పదార్థాల ధర్మాలు, వర్గీకరణ, లోహాలు అలోహాల ధర్మాలు చర్యాశీలత

పదార్థాల ధర్మాలు మరియు వర్గీకరణ (Properties and Classification of Materials)

పదార్థాలను వాటి భౌతిక మరియు రసాయనిక ధర్మాల ఆధారంగా లోహాలు (Metals) మరియు అలోహాలు (Non-metals) గా వర్గీకరిస్తారు.

1. లోహాల ధర్మాలు మరియు ఉపయోగాలు (Properties and Uses of Metals)

లోహాలు సాధారణంగా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘన స్థితిలో ఉంటాయి (పాదరసం మినహా, ఇది ద్రవ స్థితిలో ఉంటుంది).

భౌతిక ధర్మాలు (Physical Properties):

• తాన్యత (Ductility): లోహాలను సన్నని తీగలుగా సాగదీయవచ్చు.
  • ఉదాహరణ: రాగి (Copper) మరియు అల్యూమినియం తీగలు.
• ఆఘాత వర్ధనీయత (Malleability): లోహాలను సుత్తెతో కొట్టినప్పుడు పలుచని రేకులుగా మారుతాయి.
  • ఉదాహరణ: అల్యూమినియం ఫాయిల్స్, ఇనుప రేకులు.
• ధ్వని గుణం (Sonority): లోహాలను గట్టి వస్తువుతో కొట్టినప్పుడు ప్రత్యేకమైన శబ్దం (మ్రోగే స్వభావం) వస్తుంది.
  • ఉదాహరణ: పాఠశాల గంటలు, గుడి గంటలు.
• ఉష్ణ మరియు విద్యుత్ వాహకత: లోహాలు ఉష్ణాన్ని మరియు విద్యుత్‌ను బాగా ప్రసరింపజేస్తాయి.
  • ఉదాహరణ: వంట పాత్రలు అల్యూమినియం లేదా ఇనుముతో చేస్తారు; విద్యుత్ తీగలు రాగితో చేస్తారు.
• కాంతి పరావర్తనం (Luster): లోహాలు మెరుస్తున్న ఉపరితలాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
  • ఉదాహరణ: బంగారం, వెండి.

రసాయనిక ధర్మాలు (Chemical Properties):

• ఆక్సిజన్‌తో చర్య: లోహాలు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి క్షార ఆక్సైడ్లను (Basic Oxides) ఏర్పరుస్తాయి.
  • ఉదాహరణ: మెగ్నీషియం పట్టీని గాలిలో దహనం చేసినప్పుడు మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ (MgO) ఏర్పడుతుంది.
• నీటితో చర్య: కొన్ని లోహాలు నీటితో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ వాయువును విడుదల చేస్తాయి.
  • ఉదాహరణ: సోడియం నీటితో తీవ్రంగా చర్య జరుపుతుంది.
• ఆమ్లాలతో చర్య: లోహాలు సజ్జ ఆమ్లాలతో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ వాయువును విడుదల చేస్తాయి.

లోహాల ఉపయోగాలు (Uses of Metals):

• యంత్రాలు, వంటసామాగ్రి మరియు ఆటోమొబైల్స్ తయారీలో (ఇనుము, అల్యూమినియం).
• విద్యుత్ పరికరాలు మరియు వైరింగ్‌లో (రాగి).
• ఆభరణాలు మరియు నాణ్యమైన నాణేల తయారీలో (బంగారం, వెండి).
• వంతెనలు మరియు భవనాల నిర్మాణంలో (స్టీల్/ఇనుము).

2. అలోహాల ధర్మాలు మరియు ఉపయోగాలు (Properties and Uses of Non-Metals)

అలోహాలు ఘన, ద్రవ లేదా వాయు స్థితిలో లభిస్తాయి (ఉదాహరణకు: ఆక్సిజన్ వాయువు, బ్రోమిన్ ద్రవం, కార్బన్ ఘన రూపం).

భౌతిక ధర్మాలు (Physical Properties):

• పెళుసుదనం (Brittleness): ఘన రూపంలో ఉన్న అలోహాలు సుత్తెతో కొట్టినప్పుడు పొడిపొడిగా లేదా ముక్కలుగా విరిగిపోతాయి (రేకులుగా మారవు).
• తాన్యత మరియు వర్ధనీయత లేకపోవడం: వీటిని తీగలుగా లేదా రేకులుగా మార్చలేము.
• ఉష్ణ, విద్యుత్ బంధకాలు: అలోహాలు సాధారణంగా ఉష్ణాన్ని, విద్యుత్‌ను ప్రసరింపజేయవు (గ్రాఫైట్ మినహా, ఇది విద్యుత్‌ను ప్రసరిస్తుంది).
• మెరుపు లేకపోవడం: అలోహాలు మసకగా ఉంటాయి (అయోడిన్ మినహా).

రసాయనిక ధర్మాలు (Chemical Properties):

• ఆక్సిజన్‌తో చర్య: అలోహాలు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి ఆమ్ల ఆక్సైడ్లను (Acidic Oxides) ఏర్పరుస్తాయి.
  • ఉదాహరణ: కార్బన్ గాలిలో మండినప్పుడు కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ (CO2) ఏర్పడుతుంది.
• సాధారణంగా అలోహాలు నీటితో లేదా ఆమ్లాలతో చర్య జరపవు.

అలోహాల ఉపయోగాలు (Uses of Non-Metals):

• ఆక్సిజన్: జీవుల శ్వాసక్రియకు అత్యంత ముఖ్యం.
• నైట్రోజన్: మొక్కల ఎదుగుదలకు ఉపయోగపడే ఎరువుల తయారీలో.
• క్లోరిన్: నీటి శుద్ధి ప్రక్రియలో (క్రిమిసంహారకంగా).
• సల్ఫర్: మందులు మరియు టపాసుల తయారీలో.
• గ్రాఫైట్ (కార్బన్ రూపం): పెన్సిల్ లెడ్ మరియు బ్యాటరీలలో.

3. లోహాల చర్యాశీలత క్రమం (Reactivity Series of Metals)

వివిధ లోహాల క్రియాశీలత (Reacting capacity) ఒకేలా ఉండదు. కొన్ని లోహాలు చాలా చురుగ్గా చర్య జరుపుతాయి, మరికొన్ని చాలా మందకొడిగా ఉంటాయి. వీటిని అవరోహణ క్రమంలో (అధిక చర్యాశీలత నుండి అల్ప చర్యాశీలతకు) అమర్చడాన్ని చర్యాశీలత క్రమం అంటారు.

చర్యాశీలత క్రమం (తెలుగులో గుర్తుంచుకునే పద్ధతి / ప్రామాణిక అమరిక):

• K (పొటాషియం) - అత్యధిక చర్యాశీలత
• Na (సోడియం)
• Ca (కాల్షియం)
• Mg (మెగ్నీషియం)
• Al (అల్యూమినియం)
• Zn (జింక్)
• Fe (ఇనుము)
• Pb (సీసం)
• [H] (హైడ్రోజన్ - మూలకం కాదు కాని రిఫరెన్స్ కోసం)
• Cu (రాగి)
• Hg (పాదరసం)
• Ag (వెండి)
• Au (బంగారం) - అత్యల్ప చర్యాశీలత

ఉదాహరణ - స్థానభ్రంశ చర్య (Displacement Reaction):

ఎక్కువ చర్యాశీలత కలిగిన లోహం, తక్కువ చర్యాశీలత కలిగిన లోహాన్ని దాని లవణ ద్రావణం నుండి తొలగిస్తుంది.

• ఉదాహరణ: జింక్ (Zn) ముక్కను కాపర్ సల్ఫేట్ ద్రావణంలో (CuSO_4) ఉంచినప్పుడు, జింక్ రాగి కంటే ఎక్కువ చర్యాశీలత కలిగి ఉండటం వలన కాపర్‌ను స్థానభ్రంశం చేస్తుంది. ఫలితంగా నీలిరంగు కాపర్ సల్ఫేట్ ద్రావణం రంగు కోల్పోయి రంగుమారిపోతుంది.
• కానీ, రాగి ముక్కను జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణంలో ఉంచితే ఎటువంటి చర్య జరగదు (ఎందుకంటే రాగి, జింక్ కంటే తక్కువ చర్యాశీలత కలది).

ఉపాధ్యాయ అర్హత పరీక్షలు (TET/DSC) మరియు సైన్స్ అభ్యసనం కోసం పై నోట్స్ నుండి ముఖ్యమైన 10 బిట్లు (Bits):

1. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవ స్థితిలో ఉండే ఏకైక లోహం ఏది?
   • జవాబు: పాదరసం (Mercury)
2. లోహాలను సన్నని తీగలుగా సాగదీయగలిగే ధర్మాన్ని ఏమంటారు?
   • జవాబు: తాన్యత (Ductility)
3. విద్యుత్‌ను ప్రసరింపజేసే ఏకైక అలోహం ఏది?
   • జవాబు: గ్రాఫైట్ (Graphite)
4. లోహాలు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి ఎలాంటి ఆక్సైడ్లను ఏర్పరుస్తాయి?
   • జవాబు: క్షార ఆక్సైడ్లు (Basic Oxides)
5. నీటి శుద్ధి ప్రక్రియలో క్రిమిసంహారకంగా ఉపయోగపడే అలోహం ఏది?
   • జవాబు: క్లోరిన్ (Chlorine)
6. లోహాల చర్యాశీలత క్రమంలో అత్యధిక చర్యాశీలత కలిగిన లోహం ఏది?
   • జవాబు: పొటాషియం (Potassium - K)
7. అలోహాలు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి ఎలాంటి ఆక్సైడ్లను ఏర్పరుస్తాయి?
   • జవాబు: ఆమ్ల ఆక్సైడ్లు (Acidic Oxides)
8. పెన్సిల్ లెడ్ తయారీలో ఉపయోగించే అలోహ రూపం ఏది?
   • జవాబు: గ్రాఫైట్ (Graphite)
9. జింక్ ముక్కను ఏ ద్రావణంలో ఉంచినప్పుడు కాపర్‌ను స్థానభ్రంశం చేస్తుంది?
   • జవాబు: కాపర్ సల్ఫేట్ ద్రావణం (CuSO_4)
10. సుత్తెతో కొట్టినప్పుడు లోహాలు పలుచని రేకులుగా మారుతాయి. ఈ ధర్మాన్ని ఏమంటారు?
    • జవాబు: ఆఘాత వర్ధనీయత (Malleability)