ఆవర్తన పట్టిక & మూలకాలు (Periodic Table)

మూలకాల సంఖ్య పెరుగుతున్న కొద్దీ వాటిని క్రమపద్ధతిలో అమర్చాల్సిన అవసరం వచ్చింది. పలువురు శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నించి చివరికి నేటి ఆవర్తన పట్టిక రూపొందింది.

• డోబరైనర్ త్రయాలు (Dobereiner's Triads, 1817):
  1. మూడు మూలకాల సమూహాలు
  2. మధ్య మూలకం పరమాణు ద్రవ్యరాశి మిగతా రెండింటి సగటుకు దాదాపు సమానం. ఉదా: లిథియం, సోడియం, పొటాషియం.
• న్యూలాండ్స్ అష్టక నియమం (Law of Octaves, 1866): మూలకాలను పరమాణు ద్రవ్యరాశి ఆరోహణ క్రమంలో అమరిస్తే, ప్రతి ఎనిమిదవ మూలకం లక్షణాలు మొదటి మూలకంతో సరిపోతాయి (సంగీతంలో స్వరాల్లా).
• ఇది కేవలం కాల్షియం వరకే పనిచేసింది.
• మెండలీవ్ ఆవర్తన పట్టిక (1869): రష్యన్ శాస్త్రవేత్త దిమిత్రి మెండలీవ్. మూలకాల ధర్మాలు వాటి పరమాణు ద్రవ్యరాశుల ఆవర్తన ప్రమేయాలు అని చెప్పారు.
• ఖాళీలు వదిలి, అప్పటికి కనుగొనని మూలకాలను ముందే ఊహించారు: ఎకా-అల్యూమినియం (గాలియం), ఎకా-సిలికాన్ (జెర్మేనియం).
• లోపం:
  1. హైడ్రోజన్‌కు స్థానం లేదు
  2. ఐసోటోప్‌లకు స్థానం లేదు.
• మోస్లే (1913): పరమాణు సంఖ్య ఆధారంగా ఆధునిక ఆవర్తన నియమం ఇచ్చారు.

గుర్తుంచుకునే చిట్కా మెండలీవ్ = పరమాణు ద్రవ్యరాశి; మోస్లే = పరమాణు సంఖ్య. ఈ జత పరీక్షల్లో తరచూ వస్తుంది.

ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికలో మూలకాలను పరమాణు సంఖ్య ఆరోహణ క్రమంలో అమరుస్తారు. అడ్డు వరుసలను పీరియడ్లు, నిలువు వరుసలను గ్రూపులు అంటారు.

• ఆధునిక ఆవర్తన నియమం: మూలకాల ధర్మాలు వాటి పరమాణు సంఖ్యల ఆవర్తన ప్రమేయాలు.
• గ్రూపులు (Groups): మొత్తం 18 నిలువు వరుసలు. ఒకే గ్రూపులోని మూలకాల బాహ్య కక్ష్యలో ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య సమానం కాబట్టి లక్షణాలు ఒకేలా ఉంటాయి.
• పీరియడ్లు (Periods): మొత్తం 7 అడ్డు వరుసలు. ఒక పీరియడ్‌లో మూలకాలకు కక్ష్యల సంఖ్య సమానం.
• మొదటి పీరియడ్: కేవలం 2 మూలకాలు (H, He) – అతి చిన్న పీరియడ్.
• రెండు, మూడు పీరియడ్లలో ఒక్కోదానిలో 8 మూలకాలు.
• బ్లాక్‌లు: s-బ్లాక్ (గ్రూపు 1, 2), p-బ్లాక్ (గ్రూపు 13–18), d-బ్లాక్ (గ్రూపు 3–12, పరివర్తన మూలకాలు), f-బ్లాక్ (లాంథనైడ్లు, ఆక్టినైడ్లు).
• లాంథనైడ్లు:
  1. పరమాణు సంఖ్య 57–71
  2. ఆక్టినైడ్లు: 89–103. వీటిని పట్టిక కింద విడిగా చూపుతారు.
• మొత్తం మూలకాలు: 118. ఇటీవల పేర్లు పొందినవి నిహోనియం (113), మాస్కోవియం (115), టెన్నెసిన్ (117), ఒగనెసాన్ (118).
• లోహాలు, అలోహాలు:
  1. పట్టికలో ఎడమ వైపు లోహాలు, కుడి వైపు అలోహాలు
  2. మధ్యలో మెటలాయిడ్లు (ఉదా: సిలికాన్, జెర్మేనియం, ఆర్సెనిక్).

ఆవర్తన పట్టికలో కొన్ని గ్రూపులకు ప్రత్యేక పేర్లు ఉన్నాయి. వాటిలోని మూలకాల పేర్లు, లక్షణాలు పరీక్షల్లో ఎక్కువగా వస్తాయి.

• గ్రూపు 1 – క్షార లోహాలు (Alkali Metals): లిథియం (Li), సోడియం (Na), పొటాషియం (K), రుబిడియం (Rb), సీజియం (Cs), ఫ్రాన్షియం (Fr).
• చాలా చర్యాశీలమైనవి
• నీటితో తీవ్రంగా చర్య జరిపి క్షారాలు, హైడ్రోజన్ ఇస్తాయి. అందుకే సోడియం, పొటాషియంను కిరోసిన్‌లో నిల్వ చేస్తారు.
• గ్రూపు 2 – క్షారమృత్తిక లోహాలు (Alkaline Earth Metals): బెరీలియం, మెగ్నీషియం, కాల్షియం, స్ట్రాంషియం, బేరియం, రేడియం.
• గ్రూపు 17 – హాలోజన్లు (Halogens): ఫ్లోరిన్ (F), క్లోరిన్ (Cl), బ్రోమిన్ (Br), అయోడిన్ (I), ఆస్టాటిన్ (At).
• 'హాలోజన్' అంటే లవణాలను పుట్టించేవి. ఫ్లోరిన్ అత్యంత చర్యాశీల అలోహం.
• సాధారణ ఉష్ణోగ్రత వద్ద:
  1. ఫ్లోరిన్, క్లోరిన్ వాయువులు
  2. బ్రోమిన్ ద్రవం
  3. అయోడిన్ ఘనం.
• గ్రూపు 18 – నోబుల్ వాయువులు (Noble Gases): హీలియం, నియాన్, ఆర్గాన్, క్రిప్టాన్, జినాన్, రేడాన్.
• బాహ్య కక్ష్య పూర్తిగా నిండి ఉంటుంది కాబట్టి అచర్యాశీలమైనవి.
• ఉపయోగాలు:
  1. నియాన్ – ప్రకటన బోర్డులు
  2. ఆర్గాన్ – విద్యుత్ బల్బులు
  3. హీలియం – బెలూన్లు, MRI శీతలీకరణ.

ఆవర్తన పట్టికలో ఎడమ నుండి కుడికి, పై నుండి కిందికి వెళ్లే కొద్దీ మూలకాల ధర్మాలు క్రమంగా మారుతాయి. ఈ మార్పులను ఆవర్తన ధర్మాలు అంటారు.

• పరమాణు పరిమాణం (Atomic Size):
  1. పీరియడ్‌లో ఎడమ నుండి కుడికి తగ్గుతుంది (కేంద్రక ఆకర్షణ పెరగడం వల్ల).
  2. గ్రూపులో పై నుండి కిందికి పెరుగుతుంది (కక్ష్యలు పెరగడం వల్ల).
• అయనీకరణ శక్తి (Ionisation Energy):
  1. ఎలక్ట్రాన్‌ను తొలగించడానికి కావలసిన శక్తి. పీరియడ్‌లో కుడికి పెరుగుతుంది
  2. గ్రూపులో కిందికి తగ్గుతుంది.
• అత్యధిక అయనీకరణ శక్తి: హీలియం.
• ఎలక్ట్రో ఋణాత్మకత (Electronegativity):
  1. బంధంలో ఎలక్ట్రాన్లను ఆకర్షించే సామర్థ్యం. పీరియడ్‌లో కుడికి పెరుగుతుంది
  2. గ్రూపులో కిందికి తగ్గుతుంది.
• అత్యధిక ఎలక్ట్రో ఋణాత్మకత: ఫ్లోరిన్.
• లోహ లక్షణం:
  1. పీరియడ్‌లో కుడికి తగ్గుతుంది
  2. గ్రూపులో కిందికి పెరుగుతుంది.
• సంయోజకత (Valency): బాహ్య కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్ల ఆధారంగా నిర్ణయమవుతుంది. ఉదా: సోడియం 1, మెగ్నీషియం 2, ఆక్సిజన్ 2.

గుర్తుంచుకునే చిట్కా కుడివైపు వెళ్తే పరిమాణం తగ్గుతుంది, ఆకర్షణ పెరుగుతుంది; కిందికి వెళ్తే పరిమాణం పెరుగుతుంది, ఆకర్షణ తగ్గుతుంది.

కొన్ని మూలకాల చిహ్నాలు వాటి ఇంగ్లీష్ పేరుకు సరిపోవు, ఎందుకంటే అవి లాటిన్ పేర్ల నుండి వచ్చాయి. ఈ జతలు పరీక్షల్లో ప్రశ్నలుగా వస్తాయి.

• లాటిన్ పేరు నుండి వచ్చిన చిహ్నాలు:
  1. సోడియం – Na (నేట్రియం, Natrium)
  2. పొటాషియం – K (కేలియం, Kalium)
  3. ఇనుము – Fe (ఫెర్రమ్, Ferrum)
  4. రాగి – Cu (క్యూప్రమ్, Cuprum)
  5. వెండి – Ag (ఆర్జెంటమ్, Argentum)
  6. బంగారం – Au (ఆరమ్, Aurum)
  7. సీసం – Pb (ప్లంబమ్, Plumbum)
  8. పాదరసం – Hg (హైడ్రార్జిరమ్, Hydrargyrum)
  9. తగరం – Sn (స్టానమ్, Stannum)
  10. టంగ్‌స్టన్ – W (వోల్ఫ్రమ్, Wolfram – జర్మన్ పేరు)
  11. యాంటిమనీ – Sb (స్టిబియమ్, Stibium)
• సులభ చిహ్నాలు: హైడ్రోజన్ H, హీలియం He, కార్బన్ C, నైట్రోజన్ N, ఆక్సిజన్ O, ఫ్లోరిన్ F, నియాన్ Ne, మెగ్నీషియం Mg, అల్యూమినియం Al, సిలికాన్ Si, ఫాస్ఫరస్ P, సల్ఫర్ S, క్లోరిన్ Cl, కాల్షియం Ca, జింక్ Zn, అయోడిన్ I.
• గుర్తుంచుకునే చిట్కా: మొదటి అక్షరం పెద్దది, రెండవ అక్షరం చిన్నది (ఉదా: Co = కోబాల్ట్, CO = కార్బన్ మోనాక్సైడ్).
• మరికొన్ని: మెగ్నీషియం Mg, మాంగనీస్ Mn, నికెల్ Ni, క్రోమియం Cr, ప్లాటినం Pt, యురేనియం U, రేడియం Ra, ఆర్సెనిక్ As, బోరాన్ B.

పరీక్షల్లో 'ఏ మూలకం అత్యంత తేలికైనది?', 'భూమి పొరలో ఎక్కువగా ఉన్నది?' వంటి ప్రశ్నలు వస్తాయి. ఈ జాబితా ఒకే చోట గుర్తుంచుకోండి.

• అత్యంత తేలికైన మూలకం: హైడ్రోజన్ (పరమాణు సంఖ్య 1). విశ్వంలో అత్యధికంగా ఉన్న మూలకం కూడా హైడ్రోజన్.
• భూపటలంలో అత్యధిక మూలకం:
  1. ఆక్సిజన్
  2. తరువాత సిలికాన్. లోహాల్లో అత్యధికం అల్యూమినియం.
• మానవ శరీరంలో అత్యధిక మూలకం: ఆక్సిజన్ (ద్రవ్యరాశి ప్రకారం).
• గాలిలో అత్యధిక వాయువు:
  1. నైట్రోజన్ (సుమారు 78%)
  2. ఆక్సిజన్ సుమారు 21%.
• గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవ రూపంలో ఉండేవి: లోహాల్లో పాదరసం, అలోహాల్లో బ్రోమిన్.
• సూర్యునిలో కనుగొన్న మూలకం: హీలియం (లాకియర్). అందుకే పేరు గ్రీకు 'హీలియోస్' (సూర్యుడు) నుండి వచ్చింది.
• అతి తేలికైన లోహం: లిథియం. కఠినమైన సహజ పదార్థం: వజ్రం (కార్బన్ రూపం).
• అత్యంత చర్యాశీల అలోహం: ఫ్లోరిన్.
• రేడియోధార్మిక నోబుల్ వాయువు: రేడాన్.
• సహజ రేడియోధార్మిక మూలకాల్లో భారమైనది: యురేనియం (పరమాణు సంఖ్య 92) అణు ఇంధనం.
• తేలికైన వాయువు:
  1. హైడ్రోజన్
  2. మండే గుణం ఉంది. హీలియం మండదు కాబట్టి బెలూన్లలో సురక్షితం.
• అత్యంత సాంద్రత గల మూలకాలు: ఆస్మియం (Os), ఇరిడియం (Ir).
• అత్యధిక ద్రవీభవన స్థానం గల లోహం: టంగ్‌స్టన్ (W).
• అతి తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం గల లోహం: పాదరసం (సుమారు −39°C).