోడ్పడుతుంది.

[ఆధునిక సవరణ – పుస్తకం బయటి వివరం: తర్వాతి అధ్యాయాలలో నేర్చుకున్నట్లు పరమాణువులు కూడా ఇంకా చిన్న కణాలతో (ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, న్యూట్రాన్) నిర్మితమై ఉంటాయి, కాబట్టి ప్రతిపాదన (ii)లో 'విభజించలేనివి' అన్నది ఆధునికంగా సరికాదు (పుస్తకమే ఈ విషయం తర్వాతి అధ్యాయంలో చదువుతారని చెప్పింది). ఒకే మూలకపు ఐసోటోపుల ద్రవ్యరాశులు వేరుగా ఉంటాయి కాబట్టి (iii) కూడా పూర్తిగా సరికాదు.]

5. పరమాణువు పరిమాణం, మూలకాల గుర్తులు (Atom Size and Symbols)

నిర్మాణంలో ఇటుకల్లా అన్ని పదార్థాల నిర్మాణ ప్రమాణం పరమాణువు. చీమల పుట్టకు ఇసుక రేణువు నిర్మాణ ప్రమాణమైనట్లే.

ముఖ్య విషయాలు

  • పరమాణువుల పరిమాణం: ఊహకు అందనంత చిన్నవి. లక్షల కొద్దీ పరమాణువులను పేర్చితే ఈ కాగితం మందమంత పొర మాత్రమే అవుతుంది.
  • పరమాణు వ్యాసార్ధాన్ని నానోమీటర్ల (nm)లో కొలుస్తారు: 1 nm = 1/10⁹ m = 10⁻⁹ m
  • 1 m = 10⁹ nm.
  • సాపేక్ష పరిమాణాలు (వ్యాసార్ధం, మీటర్లలో):
    1. హైడ్రోజన్ పరమాణువు 10⁻¹⁰
    2. నీటి అణువు 10⁻⁹
    3. హీమోగ్లోబిన్ అణువు 10⁻⁸
    4. ఇసుక రేణువు 10⁻⁴
    5. చీమ 10⁻³
    6. ఆపిల్ 10⁻¹
  • మన ప్రపంచమంతా పరమాణువులతోనే ఏర్పడింది
  • వాటిని చూడలేకపోయినా అవి మన పనులన్నింటినీ ప్రభావితం చేస్తున్నాయి. ఆధునిక పద్ధతులతో మూలకాల ఉపరితలాల పెద్ద చిత్రాలు తయారుచేయగలం (పుస్తకంలో సిలికాన్ ఉపరితలం చిత్రం ఉంది).
పరమాణువులు, అణువులు, ఆపిల్ వరకు వ్యాసార్ధాల పోలిక
పరమాణువులు, అణువులు, ఆపిల్ వరకు వ్యాసార్ధాల పోలిక

మూలకాల గుర్తులు (Symbols)

  • డాల్టన్ మూలకాలకు గుర్తులను ప్రత్యేక అర్థంలో వాడిన మొదటివాడు: గుర్తు అంటే ఆ మూలకపు ఒక పరమాణువు, అంటే నిర్దిష్ట పరిమాణం.
  • బెర్జీలియస్ (Berzelius, పుస్తకంలో 'Berzilius'): మూలకాల పేరులోని ఒకటి లేదా రెండు అక్షరాలతో గుర్తులు ఏర్పరచాలని సూచించాడు.
  • ప్రారంభంలో మూలకాల పేర్లు వాటిని మొదట కనుగొన్న ప్రదేశం పేరు నుండి (ఉదా: కాపర్ – సైప్రస్ నుండి), లేదా రంగుల నుండి (ఉదా: గోల్డ్ – పసుపు అనే అర్థం ఉన్న ఆంగ్ల పదం నుండి) వచ్చాయి.
  • ఇప్పుడు IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) అనే అంతర్జాతీయ శాస్త్ర సంస్థ మూలకాల పేర్లు, గుర్తులు, ప్రమాణాలను ఆమోదిస్తుంది.
  • గుర్తు రాసే నియమాలు:
    1. చాలా గుర్తులు ఆంగ్ల పేరులోని మొదటి ఒకటి లేదా రెండు అక్షరాలు. మొదటి అక్షరం ఎల్లప్పుడూ పెద్ద అక్షరం (capital), రెండోది చిన్న అక్షరం (small). ఉదా: హైడ్రోజన్ H
    2. అల్యూమినియం Al (AL కాదు)
    3. కోబాల్ట్ Co (CO కాదు – CO కార్బన్ మోనాక్సైడ్).
  • కొన్ని గుర్తులు పేరులోని మొదటి అక్షరం, తర్వాత వచ్చే ఒక అక్షరంతో: క్లోరిన్ Cl, జింక్ Zn.
  • మరికొన్ని లాటిన్, జర్మన్, గ్రీకు పేర్ల నుండి: ఇనుము Fe (ఫెర్రమ్), సోడియం Na (నాట్రియం), పొటాషియం K (కాలియం). ప్రతి మూలకానికి ఒక పేరు, ఒక ప్రత్యేక రసాయన గుర్తు ఉంటాయి.

పట్టిక 6.1 – కొన్ని మూలకాల గుర్తులు

  • అల్యూమినియం Al
  • ఆర్గాన్ Ar
  • బేరియం Ba
  • బోరాన్ B
  • బ్రోమిన్ Br
  • కాల్షియం Ca
  • కార్బన్ C
  • క్లోరిన్ Cl
  • కోబాల్ట్ Co
  • కాపర్ Cu
  • ఫ్లోరిన్ F
  • గోల్డ్ Au
  • హైడ్రోజన్ H
  • అయోడిన్ I
  • ఐరన్ Fe
  • లెడ్ Pb
  • మెగ్నీషియం Mg
  • నియాన్ Ne
  • నైట్రోజన్ N
  • ఆక్సిజన్ O
  • పొటాషియం K
  • సిలికాన్ Si
  • సిల్వర్ Ag
  • సోడియం Na
  • సల్ఫర్ S
  • యురేనియం U
  • జింక్ Zn

6. పరమాణు ద్రవ్యరాశి, పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం (Atomic Mass and amu)

డాల్టన్ సిద్ధాంతంలోని అత్యంత విశేషమైన భావన పరమాణు ద్రవ్యరాశి. ప్రతి మూలకానికి ఒక నిర్దిష్ట పరమాణు ద్రవ్యరాశి ఉంటుందని ఆయన చెప్పాడు.

ముఖ్య విషయాలు

  • స్థిర నిష్పత్తుల నియమాన్ని సిద్ధాంతం బాగా వివరించడంతో శాస్త్రవేత్తలు పరమాణువుల ద్రవ్యరాశిని కొలవాలని ప్రయత్నించారు. ఒక పరమాణువు ద్రవ్యరాశిని నేరుగా కొలవడం కష్టం కాబట్టి సంయోగ నియమాలు, ఏర్పడిన సమ్మేళనాల ఆధారంగా సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశులు (relative atomic masses) కనుగొన్నారు.
  • ఉదాహరణ – కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (CO):
    1. 3 g కార్బన్ 4 g ఆక్సిజన్‌తో కలిసి CO ఏర్పడుతుంది
    2. అంటే కార్బన్ తన ద్రవ్యరాశికి 4/3 రెట్లు ఆక్సిజన్‌తో కలుస్తుంది.
  • కార్బన్ పరమాణువు ద్రవ్యరాశినే పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణంగా తీసుకుని దానికి 1.0 u ఇస్తే, ఆక్సిజన్ ద్రవ్యరాశి 1.33 u అవుతుంది.
  • కానీ ఈ సంఖ్యలు పూర్ణ సంఖ్యలు లేదా వీలైనంత దగ్గరగా ఉండేలా తీసుకోవడం అనుకూలం.
  • పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం (atomic mass unit):
    1. గతంలో 'amu' అని రాసేవారు
    2. తాజా IUPAC సిఫార్సుల ప్రకారం ఇప్పుడు 'u' (unified mass) అని రాస్తారు.
  • చారిత్రక ప్రమాణం: ముందుగా సహజ ఆక్సిజన్ పరమాణువు ద్రవ్యరాశిలో 1/16 వంతును ప్రమాణంగా తీసుకున్నారు. కారణాలు రెండు:
  • ఆక్సిజన్ ఎన్నో మూలకాలతో చర్య జరిపి సమ్మేళనాలు ఏర్పరుస్తుంది.
  • ఈ ప్రమాణం వల్ల చాలా మూలకాల ద్రవ్యరాశులు పూర్ణ సంఖ్యలుగా వచ్చాయి.
  • 1961: అందరూ అంగీకరించే ప్రమాణంగా కార్బన్-12 ఐసోటోప్ను ప్రామాణిక సూచికగా ఎంచుకున్నారు. ఒక పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం = ఒక కార్బన్-12 పరమాణువు ద్రవ్యరాశిలో సరిగ్గా 1/12 వంతు.
  • అన్ని మూలకాల సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశులు ఒక కార్బన్-12 పరమాణువుతో పోల్చి కనుగొన్నారు.
  • సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి నిర్వచనం: ఒక మూలకపు పరమాణువు సగటు ద్రవ్యరాశి, ఒక కార్బన్-12 పరమాణువు ద్రవ్యరాశిలో 1/12 వంతుతో పోల్చిన విలువ.
  • సరిపోలిక ఉదాహరణ: ప్రమాణ తూకాలు లేని పండ్ల వ్యాపారి ఒక పుచ్చకాయ ద్రవ్యరాశిని '12 యూనిట్లు'గా నిర్ణయించి, దాన్ని 12 సమ ముక్కలుగా కోసి, ఒక ముక్కతో పోల్చి ఇతర పండ్ల ద్రవ్యరాశిని చెప్పినట్లుగా పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం పనిచేస్తుంది.
కార్బన్-12లో 1/12 వంతు = 1 u; కొన్ని మూలకాల పరమాణు ద్రవ్యరాశులు
కార్బన్-12లో 1/12 వంతు = 1 u; కొన్ని మూలకాల పరమాణు ద్రవ్యరాశులు

పట్టిక 6.2 – కొన్ని మూలకాల పరమాణు ద్రవ్యరాశులు (u)

  • హైడ్రోజన్ 1
  • కార్బన్ 12
  • నైట్రోజన్ 14
  • ఆక్సిజన్ 16
  • సోడియం 23
  • మెగ్నీషియం 24
  • సల్ఫర్ 32
  • క్లోరిన్ 35.5
  • కాల్షియం 40

(పుస్తకం బయటి వివరం: 1 u ≈ 1.66 × 10⁻²⁷ kg. ఇది ప్రామాణిక విలువ.)

7. అణువు, మూలకాల అణువులు, పరమాణుకత (Molecule and Atomicity)

చాలా మూలకాల పరమాణువులు స్వతంత్రంగా ఉండలేవు. అవి కలిసి అణువులు లేదా అయాన్లుగా ఏర్పడతాయి, ఆ అణువులు/అయాన్లు పెద్ద సంఖ్యలో సమూహమై మనం చూడగలిగే, తాకగలిగే పదార్థం ఏర్పడుతుంది.

ముఖ్య విషయాలు

  • అణువు (Molecule): రసాయనికంగా బంధితమైన (ఆకర్షణ బలాల వల్ల గట్టిగా పట్టి ఉన్న) రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరమాణువుల సమూహం. అణువు అంటే ఒక మూలకం లేదా సమ్మేళనం యొక్క అతి చిన్న కణం, అది స్వతంత్రంగా ఉండగలదు మరియు ఆ పదార్థం యొక్క అన్ని ధర్మాలను చూపుతుంది.
  • ఒకే మూలకపు పరమాణువులు కలిసి లేదా వేర్వేరు మూలకాల పరమాణువులు కలిసి అణువులు ఏర్పడతాయి.
  • పరమాణువు విషయంలో: పరమాణువు మూలకపు అతి చిన్న కణం, అన్ని రసాయన ధర్మాలను చూపుతుంది, కానీ సాధారణంగా స్వతంత్రంగా ఉండలేదు.

మూలకాల అణువులు (6.3.1)

  • మూలకపు అణువులో ఒకే రకం పరమాణువులు ఉంటాయి.
  • ఆర్గాన్ (Ar), హీలియం (He) వంటి అనేక మూలకాల అణువులో ఒక్క పరమాణువే ఉంటుంది (ఏక పరమాణుక).
  • చాలా అలోహాలు అలా కావు: ఆక్సిజన్ అణువులో రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు ఉంటాయి కాబట్టి దీన్ని ద్వి పరమాణుక అణువు (O₂) అంటారు. మూడు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు కలిస్తే ఓజోన్ (O₃).
  • పరమాణుకత (Atomicity): ఒక అణువును ఏర్పరచే పరమాణువుల సంఖ్య.
  • లోహాలు, కార్బన్ వంటి కొన్ని మూలకాలకు సరళమైన నిర్మాణం ఉండదు
  • అవి చాలా పెద్ద, నిర్దిష్టం కాని సంఖ్యలో బంధితమైన పరమాణువులతో ఉంటాయి.

పట్టిక 6.3 – కొన్ని మూలకాల పరమాణుకత

  • ఏక పరమాణుక: ఆర్గాన్, హీలియం
  • ద్వి పరమాణుక: ఆక్సిజన్, హైడ్రోజన్, నైట్రోజన్, క్లోరిన్
  • చతుః పరమాణుక (Tetra-atomic): ఫాస్ఫరస్ (P₄)
  • బహు పరమాణుక (Poly-atomic): సల్ఫర్ (పుస్తకం బయటి వివరం: S₈, ఎనిమిది పరమాణువులు)
ఏక, ద్వి, త్రి, చతుః, బహు పరమాణుక అణువుల పోలిక
ఏక, ద్వి, త్రి, చతుః, బహు పరమాణుక అణువుల పోలిక
పదార్థం – పరమాణువు – అణువు, అయాన్ సంబంధాల పటం
పదార్థం – పరమాణువు – అణువు, అయాన్ సంబంధాల పటం
  • సంగ్రహం:
    1. పరమాణువు = మూలకపు అతి చిన్న కణం
    2. అణువు = స్వతంత్రంగా ఉండగల అతి చిన్న కణం. ఏక పరమాణుక మూలకాల్లో (Ar, He) పరమాణువే అణువు.

8. సమ్మేళనాల అణువులు, పరమాణు సంఖ్యల నిష్పత్తి – కృత్యం 6.2 (Molecules of Compounds)

వేర్వేరు మూలకాల పరమాణువులు నిర్దిష్ట నిష్పత్తులలో కలిసి సమ్మేళనాల అణువులు ఏర్పడతాయి.

ముఖ్య విషయాలు

  • పట్టిక 6.4 – కొన్ని సమ్మేళనాల అణువులు (ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి):
    1. నీరు (H₂O): హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ – 1 : 8
    2. అమ్మోనియా (NH₃): నైట్రోజన్, హైడ్రోజన్ – 14 : 3
    3. కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO₂): కార్బన్, ఆక్సిజన్ – 3 : 8
  • కృత్యం 6.2: పట్టిక 6.4 లోని ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తులు, పట్టిక 6.2 లోని పరమాణు ద్రవ్యరాశులు వాడి అణువులలో పరమాణువుల సంఖ్య నిష్పత్తిని కనుగొనాలి.
  • పద్ధతి:
    1. ప్రతి మూలకం ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిని దాని పరమాణు ద్రవ్యరాశితో భాగిస్తే 'సంఖ్య నిష్పత్తి' వస్తుంది
    2. దాన్ని సరళమైన పూర్ణ నిష్పత్తిగా మారుస్తారు.
  • నీరు (ఉదాహరణ పుస్తకంలో):
    1. H: ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి 1 ÷ పరమాణు ద్రవ్యరాశి 1 = 1; సరళ నిష్పత్తి 2 అవుతుంది.
    2. O: 8 ÷ 16 = 1/2; సరళ నిష్పత్తి 1.
    3. కాబట్టి నీటిలో పరమాణువుల సంఖ్య నిష్పత్తి H : O = 2 : 1.
  • అమ్మోనియా (పుస్తకం బయటి వివరం – పద్ధతి అదే):
    1. N = 14 ÷ 14 = 1
    2. H = 3 ÷ 1 = 3 → N : H = 1 : 3 (NH₃).
  • కార్బన్ డయాక్సైడ్ (అదే పద్ధతి):
    1. C = 3 ÷ 12 = 1/4
    2. O = 8 ÷ 16 = 1/2 → C : O = 1/4 : 1/2 = 1 : 2 (CO₂).
  • ఈ లెక్కలు చూపేది:
    1. ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి ≠ పరమాణువుల సంఖ్య నిష్పత్తి
    2. సంఖ్య నిష్పత్తే ఫార్ములాలోని సబ్‌స్క్రిప్ట్‌లను ఇస్తుంది.
నీటి అణువు: ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి 1:8, పరమాణు సంఖ్య నిష్పత్తి 2:1 లెక్క
నీటి అణువు: ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి 1:8, పరమాణు సంఖ్య నిష్పత్తి 2:1 లెక్క

9. అయాన్లు, అయానిక్ సమ్మేళనాలు (Ions and Ionic Compounds)

లోహాలు, అలోహాల సమ్మేళనాలలో ఛార్జ్ ఉన్న కణాలు ఉంటాయి. ఈ ఛార్జ్ గల కణాలను అయాన్లు అంటారు.

ముఖ్య విషయాలు

  • అయాన్ (Ion): ఛార్జ్ కలిగిన కణం. అయాన్ ఒకే ఛార్జ్ గల పరమాణువు కావచ్చు, లేదా నికర ఛార్జ్ ఉన్న పరమాణువుల సమూహం కావచ్చు.
  • ధన అయాన్ (Cation): ధనావేశం గల అయాన్. రుణ అయాన్ (Anion): రుణావేశం గల అయాన్.
  • ఉదాహరణ – సోడియం క్లోరైడ్ (NaCl): ధనావేశ సోడియం అయాన్లు (Na⁺), రుణావేశ క్లోరైడ్ అయాన్లు (Cl⁻) కలిసి ఉంటాయి. ఇది అయానిక్ సమ్మేళనం.
  • బహుపరమాణుక అయాన్ (Polyatomic ion):
    1. ఛార్జ్ ఉన్న పరమాణువుల సమూహం
    2. ఇది ఒకే యూనిట్‌గా పనిచేస్తుంది, స్థిరమైన ఛార్జ్ కలిగి ఉంటుంది (పట్టిక 6.6). అయాన్ల ఏర్పాటు గురించి 8వ అధ్యాయంలో నేర్చుకుంటారు.
NaCl – Na⁺ ధన అయాన్, Cl⁻ రుణ అయాన్, నికర ఛార్జ్ శూన్యం, బహుపరమాణుక అయాన్ల ఉదాహరణలు
NaCl – Na⁺ ధన అయాన్, Cl⁻ రుణ అయాన్, నికర ఛార్జ్ శూన్యం, బహుపరమాణుక అయాన్ల ఉదాహరణలు

పట్టిక 6.5 – కొన్ని అయానిక్ సమ్మేళనాలు (ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి)

  • కాల్షియం ఆక్సైడ్: కాల్షియం, ఆక్సిజన్ – 5 : 2
  • మెగ్నీషియం సల్ఫైడ్: మెగ్నీషియం, సల్ఫర్ – 3 : 4
  • సోడియం క్లోరైడ్: సోడియం, క్లోరిన్ – 23 : 35.5
  • (తనిఖీ – పుస్తకం బయటి వివరం:
    1. Ca : O = 40 : 16 = 5 : 2
    2. Mg : S = 24 : 32 = 3 : 4
    3. Na : Cl = 23 : 35.5
    4. ఇవి పరమాణు ద్రవ్యరాశులతో సరిపోతాయి.)
  • అయానిక్ సమ్మేళనాలకు (NaCl వంటి) అణువు ఉండదు
  • అందుకే వాటికి 'ఫార్ములా యూనిట్' అనే పదం వాడతారు (తర్వాతి నోట్స్‌లో).
  • ప్రశ్న (వ్యాయామం 3):
    1. బహుపరమాణుక అయాన్లు అంటే ఛార్జ్ ఉన్న పరమాణు సమూహాలు
    2. ఉదా: అమ్మోనియం NH₄⁺, హైడ్రాక్సైడ్ OH⁻, నైట్రేట్ NO₃⁻, కార్బొనేట్ CO₃²⁻, సల్ఫేట్ SO₄²⁻, ఫాస్ఫేట్ PO₄³⁻.

10. సంయోజకత, అయాన్ల పట్టిక (Valency and Table of Ions)

రసాయన ఫార్ములాలు రాయడానికి మూలకాల గుర్తులు, వాటి సంయోజక సామర్థ్యం (valency) తెలియాలి.

ముఖ్య విషయాలు

  • సంయోజకత (Valency): ఒక మూలకపు కలిసే శక్తి (combining power/capacity). ఒక మూలకపు పరమాణువు మరొక మూలకపు పరమాణువు(ల)తో ఎలా కలుస్తుందో కనుగొనడానికి దీన్ని వాడతారు.
  • సంయోజకతను పరమాణువు 'చేతులు' (arms)గా ఊహించవచ్చు.
  • ఆక్టోపస్ ఉదాహరణ:
    1. మనిషికి 2 చేతులు, ఆక్టోపస్‌కు 8. ఆక్టోపస్ (O), మనుషులు (H) అనుకుంటే, ఆక్టోపస్ 8 చేతులూ, ప్రతి మనిషి 2 చేతులూ నిండేలా పట్టుకుంటే ఎంతమందిని పట్టుకోగలదు? 8 ÷ 2 = 4 మంది. ఫార్ములా OH₄
    2. సబ్‌స్క్రిప్ట్ 4 అంటే ఆక్టోపస్ పట్టుకున్న మనుషుల సంఖ్య.

పట్టిక 6.6 – కొన్ని అయాన్ల పేర్లు, గుర్తులు

సంయోజకత 1:

  • లోహ అయాన్లు:
    1. సోడియం Na⁺
    2. పొటాషియం K⁺
    3. సిల్వర్ Ag⁺
    4. కాపర్ (I) Cu⁺.
  • అలోహ అయాన్లు:
    1. హైడ్రోజన్ H⁺
    2. హైడ్రైడ్ H⁻
    3. క్లోరైడ్ Cl⁻
    4. బ్రోమైడ్ Br⁻
    5. అయోడైడ్ I⁻.
  • బహుపరమాణుక:
    1. అమ్మోనియం NH₄⁺
    2. హైడ్రాక్సైడ్ OH⁻
    3. నైట్రేట్ NO₃⁻
    4. హైడ్రోజన్ కార్బొనేట్ HCO₃⁻.

సంయోజకత 2:

  • లోహ అయాన్లు:
    1. మెగ్నీషియం Mg²⁺
    2. కాల్షియం Ca²⁺
    3. జింక్ Zn²⁺
    4. ఐరన్ (II) Fe²⁺
    5. కాపర్ (II) Cu²⁺.
  • అలోహ అయాన్లు:
    1. ఆక్సైడ్ O²⁻
    2. సల్ఫైడ్ S²⁻.
  • బహుపరమాణుక:
    1. కార్బొనేట్ CO₃²⁻
    2. సల్ఫైట్ SO₃²⁻
    3. సల్ఫేట్ SO₄²⁻.

సంయోజకత 3:

  • లోహ అయాన్లు:
    1. అల్యూమినియం Al³⁺
    2. ఐరన్ (III) Fe³⁺.
  • అలోహ అయాన్: నైట్రైడ్ N³⁻.
  • బహుపరమాణుక: ఫాస్ఫేట్ PO₄³⁻.
  • గమనిక (*): కొన్ని మూలకాలు ఒకటి కంటే ఎక్కువ సంయోజకతలు చూపిస్తాయి (కాపర్ 1, 2
  • ఐరన్ 2, 3)
  • అందుకే బ్రాకెట్‌లో రోమన్ సంఖ్యతో సంయోజకత సూచిస్తారు, ఉదా: కాపర్ (II).
  • సంయోజకత గురించి తర్వాతి అధ్యాయంలో మరింత నేర్చుకుంటారు.

11. రసాయన ఫార్ములాలు రాయడం (Writing Chemical Formulae)

సమ్మేళనం యొక్క రసాయన ఫార్ములా దాని సంఘటనను సూచించే సంకేత రూపం (symbolic representation).

ముఖ్య విషయాలు

  • నియమాలు:
    1. అయాన్ల సంయోజకతలు లేదా ఛార్జ్‌లు సమతుల్యం కావాలి (మొత్తం ఛార్జ్ శూన్యం).
    2. లోహం, అలోహం ఉన్న సమ్మేళనంలో లోహం పేరు/గుర్తు మొదట (ఎడమవైపు) రాస్తారు; ఉదా: CaO, NaCl, FeS, CuO – ఇక్కడ O, Cl, S అలోహాలు కుడివైపు.
    3. బహుపరమాణుక అయాన్లు ఉన్నప్పుడు ఆ అయాన్ సంఖ్యను అయాన్ ఫార్ములాను బ్రాకెట్‌లో పెట్టి బయట సబ్‌స్క్రిప్ట్‌గా రాస్తారు, ఉదా: Mg(OH)₂. అయాన్ ఒక్కటే ఉంటే బ్రాకెట్ అవసరం లేదు, ఉదా: NaOH.
  • ద్విగుణ సమ్మేళనాలు (Binary compounds): రెండు వేర్వేరు మూలకాలతో ఏర్పడే సరళ సమ్మేళనాలు.
  • పద్ధతి (criss-cross): మూలకాల గుర్తులను, సంయోజకతలను రాసి, సంయోజకతలను అడ్డంగా మార్చి (crossover) సబ్‌స్క్రిప్ట్‌లుగా రాస్తారు. ఛార్జ్‌లను ఫార్ములాలో చూపరు.
క్రిస్-క్రాస్ పద్ధతి – Al₂O₃, MgCl₂, CaO
క్రిస్-క్రాస్ పద్ధతి – Al₂O₃, MgCl₂, CaO

ఉదాహరణలు

  • 1. హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్: HCl.
  • 2. హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్: H₂S.
  • 3. కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్: CCl₄.
  • 4. మెగ్నీషియం క్లోరైడ్:
    1. Mg²⁺ మొదట, తర్వాత Cl⁻
    2. ఛార్జ్‌లు క్రిస్-క్రాస్ చేస్తే MgCl₂. ప్రతి Mg²⁺కు రెండు Cl⁻
    3. మొత్తం ఛార్జ్ తటస్థం.
  • (a) అల్యూమినియం ఆక్సైడ్: Al³⁺, O²⁻ → Al₂O₃.
  • (b) కాల్షియం ఆక్సైడ్:
    1. రెండింటి సంయోజకత సమానం (2)
    2. Ca₂O₂ వస్తుంది, కానీ సంక్షిప్తం చేసి CaO.
  • (c) సోడియం నైట్రేట్: NaNO₃.
  • (d) కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్:
    1. Ca(OH)₂ (CaOH₂ కాదు). ఒకే అయాన్లు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉన్నప్పుడు బ్రాకెట్ వాడతారు
    2. ఇక్కడ రెండు OH గ్రూపులు ఒక కాల్షియం పరమాణువుకు చేరి ఉన్నాయి – అంటే రెండేసి ఆక్సిజన్, హైడ్రోజన్ పరమాణువులు.
  • (e) సోడియం కార్బొనేట్: Na₂CO₃ (ఒకే CO₃ అయాన్ కాబట్టి బ్రాకెట్ లేదు).
  • (f) అమ్మోనియం సల్ఫేట్: (NH₄)₂SO₄.

పాఠంలోని ప్రశ్నలకు జవాబులు

  • ప్రశ్న 1:
    1. (i) సోడియం ఆక్సైడ్ Na₂O
    2. (ii) అల్యూమినియం క్లోరైడ్ AlCl₃
    3. (iii) సోడియం సల్ఫైడ్ Na₂S
    4. (iv) మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్ Mg(OH)₂.
  • ప్రశ్న 2:
    1. (i) Al₂(SO₄)₃ అల్యూమినియం సల్ఫేట్
    2. (ii) CaCl₂ కాల్షియం క్లోరైడ్
    3. (iii) K₂SO₄ పొటాషియం సల్ఫేట్
    4. (iv) KNO₃ పొటాషియం నైట్రేట్
    5. (v) CaCO₃ కాల్షియం కార్బొనేట్.
  • ప్రశ్న 3: రసాయన ఫార్ములా అంటే సమ్మేళనంలోని మూలకాలను, ప్రతి మూలకపు పరమాణువుల సంఖ్యను సూచించే సంకేత రూపం.
  • ప్రశ్న 4:
    1. (i) H₂S అణువులో 2 + 1 = 3 పరమాణువులు
    2. (ii) PO₄³⁻ అయాన్‌లో 1 P + 4 O = 5 పరమాణువులు.

12. అణు ద్రవ్యరాశి, ఫార్ములా యూనిట్ ద్రవ్యరాశి (Molecular Mass and Formula Unit Mass)

పరమాణు ద్రవ్యరాశి భావనను పొడిగించి అణువుల ద్రవ్యరాశిని లెక్కిస్తారు.

ముఖ్య విషయాలు

  • అణు ద్రవ్యరాశి (Molecular mass): పదార్థపు అణువులోని అన్ని పరమాణువుల పరమాణు ద్రవ్యరాశుల మొత్తం. అంటే అణువు యొక్క సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి, పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణాల (u)లో ఇవ్వబడుతుంది.
  • ఉదాహరణ 6.1(a) – నీరు (H₂O):
    1. H = 1 u, O = 16 u
    2. రెండు H, ఒక O ఉన్నాయి కాబట్టి (2 × 1) + (1 × 16) = 18 u.
  • ఉదాహరణ 6.1(b) – HNO₃: H + N + 3 × O = 1 + 14 + 48 = 63 u.
  • ఫార్ములా యూనిట్ ద్రవ్యరాశి (Formula unit mass):
    1. సమ్మేళనపు ఫార్ములా యూనిట్‌లోని అన్ని పరమాణువుల పరమాణు ద్రవ్యరాశుల మొత్తం. లెక్క అణు ద్రవ్యరాశిలాగే
    2. తేడా – అయాన్లతో నిర్మితమైన పదార్థాలకు 'ఫార్ములా యూనిట్' అనే పదం వాడతారు.
  • NaCl: ఫార్ములా యూనిట్ ద్రవ్యరాశి = (1 × 23) + (1 × 35.5) = 58.5 u.
  • ఉదాహరణ 6.2 – CaCl₂: Ca + (2 × Cl) = 40 + 2 × 35.5 = 40 + 71 = 111 u.
అణు ద్రవ్యరాశి (H₂O, HNO₃, CO₂), ఫార్ములా యూనిట్ ద్రవ్యరాశి (NaCl, CaCl₂)
అణు ద్రవ్యరాశి (H₂O, HNO₃, CO₂), ఫార్ములా యూనిట్ ద్రవ్యరాశి (NaCl, CaCl₂)

పాఠంలోని ప్రశ్నలకు జవాబులు (పుస్తక ప్రశ్న 1, 2)

  • ప్రశ్న 1 – అణు ద్రవ్యరాశులు (C = 12, H = 1, O = 16, N = 14, Cl = 35.5 u):
    1. H₂ = 2 u; O₂ = 32 u; Cl₂ = 71 u; CO₂ = 12 + 32 = 44 u; CH₄ = 12 + 4 = 16 u;
    2. C₂H₆ = 24 + 6 = 30 u; C₂H₄ = 24 + 4 = 28 u; NH₃ = 14 + 3 = 17 u; CH₃OH = 12 + 3 + 16 + 1 = 32 u.
  • ప్రశ్న 2 – ఫార్ములా యూనిట్ ద్రవ్యరాశులు (Zn = 65, Na = 23, K = 39, C = 12, O = 16 u):
  • ZnO = 65 + 16 = 81 u
  • Na₂O = 46 + 16 = 62 u
  • K₂CO₃ = 78 + 12 + 48 = 138 u.
  • పాఠం ప్రశ్న: పరమాణు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణం నిర్వచనం – కార్బన్-12 పరమాణువు ద్రవ్యరాశిలో 1/12 వంతు. పరమాణువును కంటితో ఎందుకు చూడలేము? అవి అత్యంత సూక్ష్మం (వ్యాసార్ధం ~10⁻¹⁰ m).

13. అధ్యాయ సారాంశం, వ్యాయామాలు, సమూహ కృత్యం (Summary, Exercises, Group Activity)

ఈ అధ్యాయంలో నేర్చుకున్న ముఖ్యాంశాల సారాంశం, అధ్యాయం చివరి వ్యాయామాల జవాబులు, ఫార్ములాల ఆట.

ముఖ్య విషయాలు

అధ్యాయ సారాంశం

  • రసాయన చర్యలో అభిక్రియాజనకాల, ఉత్పన్నాల ద్రవ్యరాశుల మొత్తం మారదు – ద్రవ్యనిత్యత్వ నియమం.
  • స్వచ్ఛమైన రసాయన సమ్మేళనంలో మూలకాలు నిర్దిష్ట ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిలో ఉంటాయి – నిర్దిష్ట నిష్పత్తుల నియమం.
  • పరమాణువు మూలకపు అతి చిన్న కణం, అన్ని రసాయన ధర్మాలను నిలుపుకుంటుంది, కానీ సాధారణంగా స్వతంత్రంగా ఉండదు.
  • అణువు ఒక మూలకం లేదా సమ్మేళనపు అతి చిన్న కణం
  • సాధారణ పరిస్థితుల్లో స్వతంత్రంగా ఉండగలదు, పదార్థపు అన్ని ధర్మాలను చూపుతుంది.
  • సమ్మేళనపు రసాయన ఫార్ములా దాని మూలకాలను, ప్రతి మూలకపు పరమాణువుల సంఖ్యను చూపుతుంది.
  • ఛార్జ్ ఉన్న పరమాణు సమూహాలను (ఒక అయాన్‌లా పనిచేసేవి) బహుపరమాణుక అయాన్లు అంటారు
  • వాటి ఛార్జ్ స్థిరం.
  • అణు సమ్మేళనపు ఫార్ములా ప్రతి మూలకపు సంయోజకత ద్వారా నిర్ణయమవుతుంది
  • అయానిక్ సమ్మేళనాలలో ప్రతి అయాన్ ఛార్జ్ ఫార్ములాను నిర్ణయిస్తుంది.

వ్యాయామాల జవాబులు (పద్ధతి)

  • ప్రశ్న 1 (బోరాన్–ఆక్సిజన్): బోరాన్ 40%, ఆక్సిజన్ 60%.
  • ప్రశ్న 2 (కార్బన్ దహనం): 50 g ఆక్సిజన్‌లో కూడా 11.00 g CO₂ – స్థిర నిష్పత్తుల నియమం.
  • ప్రశ్న 3:
    1. బహుపరమాణుక అయాన్లు = ఛార్జ్ ఉన్న పరమాణు సమూహాలు
    2. ఉదా: NH₄⁺, OH⁻, NO₃⁻, CO₃²⁻, SO₄²⁻, PO₄³⁻.
  • ప్రశ్న 4 – ఫార్ములాలు:
    1. (a) మెగ్నీషియం క్లోరైడ్ MgCl₂
    2. (b) కాల్షియం ఆక్సైడ్ CaO
    3. (c) కాపర్ నైట్రేట్ Cu(NO₃)₂ (కాపర్ (II))
    4. (d) అల్యూమినియం క్లోరైడ్ AlCl₃
    5. (e) కాల్షియం కార్బొనేట్ CaCO₃.
  • ప్రశ్న 5 – సమ్మేళనాలలోని మూలకాలు:
    1. (a) క్విక్ లైమ్ (CaO): కాల్షియం, ఆక్సిజన్.
    2. (b) హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ (HBr): హైడ్రోజన్, బ్రోమిన్.
    3. (c) బేకింగ్ పౌడర్ (పుస్తకం బయటి వివరం: ప్రధాన భాగం సోడియం హైడ్రోజన్ కార్బొనేట్ NaHCO₃): సోడియం, హైడ్రోజన్, కార్బన్, ఆక్సిజన్.
    4. (d) పొటాషియం సల్ఫేట్ (K₂SO₄): పొటాషియం, సల్ఫర్, ఆక్సిజన్.
  • ప్రశ్న 6 – ద్రవ్యరాశులు (పుస్తకం 'molar mass' అని రాసినా ఇవ్వాల్సింది ఇక్కడ u లో అణు ద్రవ్యరాశి
  • [సవరణ/వివరణ: మోలార్ ద్రవ్యరాశి g/mol లో ఉంటుంది, సంఖ్యా విలువ అదే
  • మోల్ భావన తర్వాతి తరగతుల్లో]):
  • (a) ఇథైన్ C₂H₂ = 24 + 2 = 26;
  • (b) సల్ఫర్ అణువు S₈ = 8 × 32 = 256;
  • (c) ఫాస్ఫరస్ అణువు P₄ = 4 × 31 = 124;
  • (d) HCl = 1 + 35.5 = 36.5;
  • (e) HNO₃ = 1 + 14 + 48 = 63.

సమూహ కృత్యం – ఫార్ములాల ఆట

  • ఉదాహరణ 1: మూలకాల గుర్తులు, సంయోజకతలను వేర్వేరు ప్లకార్డులపై రాస్తారు. ప్రతి విద్యార్థి కుడి చేతిలో గుర్తు, ఎడమ చేతిలో సంయోజకత ఉన్న ప్లకార్డు పట్టుకుంటారు. గుర్తులు స్థానంలో ఉంచి సంయోజకతలను అడ్డంగా మార్చితే సమ్మేళన ఫార్ములా వస్తుంది.
  • ఉదాహరణ 2 (తక్కువ ఖర్చు నమూనా): ఖాళీ మందుల బ్లిస్టర్ ప్యాక్‌లను అయాన్ల సంయోజకత ప్రకారం కత్తిరించి, ఒక అయాన్‌ను మరో దానిలో అమర్చి ఫార్ములా చేయవచ్చు. ఉదా: సోడియం సల్ఫేట్ – రెండు Na⁺ అయాన్లు ఒక SO₄²⁻ అయాన్‌కు అమరతాయి → Na₂SO₄.
  • స్వయం కృత్యం: సోడియం ఫాస్ఫేట్ ఫార్ములా = Na⁺ మరియు PO₄³⁻ → Na₃PO₄.