Mahesh

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Botany Study Material 13th Lesson ఆవరణ సంబంధ అనుకూలనాలు, అనుక్రమం, ఆవరణ సంబంధ సేవలు Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Botany Study Material 13th Lesson ఆవరణ సంబంధ అనుకూలనాలు, అనుక్రమం, ఆవరణ సంబంధ సేవలు

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
ద్వితీయ అనుక్రమంలో ప్రాథమిక అనుక్రమంలో కంటే చరమదశ త్వరగా ఏర్పడుతుంది, ఎందువల్ల?
జవాబు:
ఒక ప్రదేశంలో మొదట ఉన్న జీవ సముదాయాలు నాశనం చేయబడిన తర్వాత మొదలవుతుంది. ఆ ప్రదేశములో కొంత మృత్తిక ఉండుట వల్ల, ప్రాథమిక అనుక్రమం కంటే ద్వితీయ అనుక్రమం వేగవంతంగా ఉంటుంది.

ప్రశ్న 2.
బ్రయోఫైట్లు, లైకెన్లు, ఫెర్న్ మొక్కలలో వేటిని జలాభావ క్రమకంలో ప్రారంభపు మొక్కలుగా పేర్కొంటారు?
జవాబు:
లైకెనులను జలాభావ క్రమకంలో ప్రారంభపు మొక్కలు అంటారు.

ప్రశ్న 3.
జలాభావ క్రమకంకు సంబంధించి ఏవైనా రెండు ఉదాహరణలను పేర్కొనండి.
జవాబు:
క్రిస్టోజ్ లైకెనులు : రైజో కార్బన్, లెకనోరు
ఫోలియోజ్ లైకెనులు : ఫార్మీలియా, డెర్మటోకార్పన్
మాస్లు : ఫ్యునరియా

ప్రశ్న 4.
సముద్ర లవణీయత అధికంగా గల ప్రాంతాలలో ఏ రకం మొక్కలు పెరుగుతాయి. [Mar. ’14]
జవాబు:
హాలోఫైట్లు. ఉదా : రైజోఫొరా

ప్రశ్న 5.
ఎండ మొక్కలు (Heliophytes), నీడ మొక్కల (Sciophytes) ను నిర్వచించండి. మీ ప్రాంతంలోని మొక్కలలో ఒక దానిని ఎండ మొక్కకు కాని నీడ మొక్కకు గాని ఉదాహరణగా పేర్కొనండి.
జవాబు:
ప్రత్యక్షంగా ఎండలో పెరిగే మొక్కలను “హీలియోఫైట్లు” అంటారు. ఉదా : గడ్డి చామంతి, గడ్డి జాతులు.
నీడ ఉన్న ప్రాంతాలలో పెరిగే మొక్కలను “సియోఫైట్లు” అంటారు. ఉదా : ఫెర్న్లు, మాస్లు.

ప్రశ్న 6.
జనాభా, సముదాయాలను నిర్వచించండి?
జవాబు:

1. ఒక ప్రాంతంలో నివసించే ఒకే జాతికి చెందిన జీవుల సమూహాన్ని జనాభా అంటారు.
2. ఒక ప్రాంతంలో నివసించే వివిధ జాతులకు చెందిన అనేక జనాభాల సమూహాన్ని సముదాయము అంటారు.

ప్రశ్న 7.
సంఘాలను నిర్వచించండి? మొక్కల సంఘాలను నీటి మొక్కలు, సమోద్బీజాలు, ఎడారి మొక్కలుగా వర్గీకరించింది ఎవరు?
జవాబు:
ఒక ప్రాంతంలో నివసించే వివిధ జాతులకు చెందిన అనేక జనాభాలా సమూహాన్ని సముదాయము లేక సంఘము అంటారు. వార్మింగ్ అనువారు వృక్షసంఘాలను 3 రకాలుగా వర్గీకరించారు.

ప్రశ్న 8.
నీటి మొక్కలలో కృశించిన దారువు ఉంటుంది. ఎందుకు?
జవాబు:
నీటి మొక్కలలో అన్నిభాగాలు నీటిని శోషించగల్గిఉంటాయి. కావున దారువు కృశించి ఉంటుంది.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
నీటి మొక్కలు అంటే ఏమిటి? వివిధ రకాల నీటి మొక్కలను ఉదాహరణలతో చర్చించండి?
జవాబు:
పూర్తిగా నీటిలోకాని, తడినేలలో కాని పెరిగే మొక్కలను నీటిమొక్కలు అంటారు. నీటిలో పెరిగే విధానాన్ని బట్టి ఐదు రకాలుగా గుర్తించవచ్చును.
1) నీటిపై స్వేచ్ఛగా తేలే మొక్కలు :
ఈ మొక్కలు మృత్తికతో సంబంధం లేకుండా, నీటి ఉపరితలంపై స్వేచ్ఛగా తేలుతూ ఉంటాయి. ఉదా : పిస్టియా, ఐకార్నియా, ఉల్ఫియా, సాల్వీనియా.

2) లగ్నీకరణ చెంది, నీటిపై తేలే పత్రాలుగల మొక్కలు :
ఈ రకం మొక్కలు వేరువ్యవస్థ సహాయంతో మృత్తికలో స్థాపితమై, పొడవైన పత్ర వృంతాలు ఉండటం వల్ల పత్రదళాలు నీటి ఉపరితలంపై తేలుతూ ఉంటాయి.
ఉదా : నిలంబో, నింఫియా, విక్టోరియా రిజియా.

3) పూర్తిగా నీటిలో మునిగి, అవలంబితంగా ఉండే మొక్కలు :
ఈ మొక్కలు నీటితో మాత్రమే సంబంధం కలిగి, పూర్తిగా నీటిలో మునిగి, మృత్తికలో నాటుకొని ఉండకుండా అవలంబితంగా ఉంటాయి. ఉదా : సెరటోఫిల్లమ్, యుట్రిక్యులేరియా, హైడ్రిల్లా.

4) నీటిలో మునిగి ఉండి, లగ్నీకరణ చెందిన మొక్కలు :
ఈ మొక్కలు పూర్తిగా నీటిలో మునిగి ఉండి, వేరు వ్యవస్థ సహాయంతో కొలను అడుగున మృత్తికలో నాటుకొని ఉంటాయి. ఉదా : పాటమోజిటాన్, వాలిస్ నేరియా.

5) ఉభయచర మొక్కలు :
ఇవి పాక్షికంగా నీటిలోనూ, పాక్షికంగా వాయుగతంగాను పెరుగుతాయి. ఉదా : సాజిటేరియా, లిమ్నెఫిలా కొన్ని రకాల మొక్కలు జలాశయాల చుట్టూ పెరుగుతాయి. ఉదా : సైపరస్, టైఫా

ప్రశ్న 2.
నీటి మొక్కల స్వరూపాత్మక సంబంధమైన అనుకూలనాలను వివరించండి.
జవాబు:

1. వేర్లు ఉండవు లేదా వేర్లు కృశించి ఉంటాయి. నీటిలో మునిగి ఉన్న పత్రాలు వేర్లులాగా పనిచేస్తాయి.
2. వేరుతొడుగులు ఉండవు. బురదలో పెరిగే ఉభయచర మొక్కలలో వేర్లు బాగా అభివృద్ధి చెందుతాయి. వీటిలో వేరు తొడుగులు ఉంటాయి.
3. కొన్ని మొక్కలలో వేరుతొడుగుకు బదులు వేరు సంచులు ఉంటాయి.
4. వేర్లు ఉంటే పీచువలె, తక్కువ శాఖలను కల్గి ఉంటాయి.
5. కాండము పొడవుగా, సున్నితంగా ఉంటుంది.
6. పత్రాలు పలుచగా, పొడవుగా, రిబ్బన్ ఆకృతిలో లేక సన్నగా పొడవుగా లేదా చీలి ఉంటాయి. నీటిపై తేలే పత్రాలు పెద్దవిగా బల్లపరుపుగా, ప్రనమైనపుపూతతో ఉంటాయి.

ప్రశ్న 3.
నీటి మొక్కల అంతర్నిర్మాణ సంబంధమైన అనుకూలనాలను తెలపండి. [Mar. ’14]
జవాబు:

1. నీటిలో మునిగి ఉండు మొక్కలలో అవభాసిని ఉండదు. వాయుగతభాగాల ఉపరితలంపై పలుచగా ఉంటుంది.
2. బాహ్యచర్మకణాలు పలుచని కణకవచాన్ని కలిగి, శోషణ చేస్తాయి. మరియు హరితరేణువులను కలిగి కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరుపుతాయి.
3. నీటిలో మునిగి ఉండే మొక్కలలో పత్ర రంధ్రాలు ఉండవు. నీటిపై తేలే పత్రాలున్న మొక్కలలో ఊర్ధ్వతలంలో పత్రరంద్రాలు ఉంటాయి.
4. వాయుపూరిత మృదుకణజాలము ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇది వాయు మార్పిడికి, మొక్క నీటిపై తేలటానికి ఉపయోగపడుతుంది.
5. దృడకణజాలాలు, దారువు తక్కువగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 4.
ఎడారి మొక్కల వర్గీకరణ గురించి క్లుప్తంగా రాయండి.
జవాబు:
బాహ్య స్వరూపం, శరీర ధర్మ లక్షణాలు, జీవితచక్ర విధానాన్ని బట్టి ఎడారి మొక్కలను మూడు విభాగాలుగా వర్గీకరించారు.

1) అల్పకాలిక మొక్కలు :
ఇవి ఏక వార్షిక మొక్కలు. ఇవి శుష్క ప్రాంతాలలో పెరుగుతాయి. ఈ మొక్కలు తక్కువకాలములో జీవిత చరిత్రను ముగించుకుంటాయి. ఉదా : ట్రిబ్యులస్

2) రసభరితమైన మొక్కలు :
ఈ మొక్కలు వర్షాకాలంలో చాలా నీటిని శోషించి, ఆ నీటిని జిగురు పదార్థ రూపంలో మొక్క భాగాలలో నిలవ చేస్తాయి. దీని ఫలితంగా వీటి కాండం, పత్రాలు, వేర్లు కండయుతంగా, రసభరితంగా ఉంటాయి. ఈ విధంగా నిలువ చేసిన నీటిని, నీరు దొరకని సమయంలో చాలా పొదుపుగా వినియోగిస్తాయి.
ఉదా : ఎ) రసభరిత కాండము గల మొక్కలు : ఒపన్షియా
బి) రసభరిత పత్రాలు గల మొక్కలు : అలో
సి) రసభరిత వేళ్ళు గల మొక్కలు : ఆస్పరాగస్

3) రసభరితం కాని మొక్కలు :
ఇవి నిజమైన ఎడారి మొక్కలు. ఇవి దీర్ఘకాలిక జలాభావ పరిస్థితులను తట్టుకోగల బహూవార్షిక మొక్కలు.
ఉదా : కాజురైనా

ప్రశ్న 5.
ఎడారి మొక్కల స్వరూపాత్మక సంబంధమైన అనుకూలనాలను తెలపండి.
జవాబు:

1. వేర్లు బాగా విస్తరించి అనేక శాఖలతో విస్తరించి ఉంటాయి.
2. మూల కేశాలు, వేరు తొడుగులు అభివృద్ధి చెంది ఉంటాయి.
3. కాండాలు పొట్టిగా, దృఢంగా చేవదేరి మందమైన బెరడుతో ఉంటాయి.
4. కాండంపై కేశాలు మైనపు పొర ఉంటాయి.
5. పత్రాలు క్షీణించి పొలుసాకులుగా, లేక కంటకాలుగా మారి భాష్పోత్సేకాన్ని తగ్గిస్తాయి.

ప్రశ్న 6.
ఎడారి మొక్కల అంతర్నిర్మాణ సంబంధమైన అనుకూలనాలను తెలపండి.
జవాబు:

1. బాహ్యచర్మంపై మందమైన అవభాసిని ఉంటుంది.
2. బాహ్యచర్మ కణాలలో సిలికా స్ఫటికాలు ఉండవచ్చు.
3. బహుళ బాహ్య చర్మము ఉంటుంది.
4. పత్రరంద్రాలు పత్ర అధోఃబాహ్యచర్మంలో ఉంటాయి. లేక దిగబడిన పత్రరంద్రాలు ఉంటాయి.
5. యాంత్రిక కణజాలాలు బాగా అభివృద్ధి చెంది ఉంటాయి.
6. నాళికా కణజాలాలు బాగా అభివృద్ధి చెంది ఉంటాయి.

ప్రశ్న 7.
మొక్కల అనుక్రమంను నిర్వచించండి. ప్రాథమిక అనుక్రమం, ద్వితీయ అనుక్రమం మధ్య తేడాలు ఏమిటి?
జవాబు:
ఒక ప్రదేశంలో క్రమానుగతంగా జాతుల సంఘటనలో ఊహించగల మార్పులు జరగడాన్ని అనుక్రమం అంటారు.

ప్రశ్న 8.
ఆవరణ వ్యవస్థ లేదా ఆవరణ సంబంధ సేవలను నిర్వచించండి. ఆవరణ సంబంధ సేవలు, పరాగ సంపర్కాన్ని గురించి క్లుప్తంగా వివరించండి.
జవాబు:
వాతావరణంలో వివిధ ప్రక్రియల వల్ల ఉత్పత్తి అయ్యే వనరులు, నీటిశుద్ధి, కలప, చేపల ఆవాసం, పంట మొక్కలు పరాగ సంపర్కము మొదలైన వాటిని ఆవరణ సంబంధత్సేవులు అంటారు.

పుష్పంలోని అండాశయాల ఫలధీకరణకు అవసరమైన పరాగ రేణుల మార్పిడిని పరాగ సంపర్కం అంటారు. ఇది ఆరోగ్యవంతమైన ఆవరణ వ్యవస్థలోని భాగము. చాలా పుష్పించే మొక్కల ఫలాలు, విత్తనాలు ఉత్పత్తికి, పరాగసంపర్క సహకారులపై ఆధార పడతాయి. ఈ పరాగ సంపర్క సహకారులు ప్రపంచంలో ఆహార ధాన్యాల ఉత్పత్తిలో ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయి.

వ్యవసాయ ఉత్పత్తులలో తేనెటీగ ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తుంది. పరాగ సంపర్క సహకారులు క్రియాశీలత తగ్గించే ప్రపంచ వ్యాప్తంగా ఆర్థిక సంక్షోభం జరుగుతుంది. ప్రపంచ వ్యాప్తంగా తేనెటీగలు, సీతాకోక చిలుకలు, ఈగలు వంటి 1,00,000 పైగా అకసేరుక జాతులు, 1,035 జాతుల పక్షులు క్షీరదాలు, సరీసృపాలు కూడా పరాగ సంపర్కం జరుపుతాయి.

ప్రశ్న 9.
ఆవరణ సంబంధ విధులను కొనసాగించడం కోసం తీసుకోవలసిన చర్యలను గురించి రాయండి.
జవాబు:

1. వాతావరణానికి ఎలాంటి నష్టం కలిగించకుండా, వ్యర్ధ పదార్థ వనరులను తగ్గించే, వనరుల సంరక్షణను దృష్టిలో పెట్టుకునే తయారీ పద్ధతుల ద్వారా తయారయ్యే ఉత్పత్తులను ఎంచుకోవాలి.
2. కృత్రిమ ఎరువుల, కీటకనాశకాల వినియోగం లేని పద్ధతులలో తయారయిన ఉత్పత్తులను ఎన్నుకోవాలి.
3. వినియోగాన్ని, వ్యర్ధపదార్థాల ఉత్పత్తిని తగించాలి.
4. పునర్వినియోగానికి సంబంధించిన ఇందన వనరులు ఉపయోగాన్ని బలపరచాలి.
5. సైకిల్ లేదా నడక ప్రజారవాణా వ్యవస్థను వాడటం ద్వారా సహజ వనరులను రక్షించడం, కాలుష్యాన్ని తగ్గించడం, ఆరోగ్య సంబంధ లాభాలను ఆస్వాదించుట.
6. సామూహిక ఉద్యానవనాల ఏర్పాటు, మొక్కనాటే కార్యక్రమములో పాల్గొనుట.
7. కీటక నాశకాల ఉపయోగం తగ్గించి, సహజకీటక నాశకాలను వాడటం.
8. ఉద్యాన వనాలలో స్థానిక మొక్కలను పెంచడం, వన్య ప్రాణులకు ఆవాసాన్ని ఏర్పరచడం.

ప్రశ్న 10.
పరాగసంపర్క సహకారకాలను రక్షించడానికి తీసుకోవలసిన జాగత్రలు ఏమిటి?
జవాబు:

1. పుష్పించు మొక్కలతో సొంతంగా పూదోటలను ఏర్పరచుకోవడం, ఖాళీ ప్రదేశాలలోను, పెద్ద భవనాల బయట పుష్పించు మొక్కలు నాటడం.
2. ఇళ్ళలోను, పరిసరాలలోను వాడే కీటకనాశక పదార్థాల స్థాయిని తగ్గించడం.
3. స్థానిక సంస్థలలో, పాఠశాలల్లో తేనెటీగల పెంపకం కోసం ఉపయోగించే ఫలకాలు పెట్టెల వాడకాన్ని ప్రోత్సహించడం.
4. కీటకనాశక పదార్థాలను వినియోగించని వ్యవసాయ సంస్థలను బలపరచడం.
5. వ్యవసాయ పంటల పరాగ సంపర్క విషయంలో స్థానికంగా ఉండే పరాగ సంపర్క కారకాలను ఉపయోగించుకునే పద్ధతులు అవసరాన్ని వివరించుట.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్న

ప్రశ్న 1.
ఆవరణ వ్యవస్థ సంబంధ సేవలు – కర్బన స్థాపన, ఆక్సిజన్ విడుదల గురించి వివరించండి?
జవాబు:
ఆవరణ వ్యవస్థ సంబంధ సేవలు- కర్బన స్థాపన :
ఎక్కువ కార్బన్ వాతావరణంలోనికి విడుదల కాకుండా ఉండటానికి మొక్కలు అవసరం. అడవులకు, వాతావరణానికి మధ్య నిరంతరం CO₂-O₂ ల రసాయన ప్రవాహం జరుగుతుంది. అడవులు CO₂ యొక్క ప్రధాన బ్యాంకులు కొయ్యరూపంలో పెద్ద పరిమాణంలో CO₂ దాచబడుతుంది. ఇది వాతావరణంలోని CO₂ గాఢతను తగ్గించి, వాతావరణంలో CO₂-O₂ ల గతిక సమతుల్యంగా ఉంచడంలో ప్రధాన పాత్ర వహిస్తాయి. కిరణజన్య సంయోగ క్రియ ప్రకారము 180gm గ్లూకోజ్ 193 గ్రాముల 02 ఉత్పత్తికి 264 గ్రాముల CO₂, 108 గ్రాముల నీరు యొక్క వినియోగించుకుని 677.2 కిలో కాలరీల సౌరశక్తిని గ్రహిస్తుంది. ఈ 180 గ్రాముల గ్లూకోజ్ క్రమంగా 162 గ్రాముల పాలీశాఖరైడ్గా మొక్కలో మారుతుంది. అనగా ప్రతి 1 గ్రామ్ పొడి సేంద్రియ పదార్థం కోసం 1.63 గ్రాముల CO₂ స్థాపన అవసరం. అభయారణ్యాలు ఉత్పత్తి చేసే పొడిసేంద్రియ పదార్థాల మొత్తాన్ని వివిధ నిర్ణీత ఎత్తులో ఉన్న అడవుల వార్షిక నికర ఉత్పత్తి ద్వారా మొత్తాన్ని, లెక్కకట్టవచ్చు. దీనినిబట్టి CO₂ ఎంత స్థాపన జరుగునో తెల్చుకోవచ్చు.

శీతోష్ణస్థితి, పరిస్థితులను స్థిరంగా ఉంచడానికి, భూమి అధిక ఉష్ణోగ్రతకులోను కాకుండా, ఎక్కువ గ్రీన్ హౌస్ వాయువును వాతావరణం నుంచి తొలగించుటలో ఆవరణ వ్యవస్థలు సహాయపడతాయి. చాలా దేశాలు కార్బన్ పన్ను విధానంను ప్రవేశపెట్టాయి. దీనివల్ల గ్రీన్ హౌస్ వాయువును ముఖ్యంగా CO₂ CO లు వాతావరణంలోనికి విడుదలవటాన్ని తగ్గించవచ్చు.

ఆవరణ వ్యవస్థ సేవలు – ఆక్సిజన్ విడుదల :
వాతావరణంలోకి ఆక్సిజన్ను విడుదల చేయడానికి ప్లవకాలు, వృక్షాలు ముఖ్యపాత్ర వహిస్తున్నాయి. ఇది ఆ మొక్క జాతి రకము, దాని వయస్సు ఆ మొక్క పరిసరాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఒక సంవత్సర కాలంలో 10 మంది. వ్యక్తులు పీల్చడానికి కావలసిన ఆక్సిజన్ ను ఒక పత్రాయుతా ప్రౌఢమొక్క ఒక ఋతువులో విడుదల చేస్తుంది. ఒక పూర్తిగా ఎదిగిన మొక్క 48 lbs CO₂ ను ఒక సంవత్సరకాలంలో శోషించి, విడుదల చేసే O₂ ఇద్దరు మనుషులకు సరిపోతుంది.

ఒక కారు 26,000 మైల్స్ ప్రయాణంలో విడుదల చేసే CO₂ ఒక ఎకరం భూమిలోని వృక్షాలు సంవత్సర కాలంలో వినియోగించుకునే CO₂ విలువకు సమానము. ఒక ఎకరం భూమిలోని వృక్షాలు 18 మంది సంవత్సరం పాటు శ్వాసించడానికి కావలసిన O₂ ను అందిస్తాయి. మొక్కలను, వృక్షప్లవకాలను “ప్రపంచం యొక్క ఊపిరితిత్తులు” అంటారు. కొన్ని సూక్ష్మజీవులు, సయనో బాక్టీరియాలు ఆక్సిజన్ను ప్రత్యక్షంగా విడుదల చేస్తాయి. అడవులలో పడిపోయిన మానులు విచ్ఛిన్నం వల్ల జరిగే ఖనిజల లవణాల వలయాలు, బాక్టీరియాలు, లైకెన్ల ద్వారా మృత్తిక ఏర్పడటం జరుగుతుంది.

Intext Question and Answers

ప్రశ్న 1.
ఈ కింది మొక్కలను నీటి మొక్కలు (హైడ్రోఫైట్లు), ఉప్పునీటి మొక్కలు (హాలోఫైట్లు), సమోద్బీజాలు, ఎడారి మొక్కలుగా వర్గీకరించండి.
a) సాల్వీనియా
b) ఒపన్షియా
c) రైజోఫొరా
d) మాంజిఫెరా
జవాబు:
a) సాల్వీనియా – నీటి మొక్క (హైడ్రోఫైట్)
b) ఒపన్షియా – ఎడారి మొక్క
c) రైజోఫోరా – ఉప్పునీటి మొక్క
d) మాజిఫెరా – సమోద్బీజ మొక్క

ప్రశ్న 2.
ఒక కొలనులో మనం నీటిపై స్వేచ్ఛగా తేలేమొక్కలు, నీటిలో మునిగి ఉండే లగ్నీకరణ చెందిన మొక్కలు, లగ్నీకరణ చెంది నీటి బయట ఉండే మొక్కలు, లగ్నీకరణ చెంది, నీటిపై తేలే పత్రాలు గల మొక్కలు అనే వివిధ రకాల నీటి మొక్కలను చూస్తాం. ఈ కింది మొక్కలను వాటి రకం ఆధారంగా పేర్కొనండి?
మొక్కపేరు – రకం
a) హైడ్రిల్లా – _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
b) టైఫా – _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
c) నింఫియా – _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
d) లెమ్నా – _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
e) వాలిస్ నేరియా – _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
జవాబు:
a) హైడ్రిల్లా – నీటిలో మునిగి అవలంబితంగా ఉండే మొక్క
b) టైఫా – లగ్నీ కరణం చెంది నీటి బయట ఉండే మొక్క
c) నింఫియా – లగ్నీ కరణం చెంది నీటిపై తేలే పత్రాలు కల మొక్క
d) లెమ్నా – నీటి పై స్వేచ్ఛగా తేలే మొక్క
e) వాలిస్ నేరియా – నీటిలో మునిగి లగ్నీకరణం చెందిన మొక్క

ప్రశ్న 3.
అభ్యాసన ప్రక్రియలో భాగంగా ఈ కింది వాటిని వివరించండి.
a) మీ పరిసర ప్రాంతాలలో ఉన్న ఆవరణ సంబంధ సేవలను గుర్తించి నిర్ణయించండి?
b) ఆ ఆవరణ సంబంధ సేవలను కొనసాగించే పద్ధతులు, విధానాలను గురించి ఆలోచించండి?
c) మీ ప్రాంతంలో పెరిగే మొక్కలు లేదా పంటల రకాలను పరిశీలించండి?
d) మీ ప్రాంతంలోని ఆవరణ సంబంధ సేవలను వివరించండి?
e) మీ ప్రాంతంలోని సహజసిద్ధ అరణ్యాల నుంచి సమకూరే వనరులు లేదా వస్తువులను పేర్కొనండి?
f) మీ ప్రాంతంలోని పుష్పించే అలంకర ప్రాయ మొక్కలు, వ్యవసాయ పంటల పరాగసంపర్కరంలో పాల్గొనే జీవ కారకాలను పరిశీలించండి?
జవాబు:
a) వాతావరణంలో వివిధ క్రియల వల్ల ఉత్పత్తి అయ్యే వనరులు నీటిశుద్ధి, కలప, చేపల ఆహారం, పంటమొక్కల పరాగ సంపర్కం వంటివి ఆవరణ సంబంధ సేవలు.
b) 1) వినియోగాన్ని, వ్యర్ధ పదార్థాల ఉత్పత్తిని తగ్గించుట.
2) జీవ కీటకనాశకాల ఉపయోగం తగ్గించి, సహజ కీటక నాశకాలను వాడుట.
3) సామూహిక ఉద్యానవనాలు ఏర్పాటు.
c) వరి, మొక్కజొన్న, మినుములు, పెసలు, జనుము, కూరగాయలు
d) 1) నీటి పరిశుద్ధత
2) వరదల నివారణ
3) వ్యర్ధ పదార్థాల నిర్మూలన
4) ఆక్సిజన్ ఉత్పాదకత
e) పరిశుద్ధ గాలి, మంచినీరు, ఆహారము, నారలు, కలప, ఔషధాలు
f) కీటకాలు, పక్షులు, జంతువులు (గబ్బిలాలు, నత్తలు, పాములు)

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Botany Study Material 12th Lesson పుష్పించే మొక్కల కణజాలశాస్త్రం, అంతర్నిర్మాణ శాస్త్రం Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Botany Study Material 12th Lesson పుష్పించే మొక్కల కణజాలశాస్త్రం, అంతర్నిర్మాణ శాస్త్రం

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
ఒక మొక్క మెటీరియల్ అడ్డుకోత ఈ క్రింది అంతర్నిర్మాణ ముఖ్యాంశాలను చూపిస్తుంది. (i),నాళికాపుంజాలు సంయుక్తంగా చెల్లాచెదురుగా ఉంటాయి. వీటిని ఆవరించి దృఢ కణజాలయుత పుంజపు ఒర ఉంటుంది. (ii) పోషకకణజాల మృదుకణజాలం లోపిస్తుంది. మీరు దీన్ని ఏవిధంగా గుర్తిస్తారు?
జవాబు:
ఏక దళ బీజ కాండము

ప్రశ్న 2.
దారువు, పోషకకణజాలాలను సంక్లిష్ట కణజాలాలు అని ఎందుకు అంటారు?
జవాబు:
ఒకటి కంటే ఎక్కువ రకాలైన కణాలతో ఏర్పడి, కలసి పనిచేస్తాయి. కావున దారువు, పోషణ కణజాలను సంక్లిష్ట కణజాలాలు అంటారు.

ప్రశ్న 3.
మొక్కల అంతర్నిర్మాణ అధ్యయనం మనకు ఏ విధంగా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది?
జవాబు:
అంతర్నిర్మాణ శాస్త్రం ద్వారా, మొక్క విధులు, సాధారణ ప్రక్రియలు అయిన భాష్పోత్సేకము, కిరణజన్య సంయోగక్రియ, పెరుగుదల ఎలా జరుపుకుంటుంది. అనే విషయాలు తెల్సుకోవచ్చు, తర్వాత వృక్షశాస్త్రవేత్తలకు, వ్యవసాయ శాస్త్రవేత్తలకు, మొక్కలకు సంబంధించిన వ్యాధులు, వాటి నివారణ గూర్చి తెలియచేస్తుంది.

ప్రశ్న 4.
ప్రథమ దారువు మొదటగా ఏర్పడ్డ దారువు. ప్రథమ దారువు, పోషక కణజాలం పక్కన వ్యాసార్ధంగా అమరి ఉంటే ఆ దారువు అమరికను మీరు ఏవిధంగా పిలుస్తారు? ఇది మీకు దేనిలో కనిపిస్తుంది?
జవాబు:
వ్యాసార్థపు నాళికా పుంజము ఇది వేళ్లలోకనిపిస్తుంది.

ప్రశ్న 5.
పోషకకణజాల మృదుకణజాలం విధి ఏమిటి?
జవాబు:
పోషణ కణజాల మృదు కణజాలం పొడవైన స్థూపాకార కణాలలో, ఎక్కువ కణ ద్రవ్యంను కేంద్రకంను కల్గి ఉంటుంది. ఇది ఆహార పదార్థాలతో పాటు రెసిన్స్, లేటెక్స్, జిగురు వంటి పదార్థాలను నిల్వచేస్తుంది.

ప్రశ్న 6.
ఎ) వేరులో లోపించి, పత్రాల ఉపరితలాన ఉండి నీటి నష్టాన్ని నిరోధించేది ఏమిటి?
బి)మొక్కలలో నీటి నష్టాన్ని నిరోధించే బాహ్యచర్మకణ రూపాంతరం ఏది?
జవాబు:
ఎ) అవభాసిని
బి) ట్రైకోమ్

ప్రశ్న 7.
మొక్కలో ఏ భాగం ఈ కింది వాటిని చూపిస్తుంది?
ఎ) వ్యాసార్ధ నాళిక పుంజం
బి) బహుప్రథమ దారుకమైన దారువు
సి) బాగా అభివృద్ధి చెందిన దవ్వ
డి) బాహ్యప్రథమ దారుకమైన దారువు
జవాబు:
ఎ) వేరు, బి) ఏకదళ బీజ వేరు సి) ఏకదళ బీజ వేరు డి) వేరు

ప్రశ్న 8.
నీటి ప్రతిబలంసమయంలో మొక్కలలో పత్రాలు చుట్టుకొనేటట్లు చేసే కణాలు ఏవి?
జవాబు:
బుల్లి ఫార్మా కణాలు ఇవి ఏకదళబీజ పత్ర ఊర్ధ్వ బాహ్య చర్మంలో ఉంటాయి.

ప్రశ్న 9.
నాళికా విభాజ్య కణావళి వలయంలో ఉండేవి ఏమిటి?
జవాబు:
పుంజాంతస్థ విభాజ్య కణావళి, పుంజాంతర విభాజ్య కణావళి కలసి నాళిక విభాజ్య కణావళి వలయంను ఏర్పరుస్తాయి.

ప్రశ్న 10.
ఫెల్లోజన్, ఫెల్లోడర్మ్ మధ్యన ఉండే ఒక క్రియాత్మక మూల భేదాన్ని తెలపండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 11.
ఒక వృక్షం బెరడును ఎవరైనా తొలగిస్తే, మొక్కలో ఏ భాగాలు తొలగించబడతాయి?
జవాబు:
పరిచర్మం, ద్వితీయ పోషక కణజాలము

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
వివిధ రకాల విభాజ్య కణజాలాల స్థానాల్ని, విధుల్ని తెలపండి.
జవాబు:

ఎ) అగ్ర విభాజ్య కణజాలం :
ఇవి వేరు, కాండం, శాఖల కొనభాగాల్లో కనిపిస్తాయి. మొక్క పొడవు పెరగడంలో ఇవి ప్రధానపాత్ర వహిస్తాయి.

బి) మధ్యస్థ విభాజ్య కణజాలం :
ఇవి మొక్క ముదిరిన భాగాల్లో, శాశ్వత కణజాలాల మధ్యన కనిపిస్తాయి. కణపు మాధ్యమాల పీఠభాగాల్లో, గడ్డి జాతులు పత్రపీఠాల్లో ఈ కణజాలాలుంటాయి. ఇవి కొద్దికాలమే క్రియాత్మకంగా ఉండి క్రమంగా శాశ్వత కణాలుగా మారతాయి. వీటివల్ల మొక్కల భాగాలు పొడవుగా పెరుగుతాయి.

సి) పార్శ్వ విభాజ్య కణజాలం :
ఇవి మొక్క దేహం యొక్క పార్శ్వఅంచుల వద్ద ఉంటాయి. ఈ కణాలు విభజన చెంది కాండం, వేరు వంటి అంగాలు చుట్టుకొలతలో పెరగడానికి తోడ్పడతాయి. నాళికాపుంజంలో ఉండే విభాజ్య కణావళి ఈ రకానికి చెందినదే. ఇది మొక్కల్లో ద్వితీయ దారువును, ద్వితీయ పోషక కణజాలాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. వల్కల విభాజ్యకణావళి కూడా ఈ కోవకే చెందినది. దీనిచర్య వల్ల పరిచర్మము ఏర్పడుతుంది.

ప్రశ్న 2.
మీతోట నుంచి తీసుకొన్న ఒక మొక్క లేత కాండం అడ్డుకోత తీసుకొని సూక్ష్మదర్శిని కింద పరిశీలించండి. దీన్ని ఏకదళబీజ కాండమా లేదా ద్విదళబీజ కాండమా అని ఏ విధంగా తెలసుకోగలుగుతారు? కారణాలు తెలపండి.
జవాబు:
ఒక మొక్కలేత కాండంను అడ్డుకోత తీసి సూక్ష్మదర్శినిలో పరిశీలించిన, కొన్ని లక్షణాలను బట్టి అది ద్విదళ బీజ కాండము, ఏకదళబీజ కాండమని చెప్పవచ్చు.

పైభేదాలను బట్టి ఇచ్చిన కాండమును సూక్ష్మ దర్శినిలో పరిశీలించి చెప్పవచ్చు.

ప్రశ్న 3.
పరిచర్మం అంటే ఏమిటి? ద్విదళబీజ కాండంలో పరిచర్మం ఏ విధంగా ఏర్పడుతుంది?
జవాబు:
ఫెల్లోజన్, ఫెల్లమ్, ఫెల్లోడర్ ను కలిపి పరిచర్మము అంటారు. విభాజ్యకణావళి వలయచర్య వలన కాండము వ్యాసంలో పెరుగుతుంది. ఫలితంగా వల్కల, బాహ్యచర్మ కణాలు చితికిపోయి, కొత్తరక్షణ పొరలను ఏర్పరుచుకుంటాయి. వల్కల ప్రాంతంలో విభాజ్య కణజాలం ఏర్పడుతుంది. దీనిని ఫెల్లోజన్ అంటారు. ఇది విభజన చెంది లోపలివైపుకు ఏర్పరిచిన కణాలు ద్వితీయ వల్కలము (ఫెల్లోడర్మ్) గాను, వెలుపలి వైపుకు ఏర్పరిచిన కణాలు బెండు (ఫెల్లమ్) గాను మార్పుచెందుతాయి. బెండు కణజాలము సూబరిన్ లో నిర్మితమై ఉండుట వల్ల నీటికి అపారగమ్యంగా ఉంటుంది. ద్వితీయ వల్కల కణాలు మృదుకణజాలయుతమై ఉంటాయి. ఈ విధంగా ఏర్పడిన ఫెల్లోజన్, ఫెల్లమ్, ఫెల్లోడర్మ్ ను కలిపి పరిచర్మం (పెరీడర్మ్) అంటారు.

ప్రశ్న 4.
వార్షిక వలయాలు అనే ఏక కేంద్రక వలయాలను ఒక వృక్షం మాను అడ్డుకోత చూపిస్తుంది. ఈ వలయాలు ఏ విధంగా ఏర్పడతాయి? ఈ వలయాల ప్రాముఖ్యం ఏమిటి? [‘Mar. ’14]
జవాబు:
వార్షిక వలయాలు :
సమశీతోష్ణ మండలాలు, శీతల మండలాల్లో పెరుగుతున్న వృక్షాల్లో విభాజ్య కణావళి క్రియాశీలత రుతువుల్లో కలిగే మార్పుల మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. వసంత రుతువులో ఎక్కువ పత్రాలు, పుష్పాలు ఏర్పడడం వల్ల మొక్కకు ఎక్కువ నీరు, లవణాలు అవసరం ఉంటుంది. అందువల్ల ద్వితీయ దారువులో పెద్ద పెద్ద దారునాళాలు అధిక సంఖ్యలో ఏర్పడతాయి. దీనిని వసంతదారువు (తొలిదారువు) అంటారు. ఇది తేలిక వర్ణంలో కనిపిస్తుంది.

శరదృతువులో మొక్కలో క్రియాత్మకత తగ్గి నీరు, లవణాల అవసరం ఎక్కువగా ఉండదు. అందువల్ల ఈ ఋతువులో ఏర్పడే ద్వితీయ దారువులో సన్నని దారునాళాలు తక్కువ సంఖ్యలో ఏర్పడతాయి. దీనిని శరద్దారువు (మలిదారువు) అంటారు. ఇది గాఢ వర్ణంలో కనిపిస్తుంది. ఈ విధంగా ఒక సంవత్సరంలో రెండు రకాల దారువులు ఏర్పడతాయి. ఇవి ఏకాంతరంగా ఉన్న వలయాలుగా కనిపిస్తాయి. వీటిని వార్షిక వలయాలు (వృద్ధి వలయాలు) అంటారు. వార్షిక వలయాలను లెక్కించి ఒక వృక్షం వయస్సును సుమారుగా అంచనావేయవచ్చు. ఈ అధ్యయన్నాన్ని ‘డెండ్రోక్రోనాలజీ’ అంటారు.

మనదేశంలాంటి ఉష్ణమండలాల్లో వార్షిక వలయాలు స్పష్టంగా ఏర్పడవు. దీనికి కారణం రుతువుల్లో తీవ్రమైన మార్పులు లేకపోవడమే. ఈ ప్రాంతాలలోని వృక్షాల్లో కనిపించే వలయాలను “పెరుగుదల గుర్తులు” అంటారు.

ప్రశ్న 5.
వాయు రంధ్రాలు, పత్రరంధ్రాల మధ్య ఉండే భేదాలు ఏమిటి?
జవాబు:

ప్రశ్న 6.
వీటి సరియైన విధిని వ్రాయండి.
ఎ) చాలనీ నాళం బి) పుంజంతర విభాజ్య కణావళి సి) స్థూలకోణ కణజాలం డి) దృఢకణజాలం
జవాబు:
ఎ) చాలనీ నాళం :
ఇవి పొడవైనా గొట్టంలాగా సహ కణాలతో కలిసి ఉంటాయి. వీటి అంతిమ గోడలు జల్లెడలాగా రంధ్రయుతంగా ఉండి చాలనీ ఫలకాలను ఏర్పరుస్తాయి. పరికక్వచాలనీ నాళములో పరిధీయ కణద్రవ్యం, పెద్దరిక్తిక ఉంటాయి. ఇవి ఆహార పదార్థాల రవాణాలో తోడ్పడతాయి.

బి) పుంజాంతర విభాజ్య కణావళి :
పుంజాంతస్థ విభాజ్య కణావళి ప్రక్కన ఉన్న దవ్వరేఖలలోని కణాలు విభజన శక్తిని సంపాదించుకుని పుంజాంతర విభాజ్య కణావళిని ఏర్పరుస్తాయి.

సి) స్థూల కోణ కణజాలము :

1. ఇది సజీవ యాంత్రిక కణజాలము.
2. దీనిలోని కణాలు కవచాలు సెల్యులోస్, పెక్టిన్లతో నిర్మితమై ఉంటాయి.
3. హరితరేణువులను కలిగి కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా ఆహార పదార్థాల్ని తయారుచేస్తాయి.
4. లేత కాండం, పత్రవృంతంలాంటి పెరుగుదల చూపే భాగాలను యాంత్రిక శక్తినిస్తాయి.

డి) దృఢ కణజాలము :

1. ఇది నిర్జీవ యాంత్రిక కణజాలము.
2. వీటి కణకవచాలు లిగ్నిన్లో నిర్మితమై మందంగా ఉంటాయి.
3. నారలు వస్త్ర, జోళి పరిశ్రమలలో ఉపయోగపడతాయి.
4. దృఢ కణాలు మొక్కల భాగాలను యాంత్రిక శక్తినిస్తాయి.

ప్రశ్న 7.
పత్రరంధ్రాన్ని రక్షిస్తూ మూత్రపిండాకార రక్షక కణాలు ఉంటాయి. రక్షక కణాలను ఆవరించి ఉండే బాహ్యచర్మ కణాల పేరు తెలపండి. రక్షక కణం ఏ విధంగా బాహ్యచర్మ కణంతో విభేదాన్ని చూపిస్తుంది? మీ జవాబును పటం సహాయంతో విశదీకరించండి.
జవాబు:
లేత కాండాలు, పత్రాలు బాహ్యచర్మంలో ఉన్న రంధ్రాలను పత్ర రంధ్రాలు అంటారు. వీటి చుట్టూ రెండు చిక్కుడు గింజ లేక మూత్రపిండాకారంలో ఉన్న రెండు రక్షక కణాలు ఉంటాయి. రక్షక కణాల చుట్టూ ఉన్న కొన్ని బాహ్యచర్మ కణాలు ఆకారంగా ప్రత్యేకంగా ఉంటాయి. వాటిని అనుబంధ కణాలు అంటారు.

ప్రశ్న 8.
రావి (ఫైకస్ రిలిజియోసా), మొక్కజొన్న (జియామేస్) పత్రాలు అంతర్నిర్మాణంలోని భేదాలను సూచించండి. పటాలు గీసి, భేదాలను గుర్తించండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 9.
బెండు విభాజ్య కణావళి బెండును ఏర్పరచే కణజాలాలను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ వ్యాఖ్యను మీరు అంగీకరిస్తారా? వివరించండి.
జవాబు:
అవును. బెండు విభాజ్య కణజాలము/ ఫెల్లోజన్ ద్విదళ బీజ కాండం ద్వితీయ వృద్ధిలో ఏర్పడి, విభజన చెంది లోపలి వైపుకు ద్వితియ వల్కలము/ ఫెల్లోడెర్ను వెలుపలి వైపుకు బెండు / ఫెల్లోయ్ను ఏర్పరుస్తుంది. బెండు కణజాలంలోని కణాల కవచంలో సూబరిన్ చేరి ఉండటం వల్ల ఈ కణజాలం నీటికి అపారగమ్యంగా ఉంటుంది. నాళికావిభాజ్య కణావళికి వెలుపల ఉన్న కణజాలన్నింటిని కలిపి బెరడు అంటారు. దీనిలో పరిచర్మం, ద్వితీయ పోషక కణజాలము ఉంటాయి.

ప్రశ్న 10.
పుష్పించే మొక్కలలోని మూడు మూల కణజాల వ్యవస్థల పేర్లను తెలపండి. ప్రతి కణజాల వ్యవస్థకు చెందిన కణజాలాల పేర్లను తెలపండి.
జవాబు:
పుషించు మొక్కలలో మూడు మూలకణజాల వ్యవస్థలు ఉంటాయి. అవి.

1. బాహ్య చర్మ కణజాల వ్యవస్థ
2. సంధాయక కణజాల వ్యవస్థ
3. నాళిక కణజాల వ్యవస్థ

1. బాహ్య చర్మ కణజాల వ్యవస్థ :
దీనిలో బాహ్య చర్మము అవభాసిని, పత్రరంధ్రాలు, కేశాలు (వేర్లు), ట్రైకోమ్లు (కాండము) ఉంటాయి.

2. సంధాయక కణజాల వ్యవస్థ :
దీనిలో సరళకణజాలాలు అయిన మృదుకణజాలము, స్థూలకోణ కణజాలము, దృఢ కణజాలము ఉంటాయి. ఇవి వేర్లు, కాండాల వల్కలం పరిచక్రం, దవ్వ, దవ్వ రేఖలలో ఉంటాయి. పత్రాలలో సంధాయక కణాల హరిత రేణువులను కలిగి పలుచని కవచాలతో ఉంటాయి.

3. నాళికా కణ జాల వ్యవస్థ :
దీనిలో ప్రసరణ కణజాలాలు అయిన, దారువు, పోషక కణజాలము ఉంటాయి.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
పటాల సహాయంతో దారుయుత ఆవృతబీజాల కాండాలలో జరిగే ద్వితీయ వృద్ధి పద్ధతిని వివరించండి. దీని ప్రాముఖ్యం ఏమిటి?
జవాబు:
I. ప్రసరణ స్తంభం లోపల జరిగే ద్వితీయవృద్ధి :
1. నాళికా విభాజ్య కణావళి వలయం ఏర్పడటం :
ద్విదళ బీజకాండం ప్రాథమిక నిర్మాణంలో నాళికాపుంజాలు వలయంలాగా అమరి ఉంటాయి. ప్రతి నాళికాపుంజంలో దారువు, పోషక కణజాలాల మధ్య విభాజ్యకళావళి ఉంటుంది. దీనిని ‘పుంజాంతర విభాజ్యకణావళి’ అంటారు. నాళికాపుంజాల మధ్య దవ్వరేఖలుంటాయి. ద్వితీయవృద్ధి మొదలైనపుడు దవ్వరేఖల నుంచి విభాజ్యకణావళి ఏర్పడుతుంది. దీనిని పుంజాల మధ్య విభాజ్య కణావళి అంటారు. ఈ రెండు కణాల విభాజ్యకణావళులు ఒకదానితో మరొకటి కలిసిపోయి ఒక సంపూర్ణ విభాజ్యకణావళి వలయం రూపొందుతుంది. దీనినే నాళికా విభాజ్యకణావళి ఉంది అంటారు.

2. విభాజ్యకణావళి వలయం క్రియాశీలత :
విభాజ్యకణావళి వలయంలోని కణాలు పరివేష్టిత విభజనలు జరిపి రెండువైపులా కొత్తకణాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ కణాలు ద్వితీయ ప్రసరణ కణజాలాలుగా విభేదనం చెందుతాయి. వెలుపలివైపుకు ఏర్పడ్డ కణజాలం ద్వితీయ పోషకకణజాలంగా మారుతుంది. లోపలివైపుకు ఏర్పడిన కణజాలము ద్వితీయ దారువుగా రూపొందుతుంది. ద్వితీయ దారువులో దారునాళాలు, దారుకణాలు, దారు నారలు, దారు మృదుకణజాలం ఉంటాయి. ద్వితీయ పోషక కణజాలంలో చాలనే నాళాలు, సహయక కణాలు, పోషక కణజాల నారలు, పోషక మృదు కణజాలము ఉంటాయి. ద్వితీయ దారువు నిరంతరంగా తయారయ్యి సంచయనం చెందుట వల్ల ప్రాథమిక, ద్వితీయ పోషక కణజాలాలు క్రమేపి చేతికి పోతాయి. కొన్ని ప్రదేశాలలో విభాజ్యకణావళి మృదుకణాలను సన్నసి వరసల రూపంలో ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ద్వితీయ దారువు, ద్వితీయ పోషక కణజాలం గుండా వ్యాపించి ఉంటాయి. వీటిని ద్వితీయ దవ్వరేఖలు అంటారు.

వార్షిక వలయాలు :
సమశీతోష్ణ మండలాలు, శీతల మండలాల్లో పెరుగుతున్న వృక్షాల్లో విభాజ్య కణావళి క్రియాశీలత రుతువుల్లో కలిగే మార్పుల మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. వసంత రుతువులో ఎక్కువ పత్రాలు, పుష్పాలు ఏర్పడడం వల్ల మొక్కకు ఎక్కువ నీరు, లవణాలు అవసరం ఉంటుంది. అందువల్ల ద్వితీయ దారువులో పెద్ద పెద్ద దారునాళాలు అధిక సంఖ్యలో ఏర్పడతాయి. దీనిని వసంతదారువు (తొలిదారువు) అంటారు. ఇది తేలిక వర్ణంలో కనిపిస్తుంది.

శరదృతువులో మొక్కలో క్రియాత్మకత తగ్గి నీరు, లవణాల అవసరం ఎక్కువగా ఉండదు. అందువల్ల ఈ ఋతువులో ఏర్పడే ద్వితీయ దారువులో సన్నని దారునాళాలు తక్కువ సంఖ్యలో ఏర్పడతాయి. దీనిని శరద్దారువు (మతిదారువు) అంటారు. ఇది గాఢ వర్ణంలో కనిపిస్తుంది. ఈ విధంగా ఒక సంవత్సరంలో రెండు రకాల దారువులు ఏర్పడతాయి. ఇవి ఏకాంతరంగా ఉన్న వలయాలుగా కనిపిస్తాయి. వీటిని వార్షిక వలయాలు (వృద్ధి వలయాలు) అంటారు. వార్షిక వలయాలను లెక్కించి ఒక వృక్షం వయస్సును సుమారుగా అంచనావేయవచ్చు. ఈ అధ్యయనాన్ని ‘డెండ్రోక్రోనాలజి’ అంటారు. మనదేశంలాంటి ఉష్ణమండలాల్లో వార్షిక వలయాలు స్పష్టంగా ఏర్పడవు. దీనికి కారణం రుతువుల్లో తీవ్రమైన మార్పులు లేకపోవడమే. ఈ ప్రాంతాలలోని వృక్షాల్లో కనిపించే వలయాలను “పెరుగుదల గుర్తులు” అంటారు.

అంతర్దారువు, రసదారువు :
చేవదేరిన కాండంలోని ద్వితీయదారువు రెండు రకాలుగా ఉంటుంది. మధ్యభాగం ముదురువర్ణంలో కనిపిస్తుంది. దీనిని అంతర్దారువు (డ్యూరమెన్) అంటారు. టానిన్లు, రెసిన్లు, నూనెలు, జిగుర్లు, రంగుపదార్థాలు, సువాసన పదార్థాలు మొదలైన వాటితో అంతర్దారువు పూర్తిగా నిండి ఉంటుంది. దారునాళాల్లోకి అనేక ‘టైలోసిస్లు’ కూడా పెరిగి ఉంటాయి. దారువులోని మృదుకణాల కవచాలు లిగ్నిన్ పూరితమై ఉంటాయి. అంతర్దారువుకి ఎక్కువ మన్నిక ఉంటుంది. ఇది నీటి ప్రసరణలో ఉపయోగపడదు. కేవలం మొక్కలకు యాంత్రిక ఆధారాన్నిస్తుంది. అంతర్దారువు గట్టిగాను, శ్రేష్ఠంగాను ఉంటుంది. వాణిజ్యపరంగా దీనికి ఎక్కువ విలువ ఉంటుంది.. దీనిని గృహోపకరణాల తయారీకి వాడతారు.

కాండంలో అంతర్దారువు చుట్టూ కనిపించే తేలిక వర్ణంగల దారువును రసదారువు (ఆల్బర్నమ్) అంటారు. ఇది కొత్తగా ఏర్పడ్డ దారువు. ఇది మాత్రమే నీరు, లవణాల ప్రసరణలో పాల్గొంటుంది. రసదారువులోని గట్టిదనం అంతగా ఉండకపోవడం వల్ల వాణిజ్యపరంగా అంతర్దారువంత విలువైంది కాదు. వృక్షం వయస్సు పెరుగుతున్న కొద్దీ రసదారువు క్రమంగా అంతర్దారువుగా మారుతుంది. అందువల్ల రసదారువు మందం ఎప్పుడూ ఒకే విధంగా ఉంటుంది.

ప్రసరణ స్తంభం వెలుపల ద్వితీయవృద్ధి వల్కలంలో జరుగుతుంది. ప్రసరణ స్తంభంలో విభాజ్యకణావళి క్రియాశీలత వల్ల ద్వితీయదారువు, ద్వితీయపోషకకణజాలం ఏర్పడి ప్రసరణ స్తంభం పరిమాణం పెరుగుతుంది. ఫలితంగా బాహ్యచర్మంపై ఒత్తిడి అధికం కావడం వల్ల అది పగిలిపోయి లోపలి సున్నితమైన వల్కల కణాలు బహిర్గతమవుతాయి. వాటి రక్షణకోసం వల్కలంలో ద్వితీయ రక్షణకవచం నిర్మితమవుతుంది. దీనిని ‘పరిచర్మం’ అంటారు. వల్కలం మధ్య వరుసల నుంచి గాని, లోపలి వరుసల నుంచి గాని ఏర్పడే విభాజ్య కణావళిలో వల్కలంలో జరిగే ద్వితీయవృద్ధి ప్రారంభం అవుతుంది. ఈ విభాజ్యకళావళిని ‘బెండు విభాజ్యకణావళి’ (ఫెల్లోజన్) అంటారు.

దీనిలోని కణాలు పరివేష్టిత విభజనలు జరిపి రెండు వైపులా క్రొత్త కణాలను ఏర్పరుస్తాయి. వెలుపలి వైపు ఏర్పడ్డ కణాలు ‘బెండు కణజాలం’ (ఫెల్లమ్)గా రూపొందుతాయి. లోపలివైపు ఏర్పడ్డ మృదుకణాలు ద్వితీయవల్కలంగా (ఫెల్లోడెర్మ్) రూపొందుతాయి. లోపలివైపుకంటే వెలుపలివైపు ఎక్కువ కణాలు ఏర్పడతాయి. బెండు, బెండు విభాజ్యకణావళి, ద్వితీయవల్కలాలను కలిపి పరిచర్మం అంటారు. బెండుకణాలు ఘనచతురస్రాకారంగా, అడ్డు వరుసల్లో ఉంటాయి. ఇవి నిర్జీవకణాలు. ద్వితీయ వల్కలంలో సజీవకణాలుంటాయి. వీటి మధ్య కణాంతరావకాశాలు కనిపిస్తాయి. ఈ కణాల్లో హరితరేణువులుంటాయి. దీనిలో పిండి పదార్థాల సంశ్లేషణ జరుగుతుంది.

నాళికా విభాజ్య కణావళి వెలుపలి కణజాలాలన్నింటిని కలిపి బెరడు అంటారు. దీనిలో పరిచర్మము, ద్వితీయ పోషక కణజాలము ఉంటాయి. ఒక ఋతువులో మొదట ఏర్పడే బెరడును మృదు బెరడు అని, ఋతువు చివర్లో ఏర్పడే వానిని దృఢ బెరడు అని అంటారు.

కొన్ని ప్రదేశాలలో ఫెల్లోజన్ వెలుపలి వైపు బెండు కణాల బదులు దగ్గరగా అమరి ఉన్న మృదు కణాలను (సంపూరక కణాలు) ఏర్పరుస్తుంది. ఇవి క్రమేపి బాహ్యచర్మాన్ని పగలగొట్టి కలుకార రంధ్రాలను ఏర్పరుస్తాయి. వీటిని వాయురంధ్రాలు అంటారు. వీటి ద్వారా కాండంలోపలి కణజాలం వెలుపలి వాతావరణం మధ్య వాయువుల వినిమయం జరుగుతుంది.

ప్రశ్న 2.
వీటి మధ్యన ఉండే అంతర్నిర్మాణ భేదాలను తెలిపే పటాలను చిత్రీకరించండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 3.
సరళ కణజాలాలు అంటే ఏమిటి ? వివిధ రకాల సరళ కణజాలాలను వర్ణించండి.
జవాబు:
నిర్మాణంలోను, విదిలోను ఒకే రకంగా ఉండే కణాలను కలిగిన శాశ్వత కణజాలను సరళ కణజాలాలు అంటారు. ఇవి మూడు రకాలు : అవి

1. మృదు కణజాలము
2. స్థూలకోణ కణజాలము,
3. దృఢ కణజాలము.

1) మృదు కణజాలము :
మొక్కలలో అధిక భాగము దీనితో తయారయి ఉంటుంది. కణాలు సమవ్యాసంలో, గోళాకారంగా అండాకారంగా, బహుభుజితాకారంగా లేదా పొడవుగా ఉంటాయి. వీటి కణ కవచాలు పలుచగా, సెల్యులోస్తో నిర్మితమై ఉంటాయి. ఇట్టి కిరణజన్య సంయోగక్రియకు ఆహారపదార్థాల నిల్వకు, స్రావాలను స్రవించడంలోను పాల్గొంటాయి.

2) స్థూలకోణ కణజాలము :
ఇది సజీవ యాంత్రిక కణజాలము. ఇది బాహ్య చర్మం దిగువన ఒకే రకమైన పొరగా లేక మాసికలుగా ఉంటుంది. ఈ కణాల మూలాల వద్ద సెల్యూలోస్ హెమీ సెల్యూలోస్, పెక్టిన్లు ఉంటాయి. కణాలు అండాకారం, గోళాకారం లేదా బహుభుజి ఆకారంలో ఉండి తరచుగా హరిత రేణువులను కల్గి ఉంటాయి. ఇవి ఆహార పదార్థాల తయారీలోను, లేత కాండం, పత్రవృంతంలాంటి పెరుగుదల చూపే భాగాలకు యాంత్రిక శక్తినివ్వడంలో తోడ్పడతాయి.

3) దృఢకణజాలము :
ఇవి నిర్జీవ యాంత్రిక కణజాలము వీటి కణ కవచాలు లిగ్నిన్తో నిర్మితమై, మందంగా ఉంటాయి. కణాలలో జీవ పదార్థం ఉండదు. రూపం, నిర్మాణం ఆధారంగా ఇది రెండు రకాలుగా ఉంటుంది.

a) నారలు :
సన్నగా, పొడవుగా మొనదేలిన కొనలతో మందమైన కవచాలతో ఉంటాయి. ఇవి యాంత్రిక శక్తినిస్తాయి. వస్త్ర పరిశ్రమలలో ఉపయోగపడతాయి.

b) దృఢ కణాలు గోళాకారం, అండాకారం లేదా స్థూపాకారంగా ఉంటాయి. వీటి కవచాలు మందంగా ఉండి, సన్నని అవకాశిక కల్గి ఉంటాయి. ఇవి నట్స్ ఫలకవచాలలో, జామ, సపోటా వంటి ఫలాల గుజ్జులలో, లెగ్యూమ్ల బీజకవచాలలో ఉంటాయి.

ప్రశ్న 4.
సంక్లిష్ట కణజాలాలు అంటే ఏమిటి? వివిధ రకాల సంక్లిష్ట కణజాలాలను వర్ణించండి.
జవాబు:
ఒకటి కంటే ఎక్కువ రకాలైన కణాలతో తయారయిన కణజాలంను సంక్లిష్ట కణజాలాలు అంటారు. ఇవి అన్ని కలసి ఒకే ప్రమాణంగా పనిచేస్తాయి. ఇవి 2 రకములు అవి దారువు, పోషక కణజాలము.

1. దారువు :
వేరు నుంచి కాండానికి, పత్రానికి నీరు, ఖనిజాలను సరఫరా చేస్తూ, మొక్క భాగాలకు యాంత్రిక బలాన్ని సమకూరుస్తుంది. ఇది నాలుగు రకాల మూలకాల్ని కలిగి ఉంటుంది. అవి దారుకణాలు, దారునాళాలు, దారు నారలు, దారు మృదుకణజాలము. దారుకణాలు. పొడవుగా, గొట్టంలాగా, కొనలు సన్నగా, వాడిగా ఉంటాయి. కవచాలు లిగ్నిన్ పూరితమై మందంగా ఉంటాయి.

ఇవి నిర్జీవ కణాలు. దారుకణాలు పొడవుగా, స్థూపాకార గొట్టంలాంటి నిర్మాణాలు వాటి కవచం లిగ్నిన్ పూరితమై, లోపల పెద్ద అవకాశిక కల్గి ఉంటుంది. ఇవి వాటి ఉమ్మడి కవచాలలో ఉన్న రంధ్రాల ద్వారా ఒక దానితో ఒకటి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. దారు నారలు సన్నగా, పొడవుగా, మందమైన కవచంతో ఉంటాయి. అవకాశికలు సన్నగా, ఇరుకుగా ఉంటాయి. దారువులోని సజీవ కణాలు దారు మృదుకణజాలము వీటి కణకవచాలు సెల్యులోస్తో తయారై పలుచగా ఉంటాయి. ఇవి పిండిపదార్థము, కొవ్వులాంటి ఆహార పదార్థాలను టానిన్స్న నిల్వ చేస్తాయి.

పోషక కణజాలము :
పత్రాల నుంచి మొక్క ఇతర భాగాలకు ఆహారపదార్థాలను రవాణా చేస్తుంది. దీనిలో చాలనీనాళ మూలకాలు, సహ కణాలు, పోషక మృదుకణజాలము, పోషక కణజాల నారలను కలిగి ఉంటుంది. చాలనీ నాళ మూలకాలు పొడవుగా గొట్టంలాగా ఉండే నిర్మాణాలు. ఇవి నిలువు వరసలలో అమరి, సహకణాలతో కలిసి ఉంటాయి. వీటి అంతిమ కుడ్యాలు జల్లెడలాగా రంధ్రయుతంగా ఉండే చాలనీ మూలకంలో పరిధీయ కణద్రవ్యం, పెద్దరికిక ఉంటాయి. కాని కేంద్రకం ఉండదు. సహకణాలు, చాలనీ నాళమూలకాలలో అతి దగ్గరగా కలిసి, ఉమ్మడి అనుదీర్ఘాక్ష కవచాలలోని గర్త క్షేత్రాల ద్వారా సంబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

పోషక మృదుకణజాలము పొడవైన స్థూపాకార కణాలతో తయారు చేయబడి ఉంటుంది. వీటి కవచాలు పలుచగా సెల్యులోస్తో నిర్మితమై ఉంటాయి. కణాలు ఆహార పదార్థాల నిల్వకు, రెసిన్లు, లేటెక్స్, జిగురు లాంటి పదార్థాలను నిల్వచేయుటకు తోడ్పడతాయి. పోషక కణజాల నారలు, దృఢకణజాల కణాలతో తయారవుతాయి. ఇవి పొడవుగా, శాఖారహితంగా ఉండే కణాలు. వీటి కొనలు సన్నగా మొనదేలి ఉంటాయి. వీటి కవచాలు మందంగా లిగ్నిన్తో ఉంటాయి. పరిపక్వ దశలో నారలు నిర్జీవమవుతాయి.

ప్రశ్న 5.
భాగాలను గుర్తించిన పటం సహాయంతో పృష్టోదర పత్రం అంతర్నిర్మాణాన్ని వర్ణించండి. [Mar. ’14]
జవాబు:
పృష్టోదర పత్రం (ద్విదళ బీజపత్రం) అడ్డుకోతలో 1) బాహ్యచర్మం, 2) పత్రాంతరం, 3) నాళికాపుంజాలు అనే మూడు నిర్దిష్టమయిన భాగాలు కన్పిస్తాయి.

1) బాహ్యచర్మం :
బాహ్యచర్మం ఒకే కణ మందంలో ఉంటుంది. పత్రంపై భాగాన ఉన్న బాహ్యచర్మాన్ని ఊర్ధ్వ బాహ్య చర్మమనీ, క్రింది భాగాన ఉన్న బాహ్యచర్మాన్ని అధోబాహ్యచర్మమని అంటారు. బాహ్యచర్మంలో కణాలు పీపాకారంలో ఉండి ఒత్తుగా కణాంతరావకాశాలు లేకుండా అమరి ఉంటాయి. కణాలు సజీవకణాలు, కణాల్లో రిక్తికాయుత కణద్రవ్యం, ఒక కేంద్రకం ఉంటాయి. బాహ్యచర్మంలో పత్రరంధ్రాలుంటాయి. పత్రరంధ్రాలు ఊర్ధ్వ బాహ్యచర్మంలో కన్న అధోబాహ్య చర్మంలో ఎక్కువగా ఉంటాయి. పత్ర రంధ్రానికి ఇరువైపులా రక్షక కణాలు, మూత్రపిండాకారంలో కనిపిస్తాయి. ఇవి పత్రరంధ్రం తెరుచుకోవడాన్ని, మూసుకోవడాన్ని నియంత్రిస్తాయి. బాహ్యచర్మంపై అవభాసిని ఉంటుంది. బాహ్యచర్మం రక్షణనిస్తుంది. వాయువినిమయాన్ని, బాష్పోత్సేకాన్ని నియంత్రణ చేయడానికి సహకరిస్తుంది. బాహ్యచర్మంపైన బహుకణయుత, ఏకశ్రేణియుత కేశాలు ఉంటాయి. ఇవి క్యూటిన్తో నిర్మితమై ఉంటాయి. వీటిలో నీరు నిల్వ ఉంటుంది. ఇవి సూర్యరశ్మిలోని వేడిని పీల్చుకుని, లోపలి కణజాలాలకు రక్షణ ఇస్తాయి మరియు పత్రం నుండి నీరు ఆవిరికాకుండా కాపాడతాయి.

2) పత్రాంతరం :
ఊర్థ్వ అధోబాహ్యచర్మాల మధ్యగల భాగాన్ని పత్రాంతరం అంటారు. దీనిలో ఎ) స్తంభమృదుకణజాలం, బి) స్పంజిమృదుకణజాలం అనే భాగాలు ఉంటాయి.

ఎ) స్తంభమృదుకణజాలం :
ఇది ఊర్థ్వ బాహ్యచర్మం క్రింద 1 · 3 నిలువు వరుసలలో స్తంభ మృదు కణజాలం ఉంటుంది. దీనిలో కణాలు పొడవుగా, స్తంభాకారంగా ఉంటాయి. ఆ స్తంభాకార కణాలు ఊర్ధ్వ బాహ్యచర్మానికి సమకోణంలో అమరి ఉంటాయి. ఈ కణాలలో హరితరేణువులు ఎక్కువగా ఉంటాయి. ఈ కణాలు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా పిండి పదార్థాన్ని తయారుచేస్తాయి.

బి) స్పంజిమృదుకణజాలం :
స్తంభమృదుకణజాలము కిందనుండి అధోబాహ్యచర్మం వరకు అమరిఉన్న మృదుకణజాలాన్ని స్పంజిమృదుకణజాలం అంటారు. ఈ కణాలు అపక్రమంగా, 3-5 వరుసల్లో, వదులుగా అమరి ఉంటాయి. కణాల మధ్య కణాంతరావకాశాలు పెద్దవిగా ఉంటాయి. పత్రరంధ్రాల దిగువన ఉన్న కణాంతరావకాశాలు గాలి గదులుగా ఏర్పడి ఉంటాయి. కణాలలో తక్కువ సంఖ్యలో హరితరేణువులుంటాయి. కణజాలం ప్రధానంగా వాయువుల ప్రసరణలో పాల్గొంటుంది. కొంతవరకు కిరణజన్యసంయోగక్రియను జరుపుతుంది.

సి) నాళికాపుంజాలు :
ఇవి పత్రాంతరంలో ఈనెలుగా విస్తరించి ఉంటాయి. ఈనెలు పత్రానికి తన్యతా బలాన్ని కల్పిస్తాయి. పత్రం అన్ని వైపులకు నీరు, ఖనిజ లవణాలను సరఫరా చేస్తాయి.

నాళికా పుంజము గుండ్రంగా ఉంటుంది. దీనిలో దారువు, పోషక కణజాలాలు ఒకే వ్యాసార్థంపైన అమరి ఉంటాయి. దారువు ఊర్ధ్వ బాహ్య చర్మంవైపు, పోషక కణజాలము అధోబాహ్య చర్మంవైపు ఉంటాయి. వీటి మధ్య విభాజ్య కణావళి ఉండదు. కావున వీటిని సహపార్శ్వ, సంయుక్త, సంవృత నాళికాపుంజాలు అంటారు. నాళికాపుంజాల చుట్టూ మృదుకణాల నిర్మిత తొడుగు ఉంటుంది. దీనిని పుంజపు తొడుగులేక సరిహద్దు మృదుకణజాలము అంటారు. పుంజపు తొడుగు నుండి నాళికాపుంజము పైవైపు క్రిందవైపు బాహ్య చర్మాలను కలుపుతూ పుంజపు తొడుగు వ్యాపనాలు ఉంటాయి. ఇవి పత్రాంతరం నుండి నాళికాపుంజాలకు ఆహార పదార్థాలను సరఫరా చేయుటకు తోడ్పడతాయి.

ప్రశ్న 6.
భాగాలను గుర్తించిన పటం సహాయంతో సమద్విపార్శ్వ పత్రం అంతర్నిర్మాణాన్ని వివరించండి.
జవాబు:
ఏకదళ బీజపత్రం అడ్డుకోతలో బాహ్యచర్మము, పత్రాంతరము, నాళికాపుంజాలు అను మూడు భాగాలు కనిపిస్తాయి.

i) బాహ్యచర్మం :
పత్రానికి అభ్యక్షతలంలో ఊర్థ్వబాహ్యచర్మము మరియు ఉపాక్షతలంలో అథోఃబాహ్య చర్మము ఉంటాయి. బాహ్యచర్మ కణాలు పీపా ఆకారంలో దట్టంగా, ఒక వరుసలో అమరి ఉంటాయి. కణాలలో రిక్తికాయుత కణద్రవ్య కేంద్రకము ఉంటాయి. హరిత రేణువులు ఉండవు. బాహ్యచర్మం వెలుపలివైపు క్యూటిన్ తో నిర్మితమైన అవభాసిని ఉంటుంది. పత్రరంధ్రాలు ఊర్ధ్వ, అథోఃబాహ్య చర్మాలలో సమానంగా ఉంటాయి. పత్రరంధ్రానికి ఇరువైపులా ఉన్న రక్షక కణాలు ముద్గరాకారంలో ఉంటాయి. బాహ్యచర్మంపై కేశాలు ఉండవు. ఊర్ధ్వబాహ్య చర్మంలో (గడ్డి జాతులలో ) అక్కడక్కడ పెద్ద కణాలు గుంపులుగా కనిపిస్తాయి. వీటిని బుల్లిఫార్మ్ కణాలు లేక మోటారు కణాలు అంటారు. ఇవి నీటితో నిండి ఉంటాయి. నీటి లభ్యతను బట్టి పత్రం ముడుచుకొనడానికి, విప్పారుటకు తోడ్పడతాయి. బాహ్యచర్మం రక్షణకు, బాష్పోత్సేకానికి, వాయువుల వినిమయానికి తోడ్పడుతుంది.

ii) పత్రాంతరము :
ఊర్ధ్వ, అధో బాహ్యచర్మాల మధ్యన స్పాంజికణజాలం మాత్రమే ఉంటుంది. దీనిలోని కణాలు వదులుగా కణాంతరావకాశాలతో ఉంటాయి. వీటిలో హరితరేణువులు సమాన సంఖ్యలో ఉంటాయి. కావున వీటిని సమద్విపార్శ్వ పత్రాలు అంటారు. పత్రాంతరం పిండి పదార్థ సంశ్లేషణలో పాల్గొంటుంంది.

3) నాళికా పుంజాలు :
అనేక నాళికాపుంజాలు ఒకదానికొకటి పత్రాంతరంలో ఈనెలుగా వ్యాపించి ఉంటాయి. నాళికాపుంజాలు సంయుక్తంగా, సహపార్శ్వంగా, సంవృతంగా ఉంటాయి. దారువు ఊర్ధ్వబాహ్యచర్మం వైపు, పోషక కణజాలం అధోబాహ్యచర్మం వైపు ఉంటాయి. నాళికాపుంజాల చుట్టూ నాళికాపుంజపు తొడుగు, సరిహద్దు మృదుకణజాలం ఉంటుంది. ఇది మృదుకణజాలంతో గాని, దృఢకణజాలంతోగాని నిర్మితమై ఉంటుంది. నాళికాపుంజంపైన, కింద పుంజపు తొడుగు వ్యాపనాలు ఉంటాయి. ఇవి నాళికాపుంజాన్ని ఊర్ధ్వ, అధో బాహ్యచర్మాలతో కలుపుతాయి. ఇవి ఆహారపదార్థాల ప్రసరణలోనే కాకుండా యాంత్రిక ఆధారాన్నివ్వడంలో కూడా తోడ్పడతాయి. ఏకదళ పత్రాలలో ఇవి నిర్జీవ దృఢ కణజాలంతో ఏర్పడి ఉంటాయి. ఇవి ఈనెలకు యాంత్రిక బలాన్ని కల్పిస్తాయి.

ప్రశ్న 7.
ఈ కింది వాటి మధ్యగల భేదాలను తెలియజేయండి.
ఎ) ప్రథమదారువులోని బాహ్య ప్రథమ దారుక, అంతర ప్రథమ దారుక స్థితి
బి) ప్రసరణస్థంభం, నాళికా పుంజం
సి) ప్రథమదారువు, అంతరదారువు
డి)పుంజాంతర విభాజ్యకణావళి, పుంజాంతస్థ విభాజ్యకణావళి
ఇ) వివృత, సంవృత నాళికాపుంజాలు
ఎఫ్) కాండకేశం, మూలకేశం
జి)అంతర్దారువు, రసదారువు
హెచ్) వసంతదారువు, శరద్దారువు
జవాబు:

ప్రశ్న 8.
పత్రరంధ్ర పరికరం అంటే ఏమిటి? భాగాలను గుర్తించిన పటంతో పత్రరంధ్రం నిర్మాణాన్ని వర్ణించండి.
జవాబు:
పత్ర రంధ్రము, రక్షక కణాలు వాటిని చుట్టి ఉన్న అనుబంధ కణాలను కలిపి పత్రరంధ్ర పరికరం అంటారు.

పత్రరంధ్రము నిర్మాణము :
లేత కాండాలు, పత్రాల బాహ్య చర్మములో ఉన్న రంధ్రాలను పత్రరంధ్రాలు అంటారు. ఇవి బాష్పోత్సేక ప్రక్రియను, వాయు వినిమయాన్ని నియంత్రిస్తాయి. ప్రతి పత్రరంధ్రం చుట్టూ రెండు చిక్కుడు గింజ ఆకారంలో ఉన్న కణాలు ఉంటాయి. వాటిని రక్షక కణాలు అంటారు. గడ్డి మొక్కలలో రక్షక కణాలు ముద్గురాకారంలో ఉంటాయి. రక్షక కణాల వెలుపలి కుడ్యాలు పలుచగాను, వెలుపలి కుడ్యాలు ఎక్కువ మందంలోను ఉంటాయి. ఈ కణాలు హరిత రేణువులను కల్గి ఉంటాయి. ఇవి పత్ర రంధ్రాలు తెరుచుకోవడాన్ని, మూసుకోవడాన్ని నియంత్రిస్తాయి. రక్షక కణాల సమీపంలో ఉన్న కొన్ని బాహ్య చర్మకణాలు ఆకారంలోను, పరిమాణంలోను ప్రత్యేకంగా ఉంటాయి. వాటిని అనుబంధకణాలు అంటారు.

ప్రశ్న 9.
ద్విదళబీజ కాండం అడ్డుకోతను వివరించండి.
జవాబు:
లేక ద్విదళ బీజ కాండము అడ్డుకోతలో బాహ్యచర్మము, వల్కలము మరియు ప్రసరణ మండలము అను మూడు భాగాలు కనిపిస్తాయి.
A) బాహ్యచర్మము :
కాండము వెలుపల ఏకకణమందంలో, దీర్ఘచతురస్రాకార లేక చదునుగా ఉన్న కణాలతో, కణాంతరావకాశాలు లేకుండా ఉన్న పొరను బాహ్యచర్మం అంటారు. దీనిని కప్పుతూ వెలుపల క్యూటిన్ నిర్మితమైన అవభాసిని ఉంటుంది. బాహ్యచర్మంలో అక్కడక్కడా పత్రరంధ్రాలుంటాయి. బాహ్యచర్మంపై అనేక బహుకణయుత, ఏకశ్రేణి లేక బహుశ్రేణియుత కేశాలు ఏర్పడతాయి. అవభాసిని, కేశాలు, కాండం నుండి నీరు ఆవిరైపోకుండా నిరోధిస్తాయి. మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం నుండి కాండంను కాపాడతాయి. కేశాలు, వ్యాధికారక సూక్ష్మజీవులు మొక్కలలోనికి ప్రవేశించకుండా నిరోధిస్తాయి. పత్రరంధ్రాలు వాయువుల వినిమయానికి, బాష్పోత్సేకానికి తోడ్పడతాయి. బాహ్యచర్మం లోపలి కణజాలాలకు రక్షణ కలిగిస్తుంది.

B) వల్కలము :
బాహ్య చర్మానికి ప్రసరణస్తంభానికి మధ్య కనిపించే భాగాన్ని వల్కలం అంటారు. దీనిలో 3 ఉపభాగాలు ఉంటాయి. అవి :
i) అధశ్చర్మము :
బాహ్య చర్మం క్రింద 3-6 వరుసలలో స్థూలకోణ కణజాలముతో నిర్మితమైన పొర. కణాలు దట్టంగా అమరి ఉంటాయి. కణాలలో రిక్తికాయుత కేంద్రకాయుత జీవద్రవ్యం ఉంటుంది. అథఃశ్చర్మం కాండానికి తన్యతా బలాన్నిస్తుంది. హరిత రేణువులను కల్గి ఆహార పదార్థాల సంశ్లేషణలో కూడా పాల్గొంటుంది.

ii) సామాన్యవల్కలము :
అథఃశ్చర్మం క్రింద 5-10 వరుసలలో మృదుకణజాలయుత సామాన్య వల్కలము ఉంటుంది. కణాల కవచాలు పలుచగా ఉండి, కణాల మధ్యకణాంతరావకాశాలు ఉంటాయి. వల్కలంలోని వెలుపలి వరుస కణాలలో హరిత రేణువులు, లోపలి వరుస కణాలలో శ్వేత రేణువులు ఉంటాయి. సామాన్య వల్కలం ముఖ్యంగా ఆహార పదార్థాల తయారీలో, వాటిని నిల్వచేయటంలో తోడ్పడతాయి.

iii) అంతశ్చర్మము :
వల్కలంలోని లోపలి వరుస. దీనిలో పీపా ఆకారం గల కణాలు ఒక వరుసలో కణాంతరావకాశాలు లేకుండా అమరి ఉంటాయి. కణాలలో రిక్తికాయుత కణద్రవ్యము, అనేక పిండిరేణువులు ఉంటాయి. అందువల్ల అంతశ్చర్మమును పిండివర అని కూడా అంటారు. కణాల వ్యాసార్థ కవచాల పైన మరియు అడ్డు కవచాల పైన కాస్పేరియన్ పట్టీలు ఉంటాయి.

C) ప్రసరణ స్తంభము :
కాండం కేంద్ర భాగంలో కనిపించే స్థూపం వంటి నిర్మాణము. ఇది వల్కలం కంటే ఎక్కువ భాగాన్ని ఆక్రమించి ఉంటుంది. దీనిలో పరిచక్రము, నాళికాపుంజాలు, దవ్వ, దవ్వ రేఖలు అను నాలుగు భాగాలుంటాయి.

i) పరిచక్రము :
ఇది విచ్ఛిన్న వలయంలా ఉంటుంది. దీనిలో 3 5 వరుసల దృఢ కణజాలము, నాళికా పుంజాల పైభాగంలో అర్థచంద్రాకార మాసికలుగా ఉంటుంది. వీటి మధ్య మృదుకణజాలయుత మాసికలు ఉంటాయి. ఇది ప్రసరణ స్థంభానికి యాంత్రికశక్తిని ఇస్తుంది.

ii) నాళికాపుంజాలు :
ప్రసరణ స్తంభములో 15-20 నాళికాపుంజాలు వలయంలాగా అమరి ఉంటాయి. దీనిని నిజ ప్రసరణ స్తంభం అంటారు. ప్రతి నాళికాపుంజం ఉలిలేక బొంగరం ఆకారంలో ఉంటుంది. నాళికాపుంజంలో దారువు, పోషక కణజాలము ఒకే వ్యాసార్థరేఖపై అమరి ఉంటాయి. (సహపార్శ్వ) దారువు, పోషక కణజాలాల మధ్య విభాజ్య కణజాలము ఉంటుంది. ఈ నాళికా పుంజాలను సహపార్శ్వ, సంయుక్త, వివృత నాళికాపుంజాలు అంటారు. వీటిలో దారువు క్రింద వైపున, పోషక కణజాలం పైవైపున ఉంటాయి.

దారువులో దారునాళాలు, దారుకణాలు, దారునారలు, దారు మృదుకణజాలము ఉంటాయి. ప్రథమ దారువు లోపలివైపు, అంత్యదారువు వెలుపలి వైపు ఉంటాయి. కావున దీనిని అంతర ప్రథమ దారుకస్థితి అంటారు. పోషక కణజాలంలో చాలనీ నాళాలు, సహకణాలు మరియు పోషక కణజాలాల మృదుకణజాలం ఉంటాయి. నాళికాపుంజాలు నీరు, ఆహార పదార్థాల ప్రసరణలో పాల్గొంటాయి.

దవ్వ :
ప్రసరణ స్థంభంలోని మధ్యభాగము. ఇది మృదు కణజాలానిర్మితమై ఆహార పదార్థాలను నిల్వ చేస్తుంది.

దవ్వరేఖలు :
నాళికాపుంజాల మధ్య ఉన్న మృదు కణజాలాన్ని దవ్వ రేఖలు అంటాం. వీటిలోని కణాలు వ్యాసార్థంగా సాగి పలుచని కవచాలతో ఉంటాయి. ఇవి ఆహారపదార్థాల పార్శ్వ ప్రసరణకు సహాయపడతాయి.

ప్రశ్న 10.
ఏకదళ బీజకాండం అడ్డుకోతను వివరించండి.
జవాబు:
ఏకదళ బీజకాండం అడ్డుకోతలో 4 భాగాలను గుర్తిస్తారు. అవి 1) బాహ్యచర్మము, 2) అధశ్చర్మము, 3) సంధాయక కణజాలము, 4) నాళికా పుంజాలు.

1. బాహ్యచర్మం :
ఇది వెలుపలి పొర. దీనిలో దీర్ఘచతురస్రాకార లేదా చదునైన సజీవ మృదుకణాలు దగ్గరదగ్గరగా ఒకే వరుసలో, దట్టంగా, కణాంతరావకాశాలు లేకుండా అమరి ఉంటాయి. కణాల్లో రిక్తికాయుతమైన కణద్రవ్యం ఉంటుంది. కణాల్లో హరితరేణువులుండవు. ఒకే స్పష్టమైన కేంద్రకం చిన్నదిగా ఉంటుంది. బాహ్యచర్మంలో పత్రరంధ్రాలుంటాయి. బాహ్యచర్మాన్ని కప్పుతూ, అవభాసిని పొర ఉంటుంది. బాహ్యచర్మం మీద కేశాలుండవు. బాహ్యచర్మం లోపలి కణజాలాలకు రక్షణనిస్తుంది, బాష్పోత్సేకాన్ని నిరోధిస్తుంది. నీరు ఆవిరి కాకుండా నిరోధిస్తుంది. పత్ర రంధ్రాల ద్వారా వాయువుల వినిమయంలో. తోడ్పడుతుంది.

2. అథఃశ్చర్మం :
బాహ్య చర్మం క్రింద 3-4 వరుసలలో దృఢకణజాలంతో ఉంటుంది. ఈ కణాలు మందంగా లిగ్నిన్పరిత కవచాలను కలిగి, దట్టంగా అమరి ఉంటాయి. ఇది కాండానికి యాంత్రిక బలాన్నిస్తుంది.

3. సంధాయక కణజాలము :
కాండంలో ఎక్కువ భాగము విశాలమైన, మృదువైన సజీవ కణజాలముతో ఉంటుంది. దీనిని సంధాయక కణజాలము అంటారు. పరిధీయంగా ఉన్న కణాలు చిన్నవిగాను, లోపలి కణాలు పెద్దవిగాను ఉంటాయి. పరిధీయ కణాలు హరిత రేణువులను కలిగి, ఆహార పదార్థాల సంశ్లేషణలో పాల్గొంటాయి. లోపలి కణాలు ఆహార పదార్థాలను నిల్వ చేస్తాయి.

4. నాళికా పుంజాలు :
సంధాయక కణజాలంలో అనేక నాళికా పుంజాలు చెల్లాచెదురుగా అమరి ఉంటాయి. దీనిని అంటాక్టోస్టీల్ అంటారు. అథఃశ్చర్మానికి దగ్గరగా ఉన్న నాళికాపుంజాలు చిన్నవిగా, దగ్గర దగ్గరగాను ఉంటాయి. కాండం మధ్యలో ఉన్న నాళికాపుంజాలు పెద్దవిగా, దూరంగాను ఉంటాయి.

ప్రతీ నాళికాపుంజము అండాకారములో ఉంటుంది. ప్రతీ నాళికాపుంజం చుట్టూ దృఢకణజాల నారలు ఒక తొడుగులాగా ఏర్పడి ఉంటాయి. అందుకే ఈ నాళికా పుంజాలను తంతుయుత నాళికా పుంజాలు అంటారు.

నాళికా పుంజాలు సంయుక్తం, సహపార్శ్వం, సంవృతం. ప్రతి నాళికాపుంజంలో దారువు లోపలివైపు, పోషకకణజాలం వెలుపలి వైపు ఒకే వ్యాసార్థం పైన అమరి ఉంటాయి. వీటి మధ్యన విభాజ్యకణావళి ఉండదు. దారువులో దారునాళాలు, దారుకణాలు, దారునారలు, దారు మృదుకణజాలం ఉంటాయి. దారువులో దారునాళాలు అతి తక్కువ (4) సంఖ్యలో ఉంటాయి. దారువులోని ప్రథమదారునాళాలు లోపలివైపు ‘Y’ ఆకారంలో అమరి ఉంటాయి. దారువు అంతర ప్రథమ దారుకంగా ఉంటుంది. కాండం త్వరగా పెరగడం వల్ల ప్రథమదారునాళం, దానిచుట్టూ ఉన్న కొన్ని మృదుకణాలు చితికిపోయి ఒక లయజాతకుహరం ఏర్పడుతుంది. దీనిని ప్రథమదారు అవకాశం అంటారు. దీనిలో నీరు నిలువ ఉంటుంది. పోషకకణాజాలంలో చాలనీ నాళాలు, సహకణాలు మాత్రమే ఉంటాయి. పోషక కణజాల మృదుకణజాలం ఉండదు. ఏకదళ బీజాలకాండంలో దవ్వ, దవ్వరేఖలుండవు. పరిచక్రం కూడా కనిపించదు.

ప్రశ్న 11.
ద్విదళబీజ వేరు అంతర్నిర్మాణాన్ని వర్ణించండి.
జవాబు:
1) బాహ్యచర్మం :
ఇది అన్నిటికన్నా వెలుపల ఉండే పొర. దీనిలో కణాలు ఒకే వరుసలో దగ్గర దగ్గరగా ఆనుకొని కణాంతరావకాశాలు లేకుండా అమరి ఉంటాయి. కణాలు దీర్ఘచతురస్రంగా పలుచని కవచాలు కలిగి జీవద్రవంతో నిండి ఉంటాయి. బాహ్య చర్మంపై అవభాసిని అనే మైనపు పొర ఉండదు. అట్లే పత్రరంధ్రాలు ఉండవు. బాహ్య చర్మంలోని కొన్ని కణాలు గొట్టాలలాగా ఉండే ఏకకణయుత మూలకేశాలను ఏర్పరుస్తాయి. అందుకే వేరులోని బాహ్యచర్మాన్ని “కేశధారిస్తరం” లేదా “బాహ్యమూల చర్మం” అంటారు. మూలకేశాలను ఉత్పత్తి చేసే బాహ్య చర్మ కణాలు మిగిలిన కణాలకంటే చిన్నవిగా ఉంటాయి. వీటిని “రోమకోరకాలు” అంటారు. మూలకేశాలు మృత్తికావకాశాల మధ్యలోకి పెరిగి నీటిని పీల్చుకుంటాయి. బాహ్యచర్మం రక్షణ పొరగా పనిచేస్తుంది.

2) వల్కలం :
బాహ్యచర్మానికి, ప్రసరణ స్తంభానికి మధ్య విస్తరించియున్న మండలాన్ని వల్కలం అంటారు. దీని యందు బాహ్యోపరిచర్మం, సామాన్యవల్కలం, అంతశ్చర్మం అనే భాగాలు ఉంటాయి. సాధారణంగా వేరులో వల్కలం, ప్రసరణ స్తంభం కంటే ఎక్కువ భాగాన్ని ఆక్రమించి ఉంటుంది.

i) బాహ్యోపరిచర్మం :
ఇది వల్కలంలోని వెలుపలి 2-3 వరుసల కణాలతో ఏర్పడి ఉంటుంది. దీనిలోని కణాలు మందమైన, సుబరిన్ పూరితమైన కవచాలను కలిగి నిర్జీవంగా ఉంటాయి. బాహ్యచర్మం తొలగిపోయినప్పుడు వేరును రక్షిస్తుంది. అట్లే వల్కలం నుండి నీరు వెలుపలికి పోకుండా నిరోధిస్తుంది. సాధారణంగా బాహ్యపరిచర్మం ముదిరిన వేర్లలో కనిపిస్తుంది.

ii) సామాన్య వల్కలం :
ఇది బాహ్యపరిచర్మం దిగువన కనిపిస్తుంది. దీనిలో అనేక వరుసల సజీవ మృదుకణజాలం నిండి ఉంటుంది. ఈ కణాలు పలుచని కవచాలను కలిగి అండాకారంగా లేదా గోళాకారంగా కనిపిస్తాయి. కణాల మధ్య కణాంతరావకాశాలు ఉంటాయి. కణాలలో శ్వేత రేణువులు ఉంటాయి. ఇవి ఆహార పదార్థాలను నిలవచేస్తాయి. సామాన్య వల్కలంలోని కణాలు మూలకేశం నుండి నీరు పార్శ్వ దిశలో ప్రయాణించి దారునాళాలలోనికి ప్రవేశించుటలో తోడ్పడతాయి.

iii) అంతశ్చర్మం :
ఇది వల్కలానికి చెందిన లోపలి కణాలతో ఏర్పడిన పొర. దీనిలోని కణాలు పీపా ఆకారం కలిగి ఒకే వరుసలో దట్టంగా కణాంతరావకాశాలు లేకుండా అమరి ఉంటాయి. అంతశ్చర్మ కణాల వ్యాసార్థ మరియు అడ్డు కవచాలపై, ‘కాస్పేరియన్ మందాలు’ కనిపిస్తాయి. ఈ మందాలు లిగ్నిన్, సూబరిన్లతో నిర్మితమై ఉంటాయి. ఇవి నీరు పార్శ్వ స్థానాంతరణ చెందకుండా నిరోధిస్తాయి. అందుకే అంతశ్చర్మమును వల్కలానికి మరియు ప్రసరణ స్తంభానికి మధ్య వారధిగా పరిగణిస్తారు.

అంతశ్చర్మంలో అక్కడక్కడా కొన్ని కణాలు కాస్పేరియన్ మందాలు లేకుండా పలుచని కవచాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ కణాలను ‘వాహక కణాలు’ అంటారు. ఇవి ప్రథమదారు కణాలకు అభిముఖంగా ఉంటాయి. వల్కలం నుండి నీరు, ఖనిజ లవణాలు ప్రసరణ స్తంభంలోనికి ప్రయాణించడానికి ఇవి తోడ్పడతాయి.

3) ప్రసరణ స్తంభం :
వేరు మధ్య భాగంలో ఉండే స్థూపం వంటి భాగాన్ని ప్రసరణ స్తంభం అంటారు. ఇది పరిమాణంలో వల్కలం కంటే చిన్నగా ఉంటుంది. దీనిలో మూడు ఉపభాగాలను గుర్తించవచ్చు. అవి :
i) పరిచక్రం :
ప్రసరణ స్తంభమును చుట్టి ఉన్న కణాల వరుసను పరిచక్రం అంటారు. ఇది సాధారణంగా ఏకశ్రేణియుతమై పలుచని కవచాలు కలిగి దీర్ఘచతురస్రాకార సజీవ కణాలతో ఏర్పడి ఉంటుంది. దీనిలోని కణాలు చురుకుగా విభజన చెందుతాయి. పరిచక్రం నుంచి పార్శ్వ వేర్లు ఉత్పత్తి అవుతాయి. పరిచక్రంలోని కొన్ని కణాలు ప్రతి విభేదనం చెంది విభాజ్య కణావళిని ఏర్పరుస్తాయి. దీనివల్ల వేరులో ద్వితీయ వృద్ధి జరుగుతుంది.

ii) నాళికా పుంజాలు :
ప్రాథమిక దారువు మరియు పోషక కణజాల పుంజాలు వలయాకారంగా వేరువేరు వ్యాసార్థ రేఖల మీద ఏకాంతరంగా అమరి ఉంటాయి. వీటిని కేంద్రీకృత నాళికా పుంజాలు అంటారు. ప్రథమ దారువు పరిచక్రము వైపున ఏర్పడి ‘బాహ్య ప్రథమదారుకం’గా ఉంటుంది. అంత్యదారువు దవ్వ వైపున ఏర్పడి ఉంటుంది. ఈ రకమైన అమరిక వేర్లలో కనిపించే ముఖ్య లక్షణం.

నాళికా పుంజాల సంఖ్యను దారువు పుంజాల సంఖ్య ఆధారంగా నిర్ణయిస్తారు. సాధారణంగా ద్విదళ వేరులో నాలుగు దారువు పుంజాలు, నాలుగు పోషక కణజాలపుంజాలు ఒకదాని ప్రక్కన మరొకటి ఏకాంతరంగా అమరి ఉంటాయి. దీనిని “చతుప్రథమదారుకం” అంటారు.

నాళికా కణజాలాల మధ్య విభాజ్య కణావళి ఉండదు. దారువు, పోషక కణజాల పోచల నడుమ కనిపించే మృదు కణజాలాన్ని సంశ్లేషక కణజాలం అంటారు. దీనిలో ఆహార పదార్థాలు నిల్వ ఉంటాయి. ద్వితీయ వృద్ధి జరిగేటపుడు ఈ కణజాలం నుండి ద్వితీయ విభాజ్య కణావళి ఏర్పడుతుంది.

iii) దవ్వ :
వేర్లలో దారుపుంజాల అభివృద్ధి కేంద్రాభిసారంగా జరుగుతుంది. అంత్యదారునాళాలు మధ్యభాగం వరకూ పెరిగి కలిసిపోవడం వల్ల సాధారణంగా ద్విదళ వేరులో దవ్వ ఉండదు. ఒకవేళ ఉన్నప్పటికీ అతి చిన్నదిగా ఉంటుంది. దీనిలో మృదు కణాలు ఉంటాయి. ఇవి వదులుగా అమరి కణాంతరవకాశాలను చూపిస్తాయి. ఇవి నీరు, ఆహార పదార్థాలను నిల్వ చేయడంలో తోడ్పడతాయి.

ప్రశ్న 12.
ఏకదళబీజ వేరు అంతర్నిర్మాణాన్ని వర్ణించండి.
జవాబు:
ఏకదళబీజ వేరు అడ్డుకోతలో బాహ్యచర్మం, వల్కలం, ప్రసరణస్తంభం అనే మూడు మండలాలు కనిపిస్తాయి.
I. బాహ్యచర్మం :
బాహ్యచర్మం ఒకే వరుసలో అమరి ఉన్న కణాలతో నిర్మితమవుతుంది. కణాల మధ్య కణాంతరావకాశాలుండవు. కణకవచాలు పల్చగా ఉంటాయి. అవభాసిని, పత్ర రంధ్రాలు ఉండవు. కొన్ని బాహ్యచర్మ కణాల మీద మూలకేశాలుంటాయి. మూలకేశాలను ఉత్పత్తి చేసే బాహ్యచర్మ కణాలను రోమ కోరకాలు అంటారు. మూలకేశాలు నేల నుండి నీటిని, లవణాలను శోషిస్తాయి. వేరు బాహ్యచర్మాన్ని కేశదారిస్తరం అంటారు. బాహ్యచర్మం సాధారణంగా లోపలి కణజాలాలకు రక్షణనిస్తుంది.

II. వల్కలం :
బాహ్యచర్మానికి, ప్రసరణ స్తంభ మండలానికి మధ్య గల భాగాన్ని వల్కలం అంటారు. ఇది ప్రసరణస్తంభం కన్నా ఎక్కువ భాగాన్ని ఆక్రమించి ఉంటుంది. దీనిలో 1. బాహ్యోపరిచర్మం, 2. సాధారణ వల్కలం, 3) అంతఃశ్చర్మం అనే భాగాలుంటాయి.

1) బాహ్యోపరిచర్మం :
బాహ్యచర్మం క్రింది 1-2 వరుసలతో నిర్మితమైన వల్కలపు భాగాన్ని బాహ్యోపరిచర్మం అంటారు. దీనిలో కణాలు వత్తుగా, నిర్జీవంగా, సుబరిన్ నిర్మితంగా ఉంటాయి. ఈ పొర వేరులోనికి వచ్చిన నీరు బయటకి పోకుండా కాపాడుతుంది. బాహ్యచర్మం నశించినపుడు, బాహ్యోపరిచర్మం రక్షణ కవచంలాగా వ్యవహరిస్తుంది.

2) సాధారణ వల్కలం :
బాహ్యోపరిచర్మానికి, అంతఃశ్చర్మానికి మధ్యనున్న భాగాన్ని సాధారణ వల్కలం అంటారు. ఇది అనేక వరుస మృదుకణజాలంతో నిర్మితమై ఉంటుంది. ఈ కణాలు పలుచని కణకవచాలను కణాంతరావకాశాలను కలిగి ఉంటాయి. వల్కల కణాలలో ఉన్న శ్వేతరేణువులు ఆహారంను నిల్వ చేస్తాయి. నీరు, లవణాల పార్శ్వ ప్రసరణకు తోడ్పడుతుంది.

3) అంతశ్చర్మం :
వల్కలంలోని ఆఖరి పొరను అంతశ్చర్మమంటారు. ఇది ఒకే కణ మందంలో పీపా ఆకార కణాలతో నిర్మితమై ఉంటుంది. ఈ కణాల అడ్డుగోడలు, వ్యాసార్థపు గోడలపై కాస్పేరియన్ బట్టీలను చూపిస్తాయి. ఇవి లిగ్నిన్ మరియు నుబరిన్తో నిర్మితమై ఉంటాయి. ప్రథమదారునాళములకు అభిముఖంగా ఉన్న అంతఃశ్చర్మ కణాలు కాస్పేరియన్ మందం లేకుండా పలుచని కవచాలతో ఉంటాయి. వీటిని వాహక కణాలు అంటారు. వీటి ద్వారా నీరు, వల్కలం నుండి ప్రసరణ స్థంభం లోనికి పార్శ్వముఖంగా ప్రయాణిస్తుంది.

III. ప్రసరణ స్తంభం :
ఇది వేరు మధ్యలో స్థూపంలాగా ఉంటుంది. దీనిలో మూడు భాగాలు ఉంటాయి. అవి : పరిచక్రం, నాళికాపుంజాలు, దవ్వ.

1) పరిచక్రం :
అంతశ్చర్మానికి క్రిందభాగాన ఒకే కణమందంలో వలయాకారంగా అమరియున్న మృదుకణజాలాన్ని పరిచక్రం అంటారు. కణాలు చిన్నవిగా ఉండి పలుచని కణకవచాలను కలిగి ఉంటాయి. కణాలు సజీవంగా ఉండి విభజన శక్తిని కలిగి పార్శ్వవేళ్ళను ఏర్పరుస్తాయి. ముదిరిన వేళ్ళలో పరిచక్రం దృఢకణాలుగా మారి యాంత్రికబలాన్ని చేకూర్చుతాయి.

2) నాళికా పుంజాలు :
దారువు, పోషకనాళం వేరువేరు పుంజాలుగా వేరువేరు వ్యాసార్థాల్లో, కేంద్రీకృతమైనదిగా అమరి ఉంటాయి. వీటిని కేంద్రీకృత లేక భిన్నమైన నాళికాపుంజాలు అంటారు. దారువు ఎక్కువ సంఖ్యలో ఉండడం వలన ఏకదళబీజవేరు బహు ప్రథమదారుకంగా ఉంటుంది. పుంజాలు సంవృతాలు దారువ బాహ్య ప్రథమ దారుకం. దారువు, పోషక కణజాలాల మధ్య ఉండే మృదుకణజాల నిర్మితమైన భాగాన్ని సంశ్లేషక కణజాలం అంటారు. ఇది ఆహార పదార్థాలను నిలువ చేస్తుంది.

3) దవ్వ :
ఏకదళబీజ వేరులో ప్రసరణస్తంభానికి మధ్యస్థ భాగంలో స్థూలమైన, మృదుకణజాల నిర్మితమైన దవ్వ భాగముంటుంది. కొన్ని వేళ్ళలో ఈ కణాలలోనికి లిగ్నిన్ చేరి, మందమైన దృఢకణయుత భాగంగా ఉంటుంది. దవ్వలో పదార్థాలు నిలువ ఉంటాయి. యాంత్రిక శక్తిని అందిస్తుంది.

Intext Question and Answers

ప్రశ్న 1.
బెరడులో ఉండే వివిధ రకాల కణాల పొరల పేర్లు తెలపండి.
జవాబు:
పరిచర్మము, ద్వితీయ పోషక కణజాలము.

ప్రశ్న 2.
ఒక వృక్షంలో మృత్తిక ఉపరితలం నుంచి సరిగా 1m పైన ఒకే లోతులో ప్రతి 50 సంవత్సరాలకి, 200 సంవత్సరాల పాటు రంధ్రం చేసి ఒక మేకును కొట్టడం జరిగింది. (భూమి మట్టుంలో మార్పు లేదనుకోండి) వృక్షంమీద నాలుగు మేకుల అమరిక రకం ఏమిటి ? మీ సమాధానానికి కారణం తెలుసా? మీ జవాబు అవును అయితే కారణం తెలపండి.
జవాబు:
వృక్షం మీద నాలుగు మేకుల అమరిక మొక్క పెరుగుదల వాతావరణ పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. లేదా 4 మేకులు ఒకేవరుసలో అమరి ఉంటాయి.

ప్రశ్న 3.
చెక్క (Wood) పోషక కణజాలంతో గాక దారువుతో ఎందుకు నిర్మితమై ఉంటుంది?
జవాబు:
ద్వితీయ దారువు లోపల టానిన్లు, రెసిన్లు, జిగురులు, నూనెలు, సుగంధ తైలాలు ఉండుటవల్ల ఈ భాగము గట్టిగాను చాలాకాలం చెడిపోకుండా ఎక్కువ మన్నికగా ఉండి, సూక్ష్మజీవులకు కీటకాలకు ప్రతిరోధకత చూపిస్తుంది. ఈ ద్వితీయ దారువు లిగ్నిన్ అధికంగా గల గోడలు, నిర్జీవ మూలకాలను కల్గి ఉంటుంది. అందువల్ల చెక్క దారువుతో మాత్రమే నిర్మితమై ఉంటుంది.

ప్రశ్న 4.
విద్యార్థి ఒక వృక్షం వయస్సును 300 సంవత్సరాలుగా అంచనావేశాడు. ఈ వృక్షం వయస్సును అతను ఏవిధంగా అంతర్నిర్మాణ పరంగా అంచనా వేసి ఉంటాడు?
జవాబు:
వార్షిక వలయాల సంఖ్యను లెక్కించి మొక్క వయస్సును అంచనా వెయ్యవచ్చు. దీనిని డెండ్రోక్రోనాలజీ అంటారు.

ప్రశ్న 5.
మీరు ఒక వృక్షం డ్యూరమెన్ భాగాన్ని తొలగించారని అనుకోండి. వృక్షం బతుకుతుందా లేదా చనిపోతుందా?
జవాబు:
బతుకుతుంది.

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Zoology Study Material 5th Lesson గమనం, ప్రత్యుత్పత్తి Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Zoology Study Material 5th Lesson గమనం, ప్రత్యుత్పత్తి

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
కశాభం అడ్డుకోత పటము గీసి భాగములను గుర్తించండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 2.
కశాభానికీ, శైలికకీ మధ్య రెండు భేదాలను రాయండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 3.
డైనీస్ భుజాలు అంటే ఏమిటి ? వాటి విశిష్టత ఏమిటి? [Mar. ’14]
జవాబు:
పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మ నాళికలలో సైకిల్ పుల్లల వంటి వ్యాసార్థ నిర్మాణాల సూక్ష్మ నాళికకు జతల భుజాలు ఉంటాయి. ఇవి డైనీన్ అనే ప్రోటీన్ నిర్మితమైన డైనీన్ భుజాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ డైనీన్ భుజాల చర్య వల్ల అక్షయ తంతువులోని పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మ నాళికలు ఒకదానిపై ఒకటి జారటం జరుగుతుంది.

ప్రశ్న 4.
కైనెటి అంటే ఏమిటి? [Mar. ’14]
జవాబు:
పారమీషియం వంటి శీలియేటా జీవుల బాహ్య జీవ ద్రవ్యములో ఉన్న నిలువు వరుసలలోని కైనెటోజోములు వాటిని కలిపి ఉంచే కైనెటోడెస్మేటాలను కలిపి కైనెటి అందురు.

ప్రశ్న 5.
ఏకకాలిక, దీర్ఘకాలిక లయబద్ధ చలనాల మధ్య భేదాలు రాయండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 6.
అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి విధానం ద్వారా ఏర్పడిన పిల్ల జీవులను ‘క్లోన్’ అని ఎందుకు అంటారు?
జవాబు:
అలైంగికంగా వరుస ద్విధావిచ్ఛిత్తుల వల్ల ఒక తల్లి పేరమీషియం నుండి ఏర్పడు పిల్ల పేరమీషియముల సమూహాన్ని క్లోన్లు అందురు.

ప్రశ్న 7.
ప్రోటర్, ఒపిస్థే మధ్య భేదాలను రాయండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 8.
జీవ పరిణామంలో లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి ఏ విధంగా ఉన్నతమైంది?
జవాబు:
లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తిలో బీజకణాలు ఏర్పడినా, ఏర్పడకపోయినా ప్రాకేంద్రకాల కలయిక జరుగును. ఈ లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తిలో బీజ కేంద్రకాలు క్షయకరణ విభజన వినిమయం వల్ల రెండు వేర్వేరు జీవుల బీజకణాల కలయిక వల్ల కూడా జన్యు పునః సంయోజన జరుగుతుంది.

ప్రశ్న 9.
లోబోపోడియమ్, ఫిలోపోడియమ్ల మధ్య భేదాలను రాయండి. ఒక్కొక్క దానికి ఒక్కొక్క ఉదాహరణ రాయండి.
జవాబు:

1. లోబోపోడియమ్ – వేలువలె మొద్దుబారిన మిథ్యాపాదము. ఉదా : అమీబా.
2. ఫిలోపోడియమ్ తంతురూప మిథ్యాపాదము. ఉదా : యుగ్లెఫా

ప్రశ్న 10.
సీలియేట్ల సంయుగ్మాన్ని నిర్వచించండి. రెండు ఉదాహరణలు రాయండి.
జవాబు:
సంయుగ్మమనేది శైలికామయ ప్రోటోజోవన్ల జీవులు తాత్కాలికంగా జతకట్టి ప్రావాసి ప్రాకేంద్రకాల వినిమయము, పిదప స్థిర, ప్రావాసిక కేంద్రకాల కలయిక కోసం జరిగే ప్రక్రియ. ఉదా : పారమీషియం, వర్టిసెల్లా.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
ప్రోటోజోవన్లలో వేగంగా ఈదే గమనాన్ని నియంత్రించే వ్యవస్థ పేరును రాసి, దాని సంఘటకాలు రాయండి.
జవాబు:
నిమ్నశైలికా వ్యవస్థ :
ఇది సీలియేట్ లో పెల్లికల్ కింది బాహ్య జీవపదార్థంలో ఉంటుంది. ఈ వ్యవస్థలో కైనెటోసోమ్లు, కైనెటోడెస్మల్ తంతువులు, కైనెటోడెస్మేటాలు ఉంటాయి. శైలికల ఆధార తలం వద్ద కైనెటోసోమ్లు అడ్డు, ఆయత వరుసలలో ఉంటాయి. కైనెటోడెస్మల్ తంతువులు కైనెటోసోమ్లకు కలపబడి కైనెటోడెస్మేటా అనే తంతువుల దండాలు ఏర్పడతాయి. ఈ విధంగా ఒక ఆయత వరుసలో ఉన్న కైనెటోజోమ్లు, కైనెటోడెస్మల్ తంతువులు, వాటి కైనెటోడెస్మేటాలు ఒక ప్రమాణంగా ఏర్పడతాయి. ఈ ప్రమాణాన్ని ‘కైనెటి’ అంటారు.

ఈ కైనెటీలు అన్నీ కలిసి ఒక నిమ్నశైలికా వ్యవస్థ ఏర్పడుతుంది. ఈ వ్యవస్థ కణగ్రసని వద్దనున్న మోటోరియమ్ అనే ఒక నాడీచాలక కేంద్రానికి అనుసంధానమవుతుంది. నిమ్నశైలికా వ్యవస్థ, మోటోరియమ్లు కలిసి ‘నాడీ చాలక వ్యవస్థ’ ఏర్పడుతుంది. ఇది శైలికల కదలికలను నియంత్రించి సమన్వయపరుస్తుంది.

ప్రశ్న 2.
కశాభం వంగే యాంత్రికం గురించి రాసి, ప్రభావక ఘాతం, పునఃస్థితి ఘాతాన్ని గురించి రాయండి.
జవాబు:
కశాభంలోని ‘డైనీన్ బాహువుల’ (dynein arms) చర్యల వల్ల దాని అక్షీయ తంతువులోని పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మ నాళికలు ఒకదానిపై ఒకటి జారడం జరుగుతుంది. ఫలితంగా కశాభం వంగుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో ATP వినియోగించుకోబడుతుంది. కశాభం వంగుడు చలనం ద్వారా ద్రవ మాధ్యమాన్ని అది అతుక్కునే తలంవైపు లంబకోణంలో నెడుతుంది.

డైనీన్ బాహువుల సంక్లిష్ట చక్రీయ కదలికలకు కావలసిన శక్తి ATP నుంచి లభిస్తుంది (కశాభం, శైలికలోని డైనీన్ బాహువులే ATP యేజ్ చర్యా కేంద్రాలు). డైనీన్ బాహువులలో ఉన్న ప్రతి యుగళ సూక్ష్మనాళికా పక్కన ఉన్న యుగళ సూక్ష్మనాళికతో అతకబడి ఉండి దాన్ని లాగుతుంది. ఈ విధంగా యుగళ సూక్ష్మనాళికలు పరస్పర వ్యతిరేక దిశలలో జారతాయి. డైనీన్ బాహువులు పట్టు విడుపు చర్యలతో పక్కన ఉన్న యుగళ సూక్ష్మనాళికను మళ్ళీ లాగుతుంది. అయితే కశాభాలు లేదా శైలికల పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మనాళికలు భౌతికంగా వ్యాసార్ధ స్పోక్ సహాయంతో అతికి ఉండటం వల్ల యుగళ సూక్ష్మ నాళికలు ఎక్కువగా జారలేవు. దానికి బదులు అవి వంపు తిరిగి కశాభాలు లేదా శైలికలు వంగేటట్లు చేస్తాయి. ఈ వంపు చలనాలే కశాభం లేదా శైలిక కదలికలలో ముఖ్యపాత్ర వహిస్తాయి.

చలనంలో కశాభం రెండు రకాల దెబ్బలను ప్రదర్శిస్తుంది. అవి ప్రభావక దెబ్బ మరియు పూర్వస్థితి ప్రాప్తి దెబ్బ / ఘాతం.
i) ప్రభావక దెబ్బ :
కశాభం దృఢంగా మారి ఒక వైపుకు వంగి వెనక్కు కదులుతూ జీవి దేహ ఆయత అక్షానికి లంబకోణంలో కొరడాలాగా నీటిని బలంగా కొడుతుంది. జీవి దేహం ముందుకు కదులుతుంది.

ii) పూర్వస్థితి ప్రాప్తి దెబ్బ :
కశాభం తులనాత్మకంగా మృదువుగా మారి నీటి మీద నిరోధం లేకుండా తన పూర్వస్థితికి చేరుతుంది. దీన్నే ‘పూర్వస్థితి ప్రాప్తి దెబ్బ’ అంటారు.

ప్రశ్న 3.
పార్శ్వ నిర్మాణాలు అంటే ఏమిటి? వాటి ఉనికిని బట్టి వివిధ రకాల కశాభాలను గురించి రాసి, ఒక్కొక్కదానికి ఒక ఉదాహరణ రాయండి.
జవాబు:
పార్శ్వ నిర్మాణాలు :
కొన్ని కశాభాలు ఒకటి లేదా రెండు లేదా అనేక వరుసలలో పొట్టి, పార్శ్వ రోమాల వంటి తంతువులు కలిగి ఉంటాయి. వీటిని పార్శ్వ నిర్మాణాలంటారు. వీటిని – మాస్టిగోనీమ్లు లేదా ప్లిమ్మర్లు అంటారు.

కశాభాల రకాలు :
పార్శ్వ నిర్మాణాలు ఉండటం, లేకుండటం, వాటి పంక్తుల సంఖ్యననుసరించి ఐదు రకాల కశాభాలను గుర్తించారు.

ఎ) స్ట్రైకోనిమాటిక్ : ఈ కశాభానికి అక్షీయ తంతువుపై ఒక వరుస పార్శ్వ నిర్మాణాలుంటాయి.
ఉదా : యూగ్లీనా, ఆస్టేషియా.

బి) పాంటోనిమాటిక్ : అక్షీయ తంతువుపై రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వరుసల్లో పార్శ్వ నిర్మాణాలు ఉంటాయి.
ఉదా : పేరానీమా, మోనాస్

సి) ఏక్రోనిమాటిక్ : ఈ రకపు కశాభానికి పార్శ్వ నిర్మాణాలుండవు. అక్షీయ తంతువు అంత్యభాగం ఆచ్ఛాదరహితమై వెలుపలి తొడుగు లేకుండా నగ్నంగా ఉంటుంది.
ఉదా : క్లామిడోమోనాస్, పాలిటోమ.

డి) పాంటోక్రొనిమాటిక్ :
అక్షీయ తంతువుపై పార్శ్వ నిర్మాణాలు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వరుసల్లో ఉంటాయి. అక్షీయ తంతువు నగ్నంగా ఉన్న అంత్యతంతువుగా అంతమవుతుంది.
ఉదా : అర్సియూలస్.

ఇ) ఏనిమాటిక్ లేదా సామాన్య రకం :
ఈ రకపు కశాభానికి పార్శ్వ నిర్మాణాలు, అంత్య తంతువులు ఉండవు. కాబట్టి వీటిని ఏనిమాటిక్ అంటారు.
ఉదా : కైలోమోనాస్, క్రిప్టోమోనాస్.

ప్రశ్న 4.
పేరమీషియమ్లో అడ్డు ద్విధావిచ్ఛిత్తిని గురించి వివరించండి.
జవాబు:
అడ్డు ద్విధావిచ్ఛిత్తి :
పేరమీషియమ్ ఈ రకమైన ప్రత్యుత్పత్తిని జరుపుతుంది. దీన్ని ‘స్లిప్పర్ ఆనిమల్క్యూల్’ అంటారు. ముఖతలంలో నోటిగాడి, కణముఖం, కణగ్రసని ఉంటాయి. దీనికి ఒక స్థూలకేంద్రకం (బహుస్థితి), ఒక సూక్ష్మ కేంద్రకం (ద్వయస్థితి), రెండు సంకోచ రిక్తికలు (పూర్వాంత, పరాంత) ట్రైకోసిస్ట్లు, నిమ్నశైలికా వ్యవస్థ, దేహమంతా అనేక శైలికలు ఉంటాయి. గరిష్ఠ ఎదుగుదల చెందిన తరువాత పేరమీషియమ్ అనుకూల పరిస్థితులున్నప్పుడు ఆహారం తీసుకోవడం ఆపేస్తుంది. మొదట సూక్ష్మ కేంద్రకం సమవిభజన ద్వారా విభజన చెందుతుంది. తరువాత స్థూలకేంద్రకం ఎమైటాసిస్ ద్వారా విభజన చెంది రెండు పిల్ల కేంద్రకాలను ఏర్పరుస్తుంది. నోటిగాడి అదృశ్యమవుతుంది. కారియోకైనెసిస్ తరువాత మధ్య భాగంలో ఒక నొక్కు ఏర్పడుతుంది. ఈ నొక్కు విస్తరించడం వల్ల తల్లి కణం రెండు పిల్ల జీవులుగా ఏర్పడతాయి. పూర్వాంత భాగం నుంచి ఏర్పడిన పిల్లజీవిని ‘ప్రోటర్’ పరాంత భాగం నుంచి ఏర్పడిన పిల్ల జీవిని ‘ఒపిస్థే’ అంటారు.

ప్రోటర్ పూర్వాంత సంకోచరిక్తికను, కణగ్రసనిని, కణముఖాన్ని తల్లిజీవి నుంచి పొందుతుంది. పరాంత సంకోచ రిక్తికను, కొత్త నోటిగాడిని నూతనంగా ఏర్పరుస్తుంది. ఒపిస్థే పరాంత సంకోచరిక్షికను తల్లికణం నుంచి పొందుతుంది. పూర్వాంత సంకోచరిక్తికను, కణగ్రసనిని నోటిగాడిని నూతనంగా ఏర్పరుస్తుంది. పేరమీషియమ్లో ద్విధావిచ్ఛిత్తి రెండు గంటలలో పూర్తవుతుంది. పేరమీషియమ్ రోజుకు నాలుగు సార్లు ద్విధావిచ్ఛిత్తి జరుపుకోగలదు.

పేరమీషియమ్ జరిగే అడ్డు ద్విధావిచ్ఛిత్తిని హోమోథెటోజెనిక్ విచ్ఛిత్తి అంటారు. ఎందుకంటే విచ్ఛిత్తి తలం దేహం ఆయత అక్షానికి లంబకోణంలో ఉంటుంది. కైనెటీలకు లంబకోణంలో జరుగుతుంది. కాబట్టి దీన్ని ‘పెరికైనెటల్’ విచ్ఛిత్తి అంటారు.

ప్రశ్న 5.
యూగ్లీనాలో ఆయత ద్విధావిచ్ఛిత్తిని గురించి వర్ణించండి. [Mar. ’14]
జవాబు:
ద్విధావిచ్ఛిత్తి జరిగేటప్పుడు కేంద్రకం, ఆధారకణికలు, క్రొమటోఫోర్లు, జీవద్రవ్యం విభజన చెందుతాయి. కేంద్రకం సమవిభజన ద్వారా రెండు పిల్ల కేంద్రకాలుగా విభజించబడుతుంది. తరువాత కైనెటోసోమ్లు, క్రొమటోఫోర్లు కూడా విభజన చెందుతాయి. మొదట పూర్వాంతం మధ్యలో, ఒక ఆయత గాడి ఏర్పడుతుంది. ఈ గాడి నెమ్మదిగా పరాంతానికి రెండు పిల్ల జీవులు విడిపోయే వరకు విస్తరిస్తుంది. కొత్తగా ఏర్పడిన రెండు పిల్లజీవులలో ఒకటి యూగ్లీనా తల్లి కశాభాన్ని ఉంచుకొంటుంది. వేరొక పిల్ల జీవి కొత్తగా ఏర్పడిన ఆధార కణికల నుంచి కొత్త కశాభాన్ని ఏర్పరచుకొంటుంది. తల్లి జీవికి చెందిన నేత్రపు చుక్క పేరాకశాభ దేహం, సంకోచరిక్తిక అదృశ్యమవుతాయి. రెండు పిల్ల యూగ్లీనాల్లోను ఇవి కొత్తగా ఏర్పడతాయి. ఈ రకమైన ఆయత ద్విధావిచ్ఛిత్తిని సిమ్మెట్రోజెనిక్ విభజన అంటారు. ఎందుకంటే రెండు పిల్ల యూగ్లీనాలు దర్పణ ప్రతిబింబాల లాగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 6.
బహుధావిచ్చిత్తిని గురించి సంక్షిప్త సమాధానం రాయండి.
జవాబు:
బహుధావిచ్ఛిత్తి :
ఒక తల్లి జీవి నుంచి అనేక పిల్లజీవులు ఏర్పడటాన్ని బహుధావిచ్ఛిత్తి (Multi-manyfusion splitting)అంటారు. సాధారణంగా ప్రతికూల పరిస్థితులలో బహుధావిచ్ఛిత్తి జరుగుతుంది. మొదట బహుధావిచ్ఛిత్తిలో సైటోకైనెసిస్ జరగకుండా కేంద్రకం పునరావృత సమవిభజనలు జరుపుకుంటుంది. ఈ చర్య వల్ల అనేక పిల్ల కేంద్రకాలు ఏర్పడతాయి. తరువాత జీవద్రవ్యం కూడా పిల్ల కేంద్రకాల సంఖ్యతో సమానంగా చిన్న చిన్న ముక్కలుగా విభజించబడుతుంది. ఒక్కొక్క జీవద్రవ్య ముక్క ఒక్కొక్క పిల్ల కేంద్రకం చుట్టూ ఆవరించబడుతుంది. దీని ఫలితంగా ఒక తల్లి జీవి నుంచి అనేక చిన్న చిన్న పిల్ల జీవులు ఏర్పడతాయి. ప్రోటోజోవన్లో బహుధావిచ్ఛిత్తులు అనేక రకాలు. అవి ప్లాస్మోడియంలో షైజోగొని, పురుష గామిటోగొని, స్పోరోగాని, అమీబాలో స్పోరులేషన్ మొదలైనవి.

ప్రశ్న 7.
మిథ్యాపాదాల గురించి ఒక వ్యాఖ్య రాయండి.
జవాబు:
మిథ్యాపాదాలు :
ఇవి రైజోపోడా జీవులలో ఉంటాయి. మిథ్యాపాదాలు జీవి చలించే దిశలో ఏర్పడే తాత్కాలిక జీవద్రవ్యపు విస్తరణలు. మనకు కాళ్ళు ఏ విధంగా పనిచేస్తాయో, ఆ విధంగా ఈ తాత్కాలిక నిర్మాణాలు ఆధారం మీద చలనానికి ఉపయోగపడతాయి. అందువల్ల వీటిని మిథ్యాపాదాలు అన్నారు. నాలుగు రకాల మిథ్యాపాదాలున్నాయి. అవి : లోబోపోడియా (మొద్దువేలి లాంటి; అమీబా, ఎంటమీబా), ఫిలోపోడియా (తంతురూప; యూగ్లైఫా), రెటిక్యులోపోడియా (జాలక పాదాలు; ఎల్ఫీడియం) ఎక్సోపోడియా లేదా హీలియోపోడియా (సూర్య కిరణం లాంటి; ఏక్టినోఫ్రిస్).

మిథ్యాపాదాలు జెల్ (అంతర్జీవ ద్రవ్యం వెలుపలి జిగురు వంటి జీవద్రవ్యం) సాల్గా (ద్రవంగా ఉండే లోపలి అంతర జీవద్రవ్య భాగం) మార్పు చెందడం ద్వారాను విపర్యయంగాను ఏర్పడతాయి. మిథ్యాపాదాలు ఏర్పడే విధానం గురించి చాలా సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి. సాల్-జెల్ రూపాంతర సిద్ధాంతం వాటిలో అత్యంత ఆదరణీయమైంది. మిథ్యాపాదాలను ముందుకు నెట్టే సంకోచస్థానంపై భిన్నాభిప్రాయాలు ఉన్నాయి. అలెన్ ప్రతిపాదించిన పూర్వ సంకోచం లేదా ఫౌంటెన్ జోన్ సిద్ధాంతం సహేతుకంగా ఉంటుంది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఆధునిక పరిశోధన ఏక్టిన్, మయోసిన్ అణువుల పాత్రను కూడా ప్రస్తావిస్తుంది.

అమీబా, ఎంటమీబా, పాలీస్టోమెల్లా, ఏక్టినోఫ్రిస్ మొదలైన జీవులు మిథ్యాపాద లేదా అమీబాయిడ్ గమనాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. అన్నిటి కంటే ప్రాథమిక, అతి నెమ్మదిగా జరిగే గమనం అమీబాయిడ్ గమనం.

ప్రశ్న 8.
ఏక్సోనీమ్ సూక్ష్మనిర్మాణాన్ని గురించి రాయండి.
జవాబు:
కశాభాలు :
పొడవైన కొరడాలాంటి గమనాంగాలను కశాభాలు అంటారు. ఇవి మాస్టిగోఫోరా ప్రోటోజోవన్లలో ఉంటాయి. (మాస్టిగ్-కొరడా; ఫోరాన్ – కలిగి ఉన్నది). బాక్టీరియాలు కూడా కశాభాల్ని కలిగి ఉంటాయి. కానీ అవి నిర్మాణంలో యూకారియోటిక్ కశాభాలకంటే భిన్నంగా ఉంటాయి. జంతువులలో శుక్రకణాలు కశాభయుత చలనాలను చూపుతాయి.

నమూనా కశాభంలో ఉండే నిర్మాణాత్మక భాగాలు – ఏక్సోనీమ్లు, సూక్ష్మనాళికలు, డైనీన్ బాహువులు, లోపలి తొడుగు, బాహ్యతొడుగు, వ్యాసార్థ స్పోక్ లు, పార్శ్వ నిర్మాణాలు (అంటే మాస్టిగోనీమ్లు లేదా ఫ్లిమర్లు), ఒక ఆధార కణిక (కైనెటోసోమ్)

i) ఏక్సోనీమ్ / అక్షీయ తంతువు :
ఇది శైలిక, కశాభం యొక్క కేంద్ర, ఆయత, సూక్ష్మనాళికల నిర్మాణం. దీని చుట్టూ అవిచ్ఛిన్నంగా ప్లాస్మాత్వచం ఉంటుంది. ఏక్సోనీమ్ సంఘటకాలన్నీ మాత్రికలో ఉంటాయి.

ii) సూక్ష్మనాళికలు :
ఏక్సోనీమ్ రెండు కేంద్రీయ ఒంటరి సూక్ష్మనాళికలు, తొమ్మిది పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మనాళికలతో ఏర్పడుతుంది. (9 + 2 అమరిక). ఇవి ట్యూబ్యులిన్ అనే ప్రోటీన్తో ఏర్పడతాయి. ప్రతి పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మనాళిక ఒక బాహ్య “A” (ఆల్ఫా), అంతర “B” (బీటా) నాళికలు కలిగి ఉంటుంది. కాబట్టి పరిధీయ నాళికలు కేవలం తొమ్మిది యుగళ సూక్ష్మనాళికలు (‘A’ సూక్ష్మనాళిక చిన్నగా ఉంటుంది కాని సంపూర్ణంగా ఉంటుంది, ‘B’ సూక్ష్మనాళిక పెద్దది, అసంపూర్ణమైంది). పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మనాళికలు నెక్సిన్లు అనే లింకర్లతో ఒకదానికొకటి కలపబడి ఉంటాయి.

iii) డైనీన్ బాహువులు :
ప్రతి పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మనాళిక యొక్క ‘A’ సూక్ష్మనాళిక దాని పొడవునా ద్వంద్వ బాహువులను కలిగి ఉంటుంది. వాటిని డైనీన్ బాహువులు అంటారు. (డైన్-డైనమో లాగా లాగబడటం). ‘A’ సూక్ష్మనాళిక డైనీన్ బాహువులు దాని పక్కనున్న సూక్ష్మనాళికకు అభిముఖంగా ఉంటాయి. అన్ని సూక్ష్మనాళికలలో ఏక్సోనీమ్ను ఆధారం నుంచి అగ్రం వరకు చూస్తే అవి అన్నీ ఒకే దిశలో (సవ్యదిశలో) ఉంటాయి. డైనీన్ బాహువులను ప్రోటీన్ చాలక అణువులుగా పరిగణిస్తారు. అవి డైనీస్ అనే ప్రోటీన్ ఏర్పడతాయి.

iv) లోపలి బాహ్య తొడుగులు:
రెండు కేంద్రీయ ఆయత ఒంటరి సూక్ష్మనాళికలను చుట్టి ఒక తంతుయుత లోపలి తొడుగు, పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మనాళికలను చుట్టి బాహ్య లేదా వెలుపలి తొడుగు ఉంటుంది. (ఇది ప్లాస్మా త్వచ విస్తరణ). కేంద్రీయ ఒంటరి సూక్ష్మనాళికలు పెల్లికల్ లేదా ప్లాస్మాలెమ్మా కింది వరకు విస్తరించవు.

v) వ్యాసార్థ స్పోక్లు :
ఇవి స్థితిస్థాపక పోగులు, ప్రతి యుగళ సూక్ష్మనాళిక ‘A’ యొక్క సూక్ష్మనాళికను అంతర తొడుగుతో కలుపుతాయి. అవి సైకిల్ చక్రం రిమ్న కేంద్రంతో కలిపే పుల్లల మాదిరి ఉంటాయి. అందుకే వాటిని వ్యాసార్ధ స్పోక్లు / వ్యాసార్థ వంతెనలు అంటారు. కశాభాలు, శైలికలు వంగేటప్పుడు తొమ్మిది వ్యాసార్ధ స్పోక్లు యుగళ సూక్ష్మనాళికలు ఒకదానిపై ఒకటి జారడాన్ని పరిమితం చేస్తాయి.

vi) ఆధార కణిక / కైనెటోసోమ్ :
ఇది కశాభం లేదా శైలికను ఏర్పరచడంలో తోడ్పడే కణాంగం. ఆధార కణిక మార్పు చెందిన తారావత్కేంద్రం. దీన్ని కైనెటోసోమ్ (కైనెటో – కదులుతున్న; సోమ్ – దేహం) లేదా ఆధార దేహం / బైఫారో ప్లాస్ట్ అని కూడా అంటారు. ఇది బాహ్య జీవద్రవ్యంలో ఉంటుంది. ఆధార కణిక స్థూపాకారంగా ఉన్న దేహం, తొమ్మిది పరిధీయ త్రితియాలతో ఒక వలయంలాగా అమర్చబడి ఉంటుంది. ఈ సూక్ష్మనాళికలో ఉన్న ఒక్కొక్క త్రితియాన్ని కేంద్రం నుంచి పరిధీయ స్థానం వైపు A, B, C గా పేర్కొనవచ్చు. రెండు A, B నాళికలు ఆధార ఫలకాన్ని దాటుతూ పరిధీయ యుగళ సూక్ష్మనాళికగా ఏక్సోనీమ్లోని పెల్లికిల్ పై భాగంలో కొనసాగుతుంది. కాని ‘C’ సూక్ష్మనాళిక ఆధారఫలకం వద్ద ఆగిపోతుంది. కాబట్టి ఆధారకణిక ‘త్రితియాలు’ కశాభ / శైలికా యుగళ సూక్ష్మనాళికలుగా కొనసాగుతాయి. ఆధార కణికలో కేంద్రీయ సూక్ష్మనాళికలు ఉండవు. ఆధార కణిక ప్లాస్మాత్వచం, కేంద్రకంతో కూడా సంసర్గ సూక్ష్మనాళికల ద్వారా కలపబడి ఉంటుంది. వీటిని మూలాలు అంటారు. ఈ మూలాలు కశాభాన్ని లాగగలవు. దిగ్విన్యాసాన్ని మార్పు చేయగలవు.

ప్రశ్న 9.
యూగ్లీనా పటం గీసి భాగాలు గుర్తించండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 10.
పేరమీషియమ్ పటం గీసి, ముఖ్యమైన భాగాలను గుర్తించండి.
జవాబు:

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Botany Study Material 11th Lesson జీవ అణువులు Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Botany Study Material 11th Lesson జీవ అణువులు

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
కేంద్రక పూర్వ, నిజకేంద్రక కణాలలో, ఏ కణం తక్కువ వ్యవధిలో కణ విభజన చెందును ?
జవాబు:
కేంద్రక పూర్వ కణము.

ప్రశ్న 2.
కేంద్రక పూర్వ, నిజకేంద్రక కణాలలో, ఏ కణ చక్రానికి తక్కువ వ్యవధి ఉండును?
జవాబు:
కేంద్రక పూర్వ కణము.

ప్రశ్న 3.
ఎక్కువ వ్యవధి ఉండునటు వంటి కణ చక్ర దశ ఏది?
జవాబు:
అంతర్దశ.

ప్రశ్న 4.
మొక్కలు, జంతువులలోని ఏ కణజాలం క్షయకరణ విభజన కనబర్చును?
జవాబు:
ధ్వయస్థితిక కణజాలము.

ప్రశ్న 5.
ఈ. కొలై (E. coli) సగటున 20 నిముషములలో కణ విభజన చెంది రెట్టింపైనచో, రెండు కణాల నుంచి 32 ఈ. కొలై కణాలు ఏర్పడుటకు ఎంత సమయం పడుతుంది?
జవాబు:
100 నిమిషాలు.

ప్రశ్న 6.
సమ విభజన దశలను విశదీకరించడానికి, మానవ దేహంలోని ఏ భాగాలను ఉపయోగించవచ్చును?
జవాబు:
గొంతు పొరలలోని పైపూతకణాలు, బాహ్యచర్మంపై పొర కణాలు.

ప్రశ్న 7.
క్రోమోసోమ్ వలె వర్గీకరించుటకు క్రొమాటిడ్కు ఏ లక్షణాలు ఉండవలెను?
జవాబు:
క్రొమాటిడ్లపై పునఃసంయోజన బుడిపెలు ఏర్పడుట; ఈ బుడిపెలు వద్ద సమ జాతీయ క్రోమోసోమ్ల సొదరేతర క్రొమాటిడ్ మధ్య వినిమయం జరుగుతుంది.

ప్రశ్న 8.
క్షయకరణ విభజనలోని ప్రథమ దశ |లో బైవలెంట్ ని నాలుగు క్రొమాటిడ్లలో ఏవి జన్యుమార్పిడి / పారగతిలో పాల్గొనును.
జవాబు:
సమజాతీయ క్రోమోసోమ్లోని 2 సోదరేతర క్రొమాటిడ్లు మద్య పారగతి జరుగును.

ప్రశ్న 9.
ఒక కణజాలంలో 1024 కణాలు ఉన్నచో ప్రథమ జనక కణం ఎన్నిమార్లు సమవిభజన చెంది ఉంటుంది?
జవాబు:
10 సమ విభజనలు.

ప్రశ్న 10.
ఒక పరాగ కోశంలో 1200 పరాగ రేణువులు ఉన్నచో, వాటిని ఎన్ని సూక్ష్మసిద్ధ బీజ మాతృకలు ఉత్పత్తి చేసి ఉండవచ్చును?
జవాబు:
300

ప్రశ్న 11.
కణ చక్రంలోని ఏ దశలో DNA సంశ్లేషణ జరుగుతుంది?
జవాబు:
‘S’ దశ (సంశ్లేషణ- దశ)

ప్రశ్న 12.
మానవుని కణాలు (నిజ కేంద్రక కణాలు) కణ విభజనకు 24 గంటల సమయం వినియోగించినచో, చక్రంలోని ఏ దశ ఎక్కువ సమయం తీసుకొంటుంది?
జవాబు:
అంతర్దశ

ప్రశ్న 13.
ఖాళీలను పూరించండి : హృదయ కణాలు కణవిభజన చెందవు. కణ చక్రములో ఈ కణాలు విభజన చెందకుండా ………….. దశ నుంచి నిష్క్రమించి, ………….. అనే నిష్క్రియ దశలోకి ప్రవేశిస్తాయి.
జవాబు:
G₁ దశ, శాంత దశ

ప్రశ్న 14.
క్షయకరణ విభజనలోని ఏ దశలో క్రోమోసోమ్ సంఖ్య వాస్తవంగా తగ్గుతుంది ?
జవాబు:
చలన దశ ॥

ప్రశ్న 15.
మైటోకాండ్రియా, ప్లాస్టిడ్లలో వాటి సొంత DNA (జన్యు పదార్థం) ఉంటుంది. సమవిభజనలోని కేంద్రక విభజనలో వాటి గతిని తెలపండి.
జవాబు:
మైటోకాండ్రియా, ప్లాస్టిడ్లు పిల్లకణాలలోనికి వితరణ చెంతుతాయి

ప్రశ్న 16.
కణ చక్రంలో ఈ క్రింద పేర్కొనిన దశలు సంభవించును. ఖాళీలను పూరించండి.
(a) కేంద్రకత్వచం కరిగిపోవు దశ ………………………..
(b) కేంద్రకాంశం కనబడే దశ ………………………..
(c) సెంట్రోమియర్ విభజన చెందే దశ ………………………..
(d) DNA ప్రతికృతి చెందే దశ ………………………..
జవాబు:
(a) ప్రథమ దశ,
(b) అంత్య దశ
(c) చలన దశ,
(d) S దశ

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
క్షయకరణ విభజనలోని ఏ దశలో ఈ క్రింద పేర్కొన్నవి ఏర్పడతాయి. క్రింద ఇచ్చిన సూచనల నుంచి ఎన్నుకొనండి.
(a) సినాప్టోనీమల్ సంక్లిష్టం ………………………..
(b) పునఃసంయోజన బొడిపెలు ………………………..
(C) ……………………….. లో రికాంబినేన్ ఎంజైమ్లు కనబడతాయి / క్రియశీలత వహించును.
(d) కయాస్మేటా అంతిమ స్థితికరణ ………………………..
(e) విభజన మధ్యస్థ దశ ………………………..
(f) కణ జతలు ఏర్పడుట ………………………..
సూచనలు : 1. జైగోటీన్, 2. పాకీటీన్, 3. పాకీటీన్, 4. డయాకైనిసిన్, 5. అంత్యదశ | తరువాత / క్షయకరణ విభజన ॥ కుముందు, 6. అంత్యదశ తరువాత / క్షయకరణ విభజన తరువాత.
జవాబు:
(a) సినాప్టోనీమల్ సంక్లిష్టము : జైగోటీన్
(b) పునఃసంయోజన బొడిపెలు : పాకీటీన్
(c) పాకీటీస్ లో రీకాంబినేన్ ఎంజైమ్లు కనబడతాయి / క్రియశీలత వహించును.
(d) కయాస్మేటా అంతిమ స్థితికరణ : డయాకైనెసిస్
(e) విభజన మధ్యస్థ దశ : రెండు క్షయకరణ విభజనల మద్య దశ – (అంత్యదశ తరువాత / క్షయకరణ విభజన II కు ముందు
(f) కణ జతలు ఏర్పడుట : అంత్యదశ | తరువాత / క్షయకరణ విభజన | తరువాత.

ప్రశ్న 2.
సమవిభజనలో రెండు ఒకే పోలికలున్న కణాలు ఏర్పడతాయి. సమవిభజనలో ఈ క్రింద పేర్కొన్న నియమ విరుద్ధమైనవి (irregularity) జరిగినచో పర్యవసానం ఏ విధంగా ఉంటుంది.
(a) కేంద్రకత్వచం కరిగిపోకుండ ఉండటం
(c) సెంట్రోమియర్లు విభజన చెందకుండటం.
(b) DNA ద్విగుణీకృతం చెందకుండటం
(d) కణ ద్రవ్య విభజన జరగకుండటం
జవాబు:
(a) కేంద్రకత్వచం కరిగిపోకుండ ఉండట వలన స్వేచ్ఛా కేంద్రక విభజనలు జరుగుతాయి.
(b) DNA ద్విగుణీకృతం చెందకుండటం రెండు పిల్ల కణాలలో ఒకదానిలో జన్యు పదార్థం ఉండదు.
(c) సెంట్రోమియర్లు విభజన చెందకుండటం – పిల్ల కణాలలోకి క్రోమోసోమ్లు వితరణ చెందవు.
(d) కణ ద్రవ్య విభజన జరగకుండటం – బహుకేంద్రక స్థితి కనిపిస్తుంది.

ప్రశ్న 3.
క్షయకరణ ప్రథమ దశ | ను వివరించండి.
జవాబు:
ప్రథమ దశ | ఎక్కువ కాలం పాటు జరిగే దశ. దీనిని ఐదు ఉపదశలుగా విభజిస్తారు. అవి : లెప్టోటీన్, జైగోటీన్, పాకీటీన్, డిప్లోటీన్, డయాకైనెసిస్.

a) లెప్టోటీన్ :
ఈ ఉపదశలో కేంద్రకం పరిమాణంలో పెద్దదవుతుంది. క్రోమోసోములు సన్నగా, పొడవుగా ఉంటాయి.

b) జైగోటీన్ లేదా వైగోనియా :
ఈ ఉపదశలో సమజాతీయ క్రోమోసోమ్ల మధ్య ఆకర్షణ ఏర్పడి అవి దగ్గరగా చేరి జతులుగా కనిపిస్తాయి. వీటిని బైవలెంట్లు (Bivalents) అంటారు. ఈ ప్రక్రియను సూత్రయుగ్మనం లేక అనుదైర్ఘ్య సంధానము అంటారు. ఇది మూడు విధాలుగా జరుగుతుంది.

i) ప్రోటెర్మినల్ సంధానం :
సూత్రయుగ్మనం క్రోమోసోమ్ల ధృవాలకొనల వద్ద ప్రారంభమై రెండో కొనవరకు కొనసాగుతుంది.

ii) ప్రొసెంట్రిక్ సంధానం :
సూత్రయుగ్మనం సెంట్రోమియర్ వద్ద ప్రారంభమై రెండు వైపులకు కొనసాగుతుంది.

iii) రాండమ్ (Random) లేదా ఇంటర్మీడియట్ సంధానం :
క్రోమోసోమ్లు అనేక చోట్ల సూత్రయుగ్మనం చెందుతాయి. జైగోటిన్ దశలో కేంద్రకాంశం పెరుగుతుంది. కండెపోగులు ఏర్పడటం మొదలవుతుంది.

c) పాకీటీన్ లేదా పాకీనీమా లేదా జన్యు పునఃసంయోజన దశ :
ఈ దశలో ప్రతి క్రోమోసోమ్ రెండు క్రొమాటిడ్లగా చీలుతుంది. ఫలితంగా ప్రతి బైవలెంట్లో 4 క్రోమాటిడ్లు కనిపిస్తాయి. వీటిని ‘పాకీటీన్ చతుష్కాలు’ (Pachytene tetrads) అంటారు. బైవలెంట్ ని ఒకే క్రోమోసోమ్కు చెందిన క్రొమాటిడ్లను ‘సోదర క్రొమాటిడ్లు’ (Sister chromatids) అని, వేరువేరు క్రోమోసోమ్లకు చెందిన క్రొమాటిడ్లను ‘సోదరేతర క్రొమాటిడ్లు’ (Non-sister chromatids) అని అంటారు. సోదరేతర క్రొమాటిడ్ల మధ్య ఒకటి, రెండు లేదా ఎక్కువ ప్రదేశాల్లో అతుక్కుంటాయి. క్రొమాటిడ్లు ఒక దానితో మరొకటి భౌతికంగా అతుక్కొనే ప్రదేశాలను ‘కయాస్మేట’ (Chiasmata) అంటారు. ఈ దశలో క్రోమోసోమ్లు ‘X’ ఆకారంలో కనిపిస్తాయి. ఈ స్థానాల్లో ఎండోన్యూక్లియేజ్ చర్యల వల్ల క్రొమాటిడ్లు ముక్కలుగా విరుగుతాయి. తెగిన ఈ సోదరేతర క్రొమాటిడ్ ముక్కలు పరస్పరం స్థానమార్పిడి చెంది తిరిగి “లైగేజ్” చర్య వల్ల అతుక్కుంటాయి. ఈ విధంగా స్త్రీ, పురుష క్రోమోసోమ్ల మధ్య జన్యు పదార్థం మార్పిడి చెంది జన్యుపునఃసంయోజనాలేర్పడతాయి. ఈ దృగ్విషయాన్ని ‘పారగతి’ (Crossing over) అంటారు. దీనివల్ల కొత్త జాతులు ఆవిర్భవించి జీవపరిణామం సంభవిస్తుంది.

d) డిప్లోటీన్ :
సినాప్టోనీమల్ సంక్లిష్టం కరిగిపోవుట బైవలెంట్లలోని సమజాతీయ క్రోమోసోమ్లు జన్యుమార్పిడి జరిగిన ప్రదేశాల వద్ద తప్ప మిగిలిన భాగం అంతా వికర్షణకులోనై విడిపోవుట జరుగుతుంది. ఈ విధంగా విడిపోగా మిగిలిన ‘X’ ఆకారపు గుర్తులను కయాస్మేటా అంటారు.

e) డయాకైనెసిస్ :
కయాస్మాలు అంతిమ స్థితీకరణ చెందుతాయి. క్రోమోసోమ్లు పూర్తిగా కుదించబడి, అవి భవిష్యత్లో విడిపోవుటకు అవసరమై కండె పరికరం ఏర్పాటు ప్రారంభమవుతుంది. కేంద్రకాంశం అదృశ్యమవుతుంది. కేంద్రక త్వచం పలుచబడి కరిగిపోతుంది.

ప్రశ్న 4.
క్షయకరణ విభజనలోని ముఖ్యాంశాలను తెల్పండి.
జవాబు:
క్షయకరణ విభజనలో ముఖ్యాంశాలు :

1. క్షయకరణ విభజనలో క్షయకరణ విభజన – I, క్షయకరణ విభజన ॥ ఒకదాని తరువాత మరొకటి జరుగును. కాని DNA ప్రతికృతి ఒకసారి మాత్రమే జరుగుతుంది.
2. S – దశలో జనక క్రోమోసోమ్లు ప్రతికృతి జరుపుకొని రెండు సమానమైన క్రోమాటిడ్లు రూపొందడంతో క్షయకరణ విభజన | మొదలవుతుంది.
3. క్షయకరణ విభజనలో సమజాతీయ క్రోమోసోమ్లు జంటగా ఏర్పడి వాటి మధ్య పునఃసంయోజనం జరుగుతుంది.
4. క్షయకరణ విభజన – II తరువాత నాలుగు ఏకస్థితిక పిల్లకణాలు ఏర్పడతాయి.

ప్రశ్న 5.
బహుకరణ జీవులలోని కణాలలో క్రోమోసోమ్ల సంఖ్య స్థిరంగా ఉండవలెనన్న ఏరకమైన విభజన అవసరం? ఎందుకు? [Mar. ’14]
జవాబు:
సమ విభజన. దీనిలో జన్యుపరంగా తల్లి కణాన్ని పోలిన పిల్ల కణాలు ఏర్పడతాయి. వీటి జన్యురూపం ఒకే రకంగా ఉంటుంది. సమవిభజన ద్వారా బహుకణజీద్రలు పెరుగుతాయి. కణ పెరుగుదల వల్ల కేంద్రక కణద్రవ్య పరిమాణ నిష్పత్తి మారుతుంది. ఈ నిష్పత్తి పూర్వస్థితికి రావడానికి సమవిభజన అవసరము. చెడిపోయిన కణాల స్థానలో కొత్త కణాలు ఏర్పడుటలో సమవిభజన ముఖ్య పాత్ర వహిస్తుంది. కాండ అగ్రభాగం, పార్శ్వ విభాజ్యకణావళులలో జరిగే సమవిభజన వల్ల మొక్క జీవితాంతం పెరుగుతుంది.

ప్రశ్న 6.
విరామంలో లేకపోయినప్పటికీ అంతర్దశను విరామదశ అంటారు. వ్యాఖ్యానించండి?
జవాబు:

ప్రతి రెండు విభజనలకు మధ్య ఉండే దశ లేక కణచక్రములో కేంద్రక విభజన జరగని దశలనే అంతర్దశ అందురు. దీనినే విరామదశ అని కూడా అందురు. కేంద్రములో అనేక మార్పులు జరుగుతాయి. ఈ దశలో కణవిభజన అభివృద్ధికి అవసరమయ్యే వివిధ పదార్థాల ఉత్పత్తి, DNA ప్రతికృతి ఒక వరుస క్రమంలో క్రమపద్ధతిలో జరుపుకుంటూ ఉంటుంది. అంతర్దశను మూడు దశలుగా లేదా ఉపదశలుగా వర్గీకరించారు. అవి (1) G_{1 దశ (గాప్-1) (2) S దశ (ఉత్పత్తిదశ) (3) G2 దశ (గాప్ – 2).}

1. G₁ దశ :
ఇది సమవిభజనకు, DNA ప్రతికృతి మధ్య గల దశ. G, దశ జీవక్రియా పరంగా అధిక క్రియాశీలత దశగా ఉండి, కణం అభివృద్ధిని కొనసాగిస్తూ ఉంటుంది. కాని DNA ప్రతికృతి జరగదు. (1) కణం వైశాల్యం పెరుగుతుంది.
(2) RNA ప్రోటీన్ల సంశ్లేషణ జరుపుకొంటుంది.

2. S దశ :
ఈ దశలో DNA ప్రతికృతి చెందుతుంది. 2C గల DNA 4C గా రెట్టింపు అవుతుంది. కాని క్రోమోజోమ్లు సంఖ్య రెట్టింపు కాదు. ఉదాహరణకు కణచక్రంలోని G, దశలో ద్వయస్థితిక (2n) క్రోమోసోమ్లు ఉన్నట్లయితే S దశ అనంతరం కూడా ఈ ద్వయస్థితిక క్రోమోసోమ్లను కలిగి ఉంటుంది.

3. G₂ దశ :
ఈ దశలో కూడా ఆర్.ఎన్.ఎ. ప్రొటీన్ల సంశ్లేషణ కొనసాగుతూ ఉంటుంది. వీటితోపాటు నూతనంగా కణాంగాలు ఏర్పడతాయి. క్రోమోజోముల చలనానికి ఉపయోగపడే కండి పరికరం ఉత్పత్తికి అవసరమయ్యే ATP అనే శక్తి అణువులు సంశ్లేషణ కూడా ఈ దశలోనే జరుగుతుంది. ఈ మార్పులన్నీ అంతర్దశలో జరుగుతాయి. కావున అంతర్దశ నిజంగా విరామ దశ కాదు.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
అంత్య దశ ప్రథమ దశకు ఉత్కృమం? ఈ వ్యాఖ్యానం గురించి చర్చించండి?
జవాబు:

1. అంత్య దశలో క్రోమోసోమ్ల సమూహము నిజరూపమును కోల్పోయి దృవాల వద్దకు చేరుతాయి.
2. క్రోమోసోమ్ల సమూహం చుట్టూ కేంద్రకత్వచం ఏర్పడుతుంది.
3. కేంద్రకాంశం, గాల్జి సంక్లిష్టం, అంతర్జీవ ద్రవ్యజాలము పునర్నిర్మితమవుతాయి. కాని ప్రథమ దశలో
   1) క్రోమోసోమల్ పదార్థాలు సంగ్రహణం చెంది పొట్టిగా దళసరిగా ఉన్న క్రోమోసోమ్లుగా ఏర్పడతాయి.
   2) క్రోమోసోమ్ల చుట్టూ కేంద్రక త్వచం ఉండదు.
   3) కేంద్రకాంశం, గాల్జి సంక్లిష్టము, అంతర్జీవ ద్రవ్యజాలము అదృశ్యమవుతాయి.
   కావున అంత్య దశ, ప్రథమ దశకు ఉత్కృమం.

ప్రశ్న 2.
క్షయకరణ ప్రథమ దశలోని ఉపదశలను తెలపండి? ప్రతి దశలోను క్రోమోసోమ్లు చెందే మార్పులను వివరించండి?
జవాబు:
ప్రథమ దశ | ఎక్కువ కాలం పాటు జరిగే దశ. దీనిని ఐదు ఉపదశలుగా విభజిస్తారు. అవి : లెప్టోటీన్, జైగోటీన్, పాకీటీన్, డిఫ్లోటీన్, డయాకైనెసిస్.

a) లెప్టోటీన్ :
ఈ ఉపదశలో కేంద్రకం పరిమాణంలో పెద్దదవుతుంది. క్రోమోసోములు సన్నగా, పొడవుగా ఉంటాయి.

b) జైగోటీన్ లేదా వైగోనియా :
ఈ ఉపదశలో సమజాతీయ క్రోమోసోమ్ల మధ్య ఆకర్షణ ఏర్పడి అవి దగ్గరగా చేరి జతులుగా కనిపిస్తాయి. వీటిని బైవలెంట్లు (Bivalents) అంటారు. ఈ ప్రక్రియను సూత్రయుగ్మనం లేక అనుదైర్ఘ్య సంధానము అంటారు. ఇది మూడు విధాలుగా జరుగుతుంది.
i) ప్రోటెర్మినల్ సంధానం :
సూత్రయుగ్మనం క్రోమోసోమ్ల ధృవాలకొనల వద్ద ప్రారంభమై రెండో కొనవరకు కొనసాగుతుంది.

ii) ప్రొసెంట్రిక్ సంధానం :
సూత్రయుగ్మనం సెంట్రోమియర్ వద్ద ప్రారంభమై రెండు వైపులకు కొనసాగుతుంది.

iii) రాండమ్ (Random) లేదా ఇంటర్మీడియట్ సంధానం :
క్రోమోసోమ్లు అనేక చోట్ల సూత్రయుగ్మనం చెందుతాయి. జైగోటిన్ దశలో కేంద్రకాంశం పెరుగుతుంది. కండెపోగులు ఏర్పడటం మొదలవుతుంది.

c) పాకీటీన్ లేదా పాకీనీమా లేదా జన్యు పునఃసంయోజన దశ :
ఈ దశలో ప్రతి క్రోమోసోమ్ రెండు క్రొమాటిడ్లగా చీలుతుంది. ఫలితంగా ప్రతి బైవలెంట్లో 4 క్రోమాటిడ్లు కనిపిస్తాయి. వీటిని ‘పాకీటీన్ చతుష్కాలు’ (Pachytene tetrads) అంటారు. బైవలెంట్లోని ఒకే క్రోమోసోమ్కు చెందిన క్రొమాటిడ్లను ‘సోదర క్రొమాటిడ్లు’ (Sister chromatids) అని, వేరువేరు క్రోమోసోమ్లకు చెందిన క్రొమాటిడ్లను ‘సోదరేతర క్రొమాటిడ్లు’ (Non-sister chromatids) అని అంటారు. సోదరేతర క్రొమాటిడ్ల మధ్య ఒకటి, రెండు లేదా ఎక్కువ ప్రదేశాల్లో అతుక్కుంటాయి. క్రొమాటిడ్లు ఒక దానితో మరొకటి భౌతికంగా అతుక్కొనే ప్రదేశాలను ‘కయాస్మేట’ (Chiasmata) అంటారు. ఈ దశలో క్రోమోసోమ్లు ‘X’ ఆకారంలో కనిపిస్తాయి. ఈ స్థానాల్లో ఎండోన్యూక్లియేజ్ చర్యల వల్ల క్రొమాటిడ్లు ముక్కలుగా విరుగుతాయి. తెగిన ఈ సోదరేతర క్రొమాటిడ్ ముక్కలు పరస్పరం స్థానమార్పిడి చెంది తిరిగి “లైగేజ్” చర్య వల్ల అతుక్కుంటాయి. ఈ విధంగా స్త్రీ, పురుష క్రోమోసోమ్ల మధ్య జన్యు పదార్థం మార్పిడి చెంది జన్యుపునఃసంయోజనాలేర్పడతాయి. ఈ దృగ్విషయాన్ని ‘పారగతి’ (Crossing over) అంటారు. దీనివల్ల కొత్త జాతులు ఆవిర్భవించి జీవపరిణామం సంభవిస్తుంది.

d) డిప్లోటీన్ :
సినాప్టోనీమల్ సంక్లిష్టం కరిగిపోవుట బైవలెంట్ లోని సమజాతీయ క్రోమోసోమ్లు జన్యుమార్పిడి జరిగిన ప్రదేశాల వద్ద తప్ప మిగిలిన భాగం అంతా వికర్షణకులోనై విడిపోవుట జరుగుతుంది. ఈ విధంగా విడిపోగా మిగిలిన ‘X’ ఆకారపు గుర్తులను కయాస్మేటా అంటారు.

e) డయాకైనెసిస్ :
కయాస్మాలు అంతిమ స్థితీకరణ చెందుతాయి. క్రోమోసోమ్లు పూర్తిగా కుదించబడి, అవి భవిష్యత్లో విడిపోవుటకు అవసరమై కండె పరికరం ఏర్పాటు ప్రారంభమవుతుంది. కేంద్రకాంశం అదృశ్యమవుతుంది. కేంద్రక త్వచం పలుచబడి కరిగిపోతుంది.

ప్రశ్న 3.
సమవిభజన, క్షయకరణ విభజనలలో వివిధ దశలలోని తేడాలను వివరించండి?
జవాబు:

ప్రశ్న 4.
ఈ క్రింది వాటి గురించి క్లుప్తంగా తెలపండి.
(a) సినాప్టోనీమల్ సంక్లిష్టం
(b) మధ్యస్థ దశ ఫలకం
జవాబు:
(a) సినాప్టోనీమల్ సంక్లిష్టం :
సమ జాతీయ క్రోమోసోములు జతలుగా ఏర్పడతాయి. వీటిని బైవాలెంట్లు అంటారు. ఈ ప్రక్రియను అనుదైర్ఘ్య సందానము లేక సూత్రయుగ్మనము అంటారు. ఈ ప్రక్రియ క్రోమోసోమ్ల రెండు కొనలలో ఏర్పడి సెంట్రోమియర్ వైపుకు జరగవచ్చు. దీనిని ప్రోటెర్మినల్ సందానము అని, సెంట్రోమియర్ వద్ద ఏర్పడి, కొనల వైపుకు జరుగుటకు ప్రొసెంట్రిక్ సంధానము అని, లేదా వివిధ ప్రదేశాలలో కలుసుకుని ఉంటే రాండమ్ సంధానము’ అని అంటారు. ఈ సమజాతీయ క్రోమోసోమ్లు మందమైన ప్రోటీన్ కల ఫ్రేమ్చే అతకబడి ఉండుటవల్ల దీనిని సినాప్టోనీయల్ సంక్లిష్టము (SC) అని అంటారు. దీనివల్ల పారగతి జరిగి, జన్యుమార్పిడి, వైవిద్యాలు, జీవ పరిణామం సంభవిస్తుంది.

(b) మధ్యస్థ దశ ఫలకం :
మద్య దశ క్రోమోసోమ్లో రెండు సోదర క్రొమాటిడ్లు సెంట్రోమియర్కు అతుక్కుని ఉంటాయి. సెంట్రోమియర్ ఉపరితల భాగంలో కల సూక్ష్మ చక్రంలాంటి నిర్మాణాలను కైనిటోకోర్లు అంటారు. కండెపోగులు కైనిటోకోర్తో లగ్నీకృతం చెంది క్రోమోసోమ్లను కణ మధ్య భాగానికి చేరుస్తాయి. క్రోమోసోమ్లు కణ మధ్యలో అమరి ఉండి, ప్రతి క్రోమోసోమ్లోని ఒక క్రొమాటిడ్ ఒక ధృవం నుండి ఏర్పడిన కండె పొగుల ద్వారా కైనిటోకోర్తో అతుక్కుని తోటి క్రొమాటిడ్ రెండవ ధృవంలోని కండె పొగుల ద్వారా కైనిటోకోర్కు అతుక్కుంటుంది. ఈ దశలో క్రోమోసోమ్ల అమరిక తలమును మధ్యస్థ ఫలకం అంటారు.

ప్రశ్న 5.
బహుకణయుత జీవులలో సమవిభజన, క్షయకరణ విభజనల ప్రాముఖ్యతను తెలపండి.
జవాబు:
(a) సమవిభజన ప్రాముఖ్యత :

1. జీవులలో పెరుగుదలకు సమవిభజన కారణము.
2. సమవిభజనలో జన్యుపరంగా తల్లి కణాన్ని పోలిన పిల్లకణాలు ఏర్పడతాయి. వీటి జన్యురూపం ఒకే రకంగా ఉంటుంది.
3. ఏకకణ జీవులలో సమవిభజన ప్రత్యుత్పత్తికి తోడ్పడుతుంది.
4. చెడిపోయిన కణాల స్థానంలో కొత్తకణాలు ఏర్పడుటకు సమవిభజన అవసరం.
5. తెగిన గాయాలు మాన్పుటకు, శాఖీయ ప్రత్యుత్పత్తికి సమవిభజన అవసరము.

(b) క్షయకరణ విభజన ప్రాముఖ్యత :

1. జాతి నిర్థిష్ట క్రోమోసోమ్ల సంఖ్య తరతరాలకు మారకుండా ఉంటుంది.
2. పారగతి జరుగుటవల్ల జన్యు వైవిద్యాలు ఏర్పడి, జీవ పరిణామం సంభవిస్తుంది.
3. దీనివల్ల సంయోగబీజాలు ఏర్పడి, లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి జరుగుతుంది.

Intext Question and Answers

ప్రశ్న 1.
క్రోమోసోమ్లను రంగు వేయడానికి ఉపయోగించే అభిరంజకం పేరేమిటి ?
జవాబు:
జింసా (Giensa) అభిరంజకము.

ప్రశ్న 2.
నియంత్రణ లేకుండా కణవిభజన జరిగితే సంభవించే వ్యాధి లక్షణాన్ని తెలపండి?
జవాబు:
కాన్సర్

ప్రశ్న 3.
ఒక జీవిలో రెండు జతల క్రోమోసోమ్లు (క్రోమోసోమ్ల సంఖ్య – 4) ఉన్నాయి. క్షయకరణ విభజన II లోని వివిధ దశలలో క్రోమోసోమ్ల అమరికను పటాల సహాయంతో తెలపండి?
జవాబు:

ప్రశ్న 4.
క్షయకరణ విభజనలో జన్యు పునఃసంయోజనం, మెండీలియన్ పునఃసంయోజనం సంభవిస్తుంది. చర్చించండి.
జవాబు:
క్షయకరణ విభజనలో అనువంశిక లక్షణాలు ఒక తరం నుండి మరొక తరానికి సంక్రమించుటలో క్రోమోసోమ్లు ముఖ్యపాత్ర వహిస్తాయి. ప్రథమ దశ I లో సమజాతీయ క్రోమోసోమ్లపై ఉన్న జన్యువుల మద్య పారగతి జరిగి జన్యుపునఃసంయోజనాలు ఏర్పడతాయి. తర్వాతి ఈ జన్యువులు పిల్ల కణాలలోనికి వితరణ చెందుతాయి. ఇది పారగతి వల్లనే కాకుండా, క్రోమోసోమ్ల రాండమ్ వితరణ వల్ల సంభవిస్తుంది. దీనివల్ల పారగతి జరగినప్పటికి జన్యుపునః సంయోజనాలు కనిపిస్తాయి.

ప్రశ్న 5.
ఏక కణయుత, బహుకణయుత జీవులు సమవిభజన జరుపుకొంటాయి. ఈ రెండు విధానాలలో ఏవైనా తేడాలుంటే వివరించండి?
జవాబు:
ఏకకణ జీవులలో సమవిభజన ద్విదా విచ్ఛిత్తి ద్వారా జరుగుతుంది. బహూకణ జీవులలో సమవిభజన జరుగుతాయి.

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Physics Study Material 8th Lesson డోలనాలు Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Physics Study Material 8th Lesson డోలనాలు

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
డోలనాత్మకం కాని ఆవర్తన చలనాలకు రెండు ఉదాహరణలు ఇవ్వండి.
జవాబు:

1. సూర్యుడి చుట్టూ గ్రహాల చలనం
2. కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్ల చలనం

ప్రశ్న 2.
సరళ హరాత్మక చలన స్థానభ్రంశాన్ని y = a sin (20t + 4) తో సూచించారు. కాలాన్ని 210/ఱ పెంచితే దాని స్థానభ్రంశం ఎంత
జవాబు:
స.హ.చ. లో స్థానభ్రంశము y = a sin (20t + 4)
ఆవర్తన కాలం T = \(\frac{2 \pi}{\omega}\) పెరిగినా, కణం యొక్క స్థానభ్రంశం మారదు.

ప్రశ్న 3.
ఒక బాలిక ఊయలలో కూర్చొని ఊగుతుంది. బాలిక ఊయలలో నిలబడితే దాని డోలన పౌనఃపున్యం ఏవిధంగా మారుతుంది?
జవాబు:

బాలిక నిలబడి ఊయల ఊగుతుంటే, ద్రవ్యరాశి కేంద్రం స్థానం పైకి మారి, పొడవు (1) తగ్గుతుంది. కాబట్టి డోలన పౌనః పున్యము పెరుగుతుంది.

ప్రశ్న 4.
లఘులోలకం గుండు నీటితో నిండిన ఒక బోలు గోళం. గోళం నుంచి నీరు కారిపోతుంటే దాని డోలనావర్తన కాలం ఏవిధంగా మారుతుంది?
జవాబు:
గోళం బోలుగా ఉన్నా (లేదా) పూర్తిగా నీటితో నింపినా ఆవర్తనకాలం ఒకే విధంగా ఉంటుంది. గోళం నుండి నీరు బయటకు పోతుంటే గోళం గరిమనాభి క్రిందకు మారుతుంది. లోలకం పొడవు పెరిగి, ఆవర్తన కాలం కూడా పెరుగుతుంది. గోళం పూర్తిగా ఖాళీ అయితే, గరిమనాభిపైకి మారుతుంది. అప్పుడు లోలకం పొడవు తగ్గి, ఆవర్తన కాలం కూడా తగ్గుతుంది.

ప్రశ్న 5.
లఘులోలకానికి కట్టిన చెక్క గుండుకు బదులు దాన్ని పోలి ఉండే అల్యూమినియం గుండును ఉపయోగిస్తే దాని ఆవర్తన కాలం ఏవిధంగా మారుతుంది?
జవాబు:
ఆవర్తన కాలం (T) = 2π \(\sqrt{\frac{1}{g}}\)
ఆవర్తన కాలం గోళం యొక్క ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడదు.
చెక్కగుండును తొలగించి, అదేవిధమైన అల్యూమినియమ్ గుండును ఉంచినా ఆవర్తన కాలం మారదు.

ప్రశ్న 6.
లోలక గడియారాన్ని పర్వతం పైకి తీసుకొని వెళితే అది సమయాన్ని పొందుతుందా? కోల్పోతుందా?
జవాబు:
T ∝ \(\frac{1}{\sqrt{g}}\) పర్వతం పైన g విలువ తక్కువగా ఉండును. కాబట్టి ఆవర్తన కాలం పెరుగుతుంది. అనగా లోలకం ఒకపూర్తి

డోలనం చేయడానికి ఎక్కువ సమయం పడతుంది. అందువల్ల పర్వతం మీద లోలక గడియారం కాలాన్ని కోల్పోతుంది.

ప్రశ్న 7.
భూమధ్య రేఖ వద్ద సరైన సమయాన్ని చూపే లోలక గడియారాన్ని ధ్రువాల వద్దకు తీసుకొనిపోతే అది సమయాన్ని పొందుతుందా? కోల్పోతుందా? అయితే ఎందుకు?
జవాబు:
ఆవర్తన కాలం (T) = 2π \(\sqrt{\frac{1}{g}}\)
g విలువ భూమధ్యరేఖ వద్ద కన్నా ధృవాల వద్ద ఎక్కువ లోలక గడియారంను ధృవాల వద్దకు తీసుకుపోతే g విలువ పెరిగి ఆవర్తనకాలం తగ్గుతుంది. కాబట్టి లోలక గడియారం కాలాన్ని పొందుతుంది.

ప్రశ్న 8.
సరళ హరాత్మక చలనం చేసే కణం స్థానభ్రంశం కంపన పరిమితిలో సగానికి సమానమైనప్పుడు, దానిమొత్తం శక్తిలో KE. వంతు ఎంత?
జవాబు:

ప్రశ్న 9.
సరల హరాత్మక డోలకం కంపన పరిమితిని రెట్టింపు చేస్తే దాని శక్తి ఏవిధంగా మారుతుంది ?
జవాబు:
మొత్తం శక్తి (E) = \(\frac{1}{2}\)mω²A²
కంపన పరిమితి రెట్టింపైతే
E’ = \(\frac{1}{2}\)mω²(2A)²
E’ = 4 × \(\frac{1}{2}\)mω²A²
E’ = 4E
∴ శక్తి నాలుగు రెట్లు పెరుగుతుంది.

ప్రశ్న 10.
కృత్రిమ ఉపగ్రహంలో లఘులోలకాన్ని ఉపయోగించవచ్చా?
జవాబు:
లేదు. కృత్రిమ ఉపగ్రహంలో గురుత్వత్వరణం శూన్యం కాబట్టి కృత్రిమ ఉపగ్రహంలో లఘులోలకాన్ని ఉపయోగించలేము.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
సరళ హరాత్మక చలనాన్ని నిర్వచించండి. రెండు ఉదాహరణలు ఇవ్వండి.
జవాబు:
సరళ హరాత్మక చలనం :
ఏదైనా ఒక వస్తువు ఒక స్థిర మాధ్యమిక బిందువు పరంగా రేఖాగమనం చేస్తున్నప్పుడు, దాని త్వరణం మాధ్యమిక బిందువు నుంచి ఆ వస్తువు స్థానభ్రంశానికి అనులోమానుపాతంలో ఉండి, ఎప్పుడూ ఆ మాధ్యమిక బిందువువైపే ఉంటే ఆ చలనాన్ని సరళహరాత్మక చలనం అంటారు.
a ∝ – x
వస్తువు స.హ.చ. లో ఉన్నప్పుడు మాధ్యమిక స్థానం నుండి x స్థానభ్రంశంలో ఉన్నప్పుడు వస్తువు యొక్క త్వరణం a. స.హ.చ. లో ఉన్నకణం యొక్క స్థానభ్రంశం x(t) = A cos (ωt + Φ)

ఉదాహరణలు :

1. లఘులోలకం యొక్క చలనం.
2. స్ప్రింగ్కు వ్రేలాడదీసిన ద్రవ్యరాశి యొక్క చలనం.
3. ఘన పదార్థాలలో పరమాణువుల యొక్క చలనం.
4. నీటిమీద తేలే బెండు.

ప్రశ్న 2.
సరళ హరాత్మక చలనం చేసే కణం స్థానభ్రంశం, వేగం, త్వరణాలు కాలం దృష్ట్యా మారే విధానాన్ని గ్రాఫ్ ద్వారా సూచించండి.
జవాబు:

Φ = 0 తీసుకుంటే x(t), υ(t) మరియు a(t) లను ఈ విధంగా వ్రాయవచ్చు.
x(t) = A cos ωt, υ(t) = -Aωsinωt
a(t) = – ω²A cos ωt.
వీటికి సంబంధించిన గ్రాఫ్లను పటంలో చూడండి. అన్ని రాశులు కాలంతోపాటు సైను వక్రీయంగా (sinusoidally) మారుతూ ఉంటాయని తెలుస్తుంది.

x(t) విలువ – A నుండి A మధ్యమారుతుంది; υ(t) విలువ – ωA నుండి ωA వరకు మారుతుంది మరియు a(t) విలువ – ω²A నుండి ω²A మధ్య మారుతూ స్థానభ్రంశం, వేగం మధ్య దశాభేదం \(\frac{2 \pi}{2}\) మరియు స్థానభ్రంశం,
త్వరణం మధ్య దశాభేదం π.

ప్రశ్న 3.
దశ అంటే ఏమిటి? సరళ హరాత్మక చలనంలో స్థానభ్రంశం, వేగం, త్వరణాల మధ్య దశా సంబంధాన్ని చర్చించండి.
జవాబు:
దశ :
సరళ హరాత్మక చలనంలో ఉన్న కణం తత్కాల స్థానము, దిశాపరంగా దాని కంపనస్థితిని దశ అని నిర్వచిస్తారు.
i) స్థానభ్రంశం : x = A cos (ωt – Φ), (ωt – Φ) అనునది దశ. ఇక్కడ Φ తొలిదశ.
ii) వేగం : V = -Aω sin (ωt – Φ), ఇక్కడ (ωt – Φ) దశా కోణం
iii) త్వరణం : a = -ω²A cos (ωt – Φ), ఇక్కడ కూడా (ωt – Φ) దశాకోణం
స్థానభ్రంశం మరియు వేగం మధ్య దశాభేదం \(\frac{2 \pi}{2}\)
వేగం మరియు త్వరణం మధ్య దశాభేదం \(\frac{2 \pi}{2}\)
స్థానభ్రంశం మరియు త్వరణం మధ్య దశాభేదం = π

ప్రశ్న 4.
k బల స్థిరాంకం గల స్ప్రింగుకు m ద్రవ్యరాశిని తగిలించారు. స్ప్రింగ్ వ్యవస్థ చేసే డోలన పౌనః పున్యానికి సమీకరణం రాబట్టండి.
జవాబు:

దృఢమైన ఆధారం నుండి నిలువుగా వేలాడే స్ప్రింగ్ కొనకు m ద్రవ్యరాశి గల వస్తువును వేలాడదీశామనుకోండి దానిని కొద్దిగా కిందికి లాగి వదిలితే, మాధ్యమిక బిందువుపరంగా నిలువు తలంలో డోలనాలు చేస్తుంది.

పునఃస్థాపకబలం, స్థానభ్రంశానికి అనులోమానుపాతంలోను మరియు వ్యతిరేకదిశలోను ఉంటుంది.
F ∝ – y F = – ky ——— (1)
ఇక్కడ k అనుపాత స్థిరాంకం
Ma = – ky (∵ F = Ma)
a = – (\(\frac{K}{M}\))y …………….. (2)

అనగా త్వరణం, స్థానభ్రంశానికి అనులోమానుపాతంలోను మరియు వ్యతిరేక దిశలోను ఉండును.
K మరియు M స్థిరాంకాలు కావున a c – y గా వ్రాయవచ్చు.
(2) వ సమీకరణంను a = – ω²yతో పోల్చగా

ప్రశ్న 5.
సరళ హరాత్మక డోలకానికి గతిజ, స్థితిజ శక్తులకు సమీకరణాలను రాబట్టండి.
జవాబు:
సరళ హరాత్మక డోలకం యొక్క గతిజ శక్తి :
స.హ.చ.లోవున్న కణం యొక్క వేగం v = ω\(\sqrt{{A^2}-{y^2}}\)
∴ గతిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mv² = \(\frac{1}{2}\)mω²(A² – y²)
У = 0 అయినప్పుడు, (గతిజశక్తి)_{గరిష్ఠం} = \(\frac{1}{2}\)mω²A² (మాధ్యమిక స్థానం)
y = A అయినప్పుడు, (గతిజశక్తి)_{కనిష్టం} = 0 (అంత్యస్థానం)
∴ మాధ్యమిక స్థానం వద్ద గతిజశక్తి గరిష్ఠంగాను, అంత్యస్థానాల వద్ద కనిష్ఠంగాను ఉంటుంది.

సరళహరాత్మక డోలకం యొక్క స్థితిజశక్తి :
సరళహరాత్మక డోలనాలు చేయుచున్న కణం యొక్క స్థానభ్రంశం పెరిగితే, పునః స్థాపకబలం కూడా పెరుగుతుంది. పునః స్థాపక బలం స్థానభ్రంశానికి వ్యతిరేక దిశలో ఉంటుంది. కాబట్టి పునఃస్థాపక బలానికి వ్యతిరేకంగా స్థానభ్రంశం చెందాలంటే కొంత పని జరగాలి.
y స్థానభ్రంశం వద్ద పునఃస్థాపకబలం F అయితే
సగటు నిరోధక బలం = \(\frac{O+F}{2}\) = \(\frac{F}{2}\)
∴ y స్థానభ్రంశాన్ని పొందేందుకు జరిగే పని = సగటు బలం × స్థానభ్రంశం
ω = \(\frac{F}{2}\) × y
ω = \(\frac{ma y}{2}\) ……….. (1) (∵ F=ma)
స.హ.చలో ఉన్న కణం త్వరణం
a = ω²y ……………. (2)
(1) మరియు (2) సమీకరణాలను ఉపయోగించి
జరిగినపని (ω) = \(\frac{1}{2}\)mω²y²
ఈ పని ఆ కణంలో స్థితిజశక్తి రూపంలో నిల్వయుండును.
∴ స్థితిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²y²
y = 0 అయితే(స్థితిజ శక్తి)_{కనిష్ఠం} = 0 (మాధ్యమిక స్థానం వద్ద)
y = A అయితే (స్థితిజశక్తి)_{గరిష్ఠం} = \(\frac{1}{2}\)mω²A² (అంత్యస్థానం వద్ద)
∴ స్థితిజశక్తి మాధ్యమిక స్థానం వద్ద కనిష్ఠంగాను మరియు అంత్యస్థానాల వద్ద గరిష్ఠంగాను ఉంటుంది.

ప్రశ్న 6.
డోలనాలు చేసే లఘులోలకం ఒక అంత్యస్థానం నుంచి మరో అంత్యస్థానానికి చలించే సమయంలో శక్తి ఏవిధంగా మారుతుంది?
జవాబు:
కణం స.హ.చలోవున్నప్పుడు ఏదైనా బిందువువద్ద దాని మొత్తం శక్తి, స్థితిజ శక్తి, గతిజ శక్తుల మొత్తానికి సమానం.
మొత్తం శక్తి (E) = గతిజశక్తి + స్థితిజశక్తి
గతిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²(A² – y²)

మాధ్యమిక స్థానం నుండి, అంత్యస్థానానికి పోయేసరికి గతిజశక్తి, స్థితిజశక్తిగా మారుతుంది.

ప్రశ్న 7.
సరళ హరాత్మక చలనం చేసే కణం స్థానభ్రంశం, వేగం, త్వరణాలకు సమాసాలను ఉత్పాదించండి.
జవాబు:
A వ్యాసార్థంగల వృత్తి పరిధిపై సమకోణీయ వేగం ω తో గమనంలో ఉన్న కణం Pని తీసుకుందాం. P నుండి yy’కు PN లంబాన్ని గీశామనుకోండి.
P వృత్త పరిధి వెంట చలిస్తే, N మాధ్యమిక స్థానం 0 పరంగా yy’ వ్యాసంపై అటూ, ఇటూ చలిస్తుంది.

∠POX = = θ, OP = A, ON = y అనుకొనుము.
ONP త్రిభుజం నుండి sin ωt = \(\frac{ON}{OP}\)
ON = OP sin ωt
y = A sin ωt ……………. (1)

వేగము : స.హ.చ.లో ఉన్న కణం యొక్క వేగం

త్వరణం : వేగంలో మార్పురేటు స.హ.చ. లోవున్న కణం యొక్క త్వరణాన్ని ఇస్తుంది.
a = \(\frac{dv}{dt}=\frac{d}{dt}\)(Aω cos ωt) = -Aω² sin ωt
∴ a = – ω²y ……………. (3)

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
సరళ హరాత్మక చలనాన్ని నిర్వచించండి. ఏకరీతి వృత్తాకార చలనం చేసే కణం విక్షేపం (ఏదైనా) వ్యాసం పై సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుందని చూపండి.
జవాబు:
సరళహరాత్మక చలనం :
ఏదైనా ఒక వస్తువు ఒక స్థిర మాధ్యమిక బిందువు పరంగా రేఖాగమనం చేస్తున్నప్పుడు, దాని త్వరణం మాధ్యమిక బిందువు నుంచి ఆ వస్తువు స్థానభ్రంశానికి అనులోమానుపాతంలో ఉండి, ఎప్పుడూ ఆ మాధ్యమిక బిందువువైపే ఉంటే ఆ చలనాన్ని సరళ హరాత్మక చలనం అంటారు.
a ∝ -y

వృత్తవ్యాసంపై ఏకరీతి వృత్తాకార చలనం ఆచ్ఛాదన సరళ హరాత్మక చలనం అని చూపుట :
A వ్యాసార్థం గల వృత్త పరిధిపై సమకోణీయ వేగం ω తో చలనంలో ఉన్న కణం P ని తీసుకుందాం. పటంలో చూపినట్లు ‘O’ వృత్తకేంద్రం XX’, YY’ లు రెండు పరస్పరం లంబంగా ఉన్న వృత్త వ్యాసాలని అనుకుందాం. PN అనునది P నుండి Y కు లంబంగా గీయబడిందనుకుందాం. వృత్త పరిధిపై గమనంలో ఉన్నప్పుడు N వ్యాసం YY మీద ‘O’ కు అటూ, ఇటూ చలనంలో ఉంటుంది. అంటే YY’ వ్యాసంపై P గమనం ఆచ్ఛాదనే N చలనం అన్నమాట. ‘O’ ను దాటిన తర్వాత ఏదైనా తత్కాల సమయం t వద్ద N స్థితిని గమనిద్దాం. ఈ స్థితిలో P కోణీయ స్థానభ్రంశం ∠XOP = θ
= ωt అనుకుందాం.

ONP త్రిభుజం నుండి, sin ωt = \(\frac{ON}{OP}\)
ON = OP sin ωt (∵ ON = y, OP = A)
y = A sin ωt ………….. (1)
(1) వ సమీకరణంను ‘t’ తో అవకలనం చేయగా

(2) వ సమీకరణంను ‘t’ తో అవకలనం చేయగా, త్వరణం వస్తుంది.
a = \(\frac{dv}{dt}=\frac{d}{dt}\)(Aω cos ωt)
a = -(Aω cos ωt) (∵ y = A sin ωt)
a = -ω²y ………….. (4)
(4) వ సమీకరణం నుండి a ∝ – y …………. (5)

కాబట్టి త్వరణము, స్థానభ్రంశానికి అనులోమానుపాతంలోను మరియు వ్యతిరేకదిశలోను ఉంది. కాబట్టి N యొక్క చలనం కూడా సరళ హరాత్మకం అవుతుంది.

ప్రశ్న 2.
లఘులోలకం చలనం సరళ హరాత్మకం అని చూపి, దాని డోలనావర్తన కాలానికి సమీకరణం ఉత్పాదించండి. సెకండ్ల లోలకం అంటే ఏమిటి? [Mar. ’14, ’13; May ’13]
జవాబు:
i) ఒక లఘులోలకం m ద్రవ్యరాశి గల లోహపు గోళం కలిగి ఉందనుకుందాం. ఈ గోళాన్ని దృఢమైన ఆధారం నుండి సాగుటకు వీలులేని దారంతో L పొడవు దారంతో వ్రేలాడదీశామనుకుందాం.

ii) గోళాన్ని కొద్దిగా ప్రక్కకు లాగివదిలితే, అది మాధ్యమిక స్థానానికి అటూ, ఇటూ డోలనాలు చేస్తుంది.

iii) θ అనునది కోణీయ స్థానభ్రంశం మరియు T అనునది దారంలో తన్యత.

iv) గోళంపై పనిచేసే బలాలు (a) దారంలో తన్యత T (b) భారం mg నిట్టనిలువుగా కిందకు పనిచేస్తుంది.

v) లోలకం భారం mg ని రెండు అంశాలుగా విభజించవచ్చు.
(1) mg cos θ PA దిశలో మరియు (2) mg sin θ PB దిశలో పనిచేస్తుంది.

vi) పటంలో P బిందువు వద్ద T = mg cos θ ………….. (1)

vii) బలం mg sin θ పునః స్థాపక టార్క్ను కలిగించి, గోళంను మాధ్యమిక స్థానం వైపు తీసుకు వస్తుంది.

vii) పునఃస్థాపక టార్క్ (7 ) = పునఃస్థాపక బలం × లంబదూరం
τ = – mg sin θ × L ………….. (2)
ఇక్కడ ఋణగుర్తు టార్క్ పనిచేయుటవల్ల θ క్షీణిస్తుందని తెలుపుతుంది.
sin θ కు బదులుగా 6 ను తీసుకుంటే, అనగా sin θ ≈ θ

ix) సమీకరణం (3) ప్రకారం, τ ∝ θ మరియు ఈ టార్క్ గోళాన్ని తిరిగి సమతాస్థితికి చేరుస్తుంది.
గోళాన్ని స్వేచ్ఛగా వదిలితే, అది కోణీయ సరళహరాత్మక చలనం చేస్తుంది.
τ = kθ, సమీకరణాన్ని 3 వ సమీకరణంతోపోల్చగా, స్ప్రింగ్ కారకం k = mgL

x) ఇక్కడ జఢత్వ కారకం వ్రేలాడ దీసిన బిందువుపరంగా గోళం జడత్వ భ్రామకం = mL²


సెకన్ల లోలకం : ఆవర్తనకాలం 2 సెకండ్లు గల లోలకాన్ని సెకన్ల లోలకం అంటారు.
T = 2 సెకన్లు

ప్రశ్న 3.
సరళహరాత్మక డోలకం గతిజ, స్థితిజ శక్తులకు సమీకరణాలను ఉత్పాదించండి. సరళ హరాత్మక చలనంలోని కణం పథంపై అన్ని బిందువుల వద్ద మొత్తం శక్తి స్థిరం అని చూపండి.
జవాబు:
గతిజశక్తి :
స.హ.చ. లోవున్న కణం యొక్క వేగం (v) = ω\(\sqrt{{A^2}-{y^2}}\)
∴ గతిజ శక్తి = \(\frac{1}{2}\)mv² = \(\frac{1}{2}\) mω²(A² – y²) ……….. (1)
y = A sin ωt అని మనకు తెలుసు
గతిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²A²(1 – sin²ωt) ………….. (2)
y = 0, అయినప్పుడు (గతిజశక్తి)_{గరిష్ఠం} = \(\frac{1}{2}\)mω²A² (మాధ్యమిక స్థానం)
y = A అయినప్పుడు, (గతిజశక్తి)_{కనిష్ఠం} = 0 (అంత్యస్థానాల వద్ద)
∴ మాధ్యమిక స్థానం వద్ద గతిజశక్తి గరిష్ఠంగాను, అంత్యస్థానాల వద్ద గతిజశక్తి కనిష్టంగా ఉంటుంది.

స్థితిజశక్తి :
సరళ హరాత్మక చలనాలు చేయుచున్న కణం స్థానభ్రంశం పెరిగేకొద్ది పునః స్థాపక బలం కూడా పెరుగుతుంది. పునః స్థాపక బలం, స్థానభ్రంశానికి వ్యతిరేక దిశలో ఉంటుంది. పునఃస్థాపక బలానికి వ్యతిరేకంగా స్థానభ్రంశం చెందుటకు కొంత పని జరగాలి. y స్థానభ్రంశం వద్ద పునఃస్థాపకబలం F.
సగటు నిరోధకబలం = \(\frac{O+F}{2}\) = \(\frac{F}{2}\)
y స్థానభ్రంశాన్ని పొందేందుకు జరిగేపని = సగటుబలం × స్థానభ్రంశం
ω = \(\frac{F}{2}\) × y
ω = \(\frac{ma y}{2}\) …………… (3) (∵ F = ma)
స.హ.చ. లో కణం యొక్క త్వరణం, a = -ω²y …………. (4)
(3) మరియు (4) సమీకరణాలను ఉపయోగించి
మొత్తం పని (W) = \(\frac{1}{2}\)mω²y²
ఈ పని, దానిలో స్థితిజశక్తి రూపంలో ఉంటుంది.
∴ స్థితిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²y² …………. (5)
∴ స్థితిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²A² sin² ωt …………. (6) (∵ y = A sin ωt)
y = 0, అయితే (స్థితిజశక్తి)_{కనిష్టం} = 0 (మాధ్యమిక స్థానం వద్ద)
y = A, అయితే (స్థితిజశక్తి)_{గరిష్టం} = \(\frac{1}{2}\)mω²A² (అంత్యస్థానాల వద్ద)
∴ అంత్య స్థానాల వద్ద స్థితిజశక్తి గరిష్ఠంగాను, మాధ్యమిక స్థానం వద్ద స్థితిజశక్తి కనిష్టంగాను ఉంటుంది.

మొత్తం శక్తి (E) :
ఏ బిందువు వద్దనైనా స.హ.చ. లో వున్న కణం యొక్క మొత్తం శక్తి, స్థితిజ మరియు గతిజశక్తుల మొత్తానికి సమానం.

మొత్తం శక్తి (E) = గతిజశక్తి + స్థితిజశక్తి
గతిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²(A² – y²)
స్థితిజశక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²y²
మొత్తం శక్తి = \(\frac{1}{2}\)mω²(A² – y²) + \(\frac{1}{2}\)mω²y² = \(\frac{1}{2}\)mω²A²
మాధ్యమిక స్థానంవద్ద y = 0, స్థితిజశక్తి = 0, (గతిజశక్తి)_{గరిష్టం} = \(\frac{1}{2}\)mω²A²
∴ మొత్తం శక్తి = గతిజశక్తి + స్థితిజ శక్తి
= \(\frac{1}{2}\)mω²A² + 0 = \(\frac{1}{2}\)mω²A²
అంత్యస్థానాల వద్ద y = A, గతిజశక్తి = 0 మరియు

(స్థితిజశక్తి)_{గరిష్టం} = \(\frac{1}{2}\)mω²A²
∴ మొత్తం శక్తి = గతిజశక్తి + స్థితిజ శక్తి
= 0 + \(\frac{1}{2}\)mω²A² = \(\frac{1}{2}\)mω²A²
మాధ్యమిక స్థానం నుండి అంత్యస్థానానికి పోయేసరికి గతిజశక్తి, స్థితిజశక్తిగా మారును.

లెక్కలు (Problems)

ప్రశ్న 1.
బోలుగా ఉండే ఇత్తడి గోళంతో ఒక లోలకం గుండును తయారు చేశారు. దాన్ని పూర్తిగా నీటితో నింపితే దాని డోలనావర్తన కాలం ఏమవుతుంది? ఎందువల్ల?
సాధన:
ఆవర్తన కాలం (T) = 2π\(\sqrt{\frac{l}{g}}\)
గోళం బోలుగా ఉన్నా (లేదా) పూర్తిగా నీటితో నింపి నప్పుడు, ఆవర్తన కాలం ఒకేవిధంగా ఉంటుంది. గోళం నుండి నీరు బయటకుపోతే, లోలకం పొడవు పెరిగి, ఆవర్తనకాలం కూడా పెరుగుతుంది. గోళం పూర్తిగా ఖాళీ అయిపోతే గరిమనాభిపైకి మారి, లోలకం పొడవు తగ్గుతుంది. అప్పుడు ఆవర్తనకాలం కూడా తగ్గుతుంది.

ప్రశ్న 2.
k బల స్థిరాంకం గల రెండు సర్వసమానమైన స్ప్రింగ్లను శ్రేణిలో (ఒకదాని కొనకు మరొకటి) కలిపితే సంయుక్త స్ప్రింగ్ ప్రభావత్మక బల స్థిరాంకం ఎంత ?
సాధన:
k₁ = k₂ = k
రెండు స్ప్రింగ్లను శ్రేణిలో కలిపితే

ప్రశ్న 3.
సరళ హరాత్మక చలనంలో మాధ్యమిక స్థానం వద్ద ఏయే భౌతికరాశులు గరిష్ఠ విలువను కలిగి ఉంటాయి?
సాధన:
i) వేగం V_{గరిష్టం} = Aω
ii) గతిజశక్తి (K.E)_{గరిష్టం} = \(\frac{1}{2}\)mω²A².

ప్రశ్న 4.
సరళ హరాత్మక చలనంలో ఉన్న కణం గరిష్ట వేగం, గరిష్ఠ త్వరణంలో సంఖ్యాత్మకంగా సగం ఉంది. దాని డోలనావర్తన కాలం ఎంత?
సాధన:
ఇచ్చినవి V_{గరిష్టం} = \(\frac{1}{2}\)a_{గరిష్టం}
Aω = \(\frac{1}{2}\)Aω²
ω = 2
T = \(\frac{2 \pi}{\omega}=\frac{2 \pi}{2}\) = πసెకన్

ప్రశ్న 5.
బల స్థిరాంకం 260 Nm^-1 గల స్ప్రింగ్కు 2 kg ద్రవ్యరాశిని వేలాడదీవారు. అది 100 డోలనాలు చేయడానికి పట్టే కాలం ఎంత ?
సాధన:
m = 2 kg, k = 260N/m

∴ 100 డోలనాలకు పట్టుకాలం = 100 × 0.5508 = 55.08 సెకన్లు

ప్రశ్న 6.
నిశ్చలంగా ఉన్న లిఫ్ట్ ని లఘులోలకం డోలనావర్తన కాలం T. లిఫ్ట్ (i) సమవేగంతో పైకి వెళుతున్నప్పుడు (ii) సమవేగంతో కిందికి వెళుతున్నప్పుడు (iii) సమత్వరణం a తో పైకి వెళుతున్నప్పుడు (iv) సమత్వరణం తో కిందికి వెళుతున్నప్పుడు (v) గురుత్వం వల్ల స్వేచ్ఛగా కిందికి పడుతున్నప్పుడు లోలకం డోలనావర్తన కాలం ఏవిధంగా మారుతుంది?
సాధన:
i) లిఫ్ట్ సమవేగంతో పైకిపోవుచున్నప్పుడు
T = 2π\(\sqrt{\frac{l}{g}}\)
ఆవర్తనకాలం మారదు.

ii) లిఫ్ట్ సమవేగంతో క్రిందకు దిగుతున్నప్పుడు, ఆవర్తనకాలం మారదు.
iii) లిఫ్ట్ త్వరణంతో పైకిపోవుచున్నప్పుడు
T = 2π\(\sqrt{\frac{l}{g+a}}\)
ఆవర్తనకాలం తగ్గుతుంది.

iv) లిఫ్ట్ త్వరణంతో క్రిందకు దిగుచున్నప్పుడు
T = 2π\(\sqrt{\frac{l}{g-a}}\)
ఆవర్తనకాలం పెరుగుతుంది.

v) లిఫ్ట్ స్వేచ్ఛగా దిగుతుంటే, a = g
T= 2π\(\sqrt{\frac{l}{g-g}}\) = 2π\(\sqrt{\frac{l}{O}}\) = ∝
ఆవర్తనకాలం అనంతం.

ప్రశ్న 7.
సరళ హరాత్మక చలనంలోఉండే కణం కంపన పరిమితి 4cm అది మాధ్యమిక స్థానం నుంచి 1 cm దూరంలో వున్నప్పుడు త్వరణం 3 cm s^-2 మాధ్యమిక స్థానం నుంచి 2 cm దూరంలో ఉన్నప్పుడు దాని వేగం ఎంత ?
సాధన:
A = 4 సెం.మీ, x₁ = 1 సెం.మీ, a = 30./s²
a = ω²x₁
3 = ω² × 1

ప్రశ్న 8.
సరళ హరాత్మక డోలకం డోలనావర్తన కాలం 25. డోలకం మాధ్యమికస్థానాన్ని దాటిన 0.25 s తరువాత దాని దశలో కలిగే మార్పు ఎంత?
సాధన:
T = 2 సెకన
t = 0.25 సెకను

ప్రశ్న 9.
సరళ హరాత్మక చలనం చేసే వస్తువు కంపన పరిమితి 5 cm డోలనావర్తన కాలం 0.2 s వస్తువు స్థానభ్రంశం (a) 5 cm. (b) 3 cm. (c) 0 cm వద్ద దాని త్వరణం, వేగాలను కనుక్కోండి.
సాధన:
A = 5 cm = 5 × 10^-2m
T = 0.2 సెకన

i) y = 5 cm = 5 × 10^-2m

ప్రశ్న 10.
ఒక గ్రహం ద్రవ్యరాశి, వాసార్థాలు భూమి ద్రవ్యరాశి, వ్యాసార్థాల కంటే రెట్టింపు, భూమిపై లఘులోలకం డోలనావర్తనకాలం T అయితే గ్రహంపై లోలకం డోలనావర్తన కాలం ఎంత?
సాధన:

ప్రశ్న 11.
1m ఉండే లఘులోలకం డోలనావర్తన కాలం 2 s నుంచి 1.5 s కు మారితే పొడవులో వచ్చే మార్పును లెక్కించండి.
సాధన:

ప్రశ్న 12.
ఒక గ్రహంపై 8 mఎత్తు నుంచి వస్తువు స్వేచ్ఛగా కిందికి పడేందుకు 2 s తీసుకొంటుంది. ఆ గ్రహంపై లోలకం డోలనావర్తన కాలం T S అయితే లోలకం పొడవును లెక్కించండి.
సాధన:
u = 0, t = 2 sec, s = h = 8m

ప్రశ్న 13.
ఒక లఘులోలకం పొడవును 0.6 m పెంచి నప్పుడు, డోలనావర్తన కాలం 50% పెరగడాన్ని గమనించడమైంది. g = 9.8 m s^-2 ఉన్న ప్రదేశంలో దాని తొలి పొడవు, తొలి డోలనా వర్తన కాలాలను లెక్కించండి.
సాధన:

ప్రశ్న 14.
సెకండ్ల లోలకంతో నియంత్రితమైన (regulated) ఒక గడియారం సరైన సమయాన్ని చూపిస్తూ ఉంది. వేసవి కాలంలో లోలకం పొడవు 1.02 m లకు పెరిగినట్లైతే గడియారం ఒక రోజులో ఎంత కాలాన్ని పొందుతుంది లేదా కోల్పోతుంది?
సాధన:

ప్రశ్న 15.
స్ప్రింగు వేలాడదీసిన వస్తువు ఆవర్తన కాలం T. ఆ స్ప్రింగ్ను రెండు సమానభాగాలుగా చేసి (i) వస్తువును ఒక భాగానికి వేలాడదీసినప్పుడు (ii) రెండు భాగాలకు (సమాంతరంగా) ఒకేసారి వస్తువును వేలాడదీసినప్పుడు డోలనావర్తన కాలాలను లెక్కించండి.
సాధన:

అదనపు లెక్కలు (Additional Problems)

ప్రశ్న 1.
కింది వాటిలో ఏవి ఆవర్తన చలనాలను సూచిస్తాయి?
a) చెరువు ఒక ఒడ్డు నుంచి అవతలి ఒడ్డుకు తిరిగి అవతలి ఒడ్డు నుంచి మొదటి ఒడ్డుకు ఒక ఈతగాడు పూర్తిచేసే ట్రిప్.
b) స్వేచ్ఛగా వేలాడదీసిన దండాయస్కాంతాన్ని N – S దిశ నుంచి కదిల్చి వదిలితే అది చేసే చలనం.
c) తన ద్రవ్యరాశి కేంద్రం చుట్టూ భ్రమణం చెందే హైడ్రోజన్ అణువు.
d) ధనుస్సు (విల్లు) నుంచి విడుదలైన బాణం.
సాధన:
a) ఇది ఆవర్తన చలనం కాదు. ఈతగాడి చలనం అటూ, ఇటూ ఉన్నప్పటికీ ఒక నిర్దిష్ట ఆవర్తనం లేదు.
b) ఇది ఆవర్తన చలనం, కారణం స్వేచ్ఛగా వ్రేలాడదీసిన అయస్కాంతంను కొద్దిగా N-S దిశ నుండి స్థాన భ్రంశం చెందిస్తే, అది డోలనాలు చేస్తుంది. ఇవి సరళహరాత్మక డోలనాలు కూడా.
c) ఇది కూడా ఆవర్తన చలనం.
d) ఇది ఆవర్తన చలనం కాదు.

ప్రశ్న 2.
కింది ఉదాహరణలలో ఏవి దాదాపు సరళ హరాత్మక చలనాలు, ఏవి సరళ హరాత్మకం కాని ఆవర్తన చలనాలను సూచిస్తాయి?
a) తన అక్షం పరంగా భూమి చేసే భ్రమణ చలనం.
b) U-గొట్టంలో డోలనం చేసే పాదరస స్థంభం చలనం.
c) నునుపైన వక్రత గల లోతు గిన్నెలో సమతాస్థితి స్థానం కంటే కొద్దిగా ఎగువన వదిలిన ఇనుప గుండు చలనం.
d) తన సమతా స్థితి స్థానం పరంగా బహు పరమాణుక అణువు చేసే సాధారణ కంపనాలు.
సాధన:
a) ఇది ఆవర్తన చలనమే కాని, సరళహరాత్మక చలనం కాదు. కారణం ఇది మాధ్యమిక స్థానానికి అటూ, ఇటూ తిరగదు.
b) ఇది సరళ హరాత్మక చలనం.
c) ఇది సరళ హరాత్మక చలనం.
d) ఇది ఆవర్తన చలనం, స.హ.చ. కాదు. బహు పరమాణుక వాయు అణువులలో అనేక సహజ పౌనః పున్యాలు ఉంటాయి. వాటి సాధారణ చలనం అనేక వేరు వేరు పౌనఃపున్యాల ఫలిత సరళ హరాత్మక చలనాలు. కాబట్టి ఫలిత చలనం ఆవర్తనమే కాని స.హ.చ. కాదు.

ప్రశ్న 3.
పటము కణం రేఖీయ చలనానికి x-t ల మధ్య గీచిన గ్రాఫ్లను సూచిస్తుంది. వాటిలో ఏవి ఆవర్తన చలనాన్ని సూచిస్తాయి? సూచిస్తే వాటి డోలనావర్తన కాలం ఎంత?

సాధన:

1. 1(a) పటంలో ఆవర్తన చలనంకాదు. చలనం పునరావృతం కావచ్చు (లేదా) మాధ్యమిక స్థితికి చేరవచ్చు.
2. 1(b) పటంలో ఆవర్తన కాలం 25 వద్ద ఆవర్తన చలనంను సూచిస్తుంది. ‘
3. 1(c) పటంలో ఆవర్తన చలనం కాదు. కారణం ఇది పునరావృతం కాదు.
4. 1(d) ఆవర్తన కాలం 25 వద్ద చలనం ఆవర్తన చలనంను సూచించును.

ప్రశ్న 4.
కింది వాటిలో ఏ కాల ప్రమేయాలు (a) సరళ హఠాత్మక, (b) ఆవర్తనమే కానీ సరళ హరాత్మకం కాని, (c) ఆవర్తనం కాని చలనాలను సూచి స్తాయి? ప్రతి ఆవర్తన చలన సందర్భంలో ఆవర్తన కాలాన్ని తెలియచేయండి (ఎ ఏదైనా ధన స్థిరాంకం)
a) sin ωt – cos ωt
b) sin³ ωt
c) 3 cos (π/4 – 2ωt)
d) cos ωt + cos 3ωt + cos 5 ωt
e) exp (-ω²t²)
f) 1 + ωt + ω²t².
సాధన:
ప్రమేయం ఆవర్తన చలనంను సూచిస్తుంది. సమాన కాల వ్యవధులలో చలనం పునరావృతం అవుతుంది. ఇది సరళ హరాత్మక చలనంను సూచించును. దీనిని ఈ క్రింది

ఇది సరళ హరాత్మక చలనం మరియు దాని ఆవర్తన చలనం 2π/ω.

b) sin³ ωt = \(\frac{1}{4}\)[3sin ωt – sin 3ωt]
విడివిడిగా 3 sin ot మరియు sin 3ut సరళ
హరాత్మక చలనాన్ని సూచించును. కాని (ii) కేవలం ఆవర్తన చలనమే కాని సరళహరాత్మక చలనం కాదు. దాని ఆవర్తన చలనం 2π/ω.

c) 3 cos(\(\frac{2 \pi}{4}\) – 2ωt) = 3 cos (2ωt – \(\frac{2 \pi}{4}\))
(∵ cos (-θ) = cos θ).
స్పష్టంగా ఇది సరళహరాత్మక చలనం మరియు దాని ఆవర్తన కాలం 2π/2ω.

d) cos ωt + cos 3wt + cos 5ut, ఇది ఆవర్తనమే కాని, సరళహరాత్మక చలనం కాదు. దాని ఆవర్తన కాలం 2π/ω.

e) e^-ω²t² ఇది ఘాతాంక ప్రమేయము. ఆవర్తనం కాదు. కాబట్టి ఇది ఆవర్తన చలనం కాదు.

f) 1 + ωt + ω²t² కూడా ఆవర్తన చలనం కాదు.

ప్రశ్న 5.
10 cm ఎడంతో ఉండే రెండు బిందువులు A, B ల మధ్య ఒక కణం రేఖీయ సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుంది. A నుంచి B కి దిశను ధన దిశగా తీసుకొని, కింద ఇచ్చిన స్థానాల వద్ద కణం ఉన్నప్పుడు వేగం, త్వరణం, బలం దిశలను తెలపండి.
a) A
b) B
c) A, B ల మధ్య బిందువు వద్ద A వైపు వెళ్ళేటప్పుడు
d) నుంచి 2 cm దూరంలో, A వైపు వెళ్ళేటప్పుడు
e) A నుంచి 3 cm దూరంలో, B వైపు వెళ్ళేటప్పుడు
f) B నుంచి 4 cm దూరంలో, A వైపు వెళ్ళేటప్పుడు
సాధన:

పటంలో A మరియు Bలు స.హ.చ. యొక్క రెండు అంత్యస్థానాలు. A నుండి B వైపు వేగంను ధనాత్మకంగా తీసుకోవాలి. త్వరణం మరియు బలం దిశను AP వైపు ధనాత్మకం మరియు BP దిశవైపు ఋణాత్మకం.

a) Aచివర వద్ద, కణం అంత్యస్థానం వద్ద విరామస్థితికి వస్తూ, కణం స.హ.చ.లో ఉంది. కాబట్టి వేగం సున్నా, త్వరణం AP వైపు ధనాత్మకం. బలం కూడా AP దిశలో ధనాత్మకం.

b) B చివర వద్ద, వేగం సున్నా. కావున త్వరణం మరియు బలం ఋణాత్మకం. ఇది BP దిశలో ఉంటుంది. అనగా ఋణదిశను సూచించును.

c) A వైపు పోవుచున్నప్పుడు, మధ్యబిందువు AB వద్ద, కణం మాధ్యమిక స్థానం P వద్ద PA దిశలో అనగా ఋణదిశలో ఉంటుంది. కాబట్టి వేగం ఋణాత్మకం. త్వరణం మరియు బలం రెండూ సున్నా.

d) B నుండి A వైపు 2 సెం. మీ. దూరంలో ఉన్నప్పుడు, కణం Q వద్ద ఉంది ఇది QP దిశలో చలిస్తూ అనగా ఋణదిశలో చలిస్తుంది. వేగం, త్వరణం మరియు బలం అన్నీ ఋణాత్మకం.

e) A నుండి 3 cm దూరంలో B వైపు, కణం R వద్ద ఉన్నప్పుడు RP ధన దిశలో సూచిస్తుంది. ఇక్కడ వేగం, త్వరణం మరియు బలం అన్నీ ధనాత్మకం.

f) A నుండి 4 cm దూరంలో A వైపుకు పోవుచున్న ప్పుడు, కణం S వద్ద SA దిశలో వేగం ఋణదిశను సూచిస్తుంది. వేగం ఋణాత్మకం కారణం త్వరణం మాధ్యమిక స్థానం SP దిశలో ధనాత్మకం, అదేవిధంగా బలం ధనాత్మకం.

ప్రశ్న 6.
కణం త్వరణం a స్థానభ్రంశం X ల మధ్య సంబంధాన్ని తెలిపే కింది సమీకరణాల్లో ఏవి సరళ హరాత్మక చలనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి?
a) a = 0.7x
b) a = −200x²
c) a = -10x
d) a = 100x³
సాధన:
స.హ.చ.లో త్వరణం, స్థానభ్రంశం మధ్య సంబంధం a = -kx, ఇది (c) సంబంధాన్ని సూచిస్తుంది.

ప్రశ్న 7.
సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తున్న కణం చలనాన్ని కింది స్థానభ్రంశ ప్రమేయం వర్ణిస్తుంది.
x(t) = A cos (ωt + Φ).
కణం తొలి (t = 0)స్థానం 1 cm తొలి వేగం ω cm/s అయితే కణం కంపన పరిమితి, తొలిదశా కోణం విలువలు ఎంత? కణం కోణీయ పౌనః పున్యం πs^-1. కణం సరళ హరాత్మక చలనాన్ని కొసైన్ ప్రమేయంతో కాకుండా సైన్ ప్రమేయం : x = B sin (ωt + α)తో వర్ణిస్తే పైన తెలిపిన తొలి పరిస్థితుల వద్ద కణం కంపన పరిమితి, తొలి దశలు ఎలా ఉంటాయి?
సాధన:
ఇక్కడ t = 0 వద్ద, x = 1 cm మరియు
v = ω cm s^-1, Φ = ? ; ω = πs^-1
x = A cos (ωt + Φ)
∴ 1 = A cos (π × 0 + Φ)
= A cos Φ ………… (i)
వేగం, v = \(\frac{dx}{dt}\) = – Aω sin (ωt + Φ)
∴ ω = -Aω sin (π × 0 + Φ) or 1 = – A sin Φ
(లేదా) A sin Φ = -1 ………….. (ii)
(i) మరియు (ii) వర్గం చేసి కూడగా
A²(cos² Φ + sin² Φ) = 1 + 1 = 2
(లేదా) A² = 2 (లేదా) A = √2cm
సమీకరణం (ii)ను (i) చే భాగించగా
tan Φ = −1 (లేదా) Φ = \(\frac{3 \pi}{4}\) (లేదా) \(\frac{7 \pi}{4}\)
x = B sin (ωt + α) …………… (iii)
t = 0, x = 1, వద్ద
1 = B sin (ω × 0 + α) = B sin α …………… (iv)
(iii)ను tతో అవకలనం చేయగా
వేగం v = \(\frac{dx}{dt}\) = Bω cos (ωt + α)
t = 0, v = ω తొలిషరతును అన్వర్తించగా
ω = Bω cos (π × 0 + α)
(లేదా) 1 = B cos α …………… (v)
(iv) మరియు (v)ను వర్గంచేసి, కూడగా
B² sin² α + B² cos²α = 1² + 1² = 2
(లేదా) B² = 2 (లేదా) B = √2 cm
(iv)ను (v) చే భాగించగా

ప్రశ్న 8.
స్ప్రింగ్ త్రాసు స్కేలుపై 0 నుంచి 50 kg వరకు రీడింగ్ల లు కలవు. స్కేలు పొడవు 20 cm. ఈ త్రాసుకు వేలాడదీసిన వస్తువును లాగి వదిలితే అది 0.6 s డోలనావర్తన కాలంతో డోలనాలు చేస్తుంది. అయితే వేలాడదీసిన వస్తువు భారం ఎంత?
సాధన:
m = 50 kg, గరిష్ఠ సాగుదల,
y = 20 – 0 = 20 cm = 0.2 m; T = 0.6s
గరిష్ఠ బలం F = mg = 5 × 9.8 N


∴ వస్తువు భారం = mg = 22.36 × 9.8
= 219.1N
= 22.36 kgf

ప్రశ్న 9.
పటం లో చూపిన విధంగా 1200 Nm^-1 స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం గల స్ప్రింగ్ను క్షితిజ సమాంతరంగా ఉండే బల్లపై అమర్చారు. స్ప్రింగ్ స్వేచ్ఛా చివరకు 3 kg ద్రవ్యరాశిని తగిలించారు. ద్రవ్యరాశి 2.0 cm దూరం పక్కకు లాగి వదిలారు.

(i) డోలనాల పౌనఃపున్యం (ii) ద్రవ్యరాశి గరిష్ఠ త్వరణం (iii) ద్రవ్యరాశి
సాధన:
ఇక్కడ k = 1200 N/m, m =
a = 2.0 cm = 0.02 m
a) పౌనఃపున్యం,

c) ద్రవ్యరాశి మాధ్యమిక స్థానం గుండా పోవునపుడు వేగం గరిష్టం.

ప్రశ్న 10.
పై అభ్యాసం (9)లో స్ప్రింగ్ సాగదీయనప్పుడు ద్రవ్యరాశి స్థానం x = 0 అని, ఎడమ నుంచి కుడికి ధనాత్మక X- అక్షం అని తీసుకోండి. t = 0 వద్ద స్టాప్ వాచు మొదలు పెట్టినట్లెటే, డోలనాలు చేస్తున్న ద్రవ్యరాశి కింది స్థానాల వద్ద ఉన్నప్పుడు t ప్రమేయంగా x విలువను తెలపండి.
a) మాధ్యమిక స్థానం
b) గరిష్ఠంగా సాగిన స్థానం
c) గరిష్టంగా సంపీడం (నొక్కిన) చెందిన స్థానం పై సరళ హరాత్మక చలన ప్రమేయాలు పౌనః పున్యం, కంపన పరిమితి, తొలిదశల్లో ఒకదానితో ఒకటి ఏవిధంగా విభేదిస్తాయో తెలపండి ?
సాధన:
ఇక్కడ a = 2.0 cm; ω = \(\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{1200}{3}}\) = 20s^-1

a) మాధ్యమిక స్థానం నుండి కాలాన్ని గుర్తిస్తే
x = a sin ωt, x = 2 sin 20t.

b) గరిష్టంగా సాగదీసినపుడు, వస్తువు కుడి అంత్యస్థానం వద్ద, తొలిదశ \(\frac{\pi}{2}\).
అయితే x = a sin (ωt + \(\frac{\pi}{2}\))
= a cos ωt = 2 cos 20 t

c) గరిష్టంగా సంపీడించినపుడు, వస్తువు ఎడమ అంత్య స్థానం వద్ద తొలిదశ \(\frac{3 \pi}{2}\) అయితే
x = a sin (ωt + \(\frac{3 \pi}{2}\))
= -a cos ωt = -2 cos 20t
ఈ ప్రమేయాలు కంపన పరిమితి, పౌనఃపున్యం వేరువేరుగా ఉన్నాయి. వాటి తొలిదశ వేరువేరుగా ఉంది.

ప్రశ్న 11.
పటం రెండు వృత్తాకార చలనాలను సూచి స్తుంది. వృత్త వ్యాసార్ధం, భ్రమణ కాలం, తొలి స్థానం, తిరిగే దిశ (సవ్య లేదా అపసవ్య) మొదలైన అంశాలు పటంలో చూపించడమైంది.

పై రెండు సందర్భాల్లో భ్రమణం చెందే కణం P యొక్క వ్యాసార్థ సదిశ X-అక్ష విక్షేపం యొక్క సహచలనాలను రాబట్టండి.
సాధన:
పటంలో (a) నుండి, T = 2s; a = 3 cm;
t = 0 వద్ద x అక్షంతో OP చేయు కోణం \(\frac{\pi}{2}\) అనగా
Φ = \(\frac{\pi}{2}\) రేడియన్ సవ్యదిశలో చలిస్తే Φ = + \(\frac{\pi}{2}\) అయిన
t కాలం వద్ద OP యొక్క స.హ.చ. సమీకరణం,

పటం (b) నుండి, T = 4s ; a = 2m
t = 0 వద్ద, ధన X-అక్షంతో OP చేయు కోణం π అనగా
Φ = π, అపసవ్యదిశలో Φ = + π.
t కాలం వద్ద OP యొక్క స.హ.చ. సమీకరణం

ప్రశ్న 12.
కింది ప్రతి సరళ హరాత్మక చలనానికి అనురూపంగా ఉండే నిర్దేశ వృత్తాలను గీయండి. కణం తొలిస్థానం (t = 0), వృత్త వ్యాసార్ధం, భ్రమణం చెందే కణం కోణీయ వేగాలను సూచించండి. సౌలభ్యం కోసం ప్రతి సందర్భంలో భ్రమణ దిశను అపసవ్య దిశగా తీసుకోండి. (xని cm లలో tని సెకండ్లలో తీసుకోండి).
a) x = -2 sin (3t + π/3)
b) x = cos (π/6 – t)
c) x = 3 sin (2πt + π/4)
d) x = 2 cos πt.
సాధన:
ప్రతిప్రమేయాన్ని ఈ రూపంలో తెలుపవచ్చు.
x = a cos (ωt + Φ) ………….. (i)
Φ అనునది తొలిదశ. అనగా Φ కణం యొక్క తొలి వ్యాసార్థం సదిశ, ధన X-అక్షంతో చేయు కోణం.

సమీకరణం (i)తో పోల్చితే, పటం (a)లో నిర్దేశిక వృత్తాన్ని చూడవచ్చు.

సమీకరణం (i)తో పోల్చితే, a = 3, ω = 2π
మరియు Φ = \(\frac{3 \pi}{2}+\frac{\pi}{4}=\frac{4 \pi}{4}\)
పటం (c)లో నిర్దేశిక వృత్తాన్ని చూడవచ్చు.

d) x = 2 cos πt
సమీకరణం (i)తో పోల్చితే, a = 2, ω = π మరియు Φ = 0.
పటం (d)లో నిర్దేశిక వృత్తాన్ని చూడవచ్చు.

ప్రశ్న 13.
పటం (a) లో చూపించిన విధంగా k బల స్థిరాంకం గల స్ప్రింగ్ ఒక చివరను ద్రుఢంగా బిగించి, రెండో స్వేచ్ఛా చివరకు ద్రవ్యరాశి mని బిగించారు. స్వేచ్ఛా చివర ప్రయోగించిన బలం F వల్ల స్ప్రింగ్ కొంత సాగుతుంది. పటం (b) లో చూపించిన విధంగా అదే స్ప్రింగ్ రెండు స్వేచ్ఛా చివరలను m ద్రవ్యరాశి గల రెండు దిమ్మెలకు అనుసంధానం చేసి, రెండు చివరలా అంతే బలం F ప్రయోగించి స్ప్రింగ్ను సాగదీశారు.

a) రెండు సందర్భాల్లో స్ప్రింగ్ పొందే గరిష్ఠ సాగుదల ఎంత?
b) పటం (a) లో ద్రవ్యరాశిని, పటం (b)లో రెండు ద్రవ్యరాశులను వదిలిపెడితే ప్రతి సందర్భంలో స్ప్రింగ్ చేసే డోలనా వర్తన కాలం ఎంత?
సాధన:

a) రెండు సందర్భాలలో స్ప్రింగ్ యొక్క గరిష్టసాగుదల = \(\frac{F}{K}\) ఇక్కడ K స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం.
b) పటం (a)లో, × అనునది స్ప్రింగ్లో సాగుదల, m ద్రవ్యరాశి స్వేచ్ఛగా విడిచిన తర్వాత మాధ్యమిక స్థానం వైపుకు పనిచేసే పునఃస్థాపక బలం
F = -Kx i.e., F ∝ x,

F దిశ మాధ్యమిక స్థానం వైపు ఉంటుంది. కాబట్టి స్ప్రింగ్ స.హ.చ.లో ఉంటుంది.
స్ప్రింగ్ కారకం = స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం = K
జఢత్వకారకం = వ్యవస్థ యొక్క ద్రవ్యరాశి = m

∴ T = 2π\(\sqrt{\frac{m}{K}}\)
పటం (b)లో రెండు వస్తువుల వ్యవస్థలో స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం K మరియు క్షీణ ద్రవ్యరాశి,

ప్రశ్న 14.
ఒక వాహన ఇంజన్లో లోని సిలిండర్ లో గల ముషలకం 1.0 m. (కంపన పరిమితికి రెట్టింపు) ఘాతం (stroke) ను ఇస్తుంది. ఒక వేళ ముషలకం 200 rad/min పౌనఃపున్యంతో సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తున్నట్లైతే, దాని గరిష్ఠ వడి ఎంత?
సాధన:
a = \(\frac{1}{2}\)m ; ω = 200 rev/min;
V_max = aω
= \(\frac{1}{2}\) × 200
= 100 m/min.

ప్రశ్న 15.
చంద్రుడిపై గురుత్వ త్వరణం విలువ 1.7 ms^-2 భూమిపై 3.5 s డోలనావర్తన కాలం గల లఘులోలకాన్ని చంద్రుడి పైకి తీసుకొని పోతే అక్కడ దాని డోలనావర్తన కాలం ఎంత? (భూమిపై g విలువ 9.8 ms^-2)
సాధన:
ఇక్కడ g_m = 1.7 ms^-2 ; g_e = 9.8 ms^-2;
T_m = ? ; T_e = 3.5 s^-1

ప్రశ్న 16.
కింది ప్రశ్నలకు సమాధానాలివ్వండి :
a) సహచ చేసే కణం డోలనావర్తన కాలం బల స్థిరాంకం k కణం ద్రవ్యరాశి m పై ఆధార పడి ఉంటుంది.
T = 2π\(\sqrt{\frac{m}{K}}\)
లములోలకం ఉజ్జాయింపుగా సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుంది. అయితే లోలకం డోలనావర్తన కాలం ఎందుకు గుండు ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉండదు?
b) తక్కువ కోణీయ స్థానభ్రంశాలకు లఘు లోలకం చలనం సరళ హరాత్మకం. అధిక కోణాలకు, మరింత విశ్లేషణతో తెలిపిన విషయం ఏమిటంటే T విలువ 2π\(\sqrt{\frac{l}{g}}\) కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని, ఈ ఫలితాన్ని గుణాత్మకంగా వివరించే ఆలోచన చేయండి.
c)చేతిగడియారం కలిగి ఉన్న వ్యక్తి శిఖరంపై నుంచి కిందికి పడుతున్నాడు. అతని స్వేచ్ఛా పతన సమయంలో గడియారం సరైన సమయాన్ని సూచిస్తుందా?
d) గురుత్వం వల్ల స్వేచ్ఛగా పడుతున్న గది (cabin) లో ఉంచిన లఘులోలకం డోలన పౌనఃపున్యం ఎంత?
సాధన:
a) లఘులోలకం యొక్క స్ప్రింగ్ కారకం (లేదా) బలస్థిరాంకం K ద్రవ్యరాశి mకు అనులోమాను పాతంలో ఉంటుంది. m హారం మరియు లవంలో కొట్టివేయబడుతుంది. అందుకని లఘులోలకం ఆవర్తన కాలం, గోళం ‘ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడదు.

b) లఘులోలకం యొక్క గోళంను స్థానభ్రంశం చెందిస్తే ప్రభావ బలస్థిరాంకం
F = -mg sin θ. ఇక్కడ 9 స్వల్పం. sin θ = θ.
లఘులోలకం ఆవర్తనకాలం T = 2π\(\sqrt{\frac{l}{g}}\)
θ ఎక్కువైతే sin θ < θ, పునఃస్థాపక బలం mg sin 6కు బదులు mge, అధిక కోణాలకు g విలువ క్షీణిస్తుంది. కాబట్టి ఆవర్తన కాలం T పెరుగుతుంది.

c) అవును, చేతి గడియారం పని తీరు స్ప్రింగ్ చర్యపై ఆధారపడును. ఇక్కడ గురుత్వ ప్రభావం ఉండదు.

d) స్వేచ్ఛగా క్రిందకు పడే వ్యక్తిపై గురుత్వం ప్రభావం కనిపించదు. కాబట్టి పౌనఃపున్యం శూన్యం.

ప్రశ్న 17.
M ద్రవ్యరాశి గల గుండును కలిగి వున్న పొడవు గల లఘులోలకాన్ని కారులో వేలాడ దీశారు. కారు R వాసార్థం గల వృత్తాకార మార్గంపై U సమవడితో చలిస్తోంది. లోలకం వ్యాసార్థ దిశలో సమతాస్థితి స్థానం పరంగా స్వల్ప డోలనాలను చేస్తే, దాని ఆవర్తన కాలం ఎంత?
సాధన:
అభికేంద్ర త్వరణం a_c = \(\frac{v^2}{R}\), ఇది క్షితిజ సమాంతరంగా పని చేస్తుంది.

గురుత్వత్వరణం g నిట్టనిలువుగా క్రిందకు పని చేస్తుంది.

ప్రశ్న 18.
ρ సాంద్రత, A ఆధార వైశాల్యం, h ఎత్తుగల స్థూపాకార కార్క్ ముక్క ρ₁ సాంద్రత గల ద్రవంలో తేలుతోంది. కార్ను కొద్దిగా కిందకు నెట్టి వదిలితే అది ఆవర్తన కాలం T = 2π\(\sqrt{\frac{h \rho}{\rho_1 g}}\) తో సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుందని చూపండి. (ద్రవం స్నిగ్ధత వల్ల కలిగే అవరోధాన్ని ఉపేక్షించండి).
సాధన:
స్థూపం యొక్క ద్రవ్యరాశి (m) = ఘనపరిమాణం × సాంద్రత = Ahρ ……….. (1)
F₁ = l పొడవు గల స్థూపం వలన స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవం యొక్క భారం = (Al)ρ₁g ………… (2)
స్థూపం యొక్క భారం = mg ………… (3)
సమతాస్థితిలో, mg = alρ₁g
m = Αlρ₁ ………… (4)
F₂ = A(l + y)ρ₁g ………… (5)

పునఃస్థాపక బలం (F) = -(F₂ – mg)
= -[A(l + y)ρ₁g – Alρ₁g]
F = -Ayρ₁g = -(Aρ₁g)y ………… (6)
సరళహరాత్మక చలనంలో, F = -Ky ………….. (7)
(6) మరియు (7) సమీకరణాల నుండి
స్ప్రింగ్-కారకం (K) = Aρ₁g ………… (8)
జడత్వ కారకం, m = Ahρ ……………… (9)

ప్రశ్న 19.
U-ఆకారపు గొట్టంలో పాదరసం ఉంది. గొట్టం ఒక చిరను పీల్చే పంపు (suction pump) కు, రెండో చివరను వాతావరణంతో అనుసంధానం చేసి, రెండు చివరల మధ్యకొంత పీడన వ్యత్యాసాన్ని ఏర్పరచారు. పీల్చే పంపును తొలగిస్తే, గొట్టంలోని పాదరస స్థంభం సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుందని చూపండి.
సాధన:
ద్రవం యొక్క సాంద్రత p అనుకొనుము.

ఈ ద్రవం A అడ్డుకోత వైశాల్యం గల U- గొట్టంలో ఉంది అనుకొనుము. P నుండి P₁ వరకు ద్రవస్తంభం మొత్తం పొడవు L.

ద్రవ్యరాశి (m) = LAρ
PQ = y, P₁Q₁ = y, QQ₁ = 2y
పునఃస్థాపక బలం (F) = -(A2y)ρg
=-(2Aρg)y ………… (1)
F ∝ -y
కాబట్టి U-గొట్టంలో డోలనాలు సరళహరాత్మక చలనంలో ఉంటాయి.

ప్రశ్న 20.
పటం లో చూపిన విధంగా V ఘనపరిమాణం గల గాలి గది మెడ (neck) మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యం a. దీనిలో m ద్రవ్యరాశి గల బంతి సరిగ్గా సరిపోయి ఎలాంటి ఘర్షణ లేకుండా పైకి కిందికి కదలగలదు. బంతిని కొద్దిగా కిందికి నెట్టి వదిలితే అది సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుందని చూపండి. గది లోని గాలి పీడన – ఘనపరిమాణాల్లో కలిగే మార్పులు సమ ఉష్ణోగ్రతా మార్పులని భావించి, బంతి డోలనా వర్తన కాలానికి సమీకరణాన్ని రాబట్టండి.

సాధన:
ఏకరీతి అడ్డుకోత వైశాల్యం A గల పొడవైన మేడ‘గల గాలి ఛాంబర్ ఘనపరిమాణం V అనుకొనుము. Cస్థానం వద్ద m ద్రవ్యరాశి గల ఘర్షణలేని బంతిని ఉంచామని అనుకొనుము. ఛాంబర్ లోపల, బంతి అడుగున గాలిపీడనం, వాతావరణ పీడనానికి సమానం. బంతి మీద కొద్దిగా బలం P ని పెంచితే బంతి కొద్దిగా D స్థానం వద్దకు దిగుతుంది. CD = y ఛాంబర్ లోపల , ఘనపరిమాణం తగ్గి, పీడనం పెరుగుతుంది. ఛాంబర్ లోపల తగ్గిన గాలి ఘనపరిమాణం, ∆V = Ay

ఇక్కడ ఋణగుర్తు. పీడనం పెరిగి, గాలి ఘన పరిమాణం తగ్గుటను సూచిస్తుంది.

F ∝ y మరియు ఋణగుర్తు, బలం మాధ్యమిక స్థానం వైపు సూచిస్తుంది. బంతిపై పెంచిన పీడనాన్ని తొలగిస్తే, బంతి C వద్ద (మాధ్యమిక స్థానం) స.హ.చ.లో ఉంటుంది. పునఃస్థాపక బలం
F = -Ky

ప్రశ్న 21.
3000 kg ద్రవ్యరాశి గల వాహనంలో నీవు ప్రయాణిస్తూ దాని స్ప్రింగ్ వ్యవస్థ (suspen- sion system) డోలనాల లక్షణాలను పరీక్షిస్తు న్నారనుకోండి. వాహనం మొత్తం బరువు వల్ల స్ప్రింగ్ల వ్యవస్థ15 cm కిందికి కుంగినాయి. అంతేగాక, ఒక పూర్తి డోలనంలో డోలన కంపన పరిమితి కూడా 50% తగ్గింది. అయితే (a) స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం k విలువను (b) ప్రతి చక్రం 750 kg. ద్రవ్యరాశిని మోయగలిగితే స్ప్రింగ్, షాక్ అబ్సార్బర్ల వ్యవస్థ యొక్క అవరోధ స్థిరాంకం b విలువను అంచనా వేయండి.
సాధన:
a) M = 3000.kg ; x = 0.15 cm ; K అనునది స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం. సమాంతరంగా కలిపిన నాలుగు స్ప్రింగ్ల మొత్తం స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం K = 4 K.
4 kx = Mg
k = \(\frac{Mg}{4x}\)

ప్రశ్న 22.
రేఖీయ సరళ హరాత్మక చలనం చేసే కణం విషయంలో ఒక డోలనావర్తన కాలానికి సగటు గతిజ శక్తి, అంతే కాలానికి ఉండే సగటు స్థితిజ శక్తికి సమానం అని చూపండి.
సాధన:
m ద్రవ్యరాశి గల కణం స.హ.చ. లో ఉంది. దాని ఆవర్తన కాలం T. t కాలం వద్ద కణం యొక్క స్థానభ్రంశం
Y = a sin wt

ప్రశ్న 23.
10 kg ద్రవ్యరాశి గల వృత్తాకార లోహపలక కేంద్రం వద్ద తీగతో కట్టి పలకను వేలాడదీశారు. తీగను మెలి తిప్పి వదిలితే పలక చేసే విమోటన బీగిలనాల ఆవర్తన కాలం 1.5s. పలక వ్యాసార్థం 15 cm అయితే తీగ విమోటన స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం విలువను కనుక్కోండి. (విమోటన స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం αను J = -α θ తో నిర్వచిస్తారు. ఇక్కడ పునఃస్థాపక టార్క్, θ పురి తిప్పిన కోణం)
సాధన:
m = 10 kg; R = 15 cm = 0.15 m;
T = 1.55, a = ?
పళ్లెం జడత్వ భ్రామకం

ప్రశ్న 24.
5 cm కంపన పరిమితి, 0.2 s. డోలనావర్తన కాలంతో ఒక వస్తువు సహచ చేస్తుంది. వస్తువు స్థానభ్రంశాలు (a) 5 cm (b) 3 cm (c) 0 cm అయినప్పుడు దాని త్వరణం, వేగాలను కనుక్కోండి.
సాధన:
ఇక్కడ r = 5 cm = 0.05 m; T = 0.25 సెకన్;
ω = \(\frac{2 \pi}{T}=\frac{2 \pi}{0.2}\)
= 10π rad/s
స్థానభ్రంశం y అయితే త్వరణం A = -ω²y
వేగం V = ω\(\sqrt{{r^2}-{y^2}}\)

సందర్భం (a) : y = 0.05 m = 0.05 m
A = -(10π)² × 0.05
= -5π² m/s²
V = 10π \(\sqrt{{(0.05)^2}-{(0.05)^2}}\) = 0

సందర్భం (b) : y = 3 cm = 0.03 m
A = -(10π)² × 0.03
= -3π² m/s²
V = 10π × \(\sqrt{{(0.05)^2}-{(0.03)^2}}\)
= 10π × 0.04
= 0.4π m/s

సందర్భం (c) : y = 0,
A = −(10π)² × 0 = 0
V = 10π \(\sqrt{{(0.05)^2}-{0^2}}\)
= 10π × 0.05
= 0.5π m/s.

ప్రశ్న 25.
క్షితిజ సమాంతరంగా ఉండే స్ప్రింగ్ స్వేచ్ఛా చివరన కట్టిన ద్రవ్యరాశి, తలంపై ఎలాంఇ ఘర్షణ లేదా అవరోధం లేనప్పుడు ఆకోణీయ వేగంతో స్వేచ్ఛా డోలనాలు చేస్తుంది. t = 0 కాలం వద్ద ద్రవ్యరాశిని ×, దూరం లాగి కేంద్రం వైపు v₀ వేగంతో నెట్టినప్పుడు కలిగే ఫలత డోలనాల కంపన పరిమితిని ω, x₀, y₀ పదాలలో కనుక్కోండి. (సూచన:x = a cos (ωt + θ) సమీకరణంతో ప్రారంభించండి. తొలివేగం రుణాత్మకం అని గమనించండి.
సాధన:
x = A cos (ωt + θ)

సాధించిన సమస్యలు (Solved Problems)

ప్రశ్న 1.
మానవ గుండె, సగటు స్పందనరేటు నిమిషానికి 75. గుండె పౌనఃపున్యం, ఆవర్తన కాలాలను లెక్కించండి.
సాధన:
గుండె స్పందన పౌనఃపున్యం = 75/(1 min)
= 75/(60 s)
= 1.25 s^-1
= 1.25 Hz

ఆవర్తన కాలం, T = 1/(1.25 s^-1)
= 0.8 s.

ప్రశ్న 2.
కింది ఏ కాల ప్రమేయాలు (a) ఆవర్తనం (b) ఆవర్తనం కాని చలనాలను సూచిస్తాయి. ఆవర్తన చలనం ప్రతి సందర్భానికి ఆవర్తన కాలాన్ని తెలపండి. [ω ఏదైనా ధన స్థిరాంకం]
(i) sin ωt + cos ωt (ii) sin ωt + cos 2 ωt + sin 4 ωt (iii) e^-ax (iv) log (ωt).
సాధన:
i) sin ωt + cos ωt ఆవర్తన ప్రమేయం. దీన్ని

ii) ఇది ఆవర్తన చలనానికి ఒక ఉదాహరణ. ఇందులోని ప్రతి పదం వేరువేరు కోణీయ పౌనఃపున్యాలతో ఉండే ఆవర్తన ప్రమేయాన్ని సూచిస్తుంది. ప్రమేయం పునరావృతం అయ్యే కనిష్ట కాలవ్యవధి ఆవర్తన కాలం కాబట్టి sin ωt ఆవర్తన కాలం T_o = \(\frac{2 \pi}{\omega}\), cos 2 ωt ఆవర్తన కాలం \(\frac{\pi}{\omega}=\frac{T_0}{2}\), sin 4 ωt ఆవర్తన కాలం \(\frac{2 \pi}{4 \omega}=\frac{T_0}{4}\).

మొదటి ఆవర్తన కాలం, చివరి రెండు పదాల ఆవర్తన కాలాల గుణిజం అవుతుంది. కాబట్టి మూడు పదాల మొత్తం పునరావృతం అయ్యే కనిష్ఠ కాలవ్యవధి T_o. అందువల్ల మూడు పదాల మొత్తం ఆవర్తన కాలం \(\frac{2 \pi}{4 \omega}\)తో ఒక ఆవర్తన ప్రమేయం.

iii) ప్రమేయం e^-ωt ఆవర్తన ప్రమేయం కాదు. కాలం t విలువ పెరిగేకొద్దీ ప్రమేయం విలువ ఏకదిష్టంగా (monotonically) తగ్గుతుంది. t → ∞ అయ్యేకొద్దీ ప్రమేయం శూన్యం అవుతుంది. కాబట్టి ప్రమేయం దాని విలువను ఎప్పటికీ పునరావృత్తం చేయదు.

iv) log (ωt) ప్రమేయం కాలం tతో ఏకదిష్టంగా పెరుగుతుంది. కాబట్టి ఇది ఎప్పటికీ తన విలువను పునరావృతం చేయదు. ఆవర్తనం కాని ప్రమేయం కాబట్టి t → ∞ అయ్యేకొద్దీ log (ωt) అనంతానికి అపసరణం (diverges) చెందుతుంది. ఇది ఏరకమైన భౌతిక స్థానభ్రంశాన్ని సూచించదు.

ప్రశ్న 3.
కింది కాల ప్రమేయాల్లో ఏది (a) సరళ హరాత్మక చలనం (b) ఆవర్తన చలనమే కాని సరళ హరాత్మక చలనం కాదు. రెండు సందర్భాల్లో ఆవర్తన కాలాలను తెలపండి.
(a) sin ωt – cos ωt (b) sin² ωt
సాధన:
a) sin ωt – cos ωt = sin ωt – sin (π/2 – ωt)
= 2 cos (π/4) sin (ωt – π/4)
= √2 sin (ωt – π/4)

పై సమీకరణం ఆవర్తన కాలం T = 2π/ω దశా కోణం (-π/4) లేదా (7π/4)తో ఉండే సరళ హరాత్మక చలనాన్ని సూచిస్తుంది.

b) sin² ωt = \(\frac{1}{2}-\frac{1}{2}\) cos 2 ωt
ఇది ఆవర్తన కాలం T = π/ω తో ఉండే ఆవర్తన చలనాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది O వద్ద కాక \(\frac{1}{2}\) వద్ద సమతాస్థితి స్థానాన్ని కలిగి ఉండే హరాత్మక చలనాన్ని కూడా సూచిస్తుంది.

ప్రశ్న 4.
కింది పటాలు రెండు వృత్తాకార చలనాలను సూచిస్తున్నాయి. వృత్త వ్యాసార్థం, పరిభ్రమణ కాలం, తొలి స్థానం, చలన దిశలు పటంలో సూచించినట్లు ఉన్నాయి. వృత్తాకార చలనం చేసే కణం P వ్యాసార్ధ సదిశ x- విక్షేపం యొక్క సరళ హరాత్మక చలనాలను రెండు సందర్భాల్లో రాబట్టండి.

సాధన:
a) t = 0 వద్ద OP, ధన x-అక్షంతో 45° = \(\frac{2 \pi}{\lambda}\) రేడియన్ కోణం చేస్తుంది. t కాలం తరువాత అపసవ్యదిశలో OP పొందే కోణీయ స్థాన భ్రంశం \(\frac{2 \pi}{T}\) t.t తరువాత x-అక్షంతో చేసే కోణం \(\frac{2 \pi}{T}\)t + \(\frac{2 \pi}{4}\) t సమయం వద్ద x-అక్షం పై OP యొక్క విక్షేపం

ప్రశ్న 5.
కింది ఇచ్చిన సమీకరణాల (SI ప్రమాణాలలో) నికి అనుగుణంగా ఒక వస్తువు సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుంది. X = 5 cos [2πt + π/4]. t = 1.5 s వద్ద వస్తువు (a) స్థానభ్రంశం, (b) వడి, (c) త్వరణాలను లెక్కించండి.
సాధన:
వస్తువు కోణీయ పౌనఃపున్యం ) = 2πs^-1 ఆవర్తన కాలం T = 1s.
t = 1.5 s వద్ద

a) స్థానభ్రంశం
= (5.0 m) cos [(2πs^-1) × 1.5 s + π/4]
= (5.0 m) cos [(3π + π/4)]
=-5.0 × 0.707 m.
= -3.535 m

b) సమీకరణం (8.9) ని ఉపయోగించి, వస్తువు వడి
= -(5.0 m) (2πs^-1) sin [(2πs^-1) × 1.5 s + π/4]
= -(5.0 m) (2πs^-1) sin [(3π + π/4)]
= 10π × 0.707 ms^-1
= 22 ms^-1

c) సమీకరణం (8.10) ని ఉపయోగించి, వస్తువు
= – (2π s^-1)² × స్థానభ్రంశం
= -(2π s^-1)² × (-3.535 m)
= 140 ms^-2.

ప్రశ్న 6.
పటం 8.14 లో చూపిన విధంగా, K స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం గల రెండు సర్వసమానమైన స్ప్రింగ్లను m ద్రవ్యరాశి గల దిమ్మెకు జోడించి, వాటి మిగతా రెండు చివరలను స్థిర ఆధారాలకు బిగించారు. దిమ్మెను సమతాస్థితి స్థానం నుంచి ఎటువైపు స్థానభ్రంశం చెందించినా అది సరళ హరాత్మక చలనం చేస్తుందని నిరూపించండి.

సాధన:
పటం 8.15 లో చూపినట్లు దిమ్మెను సమతాస్థితి స్థానం నుంచి కుడివైపుకు × దూరం స్థానభ్రంశం చెందిస్తే ఎడమవైపు స్ప్రింగ్ × దూరం సాగితే కుడివైపు స్ప్రింగ్ × దూరం సంపీడనం చెందుతుంది.

దిమ్మెపై పనిచేసే బలాలు

F₁ = -kx (దిమ్మెను మాధ్యమిక స్థానంలోకి తెచ్చేందుకు ఎడమవైపు స్ప్రింగ్ దిమ్మెను లాగే బలం)
F₂ = -kx (దిమ్మెను మాధ్యమిక స్థానంలోకి తెచ్చేందుకు కుడివైపు స్ప్రింగ్ దిమ్మెను నెట్టే బలం) దిమ్మెపై పనిచేసే నికర బలం
F = -2kx
దిమ్మెపై పనిచేసే బలం స్థానభ్రంశానికి అనులోమాను పాతంలో ఉండి మాధ్మమిక స్థానంపైపు పనిచేయడం వల్ల దిమ్మె చలనం సరళ హరాత్మక చలనం. దిమ్మె డోలనావర్తన కాలం
T = 2π\(\sqrt{\frac{m}{2k}}\)

ప్రశ్న 7.
8.750 Nm^-1 స్ప్రింగ్ స్థిరాంకం గల ఒక స్ప్రింగ్కు 1 kg ద్రవ్యరాశి దిమ్మెను బిగించారు. x = 0 వద్ద సమతాస్థితి స్థానం నుంచి t = 0 వద్ద విరామస్థితిలో గల దిమ్మెను x = 10 cm దూరం వరకు ఘర్షణ లేని తలంపై లాగితే మాధ్యమిక స్థానం నుంచి 5 cm దూరంలో దిమ్మె ఉన్నప్పుడు దాని గతిజ, స్థితిజ, మొత్తం శక్తులను లెక్కించండి.
సాధన:
సరళ హరాత్మక చలనం చేసే దిమ్మె కోణీయ పౌనః పున్యం సమీకరణం (8.14b) నుండి

ఏదైనా కాలం t వద్ద దిమ్మె స్థానభ్రంశం
x(t) 0.1 cos (7.07t)
కాబట్టి దిమ్మె మాధ్యమిక స్థానం నుంచి 5cm దూరంలో ఉన్నప్పుడు
0.05 = 0.1 cos (7.07t)
లేదా cos (7.07t) = 0.5
∴ sin (7.07t) = \(\frac{\sqrt{3}}{2}\) = 0.866
x = 5 cm వద్ద దిమ్మె వేగం
= 0.1 × 7.07 × 0.866 ms^-1
= 0.61 ms^-1

∴ దిమ్మె గతిజ శక్తి K.E = \(\frac{1}{2}\)mv²
= \(\frac{1}{2}\)[1kg × (0.6123 ms^-1)²]
= 0.19 J

దిమ్మె స్థితిజ శక్తి P.E.
= \(\frac{1}{2}\)kx²
= \(\frac{1}{2}\)(50 Nm^-1 × 0.05 m × 0.05 m)
= 0.0625 J

x = 5 cm వద్ద దిమ్మె కలిగి ఉండే మొత్తం శక్తి
= K.E. + P.E.
= 0.25 J

గరిష్ఠ స్థానభ్రంశం వద్ద గతిజశక్తి (K.E) శూన్యం కాబట్టి అక్కడ మొత్తం శక్తి స్థితిజ శక్తి (P.E)కి సమానం అని మనకు తెలుసు కాబట్టి వ్యవస్థ మొత్తం శక్తి
= \(\frac{1}{2}\)(50 Nm^-1 × 0.1 m × 0.1 m)
= 0.25 J

ఇది 5 cm స్థానభ్రంశం వద్ద ఉండే మొత్తం శక్తికి సమానం కాబట్టి శక్తి నిత్యత్వ నియమానికి అనుగుణ్యంగా ఉందని తెలుస్తోంది.

ప్రశ్న 8.
8.8 500 Nm^-1 బల స్థిరాంకం గల స్ప్రింగ్కు 5 kg ద్రవ్యరాశి గల లోహ కంకణాన్ని (ring) బిగించారు. క్షితిజ సమాంతరంగా ఉండే కడ్డీపై ఘర్షణ లేకుండా కంకణం జారుతుంది. మాధ్యమిక స్థానం నుంచి కంకణాన్ని 10.0cm లాగి వదిలారు. అయితే కంకణం
(a) డోలనావర్తన కాలం (b) గరిష్ట వడి (c) గరిష్ఠ త్వరణాలను లెక్కించండి.
సాధన:
a) సమీకరణం (8.21) నుంచి డోలనావర్తన కాలం

b) సరళ హరాత్మక చలనం చేసే కంకణం వేగం
v(t) = -Aω sin (ωt + Φ)
గరిష్ఠ వడి
v_m = Aω

c) మాధ్యమిక స్థానం నుంచి x(t)స్థానభ్రంశం వద్ద కంకణం త్వరణం
a(t) = -ω²x(t)

ఇది అంత్యస్థానాల వద్ద ఉంటుంది.

ప్రశ్న 9.
8.9 సెకండులను టికే చేసే లఘులోలకం పొడవు ఎంత?
సాధన:
లఘు లోలకం డోలనావర్తన కాలం
T = 2π \(\sqrt{\frac{L}{g}}\)
దీని నుంచి కింది విధంగా రాయవచ్చు.

ప్రశ్న 10.
8.10 పటం 8:19 లో చూపిన అవరుద్ధ డోలకంలో దిమ్మె ద్రవ్యరాశి (m) 200 g, k = 90 Nm^-1 అవరోధ స్థిరాంకం b విలువ 40 gs^-1 అయితే (a) డోలనావర్తన కాలం, (b) కంపన పరిమితి తొలి కంపన పరిమితిలో సగం అయ్యేందుకు పట్టేకాలం, (c) యాంత్రిక శక్తి తొలి విలువలో సగం అయ్యేందుకు పట్టే కాలాలను లెక్కించండి.
సాధన:
a) km = 90 × 0.2 = 18 kg Nm^-1 = kg² s^-2;
కాబట్టి √km = 4.243 kg s^-1, b = 0.04 kg s^-1
అంటే b విలువ √km కంటే చాలా తక్కువ. కాబట్టి సమీకరణం (8.34) నుంచి డోలనావర్తన కాలం.

b) సమీకరణం (8.33) నుంచి కంపన పరిమితి తొలి విలువలో సగం అయ్యేందుకు పట్టే కాలం T_1/2 అయితే

c) యాంత్రిక శక్తి తొలి విలువలో సగం అయ్యేందుకు పట్టే కాలం t_1/2 ని లెక్కించేందుకు సమీకరణం (8.35)ని ఉపయోగిస్తాం.
= E(t_1/2)/E(0) exp (-bt_1/2/m)
లేదా \(\frac{1}{2}\) = exp (-b_1/2/m)
ln (1/2) = −(bt12/m)
లేదా t_1/2 = \(\frac{0.693}{40 gs^{-1}}\) × 200g
= 3.46 s

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 10th Lesson P బ్లాక్ మూలకాలు – 13వ గ్రూప్ Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 10th Lesson P బ్లాక్ మూలకాలు – 13వ గ్రూప్

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
బోరాన్, థాలియం ఆక్సిడేషన్ స్థితుల మార్పు విధానాన్ని చర్చించండి.
జవాబు:

• బోరాన్ తక్కువ పరిమాణం కలిగి ఉండి అలోహస్వభావం కలిగి ఉండును. కావున – 3 ఆక్సీకరణ స్థితి ప్రదర్శిస్తుంది.
• ‘Al’ +3 స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది.
• Ga, In మరియు Tl లు +1 మరియు +3 స్థితులు ప్రదర్శిస్తాయి.
• Tl జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట ప్రభావం వలన +1 స్థిరమైన స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది.

ప్రశ్న 2.
TlCl₃ అధిక స్థిరత్వాన్ని ఎట్లా వివరిస్తారు?
జవాబు:
TlCl₃ అస్థిరమైనది Tl⁺³ స్థిరమైనది కాదు. TlCl స్థిరమైనది. జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట ప్రభావం వలన T⁺ స్థిరమైనది.

ప్రశ్న 3.
BF₃ లూయీ ఆమ్లంగా ఎందుకు ప్రవర్తిస్తుంది?
జవాబు:
BF₃ ఎలక్ట్రాన్ కొరత సమ్మేళనం. దీనికి ఎలక్ట్రాన్ జంటను స్వీకరించే స్వభావం కలదు. ఎలక్ట్రాన్ జంటలు స్వీకర్తలను లూయి ఆమ్లాలు అంటారు. కావున BF₃ లూయి ఆమ్లం.

ప్రశ్న 4.
బోరిక్ ఆమ్లం ప్రోటాన్ ఇచ్చే ఆమ్లమా? వివరించండి.
జవాబు:
బోరిక్ ఆమ్లం ఒక బలహీన ఏకక్షార ఆమ్లం. బోరిక్ ఆమ్లంలో సమతల BO₃ యూనిట్లు హైడ్రోజన్ బంధాలతో కలుపబడతాయి. కావున ఇది ప్రోటాన్ నిచ్చే ఆమ్లం కాదు. (ప్రోటిక్ ఆమ్లం కాదు)

ప్రశ్న 5.
బోరిక్ ఆమ్లాన్ని వేడిచేస్తే ఏమవుతుంది?
జవాబు:
బోరిక్ ఆమ్లాన్ని 370 K పైన వేడిచేసినపుడు మెటాబోరిక్ ఆమ్లం ఏర్పడును. దీనిని వేడిచేయగా బోరిక్ ఆక్సైడ్ ఏర్పడును.

ప్రశ్న 6.
BF₃, BH₄^– ల ఆకారాలను వర్ణించండి. ఈ కణాలలో బోరాన్ సంకరకరణం రాయండి.
జవాబు:
→ BF₃ అణువు సమతల త్రిభుజాకారం
‘B’ యొక్క సంకరీకరణం ‘sp²’.
→ BH₄ అణు-టెట్రాహెడ్రల్ ఆకృతి
‘B’ యొక్క సంకరీకరణం ‘sp³’.

ప్రశ్న 7.
Ga పరమాణు వ్యాసార్థం Al కంటే ఎందుకు తక్కువ ఉంటుంది. వివరించండి.
జవాబు:
గాలియంలో ఉపాంత్యకర్పరంలో 10- ఎలక్ట్రాన్లు కలవు. ఈ ఎలక్ట్రాన్ల వల్ల పరిరక్షక ప్రభావం తక్కువగా ఉంటుంది. కావున ‘Ga’ లో కేంద్రక ఆవేశం పెరుగును. కావున Ga యొక్క పరమాణు వ్యాసార్థం ‘Al8’ కంటే తక్కువగా ఉండును.

ప్రశ్న 8.
జడజంట ప్రభావాన్ని వివరించండి.
జవాబు:
బంధ నిర్మాణంలో పాల్గొనడానికి ‘ns’ ఎలక్ట్రాన్లు వ్యతిరిక్తతను చూపడాన్ని “జడ జంట ప్రభావం” అంటారు.
ఉదా : ఈ ప్రభావం వలననే ‘థాలియం’ “+1” ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది.

ప్రశ్న 9. ఈకింది సమీకరణాలను తుల్యంచేసి రాయండి.

జవాబు:
a) 1) బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడు లిథియం హైడ్రైడ్తో క్షయకరణం చెందిస్తే డైబోరేన్ ఏర్పడుతుంది.
2BF₃ + 6LiH → B₂H₆ + 6 LiF
b) 3) నీటితో చర్య జరిపి బోరిక్ ఆమ్లాన్ని, హైడ్రోజన్ న్ను ఇస్తుంది.
B2₂H₆ + 6H2O → 2H₃BO₃ + 6H₂
c) 4) సోడియం ఎమాల్గంతో చర్య జరిపి సంకలన పదార్థాన్ని ఇస్తుంది.

ప్రశ్న 10.
బోరిక్ ఆమ్లం బహ్వణుకగా ఎందుకు ఉంటుంది?
జవాబు:
బోరిక్ ఆమ్లం పొరలవంటి జాలకం కలిగియుండును. ఈ నిర్మాణంలో BO₃ యూనిట్లు హైడ్రోజన్ బంధాలతో కలుపబడి పాలిమర్ (బహ్వణుక)గా ఏర్పడును.

ప్రశ్న 11.
డైబోరేన్, బోరజీన్లలో బోరాన్ సంకరకరణం ఏమిటి?
జవాబు:

• డైబోరేన్ ‘B’ సంకరీకరణం sp³
• బోరజీన్లో ‘B’ సంకరీకరణం sp²

ప్రశ్న 12.
13 గ్రూప్ మూలకాల ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని రాయండి.
జవాబు:
IIA గ్రూపు మూలకాలు సాధారణ ఎలక్ట్రానిక్ విన్యాసము ns²np¹.

• B – 1s²2s²2p¹
• Al – [Ne] 3s²3p¹
• Ga – [Ar] 3d^1o4s²4p¹
• In − [Kr] 4d^1o5s²5p¹
• Tl − [Xe] 5d^1o 6s² 6p¹

ప్రశ్న 13.
బోరజీన్ సాంకేతికాన్ని రాయండి. దాని సాధారణ నామం ఏమిటి?
జవాబు:
బోరజీన్ అణు ఫార్ములా B₃N₃H₆.
దీని సాధారణ నామం “ఇనార్గానిక్ బెంజీన్” ఎందుకనగా ఇది బెంజీన్ వంటి నిర్మాణం కలిగియుండును.

ప్రశ్న 14.
(a) బొరాక్స్ (b) కోలిమనైట్ సాంకేతికాలు ఇవ్వండి.
జవాబు:
a) బొరాక్స్ ఫార్ములా Na₂BO₇. 10H₂O.

b) కొలేమనైట్ ఫార్ములా Ca₂B₆O₁₁.5H₂O.

ప్రశ్న 15.
అల్యూమినియం ఉపయోగాలు రెండు రాయండి.
జవాబు:
‘Al’ ఉపయోగాలు :

1. ఎలక్ట్రికల్ కేబుల్లను చేయడానికి దీనిని ఉపయోగిస్తారు.
2. ట్రేలు, పటాల ఫ్రేమ్లను చేయడానికి వాడతారు.
3. విమాన విడిభాగాల తయారీలో వాడతారు.
4. AI మిశ్రమలోహాలను పైపులు, తీగలు తయారుచేయుటకు ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 16.
కింది చర్యల్లో ఏమి జరుగుతుంది?
a) LiAlH₄, BCl₃, మిశ్రమాన్ని అనార్థ ఈథర్లో వెచ్చబెట్టినప్పుడు
b) బోరాక్స్న H₂SO₄ తో వేడిచేసినప్పుడు
జవాబు:
a) LiAlH₄ BCl₃ లను పొడి ఈథర్లో కరిగించి, వేడిచేస్తే డైబోరేన్ (B₂H₆) తయారగును.

b) బోరాకన్ను H₂SO₄తో వేడిచేసినపుడు బోరిక్ ఆమ్లం ఏర్పడును.
Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O → Na2SO4 + 4H3BO3

ప్రశ్న 17.
ఆర్థోబోరిక్ ఆమ్ల నిర్మాణాన్ని గీయండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 18.
AlCl₃ ద్విఅణుక నిర్మాణాన్ని రాయండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 19.
లోహ బోరైడ్లను (¹⁰B) రక్షణ కవచాలుగా వాడతారు.
జవాబు:
బోరాన్- 10 (¹⁰B) కి నూట్రాన్లను శోషించుకొనే సామర్థ్యం కలదు. కావున లోహబోరైడ్లు (¹⁰B కలిగినవై) ను న్యూక్లియర్ పరిశ్రమలలో రక్షణ కవచాలుగా ఉపయోగిస్తారు.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
అల్యూమినియమ్కు ద్విస్వభావికం ఉన్నదని రుజువుచేసే చర్యలు రాయండి.
జవాబు:
1. ఆమ్లాలతో చర్య :
i) విలీన లేదా గాఢ ఆమ్లాలు Al ని కరిగించుకుని H₂ నిస్తాయి.
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ ↑

గాఢ HNO₃ తో Al క్రియారహితం అవుతుంది. ఇది లోహపు తలంపై పలుచని ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడటం వల్ల క్రియా రాహిత్యం వస్తుంది.

2. క్షారాలతో చర్య :
Al లోహం ద్విస్వభావ లోహం. అది క్షారాలతో H₂ని ఇస్తుంది. మెటా అల్యూమినేట్ లేదా అల్యూమినేట్ ఏర్పడుతుంది.

పై చర్యలు అల్యూమినియం ద్విస్వభావాన్ని ఋజువు చేస్తున్నాయి.

ప్రశ్న 2.
ఎలక్ట్రాన్ కొరత గల సమ్మేళనాలంటే ఏమిటి? BCl₃ ఎలక్ట్రాన్ కొరత గల సమ్మేళనమా? వివరించండి.
జవాబు:
ఎలక్ట్రాన్ కొరత అణువులు :
ఈ అణువులో అన్నీ కోవలెంట్ బంధాలు ఏర్పడటానికి అవసరమయిన ఎలక్ట్రాన్లు అందుబాటులో ఉండవు. కాబట్టి ఒక వింతయిన సందర్భం ఏర్పడుతుంది.
ఉదా : డైబోరేన్ (B₂H₆), టెట్రా బోరేన్ (B₄H₁₀) మొదలగునవి.

• BCl₃ ఎలక్ట్రాన్ కొరత సమ్మేళనం.
• BCl₃ ‘B’ 8 ఎలక్ట్రాన్లకు బదులు 6 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉండును.
• ఇది ఎలక్ట్రాన్ జంటను స్వీకరిస్తుంది. ఇవి లూయి ఆమ్లం.

ప్రశ్న 3.
BF₃, BF₄^– లో B – F బంధ దూరాలు వరుసగా 130 pm, 143 pm ఎందుకు వేరువేరుగా ఉన్నాయో కారణాలు సూచించండి.
జవాబు:
BF₃ గురించి :

• BF₃లో ‘B’ వేలన్సీ కర్పరంలో మూడు బంధ ఎలక్ట్రాన్ జంటలను కలిగి ఉండును.
• ‘B’ పరమాణువు sp² సంకరీకరణం చెందును.
• అణువు ఆకృతి సమతల త్రిభుజాకారం..

BF₄^– గురించి :

• BF₄^– లో. ‘B’ వేలన్సీ కర్పరంలో నాలుగు బంధ ఎలక్ట్రాన్ జంటలను కలిగి ఉండును.
• ‘B’ పరమాణువు sp³ సంకరీకరణం చెందును.
• అణువు ఆకృతి టెట్రాహెడ్రల్.
• పైన చెప్పిన కారణాల వలన BF₃ లో బంధదైర్ఘ్యం, BF₄^– లో బంధ దైర్ఘ్యం వేరువేరుగా ఉన్నాయి.

ప్రశ్న 4.
B – Cl బంధానికి బంధ భ్రామకం ఉంది కాని BCl₃ అణువుకు ద్విధ్రువ భ్రామకం సున్నా ఉంటుంది. వివరించండి.
జవాబు:

• B – Cl బంధం ధృవణ బంధం కావున బంధభ్రామకం కలదు.
• BCl₃ అణువు అధృవ అణువు కారణం ఇది సౌష్ఠవ నిర్మాణం కలిగి ఉంటుంది. (సమతల త్రిభుజాకారం)
• సౌష్టవ అణువులకు ద్విధృవ భ్రామకం సున్నా.
  ∴ μ (BCl₃) = 0

ప్రశ్న 5.
బోరిక్ ఆమ్లం నిర్మాణాన్ని వివరించండి.
జవాబు:
ఆమ్లం పొరలవంటి జాలకం కలిగియుండును. ఈ నిర్మాణంలో BO₃ యూనిట్లు హైడ్రోజన్ బంధాలతో కలుపబడి పాలిమర్ (బహ్వణుక)గా ఏర్పడును.

ప్రశ్న 6.
ఏమి జరుగుతుంది?
a) బోరాక్స్న ప్రబలంగా వేడిచేస్తే
b) బోరిక్ ఆమ్లాన్ని నీటికి కలిపితే
c) అల్యూమినియాన్ని సజల NaOH తో వేడిచేస్తే
d) అమ్మోనియాతో BF చర్య జరిపినపుడు
e) ఆర్థ అల్యూమినాను సజల NaOH ద్రావణంతో చర్య జరిపినప్పుడు
జవాబు:
a) బోరాక్స్ను ప్రబలంగా వేడిచేస్తే చివరగా గాజువంటి పదార్థం ఏర్పడును.

b) బోరిక్ ఆమ్లంనకు నీటిని కలిపితే బోరిక్ ఆమ్లం నీటి నుండి OH అయాన్ను స్వీకరిస్తుంది.
B(OH)₃ + 2H₂O → [B(OH)₄]^– + H₃O⁺

c) ‘Al’ ను సజల NaOH తో చర్య జరిపితే సోడియం మెటాల్యుమినేట్ ఏర్పడి హైడ్రోజన్ వాయువు వెలువడును.
2Al + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂↑

d) BF, ని NH3 తో చర్య జరిపినపుడు NH3. BF3 సమ్మేళనం ఏర్పడును.

లూయి ఆమ్లం, లూయి క్షారం.

e) ఆర్ద్ర అల్యూమినాను సజల NaOH ద్రావణంతో చర్య జరిపితే సోడియం మెటాల్యుమినేట్ ఏర్పడును.
Al₂O₃.2H₂O + 2NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂O

ప్రశ్న 7.
కారణాలు తెలపండి.
a) అల్యూమినియం పాత్రలలో గాఢ HNO₃ రవాణా చేయవచ్చు
b) సజల NaOH అల్యూమినియం ముక్కల మిశ్రమాన్ని మురుగు కాలువను తెరవడానికి వాడతారు. c) అల్యూమినియం మిశ్రమలోహాన్ని విమానాలను తయారుచేయడానికి వాడతారు.
d) అల్యూమినియం పాత్రలను రాత్రంతా నీళ్ళలో పెట్టకూడదు.
e) అల్యూమినియం తీగలను ప్రసార కేబుల్ తయారీకి వాడతారు.
జవాబు:
a) Al మరియు గాఢ HNO₃ కి మధ్య చర్యారాహిత్యం (passivity) కలదు. అందువలన అల్యూమినియం పాత్రలలో గాఢ HNO₃ని రవాణా చేయవచ్చు.

b) సజల NaOH మరియు ‘Al’ ముక్కల మిశ్రమాన్ని మురుగుకాలువను తెరవడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీనికి కారణం ఈ మిశ్రమం మురుగుకాలువను శుభ్రపరుస్తుంది.
2A + 2NaOH – 2NaAlO₂ + H₂

c) Al తేలికయిన, బలమైన లోహం. గాలిలో క్షయం చెందదు. మంచి విద్యుద్వాహకం కాబట్టి దీనిని విమాన విడిభాగాలను తయారుచేయడానికి వాడతారు.

d) అల్యూమినియం పాత్రలను రాత్రంతా నీటిలో పెట్టకూడదు. ‘ ‘Al’ నీటితో చర్య జరిపి H₂ ను ఉష్ణాన్ని విడుదల చేయును. దీనివలన రంగు పోతుంది. కొన్ని సందర్భాలలో Al సమ్మేళనాలు విషపూరితమైనవి.

e) అల్యూమినియం తీగలను ప్రసార కేబుల్ తయారీకి వాడతారు. దీనికి కారణం దాని యొక్క మంచి విద్యుద్వాహకత మరియు వాతావరణంలో లోహక్షమత్వం జరుగదు.

ప్రశ్న 8.
Ga, In మరియు Tl లలో ఋణవిద్యుదాత్మకత భేదం ఎందుకు ఎక్కువగా మారదో వివరించండి.
జవాబు:

• Ga, In మరియు Tl ల ఋణ విద్యుదాత్మక విలువలు 1.6, 1.7,1.8.
• Ga, In మరియుTl లో గల -ఎలక్ట్రాన్లు బాహ్య కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్లను సరిగా పరిరక్షణ చేయలేవు. (కేంద్రక ఆకర్షణ నుండి).
• దీనికి కారణం వివిధ ఆర్బిటాళ్ళ పరిరక్షణ ప్రభావం క్రమం
  s > p> d > f.
• Ga, In మరియు Tl లు ఒకే సంఖ్యలో ఉపాంత కర్పర ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉన్నాయి.
• కావున Ga, In మరియు Tl ల ఋణ విద్యుదాత్మక విలువల భేదం ఎక్కువగా మారదు.

ప్రశ్న 9.
సరైన ఉదాహరణతో బోరాక్స్ పూస పరీక్షను వివరించండి. [Mar. ’13]
జవాబు:
బొరాక్స్ పూస పరీక్ష :
ఈ పరీక్షను గుణాత్మక విశ్లేషణలో కాటయాన్ల ను గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు. బొరాక్స్ను వేడి చేయడం వల్ల అది ఉబ్బి, కాంతి నిరోధక పదార్థం, అనార్ధ సోడియమ్ టెట్రా బోరేట్ అవుతుంది. దాన్ని గలనం చేస్తే బొరాక్స్ గ్లాస్ ఏర్పడుతుంది. అందులో సోడియమ్ మెటాబోరేట్, B₂O₃ లు ఉంటాయి. బోరిక్ ఎన్ హైడ్రైడ్, (B₂O₃), లోహపు ఆక్సైడ్తో కలిసి మెటాబోరేట్లను రంగుగల పూసలుగా ఏర్పడుతుంది. దీనిలో చర్యలు క్రింది విధంగా జరుగుతాయి.

ప్రశ్న 10.
డైబోరేన్ నిర్మాణాన్ని వివరించండి. [A.P. & T.S. Mar, ’15]
జవాబు:
డైబోరేన్ నిర్మాణం :
ఎలక్ట్రాన్ వివర్తన ప్రయోగాలు, రామన్ వర్ణపటం ఆధారంగా డైబోరేన్లో BH₂ సమూహాలు ఉన్నాయని మిగిలిన రెండు హైడ్రోజన్లలో ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఈ తలానికి పైన, వేరొక H పరమాణువు తలానికి క్రింద ఉన్నాయని తెలిసింది. ఈ రెండు H పరమాణువులు రెండు BH₂ సమూహాలను కలుపుటకై వారధి వలె ఉంటాయి. అందువలన వాటిని వారధి హైడ్రోజన్లు అంటారు. ఈ వారధులు పైన ఒకటి క్రింద ఒకటి ఉంటాయి. ఈ వారధిలో ఒక్కొక్క దానిలో రెండు ఎలక్ట్రాన్లు మూడు పరమాణువులను కలుపుతాయి. అందువలన దీనిని మూడు కేంద్రకాలు గల ఎలక్ట్రాన్ జంట బంధం అంటారు. దీనినే బనానా బంధం అని లేక టౌ బంధం అనికూడా అంటారు.

డైబోరేన్ బోరాన్ పరమాణువు sp³ సంకరీకరణం పొందుతుంది. అపుడు ప్రతి బోరాన్ మీద నాలుగు sp³ సంకర ఆర్బిటాళ్ళు ఏర్పడతాయి. వాటిలో మూడింటిలో బంధ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. ఒక sp³ సంకర ఆర్బిటాల్ మాత్రం ఖాళీగా ఉంటాయి. ప్రతి బోరాన్ పరమాణువులోని బంధ ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్న రెండు sp³ సంకర ఆర్బిటాళ్ళు రెండు H పరమాణువులలోని 1s ఆర్బిటాళ్ళతో ఆవరింపు చేసుకుని B – H బంధాలను ఇస్తాయి. ఇపుడు ఒక బోరాన్ వద్ద ఉన్న బంధ ఎలక్ట్రాన్ గల sp³ సంకర ఆర్బిటాల్ వేరొక బోరాన్ వద్ద గల ఖాళీ sp³ సంకర ఆర్బిటాల్ మరియు హైడ్రోజన్ యొక్క 1s ఆర్బిటాల్ కలిసి అస్థానీకృత ఆర్బిటాలు ఇస్తాయి. ఇందులోని జంట ఎలక్ట్రాన్లు మూడు కేంద్రకాలను ఆవరించుకుని రెండు BH₂ సమూహాలున్న తలాలకు ఒకటి పైన రెండవది క్రింద ఉంటాయి. ఈ రకమైన బంధాలు డైబోరేన్లో రెండు ఉంటాయి.

దీనిలో H_b బ్రిడ్జిలో గల హైడ్రోజన్లను సూచిస్తుంది. ఒక తలంలో రెండు హైడ్రోజన్ల మధ్య కోణం 121.5°. వారధి హైడ్రోజన్ల మధ్య కోణం 97° ఉంటుంది.

దీనిలో ‘H_b‘ బ్రిడ్జిలో గల హైడ్రోజన్లను సూచిస్తుంది.

ప్రశ్న 11.
ఆమ్లాలతో అల్యూమినియం చర్యలను వివరించండి.
జవాబు:
ఆమ్లాలతో ‘Al’ చర్య :
i) విలీన లేదా గాఢ HCl, Al ని కరిగించుకుని H₂ నిస్తాయి.
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl + 3H₂ ↑

ii) విలీన H₂SO₄ తో H₂ ఉత్పన్నమవుతుంది.
2 Al + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂ ↑
గాఢ H₂SO₄, Al లోహాన్ని కరిగించుకుని SO₂ ని ఇస్తుంది.
2 Al + 6 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6 H₂O

iii) అతివిలీన HNO₃ ని NH₄NO₃ గా Al క్షయకరణం చేస్తుంది.
8 Al + 30 HNO₃ → 8 Al(NO₃)₃ + 3 NH₄NO₃ + 9 H₂O

గాఢ HNO₃ తో ‘Al’ క్రియారహితం అవుతుంది. ఇది లోహపు తలంపై పలుచని ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడటం వల్ల క్రియారాహిత్యం వస్తుంది.

ప్రశ్న 12.
గ్రూపు 13లో బోరాన్ అసంగత ప్రవర్తనను సంక్షిప్తంగా రాయండి.
జవాబు:
బోరాన్ గ్రూపులో మిగతా మూలకాలతో చెప్పుకోతగినంత విభిన్నంగా ఉంటుంది. క్రింది అంశాలలో బోరాన్, మిగిలిన మూలకాల మధ్య తేడాలను చూడవచ్చు. పరమాణు సైజు చిన్నది కావటం, ఉపాంత కక్ష్య విన్యాసంలో తేడా ఈ భిన్న ప్రవృత్తికి కారణం కావచ్చు. బోరాన్ మొదటి అయొనైజేషన్ పొటన్షియల్ ఎక్కువగా ఉంటుంది.

1. బోరాన్ ఒక అలోహం. Al ద్వంద్వ స్వభావం గల లోహం. Ga, In, Tl లు లోహాలు.
2. బోరాన్ ఎప్పుడూ కోవలెంట్ సమ్మేళనాలను మాత్రమే ఏర్పరుస్తుంది. మిగిలిన మూలకాలు అయానిక సమ్మేళనాలను ఇవ్వవచ్చు.
3. బోరాన్లు సిలికాన్తో కర్ణ సంబంధాలుంటాయి. ఇదే విధమయిన సంబంధాలను మిగిలిన మూలకాలు చూపించవు.
4. ఆమ్లాల నుంచి హైడ్రోజను బోరాన్ స్థానభ్రంశం చేయదు. కానీ మిగతా మూలకాలు, లోహాలు కావడం వల్ల, అనుకూల పరిస్థితులలో హైడ్రోజన్ ను స్థానభ్రంశం చేస్తాయి.
5. B₂O₃, SiO₂ వలెనే ఆమ్లఆక్సైడ్, మిగతా మూలకాల ట్రై ఆక్సైడ్లు ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్లుగానీ, క్షార ఆక్సైడ్లుగానీ అవుతాయి.
   ఉదా : Al₂O₃ ⇒ ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్, TlOH ⇒ బలమైన క్షారం.
6. B(OH)₃ లేదా H₃BO₃ ఆమ్లం, ఇతర మూలకాల హైడ్రాక్సైడ్లు ద్విస్వభావమైనవి లేదా క్షార స్వభావం కలవి.
7. సరళ బోరేట్లు, సిలికేట్లు తేలికగా పొలిమరీకరణం చెంది పాలీ ఆమ్లాలను ఇస్తాయి. మిగిలిన మూలకాలు ఆ విధమయిన పాలిమర్లను ఇవ్వవు.
8. బోరాన్ అత్యధిక కోవలెన్సీ 4 మాత్రమే. కాని ఇతర మూలకాలకు అత్యధిక కోవలెన్సీ 6.
9. బోరాన్ స్థిరమయిన కోవలెంట్ హైడ్రైడ్లనిస్తుంది. మిగిలిన మూలకాలతో స్థిరమయిన హైడ్రోజన్ సమ్మేళనాలు ఏర్పరచటం కష్టం.
10. బోరాన్ ఎప్పుడూ కాటయాన్ గా కనబడదు. అయితే ఇతర మూలకాలు త్రి సంయోజక కాటయాన్లున్న చాలా సమ్మేళనాలను ఇస్తాయి.
11. BF₃ మినహా మిగిలిన బోరాన్ హాలైడ్లు జలవిశ్లేషణ తేలిగ్గా జరుపుతాయి. జల విశ్లేషణ తీవ్ర చర్య. కాని ఇతర మూలకాల హాలైడ్లు పాక్షిక జల విశ్లేషణను జరుపుతాయి లేదా అసలు జరపవు.

ప్రశ్న 13.
అల్యూమినియం సజల HNO₃ చర్య జరుపుతుంది కాని గాఢ HNO₃ తో చర్య జరుపదు. వివరించండి.
జవాబు:
a) అతి విలీన HNO₃ ని NH₄NO₃ గా Al క్షయకరణం చేస్తుంది.

b) గాఢ HNO₃ తో Al క్రియారహితం అవుతుంది. ఇది లోహపు తలంపై పలుచని ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడటం వల్ల క్రియా రాహిత్యం వస్తుంది.

ప్రశ్న 14.
డైబోరేన్ను తయారుచేసే రెండు పద్ధతులు రాయండి. [Mar. ’14]
జవాబు:
డైబోరేన్ న్ను (B₂H₆) తయారు చేయు విధానాలు :
1. పారిశ్రామిక పద్ధతి : బోరాన్ ట్రై ఫ్లోరైడ్ను లిథియమ్ హైడ్రైడ్తో 450° K వద్ద క్షయీకరించడం.
2 BF₃ + 6 LiH → B₂H₆ + 6 LiF

2. ప్రయోగశాల పద్ధతి :
a) బోరాన్ ట్రైక్లోరైడ్ను లిథియమ్ అల్యూమినియమ్ హైడ్రైడ్తో పొడి ఈథర్లో క్షయకరణం చేయడం. దీనిలో దిగుబడి 99.4% B₂H₆

b) బోరాన్ ట్రై క్లోరైడ్, హైడ్రోజన్ మిశ్రమంలో నిశ్శబ్ద విద్యుత్ ఉత్సర్గం జరిపితే B₂H₆ తయారవుతుంది.

ప్రశ్న 15.
డైబోరేన్ ఈ కిందివాటితో ఏ విధంగా చర్య జరుపుతుంది?
a) H₂O b) CO c) N(CH₃)₃
జవాబు:
a) H₂O తో చర్య :
B₂H₆ నీటితో చర్యజరిపి బోరికామ్లాన్ని ఇస్తుంది. హైడ్రోజన్ వెలువడుతుంది.

b) డైబోరేన్ (B₂H₆) ఈ క్రింది పరిస్థితులలో ‘CO’ తో చర్యనొందుతుంది.
i) 1000°C ఉష్ణోగ్రత
మరియు ii) 2 అట్మా.

c) డైబోరేన్ N(CH₃)₃ తో చర్య జరిపి అడక్ట్ (సంకలన సమ్మేళనం) ను ఏర్పరచును.

ప్రశ్న 16.
Al₂O₃ ద్విస్వభావం కలదని సరైన చర్యలతో వివరించండి.
జవాబు:

1. ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్లు ఆమ్ల మరియు క్షార రెండు స్వభావాలను కలిగి ఉంటాయి.
2. Al₂O₃ ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్ ఆమ్ల మరియు క్షార రెండు స్వభావాలను కలిగి ఉంటుంది.
3. A₂O₃ ఆమ్లాలతో క్షారాలతో రెండింటితో చర్య జరిపి లవణాలను, నీటిని ఏర్పరుస్తుంది.

చర్యలు :
ఆమ్లాలతో
Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + H₂O

క్షారాలతో :
Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

ప్రశ్న 36.

B (ఆకుపచ్చని అంచుజ్వాల) A, B లను గుర్తించండి.
(సూచన : A = H₃BO₃ B = (C₂H₅)₃ BO₃. )
జవాబు:

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
బోరాక్స్న, బోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఎలా తయారుచేస్తారు ? వాటిమీద ఉష్ణం చర్యను వివరించండి.
జవాబు:
బోరాక్స్ తయారీ :
బోరిక్ ఆమ్లంను వేడిచేయగా టెట్రాబోరిక్ ఆమ్లం ఏర్పడును. దీనిని NaOH తో చర్య జరుపగా బోరాక్స్ ఏర్పడును.

బోరిక్ ఆమ్లం తయారీ :
బోరాక్స్న గాఢ H₂SO₄ తో చర్య జరిపినపుడు బోరిక్ ఆమ్లం ఏర్పడును.
Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O → 4H₃BO₃ + Na₂SO₄

బోరాక్స్న వేడిచేయగా :
బోరాక్సన్న ప్రబలంగా వేడిచేస్తే చివరగా గాజువంటి పదార్థం ఏర్పడును.

ప్రశ్న 2.
డైబోరేన్ ను ఎలా తయారుచేస్తారు ? దాని నిర్మాణాన్ని వివరించండి.
జవాబు:
డైబోరేన్ న్ను (B₂H₆) తయారు చేయు విధానాలు :
1. పారిశ్రామిక పద్ధతి : బోరాన్ ట్రై ఫ్లోరైడ్ను లిథియమ్ హైడ్రైడ్తో 450° K వద్ద క్షయీకరించడం.
2 BF₃ + 6 LiH → B₂H₆ + 6 LiF

2. ప్రయోగశాల పద్ధతి :
a) బోరాన్ ట్రైక్లోరైడ్ను లిథియమ్ అల్యూమినియమ్ హైడ్రైడ్తో పొడి ఈథర్లో క్షయకరణం చేయడం. దీనిలో దిగుబడి 99.4% B₂H₆

b) బోరాన్ ట్రై క్లోరైడ్, హైడ్రోజన్ మిశ్రమంలో నిశ్శబ్ద విద్యుత్ ఉత్సర్గం జరిపితే B₂H₆ తయారవుతుంది.

డైబోరేన్ నిర్మాణం :
ఎలక్ట్రాన్ వివర్తన ప్రయోగాలు, రామన్ వర్ణపటం ఆధారంగా డైబోరేన్లో ఒకే తలంలో ఉండే రెండు BH₂ సమూహాలు ఉన్నాయని మిగిలిన రెండు హైడ్రోజన్లలో ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఈ తలానికి పైన, వేరొక H పరమాణువు తలానికి క్రింద ఉన్నాయని తెలిసింది. ఈ రెండు H పరమాణువులు రెండు BH₂ సమూహాలను కలుపుటకై వారధి వలె ఉంటాయి. అందువలన వాటిని వారధి హైడ్రోజన్ లు అంటారు. ఈ వారధులు పైన ఒకటి క్రింద ఒకటి ఉంటాయి. ఈ వారధిలో ఒక్కొక్క దానిలో రెండు ఎలక్ట్రాన్లు మూడు పరమాణువులను కలుపుతాయి. అందువలన దీనిని మూడు కేంద్రకాలు గల ఎలక్ట్రాన్ జంట బంధం అంటారు. దీనినే బనానా బంధం అని లేక టౌ బంధం అనికూడా అంటారు.

డైబోరేన్ బోరాన్ పరమాణువు sp³ సంకరీకరణం పొందుతుంది. అపుడు ప్రతి బోరాన్ మీద నాలుగు sp³ సంకర ఆర్బిటాళ్ళు ఏర్పడతాయి. వాటిలో మూడింటిలో బంధ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. ఒక sp³ సంకర ఆర్బిటాల్ మాత్రం ఖాళీగా ఉంటాయి. ప్రతి బోరాన్ పరమాణువులోని బంధ ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్న రెండు sp³ సంకర ఆర్బిటాళ్ళు రెండు H పరమాణువులలోని 1s ఆర్బిటాళ్ళతో ఆవరింపు చేసుకుని B – H బంధాలను ఇస్తాయి. ఇపుడు ఒక బోరాన్ వద్ద ఉన్న బంధ ఎలక్ట్రాన్ గల sp³ సంకర ఆర్బిటాల్ వేరొక బోరాన్ వద్ద గల ఖాళీ sp³ సంకర ఆర్బిటాల్ మరియు హైడ్రోజన్ యొక్క 1s ఆర్బిటాల్ కలిసి అస్థానీకృత ఆర్బిటాల్ను ఇస్తాయి. ఇందులోని జంట ఎలక్ట్రాన్లు మూడు కేంద్రకాలను ఆవరించుకుని రెండు BH₂ సమూహాలున్న తలాలకు ఒకటి పైన రెండవది క్రింద ఉంటాయి. ఈ రకమైన బంధాలు డైబోరేన్లో రెండు ఉంటాయి.

దీనిలో H_b బ్రిడ్జిలో గల హైడ్రోజన్లను సూచిస్తుంది. ఒక తలంలో రెండు హైడ్రోజన్ల మధ్య కోణం 121.5°. వారధి హైడ్రోజన్ల మధ్య కోణం 97° ఉంటుంది.

దీనిలో ‘H_b‘ బ్రిడ్జిలో గల హైడ్రోజన్లను సూచిస్తుంది.

ప్రశ్న 3.
డైబోరేన న్ను తయారుచేసే ఏవైనా రెండు పద్ధతులు రాయండి. అది ఈ కింది వాటితో ఏ విధంగా చర్య జరుపుతుంది?
a) కార్బన్ మోనాక్సైడ్ b) అమ్మోనియా
జవాబు:
డైబోరేన్ను (B₂H₆) తయారు చేయు విధానాలు :

1. పారిశ్రామిక పద్ధతి : బోరాన్ ట్రై ఫ్లోరైడ్ను లిథియమ్ హైడ్రైడ్తో 450° K వద్ద క్షయీకరించడం.
2 BF₃ + 6 LiH → B₂H₆ + 6 LiF

2. ప్రయోగశాల పద్ధతి :
a) బోరాన్ ట్రైక్లోరైడ్ను లిథియమ్ అల్యూమినియమ్ హైడ్రైడ్తో పొడి ఈథర్లో క్షయకరణం చేయడం. దీనిలో దిగుబడి 99.4% B₂H₆.

b) బోరాన్ ట్రై క్లోరైడ్, హైడ్రోజన్ మిశ్రమంలో నిశ్శబ్ద విద్యుత్ ఉత్సర్గం జరిపితే B₂H₆ తయారవుతుంది.

c) డైబోరేన్ (B₂H₆) ఈ క్రింది పరిస్థితులలో ‘CO’ తో చర్యనొందుతుంది.
i) 1000°C ఉష్ణోగ్రత మరియు ii) 2 అట్మా పీడనం

d) బోరాన్ హైడ్రైడ్ (డైబోరేన్, B₂H₆) మరియు NH₃ ల మిశ్రమాన్ని వేడిగొట్టం ద్వారా పంపినపుడు బోరజోల్ ఏర్పడును.

120°C వద్ద అమ్మోనియాతో చర్య జరిపి డై అమ్మోనియేట్ ఆఫ్ డైబోరేన్ను ఇస్తుంది. దీనిని వేడిచేస్తే బోరజోల్ అనే సమ్మేళనం ఏర్పడుతుంది. బోరజోల్కు బెంజీన్ ను పోలిన చక్రీయ నిర్మాణం, ధర్మాలు ఉంటాయి. అందువలన బోరజోల్ను ఇనార్గినిక్ బెంజీన్ అంటారు.

సాధించిన సమస్యలు (Solved Problems)

ప్రశ్న 1.
Al³⁺, Al, Tl³⁺/Tl ల ప్రమాణ ఎలక్ట్రోడ్ శక్మాల E^Θ విలువలు వరుసగా -1.66 V, + 1.26 V, ద్రావణంలో M³⁺ అయాన్ ఏర్పాటు గురించి ఊహించి రెండు లోహాల ధన విద్యుదాత్మక స్వభావాన్ని పోల్చండి.
సాధన:
రెండు అర్ధఘటచర్యల ప్రమాణ ఎలక్ట్రోడ్ శక్మాల విలువలు అల్యూమినియంకు Al³⁺(జల) అయాన్లుగా మారే ప్రవృత్తి ఎక్కువని సూచిస్తుంది. ద్రావణంలో Tl³⁺ అస్థిరమైనదే కాకుండా అది బలమైన ఆక్సీకరణి కూడా. అందువల్ల Tl⁺ ద్రావణంలో Tl³⁺ కంటే ఎక్కువ స్థిరమైనది. అల్యూమినియమ్ తేలికగా Al³⁺ అయాన్లను ఏర్పరుస్తుంది కనుక థాలియమ్ కంటే ఎక్కువ ధన విద్యుదాత్మక స్వభావం ఉంటుంది.

ప్రశ్న 2.
అనార్ద్ర అల్యూమినియం క్లోరైడ్ సీసా చుట్టూ తెల్లటి పొగలు కనబడతాయి. కారణం తెలపండి.
సాధన:
ఆర్ద్ర వాతావరణంలో అనార్ద్ర అల్యూమినియం క్లోరైడ్ పాక్షికంగా జలవిశ్లేషన చెంది HCl వాయువును విడుదల చేస్తుంది. ఆర్ద్ర HCl తెల్లని రంగులో కనబడుతుంది.

ప్రశ్న 3.
బోరాన్కు BF₆^3- అయాన్ను ఏర్పరిచే సమర్ధత లేదు. వివరించండి.
సాధన:
బోరాన్లో d ఆర్బిటాల్ల లభ్యత లేదు కనక బోరాన్కు దాని అష్టకాన్ని విస్తరింపజేసే సామర్థ్యం లేదు. అందువల్ల బోరాన్ గరిష్ఠ సమయోజనీయత 4 కంటే మించదు.

ప్రశ్న 4.
బోరికామ్లం బలహీన ఆమ్లం. ఎందుకు?
సాధన:
ఎందుకంటే ఇది స్వతహాగా H⁺ అయాన్లను విడుదల చేయలేదు. ఇది అష్టక ప్రాప్తి పొందడానికి నీటి నుంచి OH అయాన్లను గ్రహించడం ద్వారా H⁺ అయాన్లను విడుదల చేస్తుంది.

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Physics Study Material 14th Lesson అణుచలన సిద్ధాంతం Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Physics Study Material 14th Lesson అణుచలన సిద్ధాంతం

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
స్వేచ్ఛా పథమథ్యమాన్ని నిర్వచించండి.
జవాబు:
రెండు వరుస అభిఘాతాల మధ్య అణువు ప్రయాణం చేసిన సరాసరి దూరంను స్వేచ్ఛా పథమధ్యమము అంటారు.

ప్రశ్న 2.
అణుచలనానికి నిర్ణయాత్మక రుజువును ఇచ్చే రెండు ప్రధాన దృగ్విషయాలను తెలపండి.
జవాబు:

1. డాల్టన్ నియమము
2. అవగాడ్రో నియమము.

ప్రశ్న 3.
అణుచలన సిద్ధాంతం అవగాడ్రో పరికల్పనను ఏవిధంగా సమర్ధిస్తుంది? వివిధ వాయువులకు ఉండే అవగాడ్రో సంఖ్య ఒకటే అయి ఉంటుందని చూపండి.
జవాబు:
రెండు వేర్వేరు వాయువులకు, \(\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}\) = K_B (స్థిరాంకం)
P, V, Tలు సమానం అయిన, రెండు వాయువులకు N కూడా సమానం.

N ను అవగాడ్రో సంఖ్య అంటారు. అవగాడ్రో భావన ప్రకారము, ప్రమాణ ఘనపరిమాణంలోని అణువుల సంఖ్య, అన్ని వాయువులకు స్థిర ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనాల వద్ద సమానము.

ఈ విధంగా గతిజ సిద్ధాంతం అవగాడ్రో భావనకు న్యాయం చేకూర్చుతుంది.

ప్రశ్న 4.
నిజ వాయువు ఆదర్శ వాయువులాగా ఎప్పుడు ప్రవర్తిస్తుంది? [Mar. ’14]
జవాబు:
అల్ప పీడనము మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిజ వాయువులు ఆదర్శ వాయువుల వలె ప్రవర్తించును.

ప్రశ్న 5.
బాయిల్, చార్లెస్ నియమాలను పేర్కొనండి.
జవాబు:
బాయిల్ నియమము :
స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద, నియమిత ద్రవ్యరాశి గల వాయువు ఘనపరిమాణం, పీడనానికి విలోమానుపాతంలో ఉండును.

చార్లెస్ నియమము :
స్థిర పీడనం వద్ద, నియమిత ద్రవ్యరాశి గల వాయువు ఘనపరిమాణం, వాయు పరమ ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉండును.

ప్రశ్న 6.
డాల్టన్ పాక్షిక పీడనాల నియమాన్ని తెలపండి. [Mar. ’14]
జవాబు:
“ఆదర్శ వాయువుల మిశ్రమం మొత్తం పీడనం, ఆ మిశ్రమంలోని వివిధ వాయువులు కలుగజేసే పాక్షిక పీడనాల మొత్తానికి సమానం”. దీనినే డాల్టన్ పాక్షిక పీడనాల నియమం అంటారు.

ప్రశ్న 7.
పాత్రలోని ఆదర్శ వాయువు పీడనం ‘పాత్ర ఆకారంపై ఆధారపడదు – వివరించండి.
జవాబు:
ఒక పాత్రలోని నిర్ణీత ద్రవ్యరాశి గల ఆదర్శ వాయువు పీడనంనకు, గతిజ సిద్ధాంత సమాసము P = \(\frac{1}{3}\) nm V^-2, ఇక్కడ V² సగటు వర్గ వడి, n అణువుల సంఖ్య, m అణు ద్రవ్యరాశి. కావున ఆదర్శ వాయు పీడనం, పాత్ర ఆకారంపై ఆధారపడదు.

ప్రశ్న 8.
వాయువులోని అణువుల స్వతంత్ర పరిమితులనే భావనను వివరించండి.
జవాబు:
అంతరాళంలో స్వేచ్ఛగా చలిస్తున్న అణువు స్థానాన్ని నిర్దేశించు నిరూపకాలను స్వతంత్ర పరిమితులు అంటారు. ఏకపరమాణుక అణువు (He) మూడు స్వేచ్ఛా కంపనరీతులను, ద్విపరమాణుక అణువు (H₂, O₂) ఐదు స్వేచ్ఛా కంపనరీతులను, త్రిపరమాణుక అణువు (H₂O) ఆరు స్వేచ్ఛా కంపనరీతులను కల్గి ఉండును.

ప్రశ్న 9.
వాయు అణువు గతిజశక్తికీ, వాయు పీడనానికి మధ్య సంబంధాన్ని తెలిపే సమాసం ఏమిటి?
జవాబు:

ప్రశ్న 10.
వాయువు పరమ ఉష్ణోగ్రతను 3 రెట్లు పెంచితే, ఆ వాయు అణువు rms వేగంలో పెరుగుదల ఎంత ఉంటుంది?
జవాబు:

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
ఉష్ణోగ్రతకు గతిక అర్థ వివరణను వివరించండి.
జవాబు:
ఉష్ణోగ్రతకు గతిక అర్థ వివరణ :
వాయువు యొక్క పీడనము P = \(\frac{1}{3} \mathrm{mn} \overline{\mathrm{V}}^2\)
ఇక్కడ m = వాయువు ద్రవ్యరాశి, n = \(\frac{N}{V}\) = ప్రమాణ ఘనపరిమాణంలో అణువుల సంఖ్య \(\overline{\mathrm{V}}\) = వాయు r.m.s వేగం

ఇది ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడును. ఉష్ణోగ్రత పెరిగిన అణువుల గతిజశక్తి కూడ పెరుగును.

ప్రశ్న 2.
ఏకపరమాణక, ద్విపరమాణుక, బహు పరమాణుక వాయువుల విశిష్టోష్ణ సామర్థ్యాన్ని శక్తి సమవిభజన నియమం ఆధారంగా ఏ విధంగా వివరించవచ్చు? [Mar. ’13]
జవాబు:
విశిష్ట ఉష్ణధారణ సామర్థ్యం :
1) ఏకపరమాణుక వాయువులు :
సమశక్తి తుల్యతా నియమము ప్రకారము, ఏకపరమాణుక వాయువులు 3(స్థానాంతరణ) స్వతంత్ర పరిమితులు కలిగి ఉండును. i.e., f = 3.

స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద వాయు మోలార్ విశిష్టోష్ణము, C_V = \(\frac{f}{2}\)R
ఇక్కడ f స్వతంత్ర పరిమితులను తెల్పును.

2) ద్విపరమాణుక వాయువులు :
ఒక ద్విపరమాణుక వాయువుకు 3 స్థానాంతరణ మరియు 2 భ్రమణ, మొత్తం 5 స్వతంత్ర పరిమితులు కలిగి ఉండును. i. e., f = 5

3) బహుపరమాణుక వాయువులు :
బహుపరమాణుక అణువు 3 స్థానాంతరణ, 3 భ్రమణ, మొత్తం 6 స్వతంత్ర పరిమితులు కలిగి ఉండును. i.e., f = 6

ప్రశ్న 3.
అణుచలన సిద్ధాంతం ఆధారంగా పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత భావనను వివరించండి.
జవాబు:
అణుచలన సిద్ధాంతం ఆధారంగా పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత భావన :

పై సమీకరణంలో T = 0 ప్రతిక్షేపించితే, \(\overline{\mathrm{V}}\) = 0.

కావున పీడనం శూన్యమగును. అప్పుడు వాయువు ద్రవంలోనికి మారును. ఈ ఉష్ణోగ్రతను పరమశూన్యం అంటారు.

ప్రశ్న 4.
ఆదర్శ వాయువులోని అణువు సగటు గతిజశక్తి, వాయువు పరమ ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని రుజువు చేయండి.
జవాబు:
వాయువు యొక్క పీడనము P = \(\frac{1}{3} \mathrm{mn} \overline{\mathrm{V}}^2\)
ఇక్కడ m = వాయు ద్రవ్యరాశి, n = \(\frac{N}{V}\) = ప్రమాణ ఘనపరిమాణంలోని అణువుల సంఖ్య,
\(\overline{\mathrm{V}}\) = వాయు r.m.s వేగము.

అణువు సగటు గతిజశక్తి, వాయు పరమ ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉండును.

ప్రశ్న 5.
V₁, V₂ ఘనపరిమాణాలు కలిగిన రెండు ఉష్ణ బంధక పాత్రలు 1,2 లను ఒక వాల్వుతో కలిపి వాటిలో ఉష్ణోగ్రతలు (T₁, T₂) పీడనాలు (P₁, P₂) వరుసగా ఉండేటట్లుగా గాలిని నింపారు. ఈ రెండు పాత్రలను కలిపే ఆ వాల్వ్ు ఇప్పుడు తెరిస్తే, సమతాస్థితి వద్ద ఆ పాత్రల్లో ఉష్ణోగ్రత ఎంత ఉంటుంది?
జవాబు:
స్థిరోష్ణక ప్రక్రియలో, శక్తిలో నష్టం ఉండదు. i.e. అణువులను కలుపక ముందు K.E_T = అణువులను కల్పిన తరువాత K.E_T

ప్రశ్న 6.
ఒకే ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న ఆక్సిజన్, హైడ్రోజన్ అణువులు rms వడుల నిష్పత్తి ఎంత?
జవాబు:

ప్రశ్న 7.
ఒక వాయువులోని నాలుగు అణువుల 1,2, 3, 4 km/s. ల వడులు కలిగి ఉన్నాయి. ఆ వాయు అణువు rms వడిని కనుక్కోండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 8.
ఒక వాయువుకు f స్వతంత్ర పరిమితులు ఉంటే, Cp, C. ల నిష్పత్తిని కనుక్కోండి.
జవాబు:
ఒక వాయువు f స్వతంత్ర పరిమితులను కలిగి ఉంటే,

ప్రశ్న 9.
127°C వద్ద ఉన్న 1 గ్రాము హీలియం (అణుభారం 4)కు అణు గతిజశక్తిని లెక్కించండి.
R = 8.31 J mol^-1 K^-1.
జవాబు:
ఇచ్చినవి t = 127°C, T = 273 + 127 = 400; R = 8.31 J mol^-1 K^-1
K.E. = \(\frac{3}{2}\)K_ВТ = \(\frac{3}{2}\) × 1.38 × 10^-23 × 400 = 8.28 × 10^-21 J

ప్రశ్న 10.
ఒక వాయువుకు పీడనం 2% పెరిగితే, దాని ఘనపరిమాణంలో తగ్గుదల శాతం ఎంత ఉంటుంది ? వాయువు బాయిల్ నియమం పాటిస్తుందని ఊహించండి.
జవాబు:
వాయువు బాయిల్ నియమాన్ని పాటిస్తే, PV = స్థిరాంకం.
అవకలనం చేయగా, PdV + VdP = 0

% ఘనపరిమాణంలో మార్పు = – % పీడనంలో మార్పు
% ఘనపరిమాణంలో మార్పు = – 2%
ఇచ్చట రుణగుర్తు. ఘనపరిమాణంలో తగ్గుదలను సూచిస్తుంది.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్న

ప్రశ్న 1.
అణుచలన సిద్ధాంతం నుంచి ఒక పాత్రలోని ఆదర్శ వాయువు పీడనానికి సమాసం రాబట్టి, తద్వారా ఉష్ణోగ్రతకు గతిక అర్థ వివరణను ఇవ్వండి.
జవాబు:
a) భుజం l ఉన్న, పరిపూర్ణ స్థితిస్థాపక గోడలున్న ఘనాకార పాత్ర ఆదర్శ వాయు అణువులు కలిగి ఉన్నట్లు భావిద్దాము. ఘనాకార మూడు భుజాలకు సమాంతరంగా నిరూపక అక్షాలు x,y మరియు Z లను తీసుకుందాము. ఏక్షణానైన ఏదిశలోనైన అణువు V వేగంతో చలిస్తుందని భావిద్దాం. మూడు అక్షాల వెంట V అంశాలు వరుసగా V_x, V_y, మరియు V_z.
అప్పుడు V²₁ = V²_x + V²_y + V²_z → (1)

m ద్రవ్యరాశిగల అణువు, ఘనం ABCD ముఖం (గోడ)ను తాకితే, అణువు బదిలీ చేయు ద్రవ్యవేగం mV_x గోడ పరిపూర్ణ స్థితిస్థాపకత కలిగి ఉండుటవల్ల, అణువు – V_x వేగంతో మరియు – mV_x ద్రవ్యవేగంతో పరావర్తనం చెందును.
ద్రవ్యవేగంలోని మార్పు = mV_x – (- mV_x) = 2 mV_x

ఈ అణువు ఎదురుగా ఉన్న గోడ (ముఖం)వైపు ప్రయాణించి అభిఘాతం జరిపి మరలా ABCD ముఖం వైపు ప్రయాణించును. రెండు వరుస అభిఘాతాల మధ్య అణువు ప్రయాణించిన దూరం 2l. రెండు వరుస అభిఘాతాలకు పట్టిన కాలము \(\frac{2l}{V_x}\).

ఇచ్చట K_B బోల్ట్స్ మన్ స్థిరాంకం. అణువు సగటు గతిజశక్తి \(\frac{3}{2}\)K_B T. గతిజశక్తి ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడును. ఉష్ణోగ్రత పెరిగిన, అణువుల సగటు గతిజశక్తి కూడ పెరుగును.

లెక్కలు (Problems)

ప్రశ్న 1.
STP వద్ద ఆక్సిజన్ వాయువు ఆక్రమించే ఘనపరిమాణంలో, ఆక్సిజన్ అణు ఘన పరిమాణ భాగాన్ని అంచనా వేయండి. ఆక్సిజన్ అణు వ్యాసాన్ని 3 గా తీసుకోండి.
సాధన:

ప్రశ్న 2.
ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రతా పీడనాల వద్ద (STP : 1 వాతావరణ పీడనం, 0°C) ఏదైనా ఒక మోల్ (ఆదర్శ) వాయువు ఆక్రమించే ఘనపరిమాణాన్ని మోలార్ ఘనపరిమాణం అంటారు. ఇది 22.4 లీటర్లు అని చూపండి.
సాధన:
ఒక మోల్ ఆదర్శవాయువుకు,

ప్రశ్న 3.
రెండు వేరు వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద 1.00 × 10^-3 kg ఆక్సిజన్ వాయువుకు PVT కి Pకీ మధ్య గ్రాఫ్ వక్రాన్ని పటం సూచిస్తుంది.

a) చుక్కల గీత వక్రం ఏ ప్రాధాన్యతను సూచిస్తుంది?
b) వీటిలో ఏది నిజం : T₁ > T₂ లేదా T₁ < T₂?
c) y – అక్షంపై వక్రాలు కలిసిన చోట PVT విలువ ఎంత?
d) 1.00 × 10^-3 kg హైడ్రోజన్ కు ఇటువంటి వక్రాలే వస్తే, y – అక్షంపై వక్రాలు కలిగిన చోట PVT కి ఇదే విలువ వస్తుందా ? ఒకవేళ రాకుంటే, ఎంత ద్రవ్యరాశి ఉన్న హైడ్రోజన్, అదే PVT విలువను ఇస్తుంది. (గ్రాఫ్లో అల్పపీడనం, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉన్న ప్రాంతానికి) ? (H₂ అణు ద్రవ్యరాశి = 2.02 u, O₂ అణు ద్రవ్యరాశి = 32.0 u, R = 8.31 J mol^-1 K^-1)
సాధన:
a) చుక్కల గీత, పీడనంపై ఆధారపడని \(\frac{PV}{T}\)(= μR) స్థిరాంకంను చూపిస్తుంది. ఇది ఆదర్శవాయు ప్రవర్తనను ఇస్తుంది.

b) T₂ వద్ద ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న వక్రము కన్నా T₁ వద్ద ఉన్న వక్రము, చుక్కల గీతకు దగ్గరగా ఉంది. ఉష్ణోగ్రతను పెంచిన నిజవాయు, ఆదర్శవాయు ప్రవర్తనను సమీపిస్తుంది.
∴ T₁ > T₂.

c) y అక్షంపై రెండు వక్రాలు కలిసిన, \(\frac{PV}{T}\) విలువ μR కు సమానము.
ఆక్సిజన్ వాయువు ద్రవ్యరాశి
= 1.00 × 10^-3 kg = 1g·

d) y అక్షంపై వక్రాలు కలిసిన, 1.00 × 10^-3 kg హైడ్రోజన్కు సాదృశ్యమైన వక్రాలు పొందిన, అదే బిందువు వద్ద \(\frac{PV}{T}\) సమానమైన విలువను పొందలేము.

ప్రశ్న 4.
30 లీటర్ల ఘనపరిమాణం ఉన్న ఆక్సిజన్ సిలిండర్ తొలి గేజ్ పీడనం 15 atm, ఉష్ణోగ్రత 27 °C. ఆ సిలిండర్ నుంచి కొంత ఆక్సిజన్ వాయువును తొలగించిన తరువాత గేజ్ పీడనం 11 atm కు, ఉష్ణోగ్రత 17 °C కు పడిపోయాయి. అయితే, సిలిండరు నుంచి తొలగించిన ఆక్సిజన్ వాయువు ద్రవ్యరాశిని అంచనా కట్టండి. (R : 8.31 J mol^-1 K^-1, O₂ అణు ద్రవ్యరాశి = 32 u).
సాధన:
మొదట ఆక్సిజన్ స్థూపంలో
v₁ = 30 lit = 30 × 10^-3m³
P₁ = 15 atm = 15 × 1.01 × 10⁵ Pa;
T₁ = 27 + 273 = 300k.
స్థూపం n₁ మోల్ ఆక్సిజన్ వాయువు కలిగి ఉంటే, అప్పుడు

ఆక్సిజన్ అణుభారం M = 32 g
స్థూపం ద్రవ్యరాశి
M₁ = n₁ M = 18.253 × 32 = 584.1 g
ఆక్సిజన్ స్థూపంలో తుదిగా, n₂ మోలుల ఆక్సిజన్ మిగిలితే
v₂ 30 × 10^-3 m³, P₂ = 11 × 1.01 × 10⁵
Pa, T₂ = 17 + 273 = 29K
ఇప్పుడు

∴ స్థూపంలో ఆక్సిజన్ తుది ద్రవ్యరాశి,
m₂ = 13.847 × 32 = 453.1 g
∴ బయటకు వచ్చిన ఆక్సిజన్ వాయువు ద్రవ్యరాశి,
= m₁ – m₂ = 631.0 g.

ప్రశ్న 5.
40 m లోతు, 12°C ఉష్ణోగ్రత ఉన్న సరస్సు అడుగు నుంచి 1.0 cm³ ఘనపరిమాణం ఉన్న గాలి బుడగ పైకి లేస్తుంది. ఉష్ణోగ్రత 35°C ఉన్న సరస్సు ఉపరితలాన్ని చేరుకోగానే అది ఎంత ఘనపరిమాణానికి పెరుగుతుంది?
సాధన:
v₁ = 1.0 cm³ = 1.0 × 10^-6 m³,
T₁ = 12 °C = 12 + 273 = 285 k
P₁ 1 atm + h₁ ρg = 1.01 × 10⁵ + 40 × 10³ × 9.8 = 493000 Pa.
సరస్సు అడుగునకు గాలి బుడగ చేరితే, అప్పుడు
v₂ = 2, T₂ = 35°C 35 + 273 = 308 K,
P₂ = 10 atm = 1.01 × 10⁵ pa.

ప్రశ్న 6.
27 °C ఉష్ణోగ్రత, 1 atm పీడనం వద్ద 25.0 m³ ఘనపరిమాణం (capacity) ఉన్న గదిలోని మొత్తం గాలి (ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్, నీటి ఆవిరి, ఇతర అంతర్భాగాలను కలుపుకొని) అణువుల సంఖ్యను అంచనా కట్టండి.
సాధన:
ఇక్కడ, V = 25.0 m³, T = 27 + 273 = 300 k,
k = 1.38 × 10^-23 Jk^-1
Pv = nRT = n(NK) T = (nN) kT = N’kT
nN = N’ = ఇచ్చిన వాయువులో గాలి అణువుల సంఖ్య.

ప్రశ్న 7.

హీలియం పరమాణువు సగటు ఉష్ణశక్తిని, (i) గది ఉష్ణోగ్రత (27 °C), (ii) సూర్యుని ఉపరి తల ఉష్ణోగ్రత (6000 K), (iii) 10 మిలియన్ కెల్విన్ ఉష్ణోగ్రత (ఒక నక్షత్రం యొక్క మాదిరి అంతర్భాగ ఉష్ణోగ్రత)ల వద్ద అంచనా కట్టండి.
సాధన:
i) ఇచ్చినవి, T = 27 °C = 27 + 273 సరాసరి ఉష్ణశక్తి

ప్రశ్న 8.
సమాన ఘనపరిమాణాలు ఉన్న మూడు పాత్రలలోని వాయువులు ఒకే ఉష్ణోగ్రతా పీడనాల వద్ద ఉన్నాయి. మొదటి పాత్రలో నియాన్ (ఏకపరమాణుక), రెండో దానిలో క్లోరిన్ (ద్విపరమాణుక), మూడో దానిలో యురేనియం హెక్సాఫ్లోరైడ్ (బహు పరమాణుక) వాయువులు ఉన్నాయి. ఈ పాత్రలలో ఉన్న సంబంధిత వాయు అణువుల సంఖ్యలు సమానంగా ఉంటాయా? ఈ అణువులు rms (వడి వర్గమధ్యమ వర్గమూల) వడి మూడు సందర్భాలలో సమానంగా ఉంటుందా ? అలా ఉండకపోతే, ఏ సందర్భానికి Ums అత్యధికమై ఉంటుంది?
సాధన:
మూడు పాత్రలు (ఒకే ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం వద్ద) ఒకే ఘనపరిమాణం కలిగియుండును. అవగాడ్రో నియమము ప్రకారం, మూడు పాత్రలు సమాన సంఖ్యలో అణువులు కల్గి, అవగాడ్రో సంఖ్య
N = 6.023 × 10²³ కు సమానం.

rms వడి మూడు సందర్భాలలో సమానం కాదు. నియాన్ స్వల్ప ద్రవ్యరాశి కలిగి ఉంటే, rms అణువుల వడి నియాన్ సందర్భంలో హెచ్చుగా ఉండును.

ప్రశ్న 9.
ఏ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆర్గాన్ వాయువు సిలిండర్ ని ఒక పరమాణువు rms వడి – 20 °C వద్ద ఉన్న హీలియం పరమాణువు rms వడికి సమానంగా ఉంటుంది? (Ar పరమాణు ద్రవ్యరాశి = 39.9 u, He పరమాణు ద్రవ్యరాశి = 4.0u).
సాధన:
TK మరియు TK ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆర్గాన్ మరియు హీలియం వాయు పరమాణువుల rms వడి వరుసగా C మరియు C’.
ఇచ్చినవి, µ = 39.9, µ = 4.0,
T = 2, T’ = -20 + 273
= 253 K.

ప్రశ్న 10.
ఒక సిలిండర్లో 2.0 atm పీడనం, 17 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న నైట్రోజన్ వాయు అణువు స్వేచ్ఛా పథమధ్యమాన్ని, అభిఘాత పౌనః పున్యాన్ని లెక్కించండి. నైట్రోజన్ అణువు వ్యాసార్థాన్ని సుమారు 1.0 Å గా తీసుకోండి. దాని అభిఘాత కాలాన్ని రెండు వరుస అభిఘాతాల మధ్య అణువు స్వేచ్ఛగా తిరగడానికి పట్టే కాలంతో పోల్చండి. (N₂ అణువు ద్రవ్యరాశి = 28.0 u).
సాధన:
ఇచ్చినవి λ = 2, f = 2
P = 2 atm = 2 × 1.013 × 10⁵ Nm^-2
T = 17°C = (17 + 273) K = 290 k
σ = 2 × 1 = 2A° = 2 × 10^-10 m,
K = 1.38 × 10^-23 J molecule^-1 k^-1,
µ = 28 × 10^-3 kg

ప్రశ్న 11.
ఒక మీటరు పొడవు కలిగి, ఇరుకైన బోలు రంధ్రం (bore) ఉన్న (ఒకవైపు మూసిన) గొట్టాన్ని క్షితిజ సమాంతరంగా ఉంచినప్పుడు, అందులో 76 cm పొడవైన పాదరస దారం (thread) ఉంటే, అది 15 cm (పొడవైన) ల గాలి స్తంభాన్ని పట్టుకోగలుగుతుంది. ఇప్పుడు గొట్టాన్ని, తెరిచిన కొన కిందివైపు ఉండేటట్లు నిలువుగా ఉంచితే ఏం జరుగుతుంది?
సాధన:
నాళికను క్షితిజ సమాంతరంగా ఉంచినపుడు, 76 cm పొడవు గల పాదరసం, బంధించి ఉంచు గాలి పొడవు= 15 cm. పటం(a)లో తెరిచిన వైపు 9 cm పొడవు మిగిలి ఉంది. నాళికలో బంధించి ఉన్న గాలి పీడనము, వాతావరణ పీడనంనకు సమానము. నాళిక మధ్యచ్ఛేద వైశాల్యం 1 sq.cm.
∴ P₁ = 76 cm మరియు v₁ = 15 cm³.

నాళికను నిలువుగా ఉంచితే, 15 cm గాలి మరో 9 cm గాలిని కల్గి ఉంది(కుడిచేతివైపు స్థానంలో నింపితే). పటం (b)లో చూపినట్లు h cm పాదరసంను బయటకు పంపితే, వాతావరణ పీడనంతో సమానమగును. అప్పుడు గాలిస్థంభం మరియు పాదరసం స్థంభం ఎత్తులు (24 + h) cm మరియు (76 – h) cm గాలిపీడనం 76-(76-h) = h cm of Hg.

∴ v₂ = (24 + h) cm³ మరియు P₂ = hcm
ఉష్ణోగ్రతను స్థిరంగా ఉంచితే, అప్పుడు
P₁v₁ = P₂v₂ లేక 76 × 15 = h × (24 + h)
లేక h² + 24h – 1140 = 0

h ఎప్పుడు రుణాత్మకం కాదు.
∴ h = 23.8 cm.
నిలువు స్థానంలో 23.8 cm బయటకు వచ్చును.

ప్రశ్న 12.
ఒక నిర్దిష్టమైన పరికరం నుంచి హైడ్రోజన్ సగటు విసరణ రేటు విలువ 28.7 cm³s^-1 గా ఉంది. అదే పరిస్థితులలో ఉన్న మరొక వాయువు సగటు విసరణ రేటు 7.2 cm³s^-1 గా కొలవడమైంది. ఆ వాయువు ఏదో గుర్తించండి. సూచన: గ్రాహమ్ విసరణ నియమాన్ని ఉపయోగించండి : R₁/R₂ = (M₂/M₁)^1/2 ఇందులో R₁, R₂ లు వరుసగా 1, 2 వాయువుల విసరణ రేట్లు M₁, M₂ లు వాటి (అనురూప) అణు ద్రవ్యరాశులు. అణుచలన సిద్ధాంతం యొక్క సరళమైన పర్యవసానమే ఈ నియమం.]
సాధన:
గ్రాహం విసరణ నియమము ప్రకారము

ఇచ్చట
r₁ = హైడ్రోజన్ విసరణ రేటు = 28.7 cm³ s^-1
r₂ = తెలియని వాయు విసరణ రేటు = 7.2 cm³ s^-1
M₁ = హైడ్రోజన్ అణుభారం = 2u
M₂ = ?

ప్రశ్న 13.
సమతాస్థితిలో ఉన్న వాయువు, దాని ఘన పరిమాణమంతటా ఏకరీతి సాంద్రత, పీడనాలను కలిగి ఉంది. ఇది తప్పనిసరిగా బాహ్య ప్రభావాలు లేనపుడే యదార్థం. ఉదాహరణకు, గురుత్వ ప్రభావంలో ఉన్న ఒక వాయు స్థంభం ఏకరీతి సాంద్రత (పీడనం) కలిగి ఉండదు. ఎత్తుతో దాని సాంద్రత తగ్గుతుందని మీరు ఊహించవచ్చు. ఎత్తుపై వాయు సాంద్రత కచ్చితంగా ఎలా ఆధారపడుతుందో మనం చెప్పుకొనే వాతావరణాల నియమం ఇవ్వగలుగుతుంది, అది, n₂ = n₁ exp [-mg(h₂ – h₁)/k_BT] దీనిలోని n₂, n₁ లు ఎత్తులు h₂, h₁ ల వద్ద గల సంఖ్యా సాంద్రతను వరుసగా సూచిస్తాయి. ద్రవ స్తంభంలోని వ్యాక్షేపం suspension) యొక్క అపసారం (మద్ది) (sedimentation) కు ఉండే కింది సమీకరణాన్ని ఉత్పాదించటానికి పై సంబంధాన్ని ఉపయోగించండి:
n₂ = n₁ exp (-mg N_B (ρ – ρ’) (h₂ – h₁)(ρRT)

ఇందులో ρ ద్రవంలో వేలాడే కణం సాంద్రత, ρ’ అనేది ఆ కణం చుట్టూ ఉన్న యానకం సాంద్రత [N_A అవగాడ్రో సంఖ్య, R సార్వత్రిక వాయు స్థిరాంకం)
[సూచన:వేలాడే కణం దృశ్యభారాన్ని కనుక్కోవడానికి ఆర్కెమిడిస్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించండి.]
సాధన:
వాతావరణాల నియమము ప్రకారము

ఇచ్చట n₂ మరియు n₁ లు h₂ మరియు h₁ ఎత్తుల వద్ద కణాల సాంద్రత సంఖ్యలు. ద్రవంలో అవక్షేప కణాలు సమతాస్థితిలో, .mg బదులుగా, వ్రేలాడుతున్న కణాల ప్రభావ భారంను తీసుకుందాము.
v = వ్రేలాడే కణాల సరాసరి ఘనపరిమాణం
ρ = వ్రేలాడే కణాల సాంద్రత
ρ’ = ద్రవ సాంద్రత
m = వ్రేలాడే ఒక కణం ద్రవ్యరాశి
m’ = స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవఘనపరిమాణంనకు తుల్యమైన ద్రవ్యరాశి,

ఆర్కిమెడిస్ సూత్రం ప్రకారము, వ్రేలాడే ఒక కణం ప్రభావ భారం = వాస్తవభారం – స్థానభ్రంశం చెందిన వరం
= mg – m’g
= mg – m,g = mg – v ρ’g
mg – (m/ρ)

ఇదియే కావల్సిన సంబంధము.

ప్రశ్న 14.
కొన్ని ఘనపదార్థాలకు, ద్రవాలకు సాంద్రతలను కింద ఇచ్చాం. వాటి పరమాణువుల పరిమాణా లకు (size) ఉజ్జాయింపు అంచనాలను ఇవ్వండి.

[సూచన: ఘన (పదార్థం) రూప, ద్రవరూప ప్రావస్థ (phase) లో అణువులు దగ్గర దగ్గరగా బంధితమై ఉంటాయని ఊహించుకొంటూ, మీకు తెలిసిన అవొగాడ్రో సంఖ్య విలువను ఉపయోగించండి. అయితే, వివిధ పరమాణు పరిమాణాలకు, ఈ విధంగా మీరు పొందే వాస్తవిక విలువలను నిజంగానే వాటికుంటాయని మాత్రం భావించకండి. దగ్గర దగ్గరగా అణువులు బంధితమై ఉంటాయనే ఉజ్జాయింపుకుండే ముడితత్వ భావన (crudeness of the tight packing approximation) వల్ల, ఈ ఫలితాలు కొన్ని Å ల వ్యాప్తిలో పరమాణు పరిమాణాలు ఉంటాయని మాత్రమే సూచిస్తాయి].
సాధన:
పరమాణు వ్యాసార్థం అయితే, ప్రతి పరమాణువు
ఘనపరిమాణం = \(\frac{4}{3}\)πr³
ఒక మోల్ పదార్థంలో అన్ని పరమాణువులు ఘనపరిమాణం

బంగారంనకు, r = 1.59Å
ద్రవ నైట్రోజన్కు, r = 1.77 Å
లీథియం r = 1.73Å
ద్రవ ఫ్లోరిన్్కు, r = 1.88Å

సాధించిన సమస్యలు (Solved Problems)

ప్రశ్న 1.
నీటి సాంద్రత 1000 kg m^-3. 100° C ఉష్ణోగ్రత, 1 atm పీడనం వద్ద నీటి బాష్పం సాంద్రత 0.6 kg m^-3. ఒక అణువు (molecule) ఘనపరిమాణాన్ని మొత్తం (అణువుల) సంఖ్యతో గుణిస్తే అణు (molecular) ఘన పరిమాణం వస్తుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రతా పీడనాల వద్ద, అణు ఘనపరిమాణానికి, నీటి బాష్పం ఆక్రమించే మొత్తం ఘనపరిమాణానికి ఉండే నిష్పత్తి (లేదా భిన్నం) అంచనా కట్టండి.
సాధన:
ఇచ్చిన నీటి అణువుల ద్రవ్యరాశికి ఘనపరిమాణం ఎక్కువగా ఉంటే, సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి బాష్పం ఘనపరిమాణం, 1000/0.6 = 1/(6 × 10^-4) రెట్లు ఎక్కువ. స్థూలమైన నీరు, నీటి అణువుల సాంద్రతలు సమానం అయితే, అణు ఘనపరిమాణానికి, ద్రవస్థితిలోని మొత్తం ఘనపరిమాణానికి ఉండే భిన్నం 1 అవుతుంది. బాష్ప స్థితిలో ఉన్నప్పుడు ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది కాబట్టి, ఘనపరిమాణ భిన్నం కూడా అంతే పరిమాణంలో తగ్గుతుంది. అంటే 6 × 10^-4.

ప్రశ్న 2.
ఇచ్చిన దత్తాంశాలను ఉపయోగించి ఒక నీటి అణువుకు ఉండే ఘనపరిమాణాన్ని అంచనా కట్టండి.
సాధన:
ద్రవ లేదా ఘన ప్రావస్థలో, నీటి అణువులు బాగా దగ్గరగా పేర్చబడి (సంపుటీకరించబడి) ఉంటాయి. కాబట్టి ఒక నీటి అణువు సాంద్రత పెద్ద పరిమాణంలోని (స్థూల) నీటి సాంద్రతకు దాదాపు సమానంగా పరిగణించవచ్చు. దీని విలువ 1000 kgm 3. ఒక నీటి అణువు ఘన పరిమాణాన్ని అంచనా కట్టడానికి మనకు ఒక నీటి అణువు ద్రవ్యరాశి తెలిసి ఉండాలి. 1 మోల్ నీటి ద్రవ్యరాశి, సుమారుగా ·
(2 + 16) g = 18 g = 0.018 kg
ఉంటుందని మనకు తెలుసు.
ఒక మోల్లోని అణువుల సంఖ్య 6 × 10²³ (అవగాడ్రో సంఖ్య) కాబట్టి, ఒక నీటి అణువు ద్రవ్యరాశి
(0.018) / (6 × 10²³) kg 3 × 10^-26 kg.

కాబట్టి కింది విధంగా నీటి అణువు ఘనపరిమాణాన్ని సుమారుగా అంచనా వేయవచ్చు.
నీటి అణువు ఘనపరిమాణం
= (3 × 10^-26 kg) (1000 kg m^-3)
= 3 × 10^-26 m³
= (4/3)π (వ్యాసార్థం)³
అందువల్ల, వ్యాసార్థం = 2 × 10^-10 m = = 2Å

ప్రశ్న 3.
నీటిలో పరమాణువుల మధ్య సగటు దూరం (అంతర్ పరమాణు దూరం) ఎంత? 1, 2 ఉదాహరణలలో ఇచ్చిన దత్తాంశాలను వాడండి.
సాధన:
బాష్పస్థితిలో ఇచ్చిన నీటి ద్రవ్యరాశి ఘనపరిమాణం, ద్రవస్థితిలో అంతే ద్రవ్యరాశి గల నీటి ఘనపరిమాణానికి 1.67 × 10³ రెట్లు ఎక్కువ. (ఉదాహరణ 1). ఒక్కొక్క నీటి అణువుకు అందుబాటులో ఉండే ఘనపరిమాణంలో కలిగే పెరుగుదల కూడా ఇదే. ఘనపరిమాణం 103 రెట్లు పెరిగితే, వ్యాసార్థం 13 లేదా 10 రెట్లు పెరుగుతుంది. అంటే 10 × 2Å = 20Å. అందువల్ల సగటు దూరం (నీటిలోని పరమాణువుల మధ్య) 2 × 20 40 Å.

ప్రశ్న 4.
ఒక పాత్రలో పరస్పరం చర్య జరపని రెండు వాయువులు: నియాన్ (ఏకపరమాణుక), ఆక్సిజన్ (ద్విపరమాణుక) ఉన్నాయి. వాటి పాక్షిక పీడనాల నిష్పత్తి 3 : 2 పాత్రలోని నియాన్, ఆక్సిజన్ల (i) అణువుల సంఖ్య (ii) ద్రవ్యరాశి సాంద్రతల నిష్పత్తిని అంచనా కట్టండి. Ne పరమాణు ద్రవ్యరాశి = 20.2 u, O₂ అణు ద్రవ్యరాశి 32.0 u.
సాధన:
మిశ్రమంలోని వాయువు పాక్షిక పీడనం, అంటే అంతే ఘనపరిమాణం, ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పాత్రలో ఆ వాయువు ఒక్కటే ఉన్నప్పుడు కలిగించే వాయు పీడనానికి సమానంగా ఉంటుంది. (రసాయనికంగా చర్య జరపని వాయువుల మిశ్రమం మొత్తం పీడనం దానిలోని వివిధ వాయువుల పాక్షిక పీడనాల మొత్తానికి సమానం).
ఒక్కొక్క వాయువు (ఆదర్శ వాయువుగా ఊహించడమైంది) వాయు నియమాన్ని పాటిస్తుంది. రెండు వాయువులకు V, T లు ఒకే విలువ కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి, మనకు P₁V = µ₁ RT, P₂V = µ₂ RT వస్తుంది. అంటే (P₁/P₂) = (µ₁/µ₂). ఇక్కడ 1, 2 లు వరుసగా నియాన్, ఆక్సిజన్లను సూచిస్తాయి. (P₁ / P₂) = (3/2) అని ఇవ్వడమైంది కాబట్టి, (µ₁/µ₂) = 3/2.

i) నిర్వచనం ప్రకారం µ₁ = (N₁/N_A), µ₂ = (N₂/N_A) ఇక్కడ N₁, N₂ లు 1, 2 వాయువుల అణువుల సంఖ్యలు, N_A అవగాడ్రో సంఖ్య. కాబట్టి (N₁/ N₂) = (µ₁/µ₂) = 3/2.

ii) µ₁ = (m₁/ M₁), µ₂ = (m₂/ M₂) అని కూడా రాయవచ్చు. m₁ m₂ లు 1, 2 ల ద్రవ్యరాశులు. M₁, M₂ లు వాటి అణు ద్రవ్యరాశులు (molecular masses), (m₁, M₁; అదే విధంగా m₂, M₂ లు అన్నింటినీ ఒకే ప్రమాణాలలో వ్యక్తపరచాలి). ρ₁, ρ₂ లు వరుసగా 1, 2 ల ద్రవ్యరాశి సాంద్రతలు అయితే,

ప్రశ్న 5.
ఒక ఫ్లాస్క్ లోని ఆర్గాన్, క్లోరిన్ ద్రవ్యరాశుల నిష్పత్తి 2 : 1. ఈ మిశ్రమం ఉష్ణోగ్రత 27° C. (i) ఒక అణువుకు సగటు గతిజశక్తి, (ii) రెండు వాయువుల అణువులకు ఉండే rms వడి υ_rms ల విలువలను కనుక్కోండి. ఆర్గాన్’ పరమాణు ద్రవ్యరాశి = 39.9 u; క్లోరిన్ అణు (molecular) ద్రవ్యరాశి = 70:9 u.
సాధన:
ఏదైనా (ఆదర్శ) వాయువులోని (ఆర్గాన్ వంటి ఏక పరమాణుక లేదా క్లోరిన్ వంటి ద్విపరమాణుక లేదా బహు పరమాణుక వాయువుకైనా) ఒక అణువుకుండే సగటు గతిజశక్తి ఎప్పుడూ (3/2) k_BT కి సమానంగా ఉంటుందనే ముఖ్యమైన అంశాన్ని గుర్తుంచుకోవాలి. ఇది వాయు స్వభావంపై ఆధారపడక, ఎప్పుడూ ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది.

i) ఫ్లాస్క్ లోని ఆర్గాన్, క్లోరిన్ల ఉష్ణోగ్రతలు సమానం కాబట్టి, ఈ రెండు వాయువుల సగటు గతిజశక్తుల (ఒక అణువుకు (per molecule))ల నిష్పత్తి 1 : 1.
ii) ఇప్పుడు 1/2 mυ_rms² = ఒక అణువుకు సగటు
గతిజశక్తి = (3/2) k_B T; ఇక్కడ m వాయువులోని ఒక అణువు ద్రవ్యరాశి కాబట్టి,

ఇక్కడ M వాయు అణు ద్రవ్యరాశిని సూచిస్తుంది.
(ఆర్గాన్క, అణువు అంటే పరమాణువే).
రెండు వైపులా వర్గమూలం తీసుకుంటే,

ప్రశ్న 6.
యురేనియమ్కు రెండు ఐసోటోపులు ఉన్నాయి. వాటి ద్రవ్యరాశులు 235, 238 ప్రమాణాలు. యురేనియం హెక్సాఫ్లోరైడ్ వాయువులో ఈ రెండు ఐసోటోపులు ఉన్నాయనుకుంటే, దేనికి అధిక సగటు వడి ఉంటుంది. ఫ్లోరిన్ పరమాణు ద్రవ్యరాశి 19 ప్రమాణాలు అయితే, ఏ ఉష్ణోగ్రత వద్ద అయినా వాటి వడులలోని తేడా శాతాన్ని లెక్కించండి.
సాధన:
స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద సగటు శక్తి = 1/2 m < υ² >, స్థిరాంకం కాబట్టి అణు ద్రవ్యరాశి తక్కువ అవుతున్న కొద్దీ, దాని వడి పెరుగుతూ ఉంటుంది. వడుల నిష్పత్తి, ద్రవ్యరాశుల నిష్పత్తి యొక్క వర్గమూలానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ద్రవ్యరాశులు 349, 352 ప్రమాణాలుగా ఉంటాయి. కాబట్టి,

[కేంద్రక విచ్ఛిత్తికి ²³⁵U ఐసోటోపు అవసరమవుతుంది. అధిక సమృద్ధి (abundant) ఉన్న ²³⁸U ఐసోటోపు నుంచి దీన్ని వేరుచేయడానికి ఈ మిశ్రమం చుట్టూ సచ్ఛిద్ర స్తూపాన్ని ఉంచుతారు. ఈ సచ్ఛిద్ర స్తూపం మందం గానూ, సన్నగా (narrow) ఉండాలి; ఆ కారణంగా, అణువు ఛిద్రాల గుండా వైయక్తికంగా (individually) అటూ, ఇటూ తిరగగలుగుతుంది. అంతేకాక, అణువు పొడవుగా ఉండే ఛిద్రపు గోడలతో అభిఘాతం చేస్తూ ఉంటుంది; ఎక్కువ వడి ఉన్న అణువు, నెమ్మది అణువు కంటే, ఎక్కువ బయటకు వస్తూ ఉంటుంది. అంటే సచ్ఛిద్ర స్తూపం బయట తేలిక అణువు ఎక్కువగా ఉండటం సాధ్యమవుతుంది. ఈ పద్ధతి గొప్ప దక్షత కలిగిందేమీ కాదు; కాబట్టి తగినంత (U²³⁵ ఐసోటోపు) సంవృద్ధి (enrichment) సాధించడానికి ప్రక్రియను అనేకసార్లు పునరావృతం చేయవలసి ఉంటుంది.]

వాయువులు విసరణమైనప్పుడు, వాటి విసరణ రేటు ద్రవ్యరాశుల వర్గమూలానికి విలోమానుపాతంలో
ఉంటుంది.

ప్రశ్న 7.
a) ఒక అణువు (లేదా ఒక స్థితిస్థాపక బంతి) ఒక పెద్ద (massive) గోడను ఢీకొన్నప్పుడు, అది అంతే వడితో వెనుకకు మరలుతుంది. గట్టిగా పట్టుకొన్న బ్యాట్ (bat) ను బంతి ఢీకొన్నప్పుడు కూడా అదే జరుగుతుంది. కాని బ్యాట్ బంతివైపు కదులుతున్నప్పుడు, బంతి వేరే వడితో వెనుకకు మరలుతుంది. బంతి వేగంగా చలిస్తుందా లేదా నెమ్మదిగా చలిస్తుందా? (స్థితిస్థాపక అభిఘాతాలపై మీ జ్ఞాపకాలకు అధ్యాయం 6 పునర్వికాసం కలిగిస్తుంది).
b) స్తూపంలోని వాయువును, ముషలకాన్ని లోపలికి తోయడం ద్వారా సంపీడనానికి లోనుచేసినప్పుడు, దాని ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. అణుచలన సిద్ధాంతం నేపథ్యంలో, పై (a) ను ఉపయోగిస్తూ, ఒక వివరణను ఊహించండి.
c) ఒక సంపీడిత వాయువు, ముషలకాన్ని వెలుపలికి తోసి, వ్యాకోచించినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది? నీవు ఏమి గమనిస్తావు?
d) సచిన్ టెండూల్కర్ ఆట ఆడుతున్నప్పుడు, బరువైన క్రికెట్ బ్యాట్ను ఉపయోగిస్తాడు. ఇది అతనికి ఏ విధంగానైనా సహాయ పడుతుందా?
సాధన:
a) బ్యాట్కు వెనక ఉన్న వికెట్ పరంగా బంతి వడి u అనుకొందాం. వికెట్కు సాపేక్షంగా బ్యాట్, బంతివైపు V వడితో చలిస్తుందనుకుంటే, బ్యాట్ పరంగా బంతి సాపేక్ష వడి V + u. ఇది బ్యాట్ వైపు ఉంటుంది. బంతి వెనుకకు మరలినపుడు (బరువైన బ్యాట్ను అది ఢీకొన్న తరువాత) దాని వడి, బ్యాట్పరంగా V + u ఉండి, బ్యాట్ నుంచి దూరంగా చలిస్తుంది. వికెట్ పరంగా వెనుకకు మరలుతున్న బంతి వడి, V + (V + u) = 2V + u గా ఉండి వికెట్ నుంచి దూరంగా చలిస్తుంది. కాబట్టి బ్యాట్ను ఢీకొన్న తరువాత బంతి వడి పెరుగుతుంది. బ్యాట్ అంత బరువైనది (massive) కాకపోతే, వెనుకకు మరలినపుడు దాని వడి, తొలి వడి uకంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఇక అణువు సందర్భంలో ఇది ఉష్ణోగ్రతలో పెరుగుదలను సూచిస్తుంది.

(a) కు పైన ఇచ్చిన సమాధానం ఆధారంగా (b), (c), (d) లకు సమాధానాలను మీరు చెప్పగలిగి ఉండాలి.
(సూచన: అనురూపకతను గమనించండి. ముషలకం → బ్యాట్, స్తూపం → వికెట్, అణువు → బంతి.)

ప్రశ్న 8.
373 K వద్ద నీటి బాష్పంలో ఉన్న నీటి అణువుకు స్వేచ్ఛా పథమధ్యమాన్ని అంచనా కట్టండి. అభ్యాసం.1 లో L = 2.9 × 10⁷ m = 1500 d ఉన్న సమాచారాన్ని ఉపయోగించుకోండి.
సాధన:
నీటి బాష్పం d (అణు వ్యాసం) గాలి అణు వ్యాసానికి సమానం. సంఖ్యా సాంద్రత పరమ ఉష్ణోగ్రతకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అందువల్ల,

కాబట్టి స్వేచ్ఛా పథమధ్యమం, 1 = 4 × 10^-7 m.

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 12th Lesson పర్యావరణ రసాయన శాస్త్రం Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 12th Lesson పర్యావరణ రసాయన శాస్త్రం

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
వాతావరణం, జీవావరణం పదాలను వర్ణించండి.
జవాబు:
వాతావరణం :
భూమి చుట్టూ ఉన్న వాయువుల యొక్క పొరను వాతావరణం అందురు.

• ఇది ఉష్ణ సమతుల్యతను కాపాడును.
• వాతావరణంలో అధిక మొత్తంలో N2 మరియు 0లు ఉన్నాయి.

జీవావరణం :
జీవరాశులు అన్నీ అంటే, మొక్కలు, జంతువులు, మానవులను ఉమ్మడిగా జీవావరణం అంటాం.

జీవావరణం మిగతా పర్యావరణం విభాగాలతో సంబంధం కలిగియుండును.

ప్రశ్న 2.
శిలావరణం, జలావరణం పదాలను వివరించండి.
జవాబు:
శిలావరణం :
ఖనిజాలు, మట్టితో నిండి ఉన్న ఘనస్థితి భూమి బాహ్యపొరను శిలావరణం అంటాం.

ఈ ఆవరణను సాధారణంగా మట్టి (లేదా) భూమి అంటాం.

జలావరణం :
మహాసముద్రాలు, సముద్రాలు, నదులు, జలాశయాలు, నీటి కాలువలు, మంచు శిఖరాలు, భూగర్భ జలాలు మొదలగువాటిని కలిపి జలావరణం అంటాం.

ఈ ఆవరణను సాధారణంగా నీరు అంటాం.

ప్రశ్న 3.
భూకాలుష్యం నిర్వచించండి.
జవాబు:
పారిశ్రామిక వ్యర్ధాలు, వ్యవసాయపరమైన కలుషితకారిణిలు, రసాయన మరియు రేడియోధార్మిక కలుషితాల వలన భూకాలుష్యం జరుగును.

ప్రశ్న 4.
రసాయన ఆక్సిజన్ అవసరం (COD) అంటే ఏమిటి? [Mar. ’14]
జవాబు:
నీటిలో ఉన్న సేంద్రియ పదార్థాలను ఆక్సీకరణం చెందించడానికి కావలసిన ఆక్సిజన్ పరిమాణాన్ని “రసాయన ఆక్సిజన్ అవసరం (COD) అంటారు.

ప్రశ్న 5.
జీవరసాయన ఆక్సిజన్ అవసరం (BOD) అంటే ఏమిటి? [Mar. ’14]
జవాబు:
20°C వద్ద 5 రోజులలో నీటిలోని సూక్ష్మజీవులు వినియోగించుకునే ఆక్సిజన్ పరిమాణాన్ని “జీవరసాయన ఆక్సిజన్ అవసరం” (BOD) అంటారు.

ప్రశ్న 6.
ట్రోపోవరణం, స్ట్రాటోవరణం అంటే ఏమిటి?
జవాబు:
ట్రోపోవరణం :
వాతావరణంలో వాయువులను ఎక్కువగా కలిగి ఉండే పెద్ద భాగాన్ని ట్రోపోవరణం అంటారు.

భూమి నుండి 11 కి.మీ.ల వరకు ఇది వ్యాపించబడినది.

స్ట్రాటోవరణం :
భూమి నుండి 11 కి.మీ.
50 కి.మీ. మధ్యలో వ్యాపించబడిన ఆవరణంను స్ట్రాటోవరణం అంటారు.

• ఇది ముఖ్యంగా ఓజోన్ ను కలిగి యుండును.
• ఇది సూర్యుని నుండి వెలువడే హానికర అతినీలలోహిత కిరణాలను శోషించుకొని భూమిని చేరకుండా కాపాడుతుంది.

ప్రశ్న 7.
ట్రోపోవరణంలో ఉండే ప్రధాన కణస్థితి కాలుష్యాలను పేర్కొనండి.
జవాబు:
ట్రోపోవరణంలోని కణస్థితి కాలుష్యాలు దుమ్ము, పలచని పొగమంచు, ధూమాలు, పొగ, స్మాగ్ మొదలైనవి,

ప్రశ్న 8.
కాలుష్య గాలిలో ఉండే నాలుగు వాయుస్థితి కాలుష్యాలను పేర్కొనండి.
జవాబు:
సల్ఫర్, నైట్రోజన్, కార్బన్ల ఆక్సెడ్లు, H₂S, హైడ్రోకార్బన్లు, ఓజోన్ మొదలగునవి కాలుష్య గాలిలో ఉండే వాయుస్థితి కాలుష్యాలు.

ప్రశ్న 9.
గ్రీన్ హౌస్ ఫలితం ……… వాయువుల ద్వారా కలుగుతుంది. [Mar. ’14]
జవాబు:
గ్రీన్ హౌస్ ఫలితం CO2, CH4, 03, CFC లు, నీటి ఆవిరి మొదలగు వాటి వలన కలుగుతుంది.

ప్రశ్న 10.
ఏ ఆక్సైడ్లు ఆమ్ల వర్షానికి కారణంగా ఉన్నాయి. దీని pH విలువ ఎంత? [Mar. ’13]
జవాబు:

• నైట్రోజన్, సల్ఫర్ మరియు కార్బన్ల ఆక్సైడ్లు వర్షపు నీటిలో కలిసినపుడు ఆమ్ల వర్షం ఏర్పడును.
• ఆమ్ల వర్షం pH విలువ 5.6 కన్నా తక్కువగా ఉండును.

ప్రశ్న 11.
ఆమ్ల వర్షం కలిగించే రెండు చెడు ప్రభావాలను తెలపండి. [T.S. Mar. ’15]
జవాబు:

• భవనాల, కట్టడాల జీవిత కాలం దెబ్బతింటుంది. అతి సుందరమైన భవనాల సౌందర్యం తగ్గిపోతుంది.
• నేలలోని ‘pH’ మారి భూసారం తగ్గిపోతుంది. పంటలు బాగా పండవు.
• మత్స్య సంపద నశించిపోతుంది.
• శ్వాసకోశ సంబంధ వ్యాధులను కలుగచేస్తాయి.
• అమ్మోనియా లవణాలు వాతావరణ ధూళిగా ఏరోసాల్ కణాలుగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 12.
పొగ, పలుచని పొగ అంటే ఏమిటి?
జవాబు:
పొగ :
కర్బన పదార్థాలను దహనం చెందించినపుడు ఏర్పడే ఘనపదార్థ కణాలు లేదా ఘన మరియు ద్రవ పదార్థ మిశ్రమ కణాలను పొగ అంటారు..
ఉదా : నూనె పొగ, సిగరెట్ పొగ మొ||నవి.

పలుచని పొగ :
గాలిలోని భాష్పాలు సంఘననం చెందుట వలన లేదా పిచికారీ ద్రవాల కణాల ద్వారా ఏర్పడు కణాలను పలుచని పొగ అంటారు.
ఉదా : H₂SO₄ – పలుచని పొగ, కలుపు మొక్కల నాశకాలు, క్రిమి సంహారణులు.

ప్రశ్న 13.
సాంప్రదాయక స్మాగ్ అంటే ఏమిటి ? దాని రసాయన స్వభావం ఏమిటి? (ఆక్సీకరణ/క్షయీకరణ)
జవాబు:

• పొగ, మంచు మరియు 50 ల మిశ్రమాన్ని సాంప్రదాయక స్మాగ్ అంటారు. ఇది చల్లటి తేమ వాతావరణంలో ఉంటుంది.
• ఇది క్షయకరణ స్వభావం కలిగి ఉంటుంది. అందువలన దీనినే క్షయకరణ స్మాగ్ అంటారు.

ప్రశ్న 14.
కాంతి రసాయన స్మాగ్లోని సాధారణ అనుఘటకాలను తెలపండి.
జవాబు:
కాంతి రసాయన స్మాగ్లోని సాధారణ అనుఘటకాలు O₃, NO, ఎక్రోలిన్, HCHO మరియు పెరాక్సీ ఎసిటైల్ నైట్రేట్ (PAN).

ప్రశ్న 15.
PAN అంటే ఏమిటి? దీని ప్రభావం ఏమిటి?
జవాబు:

• పెరాక్సీ ఎసిటైల్ నైట్రేట్ను PAN అంటారు.
• PAN శక్తివంతమైన కంటి ప్రకోపాలు కలిగించును.

ప్రశ్న 16.
స్ట్రాటోవరణంలో ఓజోను ఎలా ఏర్పడుతుంది?
జవాబు:
UV కిరణాలు డైఆక్సిజన్ అణువులతో చర్యనొంది స్వేచ్ఛా ఆక్సిజన్ పరమాణువులుగా మారును. ఈ స్వేచ్ఛా ఆక్సిజన్ పరమాణువుల నుండి ఓజోన్ అణువులు ఏర్పడును.

ప్రశ్న 17.
CF₂Cl₂ ద్వారా ఓజోను తరుగుదల ప్రాప్తించే చర్యలో ఇమిడి ఉండే అంతర్గత రసాయన సమీకరణాలు తెలపండి.
జవాబు:
వాతావరణంలోని సాధారణ వాయువులతో CF₂Cl₂ సంయోగం చెంది స్ట్రాటోవరణంను చేరును.

స్ట్రాటోవరణంలో CF₂Cl₂, UV-కిరణాలతో చర్య జరిపి క్లోరిన్ – స్వేచ్ఛా ప్రాతిపదికలను ఏర్పరుచును.

ప్రశ్న 18.
ఓజోను రంధ్రం అంటే ఏమిటి? దీనిని తొలిసారిగా ఎక్కడ గమనించారు?
జవాబు:
ఓజోన్ పొరలో క్షీణతను సాధారణంగా ఓజోన్ రంధ్రం అంటారు.

• ఇది అంటార్కిటికాలోని దక్షిణ ధృవం వద్ద మొదట కనుగొనబడినది.
• ఇది అంటార్కిటికాలోని వాతావరణ శాస్త్రవేత్తల ద్వారా కనుగొనబడినది.

ప్రశ్న 19.
చల్లని శుద్ద నీటిలో కరిగి ఉండే ఆక్సిజన్ పరిమాణం తెలపండి.
జవాబు:
చల్లటి శుద్ధ నీటిలో కరిగి ఉండే ఆక్సిజన్ పరిమాణం సుమారుగా 10 ppm.

ప్రశ్న 20.
శుద్ధ నీరు, కలుషిత నీరు, వీటి BOD విలువలను తెలపండి.
జవాబు:

• శుద్ధ నీటికి BOD విలువ 3 ppm.
• BOD విలువ నీటికి 4 ppm కన్నా ఎక్కువ ఉంటే ఆ నీటిని కలుషిత నీరుగా చెబుతారు.
• అధిక కలుషితమైన నీటికి BOD విలువ 17 ppm కన్నా ఎక్కువ ఉంటుంది.

ప్రశ్న 21.
నీటిని కాలుష్యానికి గురిచేసే మూడు పారిశ్రామిక రసాయన పదార్థాలను తెలపండి.
జవాబు:
డిటర్జంట్లు, పెయింట్లు, కలుపు నివారుణులు, అద్దకాలు మరియు మందులు మొ||నవి.

ప్రశ్న 22.
నీటి కాలుష్యానికి కారణమైన వ్యవసాయరంగ రసాయన పదార్థాలను తెలపండి.
జవాబు:
వ్యవసాయరంగ రసాయనాలైన రసాయన ఎరువులు, క్రిమిసంహారిణులు, కలుపు మొక్క నివారణులు మొదలగునవి నీటి కాలుష్యానికి కారణాలు.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
భూవాతావరణంలోని భిన్న భాగాలను తెలపండి.
జవాబు:
వాతావరణాన్ని నాలుగు భాగాలుగా విభజించవచ్చు.
1) ట్రోపోవరణం :
ఇది వాతావరణంలో ప్రధానమైన విభాగం. దీనిలోనే గాలి ఉంది.

2) స్ట్రాటోవరణం :
ఈ విభాగంలో ప్రధానంగా ఓజోన్ పొర ఉంటుంది. సూర్యుని నుండి వచ్చే UV కాంతిని ఇది శోషించుకుంటుంది. ఫలితంగా ప్రమాదకరమైన UV కాంతి భూమిపై పడకుండా చూస్తుంది.

3) మిసోవరణం :
ఎత్తు పెరిగినకొద్దీ ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. ఈ ఆవరణం ద్వారా ధ్వని తరంగాలు ప్రయాణం చేయలేవు.

4) థెర్మోవరణం :
ఈ ప్రాంతంలో ఎత్తుకు పోయేకొద్ది ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతూపోయి 1473K గరిష్ఠ విలువను చేరుకుంటుంది. సౌర కిరణాలను శోషించుకుని ఆక్సిజన్ వంటి వాతావరణ వాయువులు అయనీకరణం చెందుతాయి.

ప్రశ్న 2.
సింక్, COD, BOD, TLV పదాలను వివరించండి.
జవాబు:
సింక్ (శోషక నెలవు) : కాలుష్యకారిణిని చాలాకాలం నిల్వ చేసుకుని దానితో చర్య జరిపి, తాను కూడా నాశనం అయ్యే యానకాన్ని “సింక్” అంటారు.
ఉదా : పాలరాయిగోడ ‘గాలియందలి H₂SO₄ కు శోషక నెలవు.
సముద్రంలో ఉండే జంతుజాలాలు, CO₂ కు సింక్గా ఉంటాయి.

COD :
నీటిలో ఉన్న సేంద్రియ పదార్థాలను ఆక్సీకరణం చెందించడానికి కావలసిన ఆక్సిజన్ పరిమాణాన్ని “రసాయన ఆక్సిజన్ అవసరం (COD) అంటారు.

BOD :
20°C వద్ద 5 రోజులలో నీటిలోని సూక్ష్మజీవులు వినియోగించుకునే ఆక్సిజన్ పరిమాణాన్ని “జీవరసాయన ఆక్సిజన్ అవసరం” (BOD) అంటారు

TLV :
ఒక రోజులో ఒక వ్యక్తి 7-8 గంటల కాలం గాలిలోని విష పదార్థాలకు (లేదా) కాలుష్యాలకు గురి అయినప్పుడు వ్యక్తి ఆరోగ్యాన్ని భంగపరచడానికి అవసరమయ్యే పదార్థాల కనీస స్థాయిని ఆరంభ అవధి విలువ (TLV) అంటారు.

ప్రశ్న 3.
గాలిలో చోటు చేసుకొని ఉన్న వాయుస్థితి కాలుష్యాలను తెలిపి, అవి ఎలా ఏర్పడతాయి అనే దానిని తెలపండి.
జవాబు:
కొన్ని పదార్థాలు (లేదా) సమ్మేళనాలు గాలితో కలిసిపోయి మానవులు, జంతువులు, మొక్కలు మరియు భూవాతావరణంపై తీవ్ర ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. ఆ సమ్మేళనాలను గాలి (లేదా) వాయు కాలుష్యాలు అంటారు.

వాయు కాలుష్యాలకు ఉదాహరణలు :
కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (CO) :
అడవులు మండుట, సహజ వాయువు వెలువడుట, మార్ష్ గ్యాస్ ఉత్పన్నమగుట, అగ్నిపర్వత పేలుళ్ళు, రవాణా సాధనాలు, పారిశ్రామిక రంగం అభివృద్ధి మొదలగు వాటి వలన వాతావరణంలోకి ‘CO’ చేరుతుంది.

దుష్ఫలితాలు :
1) లోనికి పీల్చుకొనబడిన ‘CO’ ఊపిరితిత్తుల ద్వారా రక్తప్రవాహంలోనికి ప్రవేశించును. అది ఎర్ర రక్తకణాల నందలి హిమోగ్లోబిన్ చర్య జరిపి కార్బాక్సి హిమోగ్లోబిన్ అను ఒక స్థిరమైన సంక్లిష్టాన్ని ఏర్పరచును. దీనివలన శరీర భాగాలందలి వివిధ రకాల కణాలకు తగినంత ఆక్సిజన్ సరఫరా అవదు. రక్తంనందలి కార్బాక్సీ హిమోగ్లోబిన్ పరిమాణం 5% కన్నా పెరిగితే గుండె మరియు శ్వాస ప్రక్రియలు తీవ్రంగా ప్రభావితం చెందుతాయి.

నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు :
వాతావరణం నందలి గాలిలో మెరుపులు మెరిసినపుడు, బాక్టీరియా చర్యల వలన వాతావరణంలోకి నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు చేరతాయి.

దుష్ఫలితాలు :

• వాతావరణంలో NO₂ గాఢత అధికంగా ఉండటం వలన ఆకులపై మచ్చలేర్పడతాయి. కిరణజన్య సంయోగక్రియ వేగం తగ్గిపోతుంది. క్లోరోసిస్ అను వ్యాధి కలుగును.
• ‘NO₂‘ మానవుల ఆరోగ్యంపై ప్రభావాన్ని కలుగజేయును. మ్యూకస్ పొరపై ప్రభావం చూపుట వలన శ్వాస సంబంధమైన ఇబ్బందులు కలుగజేయును.

సల్ఫర్ ఆక్సైడ్లు :
అగ్ని పర్వతాల పేలుళ్ళ వలన, H₂SO₄ ను తయారుచేయు కర్మాగారాల వలన, ఎరువుల కర్మాగారాల వలన, ప్రగలనం ద్వారా లోహ సంగ్రహణం వంటి కార్యకలాపాలలో వాతావరణంలోకి సల్ఫర్ ఆక్సైడ్లు విడుదలగును.

• వీటి వలన శ్వాసకోస వ్యాధులు ఏర్పడతాయి. ఆస్త్మా వంటివి.
• కంటి ప్రకోపనలు కలిగిస్తాయి.

హైడ్రోకార్బన్లు :
ఇవి ఆటోమొబైల్ ఇంధనాలు అసంపూర్ణంగా దహనం చెందుట వలన ఏర్పడతాయి.

• వీటి వలన క్యాన్సర్ వ్యాధి వస్తుంది.
• ఇవి మొక్కలకు హాని కలిగిస్తాయి.

ప్రశ్న 4.
గ్రీన్ హౌస్ ఫలితం అంటే ఏమిటి? ఇది ఎలా కలుగుతుంది?
జవాబు:
వాతావరణంలోని CO₂, నీటి ఆవిరులు పరారుణ కాంతిని శోషించుకొని మరల తిరిగి భూమిపైకి ఉద్గారం చేసే దృగ్విషయాన్ని భూమి వేడెక్కడం (లేక) హరితగృహ ప్రభావం (లేక) భౌగోళిక తాపనం అని అంటారు.

వాతావరణం నందలి గాలిలో గల CO₂, నీటి ఆవిరి సూర్యరశ్మి నందలి తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం గల కాంతిని శోషించుకొని భూమిని వేడిగావుంచుతాయి. భూగోళం వేడెక్కుటకు కారణమైన వాయువులను హరిత మందిర వాయువులంటారు.
ఉదా : CH₄, CO₂, O₃ మొదలగునవి.

హరిత గృహ ప్రభావం వలన ఈ క్రింది దుష్ప్రభావాలు జరుగుతాయి

• ధృవ ప్రాంతాలలోని మంచు కరిగి, సముద్రమట్టం పెరిగి చాలా దేశాలు మునిగిపోతాయి.
• గ్లేసియర్లు, ధృవాల వద్ద గల మంచుటోపీలు పాక్షికంగా కరుగుట వలన వరదలు సంభవించవచ్చు.
• అకాలవర్షాలు, తుఫానులు, పెనుతుఫానులు ఏర్పడటం జరుగుతాయి.
• పంటనీరు బాగా ఇగిరిపోవడం వల్ల సాగునీరు పంటలకు సరిగా అందదు.

ప్రశ్న 5.
ఆమ్ల వర్షం ఏర్పడే విధానాన్ని తెలుపుతూ దానిలోని అంతర్గత రసాయన సమీకరణాలను వివరించండి.
జవాబు:
నైట్రోజన్ మరియు సల్ఫర్ ఆక్సైడ్లు వాతావరణంలో అనేక రసాయన చర్యలకు లోనయి HNO₃, H₃SO₄ లను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ ఆమ్లాలు నీటిలో కరిగి ఆమ్ల వర్షాలుగా భూమిని చేరతాయి.

రసాయన సమీకరణాలు :
NO₂ + NO₃ → N₂O₅
N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃
CO₂ + H₂O → H₂CO₃
SO₂ + H₂O → H₂SO₄
ఆమ్ల వర్ష pH విలువ 5.6 కన్నా తక్కువ.

ప్రశ్న 6.
ఆమ్ల వర్షం ద్వారా కలిగే చెడు ప్రభావాలను వివరించండి.
జవాబు:
ఆమ్ల వర్షాలవల్ల దుష్ఫలితాలు :

1. భవనాల, కట్టడాల జీవిత కాలం దెబ్బతింటుంది. అతి సుందరమైన భవనాల సౌందర్యం తగ్గిపోతుంది.
2. నేలలోని ‘pH’ మారి భూసారం తగ్గిపోతుంది. పంటలు బాగా పండవు.
3. మత్స్య సంపద నశించిపోతుంది.
4. శ్వాసకోశ సంబంధ వ్యాధులను కలుగచేస్తాయి.
5. అమ్మోనియా లవణాలు వాతావరణ ధూళిగా ఏరోసాల్ కణాలుగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 7.
కాంతి రసాయన స్మాగ్ ఎలా ఏర్పడుతుంది ? ఇది కలగజేసే చెడు ప్రభావాలు ఏమిటి ?
జవాబు:

• వాహనాలనుండి విడుదలయిన అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్లు, నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు సూర్యకాంతి సమక్షంలో చర్య జరిపి కాంతి రసాయన స్మాగ్ను ఏర్పరచును.
• ఇది పొడి, వేడి వాతావరణంలో ఏర్పడును.
• దీనిలో అధిక గాఢతగల ఆక్సీకారిణులు కలవు.

ఏర్పడుట :

• ఇంధన దహనం వలన ట్రోపోవరణం లోనికి కలుషిత కారిణులు విడుదలగును.”
• ఈ కలుషితాలలో హైడ్రోకార్బన్లు, నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు ముఖ్యమైనవి.
• ఈ కలుషితాలు సూర్యకాంతితో చర్య జరిపి క్రింది చర్యలు జరుగును.
  2 NO_(వా) + O_2(వా) → 2NO_2(వా)
  NO_2(వా) → NO_(వా) + O_(వా)
  O_(వా) + O_2(వా) → O_3(వా)
  NO_(వా) + O_3(వా) → NO_2(వా) + O_2(వా)
• O₃ విషపూరితమైనది మరియు NO₂, O₃ లు బలమైన ఆక్సీకారిణులు.
• ఇవి హైడ్రోకార్బన్లతో చర్య జరిపి HCHO, PAN వంటివి ఏర్పరుస్తాయి.
• కాంతి రసాయన స్మాగ్లోని అనుఘటకాలు NO, O₃, ఎక్రోలీన్, HCHO, PAN.

ప్రశ్న 8.
వాతావరణంలో ఓజోన్ పొర తరుగుదల ఎలా ఏర్పడుతుంది? ఈ ఓజోన్ పొర తరుగుదల ద్వారా ప్రాప్తించే హానికరమైన ప్రభావాలను పేర్కొనండి. [A.P. Mar. ’15]
జవాబు:
వాతావరణంలోని సాధారణ వాయువులతో CF₂Cl₂ సంయోగం చెంది స్ట్రాటోవరణంను చేరును.

స్ట్రాటోవరణంలో CF₂Cl₂ UV-కిరణాలతో చర్య జరిపి క్లోరిన్ – స్వేచ్ఛా ప్రాతిపదికలను ఏర్పరుచును.

ఓజోన్ పొర రంధ్రాల వల్ల ఫలితాలు :
ఓజోన్ వియోగం (రంధ్రాలు) చెందడం వల్ల ఎక్కువ U.V కిరణాలు ట్రాపోస్ఫియర్ను చేరి క్రింది ఫలితాలు తెస్తాయి.

1) చర్మం ముడతలు పడటం 2) శుక్లాలు 3) చర్మంపై పుళ్ళు 4) చర్మ క్యాన్సర్ 5) చేపల ఉత్పత్తికి ప్రమాదం 6) ఫైటో ప్లాంక్టన్లను చంపడం 7) మొక్కల ప్రోటీన్లపై పనిచేసి ఉత్పరివర్తన పరిణామాలకు నష్టం 8) మొక్కల స్టోమాటాల ద్వారా ఆవిరి చెందించడం 9) భూమిలో తేమశాతం తగ్గించడం 10) పెయింట్లు, వస్త్రాలకు నష్టం చేసి అవి వెలిసిపోయేటట్లు చేయడం 11) కిరణజన్య సంయోగక్రియపై ప్రభావం.

ప్రశ్న 9.
నీటి కాలుష్యానికి కారణమైన పారిశ్రామిక వ్యర్థాలను పేర్కొనండి. త్రాగేనీటి అంతర్జాతీయ ప్రమాణాలను పేర్కొనండి.
జవాబు:
పారిశ్రామిక వ్యర్థాలు రెండు రకాలు.
1. పద్ధతి వ్యర్థాలు :
ఇవి కర్బన, అకర్బన రెండు రసాయన చర్యా పద్ధతుల్లో వస్తాయి. అకర్బన పద్ధతి వ్యర్థాలు రసాయన పరిశ్రమలు, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ పరిశ్రమలు, లోహ నిష్కర్షణ, పెట్రోలియమ్ పరిశ్రమలు మొదలైన వాటి నుంచి అవి విడుదల చేసిన వ్యర్థాల్లో వస్తాయి. ఇవి విషతుల్యమైనవే కానీ, జీవ ప్రక్రియలకు అడ్డురావు. అదే కర్బన రసాయన వ్యర్థ పదార్ధాలయితే ఫుడ్ ప్రాసెసింగ్ పరిశ్రమలు, పాల ఉత్పత్తుల పరిశ్రమలు, సారాబట్టీలు, స్వేదన యంత్రాలు, కాగితపు పరిశ్రమ, బట్టల మిల్లులు, కర్బన రసాయనాల తయారీ పరిశ్రమలు మొదలైనవాటి నుంచి వస్తాయి. కర్బన ప్రక్రియ వ్యర్థాల్ని తొలగించడం చాలా కష్టం.

2. రసాయన వ్యర్థాలు :
ఆమ్లాలు, క్షారాలు, డిటర్జెంట్లు, పేలుడు పదార్థాలు, రంజనాలు, క్రిమి సంహారకాలు, ఫంగస్ సంహారకాలు, ఎరువులు, సిలికోన్లు, ప్లాస్టిక్ లు, రెజిన్లు ఇతర పద్ధతుల కోసం వాడే అనేక ఇతర రసాయనాలతో అనేక రసాయన వ్యర్థాలు వుంటాయి. సెడిమెంటేషన్, ఫ్లక్యులేషన్, కడగడం, వడపోత, ఇగర్చడం, స్వేదనం, విద్యుద్విశ్లేషణం, అధిశోషణం, స్ఫటికీకరణం, స్క్రీనింగ్, దహనం, సెంట్రిఫ్యూజింగ్ మొదలైన విధానాల్లో రసాయన వ్యర్ధాలు వస్తాయి. ఇవి సాధారణంగా ఆమ్ల స్వభావం, క్షార స్వభావం లేదా విష స్వభావం ఉన్న పదార్థాలు, అధిక BOD గలవి. రంగులు కలిగి తేలికగా మండిపోతాయి.

సిలికోన్లు, పొగరాని పొడులు, క్రిమి సంహారకాలు, TNT తయారీ మొదలైన పరిశ్రమల్లో వచ్చే వ్యర్థాలు సాధారణంగా ఆమ్ల లక్షణంతో ఉంటాయి.

ప్రశ్న 10.
పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి అవలంభించే హరిత రసాయనశాస్త్రంలోని ప్రణాళికలను సవివరంగా తెలపండి.
జవాబు:
హరిత రసాయన శాస్త్రము :
రసాయన శాస్త్రం, ఇతర శాస్త్ర విభాగాలను ఉపయోగించి వాటి అవగాహన, సూత్రాలతో సాధ్యమైనంతవరకు పర్యావరణంలో కాలుష్యం రాకుండా చూడటం గురించి చెప్పేదే హరిత రసాయన శాస్త్రం.

హరిత రసాయనశాస్త్రంలో ముఖ్యమైనది గ్రీన్ హౌస్ వాయువులైన CH₄, CO₂ వంటివి ఏర్పడకుండా చూసి గ్రీన్ హౌస్ ప్రభావం లేకుండా ఉంచడం నేలను అతిగా ఉపయోగిస్తూ దాని కోసం వాడుతున్న రసాయన ఎరువులు, క్రిమి సంహారక మందులు నేలను, నీటిని చివరకు గాలిని కూడా కలుషితం చేస్తున్నాయి. అయితే భూమి సాగు, వ్యవసాయం ఎట్టి పరిస్థితుల్లోనూ ఆపడానికి వీలుకానివి. అలాంటప్పుడు దీని వల్ల సంభవించే పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి పద్ధతులను పెంపొందించాలి. సాధారణ రసాయన చర్యల్లో ఉప ఉత్పత్తులేర్పడతాయి. చాలా చర్యలలో ఈ ఉప ఉత్పత్తులే కాలుష్య కారకాలు అవుతాయి. హరిత రసాయన శాస్త్రం ముఖ్యంగా వ్యర్థ ఉప – ఉత్పత్తులు ఉత్పన్నం కాకుండా చూసేందుకు పనిచేస్తుంది.

మామూలుగా వాడుతున్న ఇంధనాలు, శక్తి వ్యవస్థలకు బదులుగా సంప్రదాయేతర ఇంధనాలు, శక్తి వ్యవస్థలను ఉపయోగించేందుకు హరిత రసాయన శాస్త్రం సాయం చేస్తుంది. దీనితో కాలుష్యాన్ని నివారించవచ్చు.

ఒక చర్యలో సాధ్యమైనంతవరకు 100% ఉత్పన్నాలు ఏర్పరిచే క్రియాజనకాలను తీసుకోవాలి. దీని కోసం కొన్ని కనీస పరిస్థితులను చర్యలో ఉపయోగించాలి. ఉదాహరణకు కర్బన ద్రావణుల కంటే చర్యను నీటిలో జరిపే వీలు కల్పిస్తే నీటిని ఎక్కువ విశిష్టోష్ణం, తక్కువగా బాష్పీభవనం చెందడం, మంటలంటుకోకపోవటం, క్యాన్సర్ కలిగించే గుణాలు లేకపోవడం వల్ల కాలుష్య ప్రభావముండదు. హరిత రసాయన శాస్త్రం తక్కువ ఖర్చుతో కూడినది. తక్కువ రసాయనాలు వాడటం, తక్కువ శక్తినుపయోగించడం, అతి తక్కువ కారకాలను ఉత్పత్తి చేయడం దీని ముఖ్య ఉద్దేశ్యం.
ఉదా : 1. రసాయనాల సంశ్లేషణం :
ప్రస్తుతం ఎసిటాల్డిహైడ్ న్ను (CH₃ CHO) వ్యాపార సరళిలో ఒకే దశలో జల ద్రావణంలో అయానిక ఉత్ప్రేరకం వాడి ఇథిలీన్ ను ఆక్సీకరణం చేసి తయారుచేస్తున్నారు. ఇందులో ఉత్పాదన దిగుబడి 90% పైనే ఉంటుంది.

2. మొదట్లో ఘాటైన వాసన గల క్లోరిన్ వాయువును కాగితం పరిశ్రమలో కాగితానికి విరంజనకారిగా వాడేవారు. ప్రస్తుతం ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ను విరంజనకారిగా వాడుతున్నారు. ఉత్ప్రేరకం హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ విరంజన ధర్మాన్ని పెంపొందిస్తుంది.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
పర్యావరణ కాలుష్యం అంటే ఏమిటి? ఈ కాలుష్యం ఎన్ని రకాలు?
జవాబు:
మోటారు వాహనాలు విడుదల చేసే పొగలో అనేక హైడ్రోకార్బన్ల మిశ్రమం ఉంటుంది. ఈ హైడ్రోకార్బన్లు అన్ని కీడును కలిగించే కాంతి రసాయన ఆక్సీకరణ జన్యు పదార్థాలుగా మారతాయి. ఈ జన్యు పదార్థాలు మొక్కల చిగుళ్ళకు హానిని కలుగచేస్తాయి. మొక్కలలోని సెల్యులోస్ న్ను కూడా పతనం అయ్యేట్లుగా చేస్తాయి. మరొక జన్యు పదార్ధమైన పెరాక్సీ బెంజయిల్ నైట్రేటు – కంట్లో దురద, నీరు కారడం జరుగుతుంది. ఇది పొగమంచును కలుగచేస్తుంది. దీని వలన కళ్ళు కనిపించడం తగ్గుతుంది.

పరిశ్రమల నుండి వెలువడే పొగలోని కార్బన్ కణాలు, లోహాల పరిశ్రమల నుండి లోహాలను నిష్కర్షణను చేసినపుడు లోహాలు కణరూపంలోను గాలిలో చేరుకుంటాయి. ఈ గాలిని పీల్చడం వలన శ్వాస సంబంధమైన వ్యాధులు ఏర్పడే అవకాశం ఉంటుంది. అదే విధంగా క్రిమి సంహారక మందులు తయారుచేసే కర్మాగారాల నుండి వెలువడే వ్యర్ధ వాయువుల ద్వారా, ఇవి వాతావరణంలోకి ప్రవేశించి మానవుల ఆరోగ్యానికి హాని కలుగచేస్తాయి.

ఈ విధంగా పెద్ద పెద్ద పరిశ్రమలు వాటి నుండి వెలువడే వ్యర్ధ పదార్థాలే కాకుండా, పరిశ్రమలలో జరిగే ప్రమాదాల వలన కూడా వాతావరణ కాలుష్యం ఏర్పడుతుంది.

వాతావరణంలో విడుదల చేయబడిన SO₂, NO₂, O₃ వంటి కాలుష్యాలు పొగమంచు రూపంలో వెలువడి చాలా నష్టాన్ని కలుగచేస్తాయి. ఈ పొగమంచు వలన భారీ ఎత్తు మరణాలు కూడా సంభవిస్తాయి. ఈ పొగమంచు ప్రభావం తగ్గాలంటే వాహనాలలో దహనక్రియ సంపూర్ణంగా జరిగేటట్లు చూడాలి. నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తిని తగ్గించాలి.

వాతావరణ కాలుష్యం ఈ క్రింది సంక్షోభాలను కలుగచేస్తుంది.

1. ఆమ్ల వర్షాలు – నైట్రోజన్, సల్ఫర్ ఆక్సైడ్ వలన
2. ఓజోను పొరలో చిల్లులు – స్ట్రాటోస్ఫియర్లో జరిగే కాంతి రసాయన చర్యల వల్ల.
3. హరితగృహ ప్రభావం – భూమి వేడెక్కడం.

ఇంతేకాకుండా శిలాజ అవశేష ఇంధనాలు మండడం వల్ల వాతావరణంలో ఉన్న CO₂ యొక్క పరిమాణంలో చాలా మార్పు వస్తుంది. దీనివలన కూడా వాతావరణం కాలుష్యం అవుతుంది.

కాలుష్యంలోని రకాలు :

1. వాయు కాలుష్యం
2. జల కాలుష్యం
3. భూ కాలుష్యం
4. తైల కాలుష్యం
5. ధ్వని కాలుష్యం

ప్రశ్న 2.
కింది వాటిని వివరంగా తెలపండి.
(a) భూగోళం వేడెక్కడం (b) ఓజోన్ తరుగుదల (c) ఆమ్ల వర్షం (d) యూట్రోఫికేషన్
జవాబు:
a) వాతావరణంలోని CO₂, నీటి ఆవిరులు పరారుణ కాంతిని శోషించుకొని మరల తిరిగి భూమిపైకి ఉద్గారం చేసే దృగ్విషయాన్ని భూమి వేడెక్కడం (లేక) హరితగృహ ప్రభావం (లేక) భౌగోళిక తాపనం అని అంటారు.

వాతావరణం నందలి గాలిలో గల CO₂, నీటి ఆవిరి సూర్యరశ్మి నందలి తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం గల కాంతిని శోషించుకొని భూమిని వేడిగా వుంచుతాయి. భూగోళం వేడెక్కుటకు కారణమైన వాయువులను హరిత మందిర వాయువులంటారు.
ఉదా : CH₄, CO₂, O₃ మొదలగునవి.

హరిత గృహ ప్రభావం వలన ఈ క్రింది దుష్ప్రభావాలు జరుగుతాయి

1. ధృవ ప్రాంతాలలోని మంచు కరిగి, సముద్రమట్టం పెరిగి చాలా దేశాలు మునిగిపోతాయి.
2. గ్లేసియర్లు, ధృవాల వద్ద గల మంచుటోపీలు పాక్షికంగా కరుగుట వలన వరదలు సంభవించవచ్చు.
3. అకాలవర్షాలు, తుఫానులు, పెనుతుఫానులు ఏర్పడటం జరుగుతాయి.
4. పంటనీరు బాగా ఇగిరిపోవడం వల్ల సాగునీరు పంటలకు సరిగా అందదు.

b) ఓజోన్ పొర రంధ్రాల వల్ల ఫలితాలు :
ఓజోన్ వియోగం (రంధ్రాలు) చెందడం వల్ల ఎక్కువ U.V కిరణాలు ట్రాపోస్ఫియర్ను చేరి క్రింది ఫలితాలు తెస్తాయి.

1) చర్మం ముడతలు పడటం 2) శుక్లాలు 3) చర్మంపై పుళ్ళు 4) చర్మ క్యాన్సర్ 5) చేపల ఉత్పత్తికి ప్రమాదం 6) ఫైటో ప్లాంక్టన్లను చంపడం 7) మొక్కల ప్రోటీన్లపై పనిచేసి ఉత్పరివర్తన పరిణామాలకు నష్టం 8) మొక్కల స్టోమాటాల ద్వారా నీటిని ఆవిరి చెందించడం 9) భూమిలో తేమశాతం తగ్గించడం 10) పెయింట్లు, వస్త్రాలకు నష్టం చేసి అవి వెలిసిపోయేటట్లు చేయడం 11) కిరణజన్య సంయోగక్రియపై ప్రభావం.

c) నైట్రోజన్ మరియు సల్ఫర్ ఆక్సైడ్లు వాతావరణంలో అనేక రసాయన చర్యలకు లోనయి HNO₃, H₂SO₄ లను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ ఆమ్లాలు నీటిలో కరిగి ఆమ్ల వర్షాలుగా భూమిని చేరతాయి.
NO₂ + NO₃ → N₂O₃
N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃
CO₂ + H₂O → H₂CO₃
SO₂ + H₂O → H₂SO₄

దుష్ఫలితాలు :

1. భవనాల, కట్టడాల జీవిత కాలం దెబ్బతింటుంది. అతి సుందరమైన భవనాల సౌందర్యం తగ్గిపోతుంది.
2. నేలలోని ‘pH’ మారి భూసారం తగ్గిపోతుంది. పంటలు బాగా పండవు.
3. మత్స్య సంపద నశించిపోతుంది.
4. శ్వాసకోశ సంబంధ వ్యాధులను కలుగచేస్తాయి.
5. అమ్మోనియా లవణాలు వాతావరణ ధూళిగా ఏరోసాల్ కణాలుగా ఉంటాయి.

d) నీటిలోనికి వదలబడిన వ్యర్థ ఫాస్ఫేట్లు సరస్సులలో పోషకములను పెంచుతాయి. సరస్సులోని పోషకాలు హెచ్చుటను ‘యుట్రోఫికరణం’ అందురు. ఇందువలన కర్బన అవశేషాలు పెరుగును.

ప్రశ్న 3.
హరిత రసాయనశాస్త్రం పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని నివారిస్తుంది. వివరించండి.
జవాబు:
హరిత రసాయన శాస్త్రము :
రసాయన శాస్త్రం, ఇతర శాస్త్ర విభాగాలను ఉపయోగించి వాటి అవగాహన, సూత్రాలతో సాధ్యమైనంతవరకు పర్యావరణంలో కాలుష్యం రాకుండా చూడటం గురించి చెప్పేదే హరిత రసాయన శాస్త్రం.

హరిత రసాయనశాస్త్రంలో ముఖ్యమైనది గ్రీన్ హౌస్ వాయువులైన CH₄, CO₂ వంటివి ఏర్పడకుండా చూసి గ్రీన్ హౌస్ ప్రభావం లేకుండా ఉంచడం నేలను అతిగా ఉపయోగిస్తూ దాని కోసం వాడుతున్న రసాయన ఎరువులు, క్రిమి సంహారక మందులు నేలను, నీటిని చివరకు గాలిని కూడా కలుషితం చేస్తున్నాయి. అయితే భూమి సాగు, వ్యవసాయం ఎట్టి పరిస్థితుల్లోనూ ఆపడానికి వీలుకానివి. అలాంటప్పుడు దీని వల్ల సంభవించే పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి పద్ధతులను పెంపొందించాలి. సాధారణ రసాయన చర్యల్లో ఉప ఉత్పత్తులేర్పడతాయి. చాలా చర్యలలో ఈ ఉప ఉత్పత్తులే కాలుష్య కారకాలు అవుతాయి. హరిత రసాయన శాస్త్రం ముఖ్యంగా వ్యర్థ ఉప – ఉత్పత్తులు ఉత్పన్నం కాకుండా చూసేందుకు పనిచేస్తుంది.

మామూలుగా వాడుతున్న ఇంధనాలు, శక్తి వ్యవస్థలకు బదులుగా సంప్రదాయేతర ఇంధనాలు, శక్తి వ్యవస్థలను ఉపయోగించేందుకు హరిత రసాయన శాస్త్రం సాయం చేస్తుంది. దీనితో కాలుష్యాన్ని నివారించవచ్చు.

ఒక చర్యలో సాధ్యమైనంతవరకు 100% ఉత్పన్నాలు ఏర్పరిచే క్రియాజనకాలను తీసుకోవాలి. దీని కోసం కొన్ని కనీస పరిస్థితులను చర్యలో ఉపయోగించాలి. ఉదాహరణకు కర్బన ద్రావణుల కంటే చర్యను నీటిలో జరిపే వీలు కల్పిస్తే నీటిని ఎక్కువ విశిష్టోష్టం, తక్కువగా బాష్పీభవనం చెందడం, మంటలంటుకోకపోవటం, క్యాన్సర్ కలిగించే గుణాలు లేకపోవడం వల్ల కాలుష్య ప్రభావముండదు. హరిత రసాయన శాస్త్రం తక్కువ ఖర్చుతో కూడినది. తక్కువ రసాయనాలు వాడటం, తక్కువ శక్తినుపయోగించడం, అతి తక్కువ కారకాలను ఉత్పత్తి చేయడం దీని ముఖ్య ఉద్దేశ్యం.
ఉదా : 1. రసాయనాల సంశ్లేషణం :
ప్రస్తుతం ఎసిటాల్డిహైడ్ న్ను (CH₃ CHO) వ్యాపార సరళిలో ఒకే దశలో జల ద్రావణంలో అయానిక ఉత్ప్రేరకం వాడి ఇథిలీన్ ను ఆక్సీకరణం చేసి తయారుచేస్తున్నారు. ఇందులో ఉత్పాదన దిగుబడి 90% పైనే ఉంటుంది.

2. మొదట్లో ఘాటైన వాసన గల క్లోరిన్ వాయువును కాగితం పరిశ్రమలో కాగితానికి విరంజనకారిగా వాడేవారు. ప్రస్తుతం ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ను విరంజనకారిగా వాడుతున్నారు. ఉత్ప్రేరకం హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ విరంజన ధర్మాన్ని పెంపొందిస్తుంది.

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 11th Lesson P బ్లాక్ మూలకాలు – 14వ గ్రూప్ Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 11th Lesson P బ్లాక్ మూలకాలు – 14వ గ్రూప్

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
గ్రూపు 14 మూలకాల ఆక్సీకరణ స్థితులలో మార్పును చర్చించండి.
జవాబు:

• 14వ గ్రూపు మూలకాలు సాధారణంగా + 4 మరియు +2 ఆక్సీకరణ స్థితులు ప్రదర్శిస్తాయి.
• గ్రూపులో క్రింది మూలకాలు +2 ఆక్సీకరణస్థితిని ప్రదర్శిస్తాయి.
• +2 ఆక్సీకరణ స్థితి ప్రదర్శించే స్వభావం Ge < Sn < pb.
• ‘pb’, ‘+2’ ఆక్సీకరణ స్థితి ప్రదర్శిస్తుంది. కారణం జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట స్వభావం.

ప్రశ్న 2.
ఈ కింది సమ్మేళనాలు నీటితో ఎలా ప్రవర్తిస్తాయి?
a) BCl₃ b) CCl₄
జవాబు:
a) BC, నీటితో చర్యజరిపి బోరిక్ ఆమ్లంను ఏర్పరచును.

b) CCl₄ అధృవ సమ్మేళనం మరియు ‘C’ నందు ఖాళీ d- ఆర్బిటాళ్లు లేవు. కావున CCl₄ జలవిశేషణ జరుపదు. CCl₄ లూయి ఆమ్లం కాదు.

ప్రశ్న 3.
BCl₃, SiCl₄ ఎలక్ట్రాన్ కొరత ఉన్న సమ్మేళనాలా? వివరించండి.
జవాబు:

• BCl₃ మరియు SiCl₄ లు ఎలక్ట్రాన్ కొరత సమ్మేళనాలు.
• ఇవి రెండు కూడా లూయి ఆమ్లాలుగా పనిచేస్తాయి.
• ఇవి ఎలక్ట్రాన్ జంటలను స్వీకరిస్తాయి.
• ఈ క్రింది చర్యలు ఈ సమ్మేళనాలు ఎలక్ట్రాన్ కొరత సమ్మేళనాలుగా ధృవపరుస్తాయి.
  

ప్రశ్న 4.
ఈ కింది వాటిలో కార్బన్ సంకరకరణాన్ని సూచించండి. a) CO₃^-2 b) వజ్రం c) గ్రాఫైట్ d) ఫుల్లరీన్
జవాబు:
a) CO₃^-2 లో ‘C’ పరమాణువు సంకరీకరణం sp².
b) వజ్రంలో ‘C’ పరమాణువు సంకరీకరణం sp³.
c) గ్రాఫైట్ ‘C’ పరమాణువు సంకరీకరణం sp².
d) ఫుల్లరీన్ లో ‘C’ పరమాణువు సంకరీకరణం sp².

ప్రశ్న 5.
CO ఎందుకు విషపూరితమైంది?
జవాబు:
CO అత్యంత విషపూరితమైనది ఎందువలన అనగా రక్తంలోని హెమోగ్లోబిన్ స్థిరమైన సంక్లిష్ట సమ్మేళనం ఏర్పరచును.

ఇది ఆక్సీ హెమోగ్లోబిన్ కంటే స్థిరమైనది.

ప్రశ్న 6.
రూపాంతరత (allotropy) అంటే ఏమిటి? స్ఫటిక రూపంలోని కార్బన్ భిన్న రూపాంతరాలను తెలపండి. [Mar. ’13]
జవాబు:
ఒకే మూలకం వివిధ భౌతిక రూపాలలో ఉండి ఒకేరకమైన రసాయన ధర్మాలు కలిగి ఉండుటను రూపాంతరత అంటారు.

కార్బన్ యొక్క స్ఫటిక రూపాంతరాలు వజ్రం, గ్రాఫైట్.

ప్రశ్న 7.
కింది ఆక్సైడులను తటస్థ, ఆమ్ల, క్షార, ద్విస్వభావం గల వాటిగా వర్గీకరించండి.
a) CO b) B₂O₃ c) SiO₂ d) CO₂ e) Al₂O₃ f) PbO₂ g) Tl₂O₃
జవాబు:
a) CO – తటస్థ ఆక్సైడ్
b) B₂O₃ – ఆమ్ల ఆక్సైడ్
c) SiO₂ – ఆమ్ల ఆక్సైడ్
d) Al₂O₃ – ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్
e) CO₂ – ఆమ్ల ఆక్సైడ్
f) PbO₂ – ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్
g) Tl₂O₃ – క్షార ఆక్సైడ్

ప్రశ్న 8.
మనిషి (కృత్రిమంగా) తయారుచేసిన ఏవైనా రెండు సిలికేట్ల పేర్లు రాయండి. [Mar. ’14]
జవాబు:
గాజు మరియు సిమెంట్లు మనిషిచే తయారుచేయబడిన సిలికేట్లు.

ప్రశ్న 9.
గ్రూపు 14 మూలకాల బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని రాయండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 10.
గ్రాఫైట్ కందెనలాగా ఎట్లా పనిచేస్తుంది?
జవాబు:
గ్రాఫైట్కు పొరల నిర్మాణం ఉంటుంది. పీడనం కలుగచేసినపుడు ఈ పొరలు ఒక దానిపై ఒకటి జారుతాయి. అందువలన గ్రాఫైట్కు జారుడు స్వభావం ఉంటుంది. ఈ స్వభావం వలన గ్రాఫైట్ను కందెనగా వాడతారు.

ప్రశ్న 11.
గ్రాఫైట్ మంచి వాహకం వివరించండి.
జవాబు:
గ్రాఫైట్లో ప్రతి కార్బన్ sp² సంకరకరణాన్ని చెందుతుంది. ఒక్కొక్క కార్బన్ పరమాణువు మూడు కోవలెంట్ బంధాలను మూడు వేర్వేరు కార్బన్లతో, సంకర ఆర్బిటాల్లను ఉపయోగించుకొని నిర్మిస్తుంది. నాలుగో ఆర్బిటాల్ సంకర కణం చెందని ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్ ఉన్న శుద్ధ P – ఆర్బిటాల్ ఈ ఎలక్ట్రాన్ π – బంధ నిర్మాణంలో పాల్గొంటుంది. ఆ విధంగా గ్రాఫైట్లో π- ఎలక్ట్రాన్లు సమీకరణం చెంది ఉంటాయి. ఈ π – ఎలక్ట్రాన్లుండటం వల్ల గ్రాఫైట్ మంచి విద్యుద్వాహకం.

ప్రశ్న 12.
సిలికా నిర్మాణాన్ని వివరించండి.
జవాబు:

• సిలికా త్రిజామితీయ నిర్మాణం కలిగి ఉంటుంది బృహదణువు.
• Si, O పరమాణువులు ఒకదాని తరువాత ఒకటి 8 పరమాణువులున్న వలయాలుగా ఏర్పడతాయి.
• Si చుట్టూ ఆక్టిన్ పరమాణువులు చతుర్ముఖీయంగా ఏర్పడతాయి.
• SiO₂ లో Si పరమాణువు sp³ సంకరీకరణం చెందును.

ప్రశ్న 13.
“సంశ్లేషణ వాయువు” (synthesis gas) అంటే ఏమిటి?
జవాబు:

• వాటర్ గ్యాస్ ను సంశ్లేషణ వాయువు అంటారు.
• CO మరియు H₂ మిశ్రమాన్ని వాటర్ గ్యాస్ అంటారు.
• నీటి ఆవిరిని వేడి కోక్ ద్వారా పంపి వాటర్ గ్యాస్ను తయారు చేస్తారు.
• ఇది మిథనోల్ మరియు అనేక హైడ్రో కార్బన్లను సంశ్లేషణ చేయుటకు ఉపయోగపడును. అందువలన దీనిని సంశ్లేషణ వాయువు అంటారు.

ప్రశ్న 14.
“ప్రొడ్యూసర్ వాయువు” (producer gas) అంటే ఏమిటి?
జవాబు:

• CO మరియు N₂ ల మిశ్రమాన్ని ప్రొడ్యూసర్ వాయువు అంటారు.
• దీనిని వేడి కోక్పై నీటి ఆవిరిని పంపి తయారుచేస్తారు.

ప్రశ్న 15.
వజ్రానికి అధిక ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది – వివరించండి.
జవాబు:

• వజ్రంనందు కార్బన్ sp³ సంకరీకరణం చెందును మరియు ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు చుట్టూ నాలుగు కార్బన్ పరమాణువులు చతుర్ముఖీయంగా అమరి ఉంటాయి.
• C – C బంధశక్తి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇది త్రిజామితీయ నిర్మాణం కలిగి ఉంటుంది.
• ఈ కారణాల వలన వజ్రంనకు అధిక ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత కలిగి ఉండును. వజ్రం ద్రవీభవన స్థానం 4200

ప్రశ్న 16.
కిరణజన్య సంయోగక్రియలో CO₂ పాత్ర ఏమిటి? [Mar. ’14]
జవాబు:
పచ్చటి మొక్కలు వాతావరణంలోని CO₂ ను కార్బోహైడ్రేట్లుగా మార్చుటను కిరణజన్య సంయోగక్రియ అంటారు.

కిరణజన్య సంయోగక్రియలో CO₂, గ్లూకోజ్ వంటి కార్బోహైడ్రేట్లుగా మారును.

ప్రశ్న 17.
హరితగృహ ప్రభావాన్ని ఏ విధంగా CO₂ పెంచుతుంది?
జవాబు:

• పచ్చని మొక్కలు CO₂ వాయువును శోషించుకొని O₂ వాయువును విడుదల చేయును,
• అడవులను నరికివేయుట వలన, సున్నపురాయి వియోగం వలన మరియు ఇంధనాలు మండించుట వలన CO₂ గాఢత పెరుగును.
• CO₂ గాఢత పెరుగుట వలన O₂ – CO₂ సమతుల్యత వాతావరణంలో దెబ్బతింటుంది. దీనివలన హరిత గృహప్రభావం పెరుగును.

ప్రశ్న 18.
సిలికోన్లు అంటే ఏమిటి?
జవాబు:

• R₂ SiO – యూనిట్లు కలిగి ఉన్న కర్బన సిలికాన్ పాలీమర్లను సిలికోన్లు అంటారు.
• ఇవి Si – O – Si బంధం కలిగిన సంశ్లేషణ పదార్థాలు.
• ఇవి క్లోరోసిలేన్లను జలవిశ్లేషణ చేయుటవలన ఏర్పడును.

ప్రశ్న 19.
సిలికోన్ల ఉపయోగాలు రాయండి.
జవాబు:
సిలికోన్ల ఉపయోగాలు :

• వీటిని సీల్ వేసే పదార్థాలుగా ఉపయోగపడతాయి.
• వీటిని గ్రీజులుగా, విద్యుత్బంధకాలుగా ఉపయోగపడతాయి.
• వీటిని బట్టలపై జలనిరోధకంగా ఉపయోగిస్తారు.
• వీటిని శస్త్రచికిత్సల సంబంధమైన, సౌందర్య సాధన ద్రవ్యాల తయారీలో వాడతారు.

ప్రశ్న 20.
తగరం (టిన్) మీద నీటి ప్రభావం ఏమిటి?
జవాబు:
తగరం లోహం నీటి ఆవిరితో చర్య జరిపి టిన్ డైఆక్సైడ్ మరియు డైహైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరచును.

ఈ చర్యలో నీటి ఆవిరి వియోగం చెందును.

ప్రశ్న 21.
SiCl₄ గురించి రాయండి.
జవాబు:

• SiCl₄ ను టెట్రాక్లోరోసిలికో మీథేన్ అంటారు.
• ‘Si’ లో 3d – ఆర్బిటాల్ ఉండుట వలన SiCl₄ లూయీ ఆమ్లంగా పనిచేయును.
• SiCI₄ జలవిశ్లేషణం చేసినపుడు నీటి అణువులు Si – పరమాణువులతో సమన్వయ సంయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరుచును.

ఉపయోగాలు :

• SiCl₄ మరియు NH₃ ల మిశ్రమంను స్మోక్రాన్ల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
• ట్రాన్సిస్టర్ల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
• SiCl₄ నుండి తయారుచేయబడిన SiO₂ పెయింట్లు, రెసిన్ల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 22.
CO₂ వాయువు కానీ SiO₂ ఘనపదార్థం – వివరించండి.
జవాబు:

• SiO₂ బృహదణువు. SiO₂ లో ‘Si’ పరమాణువు sp³ సంకరీకరణం చెందును.
• ఇది త్రిజామితీయ నిర్మాణం కలిగి ఉండును. దీనిలో ‘Si’ పరమాణువు చుట్టూ నాలుగు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు చతుర్ముఖీయంగా అమరి ఉండును.
• కావున ఇది ఘనపదార్థం.
• CO₂ రేఖీయ ఆకృతి కలిగియుండును.
• CO₂ లో ‘C’, sp² సంకరీకరణం చెందును. CO₂ అణువులో బలహీన వాండర్ వాల్బలాలు ఉంటాయి. కావున CO₂ వాయువుగా ఉండును.

ప్రశ్న 23.
ZSM – 5 ఉపయోగం రాయండి.
జవాబు:

• ZSM – 5 అనేది ఒక జియోలైట్.
• దీనిని ఆల్కహాల్ను నేరుగా గాసోలీన్ గా మార్చుటకు ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 24.
పొడిమంచు (dry ice) ఉపయోగం ఏమిటి? [A.P. Mar. ’15]
జవాబు:

• ఘనరూప CO₂ ను పొడిమంచు (dry ice) అంటారు.
• దీనిని శీతలీకారిణిగా ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 25.
జలవాయువు (water gas) ఎలా తయారుచేస్తారు?
జవాబు:
వేడికోకు బాగా వేడిచేసిన నీటి ఆవిరితో పంపి జలవాయువును తయారుచేస్తారు.

ప్రశ్న 26.
ప్రొడ్యూసర్ వాయువు (producer gas) ఎలా తయారుచేస్తారు?
జవాబు:
తెల్లటి వేడికోక్పై గాలిని పంపి ప్రొడ్యూసర్ వాయువును తయారుచేస్తారు.

ప్రశ్న 27.
గ్రాఫైట్ C-C బంధదూరం, వజ్రంలో C-C బంధదూరం కంటే తక్కువ – వివరించండి.
జవాబు:

• గ్రాఫైటందు ‘C’ పరమాణువు sp² సంకరీకరణం చెందును. బంధదైర్ఘ్యం 1.42 Å ఉండును.
• గ్రాఫైట్ ద్విజామితీయ నిర్మాణం కలిగియుండును. షట్కోణాకార పొరల వంటి జాలక నిర్మాణం కలిగియుండును.
• వజ్రం నందు ‘C’ పరమాణువు sp³ – సంకరీకరణం చెందును. బంధదైర్ఘ్యం 1.54 Å ఉండును.
• వజ్రం త్రిజామితీయ నిర్మాణం కలిగియుండే టెట్రాహెడ్రల్ బృహదణువు.

ప్రశ్న 28.
వజ్రాన్ని అమూల్యమైన రాయిగా వాడతారు. – వివరించండి.
జవాబు:
వజ్రాన్ని అమూల్యమైన రాయిగా వాడతారు.

• వజ్రాలు స్వచ్ఛమైన రంగులేని శుద్ధకార్బన్ రూపాలు.
• సహజ సిద్ధంగా లభ్యమయ్యే దృఢమైన పదార్థాలు.
• వజ్రం యొక్క భారాన్ని కారట్లలో తెలుపుతారు.
  1 కారట్ = 200 మి.గ్రా.

ప్రశ్న 29.
కార్బన్ సంయోజకత నాలుగు కంటే ఎక్కువ ఎప్పుడు చూపించదు కానీ ఆ కుటుంబంలో మిగతా మూలకాలు సంయోజకత ఆరు వరకు చూపిస్తాయి – వివరించండి.
జవాబు:

• ‘C’ నందు d – ఆర్బిటాళ్లు లేకపోవుట వలన నాలుగు కంటే ఎక్కువ సంయోజకత చూపదు.
• కార్బన్ కుటుంబంలోని మిగతా మూలకాలలో d – ఆర్బిటాళ్లు గలవు. అందువలన అవి ఆరు సంయోజకత చూపుతాయి.

ప్రశ్న 30.
ప్రొడ్యూసర్ వాయువు, జలవాయువు కంటే తక్కువ సామర్థ్యం గల ఇంధనం – వివరంచండి.
జవాబు:

• ప్రొడ్యూసర్ వాయువు కెలోరిఫిక్ విలువ 5439.2 KI/m³
• జలవాయువు కెలోరిఫిక్ విలువ 13000 KJ/m³
• జలవాయువుకు అధిక కెలోరిఫిక్ విలువ కలిగి ఉండుటవలన ప్రొడ్యూసర్ వాయువు కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యం కలిగి ఉంటుంది.

ప్రశ్న 31.
SiF₆^-2 తెలుసు, కాని SiCl₆^-2 తెలియదు – వివరించండి.
జవాబు:

• Si⁴⁺ అయాన్ సైజు పరిమితి వల్ల దాని చుట్టూ ఆరు పెద్ద క్లోరైడ్ అయానులకు సరిపడినంత చోటు లేకపోవడం.
• క్లోరైడ్ అయాన్ ఒంటరి జంట, Si⁴⁺ల మధ్య అన్యోన్య చర్య అంత బలమైంది కాదు.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
నిర్మాణాల ఆధారంగా వజ్రం, గ్రాఫైట్ల ధర్మాలలో తేడాలను వివరించండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 2.
కింది వాటిని వివరించండి. (a)PbCl₂, Cl₂ తో చర్య జరిగి PbCl₄ ఇస్తుంది. (b) PbCl₄ ఉష్ణ అస్థిర పదార్థం. (c) లెడ్ PbI₄ ను ఏర్పరచదు.
జవాబు:
a) PbCl₂ + Cl₂ → PbCl₄
కానీ PbCl₄ అస్థిరమైనది. లెడ్ +2 స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది. కానీ +4 ఆక్సీకరణస్థితి అస్థిరమైనది.

b) PbCl₄ ఉష్ణ అస్థిరమైన పదార్థం :
PbCl₄ లో లెడ్ +4 ఆక్సీకరణ స్థితి ప్రదర్శిస్తుంది. కానీ జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట స్వభావం వలన లెడ్ స్థిరమైన + 2 ఆక్సీకరణస్థితి ప్రదర్శిస్తుంది.

c) లెడ్ PbI₄ ను ఏర్పరచదు:

• 6s ఎలక్ట్రాన్ జంటను వేరు చేయుటకు అవసరమైన శక్తిని ఏర్పడిన Pb – I బంధం ద్వారా ఏర్పడదు.
• లెడ్ +2 స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితి మరియు +4 అస్థిరమైనది. దీనికి కారణం జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట ప్రభావం.

ప్రశ్న 3.
కింది వాటిని వివరించండి.
(a) సిలికాన్ను మిథైల్ క్లోరైడ్ కాపర్ సమక్షంలో అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద వేడి చేయబడింది. (b) SiO₂ ను HF తో చర్య జరపడం (c) గ్రాఫైట్ కందెనగా పనిచేస్తుంది.
(d) వజ్రం అపఘర్షకంగా ఉంటుంది. [T.S. Mar. ’15]
జవాబు:
a) కాపర్ ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో మిథైల్ క్లోరైడ్ సిలికాన్తో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చర్య జరిపి మిథైల్ సమూహం ప్రతిక్షేపింపబడిన క్లోరోసిలేన్లను ఏర్పరచును. వాటి ఫార్ములాలు MeSiCl₃, Me₂SiCl₂, Me₃SiCl మరియు Me₄Si.

డై మిథైల్ డై క్లోరోసిలేన్లను జలవిశ్లేషణ సంఘనన పొలిమెరీకరణం చేయగా సరళశృంఖల పాలిమర్లు (సిలికోన్లు) ఏర్పడును.

b) SiO₂ ను HF తో చర్య జరుపగా SiF₄ ఏర్పడుతుంది. దీనిని జలవిశ్లేషణ చేయగా H₄SiO₄ మరియు H₂SiF₆ లు ఏర్పడును.
SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O
SiF₄ + 4H₂O → H₄SiO₄ + 2H₂SiF₆

c) గ్రాఫైట్కు పొరల నిర్మాణం ఉంటుంది. పీడనం కలుగచేసినపుడు ఈ పొరలు ఒక దానిపై ఒకటి జారుతాయి. అందువలన గ్రాఫైట్కు జారుడు స్వభావం ఉంటుంది. ఈ స్వభావం వలన గ్రాఫైట్ను కందెనగా వాడతారు.

d) వజ్రంలోని సంయోజనీయ బంధాలు చాలా దృఢమైనవి వీటిని విఘటనం చెందింపలేము. కావున వజ్రం అపఘర్షకంగా ఉంటుంది. ఇది భారీ పనిముట్లు, అద్దకాలు వంటివాటిని తయారుచేయుటకు వాడతారు.

ప్రశ్న 4.
మీరేమి అర్థం చేసుకొన్నారు: (a) రూపాంతరత (b) జడజంట ప్రభావం (c) శృంఖలత్వం (catination).
జవాబు:
(a) రూపాంతరత :
ఒకే మూలకం వివిధ భౌతిక రూపాలలో ఉండి ఒకేరకమైన రసాయన ధర్మాలు కలిగి ఉండుటను రూపాంతరం అంటారు.
కార్బన్ యొక్క స్పటిక రూపాంతరాలు వజ్రం, గ్రాఫైట్.

(b) జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట ప్రభావం :
ns ఎలక్ట్రాన్ జంట బంధంలో పాల్గొనుటకు విముఖత చూపుటను జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట ప్రభావం అంటారు.
ఉదా : లెడ్ +2 స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శించును. దీనికి కారణం జడ ఎలక్ట్రాన్ జంట ప్రభావం.

(c) శృంఖలత్వం :
ఒకే మూలక పరమాణువులు వాటిలో అవి సంయోగం చెంది పొడవాటి శృంఖలాలు (లేదా) వలయాలను ఏర్పరచుటను శృంఖలత్వం (catination) అంటారు.

కార్బన్కు అత్యధిక శృంఖలత్వం కలిగియుండును దీనికి కారణం అధిక బంధశక్తి (348 KJ/mole).

ప్రశ్న 5.
సిలికోన్ల తయారీలో RSiCl₃ ప్రారంభ పదార్థంగా వాడితే తయారైన క్రియజన్యాల నిర్మాణాలను రాయండి.
జవాబు:
RSiCl₃ ని సిలికోన్ల తయారీలో ప్రారంభ పదార్థంగా వాడితే సంక్లిష్ట సిలికోన్లు ఏర్పడతాయి (అడ్డుగా బంధింపబడిన సిలికోన్లు)
ఉదా : మిథైల్ ట్రైక్లోరోసిలేన్ (CH₃SiCl₃) జలవిశ్లేషణ జరిపి మోనోమిథైల్ సిలేన్ ట్రయోల్ ఏర్పడును. దీనిని పొలిమెరీకరణం చేయగా సంక్లిష్ట సిలికోన్లు ఏర్పడతాయి.

ప్రశ్న 6.
జియోలైట్ ల మీద సంక్షిప్తంగా రాయండి.
జవాబు:
జియోలైట్లు :
ఇది లోహపు అయాన్లు లేని త్రిమితీయ నిర్మాణాలు. వీటిలో కొన్ని Si⁺⁴ లను Al⁺⁴ తో ప్రతిక్షేపిస్తే, తరువాత అతిరిక్తంగా లోహం అయానన్ను కలిపితే అనంతమైన త్రిమితీయ జాలకం ఏర్పడుతుంది. [Si₂O₈]^2n- లో ఒకటి లేదా రెండు సిలికాన్ పరమాణువులు స్థానభ్రంశం చెందితే జియొలైట్లు వస్తాయి. జియొలైట్లు అయాన్ వినిమయకారులుగాను, అణుజల్లెడలగానూ పనిచేస్తాయి. జియొలైట్ల నిర్మాణాలు ఏర్పడేటప్పుడు వివిధ సైజుల్లో రంధ్రాలు ఏర్పడతాయి. నీటి అణువులు, అనేక రకాలైన అణువులు, NH₃, CO₂ ఇథనాల్ వంటివి, ఈ రంధ్రాలలో పట్టుబడిపోతాయి. ఆ విధంగా జియొలైట్లు అణువుల జల్లెడ మాదిరిగా పనిచేస్తాయి. కఠిన జలం నుంచి Ca⁺⁴ అయాన్లను బంధించి Na⁺ అయాన్లతో ప్రతిక్షేపిస్తాయి.

ఉపయోగాలు :

• పెట్రోరసాయన పరిశ్రమలలో జియొలైట్లు ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి.
• జియొలైట్ ZSM – 5 ను, ఆల్కహాల్ను నేరుగా గాసోలిన్ గా మార్చుటకు ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 7.
సిలికేట్ల మీద సంక్షిప్తంగా రాయండి.
జవాబు:
సిలికేట్లు : చాలా నిర్మాణసామానులు సిలికేట్లు.

ఉదా : గ్రానైట్లు, పలకలు, ఇటుకలు, సిమెంట్ మొదలైనవి పింగాణీలు, గాజు కూడా సిలికేట్లే. Si – O బంధాలు సిలికేట్లలో చాలా బలమైనవి. సాధారణ ద్రావణులలో దేనిలోనూ అవి కరగవు. ఇతర పదార్థాలతో త్వరగా కలవవు. సిలికేట్లను ఆరు రకాలుగా విభజించవచ్చు. అవి.
1) ఆర్థోసిలికేట్లు లేదా నీసో సిలికేట్లు :
వీటిలో (SiO₂^-4) అయాన్లుంటాయి. వాటి సాధారణ ఫార్ములా M₂¹¹ (SiO₄).
ఉదా : విల్లెమైట్ Zn₂ (SiO₄).

2) పైరో సిలికేట్లు లేదా సోరో సిలికేట్లు లేదా డైసిలికేట్లు :
వీటిలో Si₂O₇^-6 యూనిట్లుంటాయి. పైరో సిలికేట్లు చాలా అరుదు.
ఉదా : థోర్ట్వటెట్ Ln₂ [Si₂O₇].

3) శృంఖల సిలికేట్లు :
వీటిలో (SiO₃)^2n- యూనిట్లుంటాయి. ఉదా : స్పాడ్యుమీన్ LiAl (SiO₃)₂ ఆంఫిబోల్ ఒక రకమైన శృంఖల సిలికేట్లు, వాటిలో సాధారణంగా రెండు శృంఖలాలు ఏర్పడతాయి.

4) వలయ సిలికేట్లు :
ఈ సిలికేట్లలో వలయ నిర్మాణాలుంటాయి. వాటి సాధారణ ఫార్ములా (SiO₃)^2n- మూడు, నాలుగు, ఆరు, ఎనిమిది టెట్రాహెడ్రల్ యూనిట్లు ఉండే వలయాలు సిలికేట్లకు తెలుసు. కాని మూడు, ఆరు టెట్రాహెడ్రల్ యూనిట్లున్న వలయాలు అతి సామాన్యం. ఉదా : బెరైల్ Be₃Al₂ [Si₆O₁₈]

5) పలక సిలికేట్లు :
ప్రతి యూనిట్ లోని మూడు మూలలను పంచుకొంటే వచ్చేది అనంతమైన ద్విమితీయ పలక. వీటి అనుఘటక ఫార్ములా (Si₂O₅)^2n- ఉంటుంది. ఈ సమ్మేళనాలు పొరల నిర్మాణాల్లో కనిపిస్తాయి. వాటిని శుభ్రం చేయవచ్చు.
ఉదా : కయొలిన్ Al₂ (OH)₄ Si₂O₈.

6) అల్లిక సిలికేట్లు లేదా త్రిమితీయ సిలికేట్లు :
SiO₄ టెట్రా హెడ్రల్లో నాలుగు మూలలను పంచుకొనేటప్పుడు త్రిమితీయ జాలకం SiO₂ ఫార్ములాతో ఏర్పడుతుంది.

ప్రశ్న 8.
సిలికోన్లు అంటే ఏమిటి? అవి ఏ విధంగా పొందుతారు?
జవాబు:

• R₂ SiO – యూనిట్లు కలిగి ఉన్న కర్బన సిలికాన్ పాలీమర్లను సిలికోన్లు అంటారు.
• ఇవి Si – O – Si బంధం కలిగిన సంశ్లేషణ పదార్థాలు.
• ఇవి క్లోరోసిలేన్లను జలవిశ్లేషణ చేయుటవలన ఏర్పడును.
  a) కాపర్ ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో మిథైల్ క్లోరైడ్ సిలికాన్తో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చర్య జరిపి మిథైల్ సమూహం ప్రతిక్షేపింపబడిన క్లోరోసిలేన్లను ఏర్పరచును. వాటి ఫార్ములాలు MeSiCl₃, Me₂SiCl₂, Me₃SiCl మరియు Me₄Si.
• డై మిథైల్ డై క్లోరోసిలేన్లను జలవిశ్లేషణ సంఘనన పొలిమెరీకరణం చేయగా సరళశృంఖల పాలిమర్లు (సిలికోన్లు) ఏర్పడును.

ప్రశ్న 9.
పుల్లరీన్ ల మీద సంక్షిప్తంగా రాయండి.
జవాబు:

ఫుల్లరీన్లు :

• ఫుల్లరీన్లు కార్బన్ యొక్క స్ఫటిక రూపాంతరాలు.
• వీటిని జడవాయువుల సమక్షంలో గ్రాఫైట్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహింపచేసి పొందవచ్చు.
• ఇవి ఊగే బంధాలులేని (dangling bonds) మెత్తని నిర్మాణం కలిగి ఉంటాయి. కావున ఇవి మాత్రమే కార్బన్ యొక్క శుద్ధమైన రూపాలు.
• C₆₀ అణువు సాకర్ బంతిని పోలిన నిర్మాణం కలిగియుండును.
• C₆₀ అణువులో ఇరవై 6 – కార్బన్ వలయాలు మరియు 12, 5 – కార్బన్ వలయాలు కలవు.
• C₆₀లో 6 – కార్బన్ వలయాలు 5 లేదా 6 – కార్బన్ వలయాలతో సంయోగం చెందగలవు. కానీ 5 – కార్బన్ వలయాలు కేవలం 6 – కార్బన్ వలయాలతోనే సంయోగం చెందగలవు.
• ఫుల్లరీన్ లో ‘c’ సంకరీరణం sp².
• ఫుల్లరీన్ లు ఆరోమేటిక్ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
• C – C బంధ దైర్ఘ్యం C-C మరియు C = C కి మధ్యలో ఉండును.
• గోళాకార ఫుల్లరీన్లను బక్సీబాల్స్ అంటారు.
• C – C బంధ దైర్ఘ్యాల 1.43Å మరియు 1.38Å వరుసగా ఉంటాయి.
• దీనికి 60 శీర్షాలున్నాయి.

ప్రశ్న 10.
SiO₂ నీళ్ళలో ఎందుకు కరగదు?
జవాబు:

• SiO₂ సాధారణ స్థితిలో చర్యశీలతలేని సమ్మేళనం.
• Si – O బంధ ఎంథాల్పీ ఎక్కువగా ఉండుటవలన దీనికి చర్యాశీలత ఉండదు.
• SiO₂ అనునది త్రిజామితీయ బృహదణువు.
• కావున SiO₂ నీటిలో కరుగదు.

ప్రశ్న 11.
వజ్రం కఠినంగా ఎందుకు ఉంటుంది?
జవాబు:
డైమండ్లో ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు చుట్టూ నాలుగు కార్బన్ పరమాణువులు చతుర్ముఖీయంగా ఏక బంధాలతో బంధింపబడి ఉండటం వలన అది బృహదణు నిర్మాణం కలిగి ఉంటుంది. అంతేకాకుండా డైమండ్ త్రిజ్యామితీయంగా ఉంటుంది. దీనిలోని C− C బంధాలను విడగొట్టడం చాలా కష్టం. అందువలన డైమండ్ కఠినత్వం కలిగి ఉంటుంది.

ప్రశ్న 12.
కింది వాటిని వేడిచేసినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది?
(a) CaCO₃ (b) CaCO₃, SiO₂ (c) CaCO₃ అధికంగా కోక్.
జవాబు:
CaCO₃ ని వేడిచేస్తే క్విక్ లైమ్ ఏర్పడుతుంది.

ప్రశ్న 13.
Na₂CO₃ ద్రావణాన్ని CO₂ వాయువులో సంతృప్తం చేస్తే అవలంబనం అవుతుంది. ఎందుకు?
జవాబు:
Na₂CO₃ జల ద్రావణంలోకి CO₂ ను పంపి సంతృప్త పరిస్తే సోడియం బైకార్బోనేట్ (NaHCO₃) ఏర్పడుతుంది.
Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ → 2NaHCO₃

సోడియం కార్బోనేట్ కన్నా సోడియం బైకార్బనేట్ నీటిలో తక్కువ కరుగుతుంది. కాబట్టి అవలంబనం (suspension) ఏర్పడుతుంది.

ప్రశ్న 14.
ఈ కింది చర్యలలో ఏమి జరుగుతుంది? (a) తడిసున్నం ద్వారా CO₂ ను పంపడం. (b) CaC₂ ను N₂తో వేడిచేయడం
జవాబు:
a) CO₂ ను సున్నపు నీటిలోకి [Ca(OH)₂] పంపితే అది పాలవలె విరిగిపోతుంది మరియు అద్రావణి కాల్షియం కార్బోనేట్ ఏర్పడుతుంది.
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
ఎక్కువ మోతాదులో CO₂ ని పంపితే ఏర్పడిన
CaCO₃ కాల్షి బైకార్బోనేట్గా మారుతుంది.
CaCO₃ + H₂O₂ + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

b) N₂ సమక్షంలో CaC₂ ని వేడి చేస్తే కాల్షియం సైనమైడ్ ఏర్పడుతుంది.

ప్రశ్న 15.
గ్రూపు 14లో కార్బన్ అసంగత స్వభావాన్ని గురించి రాయండి.
జవాబు:
మొదటి మూలకం అసంగత ప్రవర్తన :
IV గ్రూపులో మొట్ట మొదటి మూలకం, అంటే కార్బన్, ఆ గ్రూపులో మిగతా మూలకాలతో క్రింది అంశాలలో పోలికలను చూపించదు. దీనికి కారణము దానికి గల చిన్న పరమాణు పరిమాణము మరియు ఉపాంత్వ కక్ష్య (Penultimate shell) ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసము.
i) కార్బన్ ప్రకృతిలో చాలా విస్తృతంగా ఉంటుంది. కార్బన్ స్వేచ్ఛాస్థితుల్లో లభ్యమవుతుంది. మిగతా మూలకాలు ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో దాదాపుగా దొరకవు.

ii) కార్బన్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం 1s² 2s² 2p⁶, దీని పరమాణువులో d – ఆర్బిటాల్లు అందుబాటులో ఉండవు. అందుకే అష్టకం విస్తృతం మిగతా మూలకాలలో d – ఎలక్ట్రాన్లుంటాయి. కాబట్టి వీలవుతుంది. మూలకపు సమన్వయ సంఖ్య 4 నుంచి 6కు పెరుగుతుంది.
ఉదా : SiF₄ + 2F^– → (SiF₆)^-2

ii) కార్బన్ అలోహం, చిన్నది కాబట్టి అధిక కోవలెంట్ స్వభావం ఉన్న సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. అత్యధిక సంయోజకత C కి 4, ఇతర మూలకాలకు 6 ఉండటానికి వీలవుతుంది.

iv) కార్బన్ మిగిలిన గ్రూపు IV A మూలకాల నుంచి గొలుసులు ఏర్పరిచే సామర్థ్యంలో విశిష్ఠ లక్షణం చూపుతుంది. ఇది ఎందుకంటే C – C బంధ శక్తి (348 జౌమోల్^-1) మిగతా గ్రూపు మూలకాల్లో బంధశక్తితో సారూప్యంగా చూస్తే చాలా ఎక్కువ. శృంఖలం పొడవు C లో అనంతంగా ఉండవచ్చు. కాని ఇతర మూలకాల్లో అత్యంత పొడవైన శృంఖలంలో ఎనిమిది పరమాణువులు ఉంటాయి.

v) కార్బన్ ఒక్కటే తన పరమాణువుల మధ్య బహు బంధాలను ఏర్పరచగలదు. (C = C; C =C) అట్లాగే ఇతర మూలకాలతో కూడా బహు బంధాలను ఏర్పరచగలదు. (C = 0; C = S)

vi) కార్బన్ హైడ్రైడ్లను హైడ్రోకార్బన్లని అంటారు. అవి చాలా ఎక్కువ ఉష్ణ స్థిరత్వం కలవి. క్రింది MH₄ అణువుల విఘటనోష్ణోగ్రతలను ఇవ్వడమయినది.

ఆల్కేన్ల స్థిరత్వానికి, ఇతర మూలకాల హైడ్రైడ్లకు స్థిరత్వాలలో తేడా ముఖ్యంగా ఆ మూలకాల ఋణ విద్యుదాత్మకత విలువల మధ్య తేడా ఉండటమే కారణం..

vii) కార్బన్ – హాలోజన్ సమ్మేళనాలు జలవిశ్లేషణ చెందవు. కానీ మిగతా మూలకాల టెట్రా హాలైడ్లు తేలిగ్గా జలవిశ్లేషణ చెందుతాయి.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
సిలికోన్లు అంటే ఏమిటి? వాటిని ఏ విధంగా తయారు చేస్తారు? ఉదాహరణ ఇవ్వండి. [A.P. Mar, ’15]
జవాబు:

• R₂ SiO – యూనిట్లు కలిగి ఉన్న కర్బన సిలికాన్ పాలీమర్లను సిలికోన్లు అంటారు.
• ఇవి Si – O – Si బంధం కలిగిన సంశ్లేషణ పదార్థాలు.
• ఇవి క్లోరోసిలేన్లను జలవిశ్లేషణ చేయుటవలన ఏర్పడును.
  a) కాపర్ ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో మిథైల్ క్లోరైడ్ సిలికాన్తో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చర్య జరిపి మిథైల్ సమూహం ప్రతిక్షేపింపబడిన క్లోరోసిలేన్లను ఏర్పరచును. వాటి ఫార్ములాలు MesiCl₃, Me₂SiCl₂, Me₃SiC మరియు Me₄Si.
• డై మిథైల్ డై క్లోరోసిలేన్లను జలవిశ్లేషణ సంఘనన పొలిమెరీకరణం చేయగా సరళశృంఖల పాలిమర్లు (సిలికోన్లు) ఏర్పడును.

సిలికోన్ల ఉపయోగాలు :

• వీటిని సీల్ వేసే పదార్థాలుగా ఉపయోగపడతాయి.
• వీటిని గ్రీజులుగా, విద్యుత్బంధకాలుగా ఉపయోగపడతాయి.
• వీటిని బట్టలపై జలనిరోధకంగా ఉపయోగిస్తారు.
• వీటిని శస్త్రచికిత్సల సంబంధమైన, సౌందర్య సాధన ద్రవ్యాల తయారీలో వాడతారు.

ప్రశ్న 2.
సిలికా నిర్మాణాన్ని వివరించండి. అది a) NaOH, b) HF తో ఏ విధంగా చర్య జరుపుతుంది?
జవాబు:

• సిలికా త్రిజామితీయ నిర్మాణం కలిగి ఉంటుంది బృహదణువు.
• Si, O పరమాణువులు ఒకదాని తరువాత ఒకటి 8 పరమాణువులున్న వలయాలుగా ఏర్పడతాయి.
• Si చుట్టూ ఆక్సిజన్ పరమాణువులు చతుర్ముఖీయంగా ఏర్పడతాయి.
• SiO₂ లో Si పరమాణువు sp³ సంకరీకరణం చెందును.

a) సిలికా NaOH తో చర్య జరిపి సోడియం సిలికేట్ను ఏర్పరచును.
SiO₂ + 2 NaOH→ Na₂SiO₃ + H₂O

b) SiO₂ ను HF తో చర్య జరుపగా SiF₄ ఏర్పడుతుంది. దీనిని జలవిశ్లేషణ చేయగా H₄SiO₄ మరియు H₂SiF₆ లు ఏర్పడును.
SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O
SiF₄ + 4H₂O → H₄SiO₄ + 2H₂SiF₆

ప్రశ్న 3.
కార్బన్ రూపాంతరాల (allotropy) పై వివరణ రాయండి.
జవాబు:
ఒక మూలకం వివిధ రూపాలలో వేరు వేరు భౌతిక ధర్మాలను కలిగి ఉండటాన్ని రూపాంతరత అంటారు. వజ్రము, గ్రాఫైట్ మరియు ఫుల్లరీన్లు కార్బన్ యొక్క స్పటిక రూపాంతరాలు.

వజ్రం (డైమండ్) నిర్మాణం :
డైమండ్లో కార్బన్ sp³ సంకరీకరణం పొందుతుంది. దానివలన ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు మీద నాలుగు sp³ సంకర ఆర్బిటాళ్ళు ఏర్పడతాయి. ప్రతి కార్బన్ పరమాణువులోని నాలుగు sp³ సంకర ఆర్బిటాళ్ళు నాలుగు ఇతర కార్బన్ పరమాణువులతో బంధాలను ఏర్పరచుకుంటుంది. ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు చతుర్ముఖీయ సౌష్ఠవాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ విధంగా కార్బన్ పరమాణువులు ఒకదానితో ఒకటి బంధింపబడి ఉండటం వల్ల పెద్ద అణువు ఏర్పడుతుంది. దీనిలో C – C బంధ దూరం 1.54 A° బంధకోణం 109° 28′ గా ఉంటాయి.

ఉపయోగాలు :

• ఆభరణాలలో విలువైన రాళ్ళుగా ఉపయోగిస్తారు.
• పాలరాయిని కోయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
• టంగ్స్టన్ వంటి లోహాల నుండి అతి సన్నని తీగను తీయుటకు వాడతారు.

గ్రాఫైట్ నిర్మాణము :

గ్రాఫైట్లో కార్బన్ పరమాణువు sp² సంకరీకరణం పొందుతుంది. దాని వలన ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు మీద మూడు sp² సంకర ఆర్బిటాళ్ళు ఏర్పడతాయి. ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు మూడు ఇతర కార్బన్ పరమాణువులతో షడ్భుజాకార వలయాలుగా బంధించబడి ఉంటాయి. ఇటువంటి అనేక వలయాలు కలిసి ఒకే తలంలో ఉంటాయి. ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్ గల p – ఆర్బిటాల్ ఈ తలానికి లంబంగా ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు వద్ద ఉంటుంది. ఈ p – ఆర్బిటాళ్ళు ఒకదానితో ఒకటి కలిసిపోయి తలానికి పైన, క్రింద విస్తరించి ఉంటాయి. ఈ వలయాకార తలాలు ఒకదానిపై ఒకటి బలహీనమైన వాండర్వాల్ బలాలచే బంధించబడి ఉంటాయి. గ్రాఫైట్కు గల ఈ నిర్మాణాన్ని పొరల స్ఫటిక నిర్మాణం అంటారు.

ఉపయోగాలు :

• దీన్ని కందెనగా వాడతారు.
• విద్యుత్ కొలిమిలో ఎలక్ట్రోడ్లుగా ఉపయోగిస్తారు.
• పెన్సిళ్ళ తయారీలో లెడ్ వాడతారు.

ఫుల్లరీన్లు :

• ఫుల్లరీన్ లు కార్బన్ యొక్క స్ఫటిక రూపాంతరాలు.
• వీటిని జడవాయువుల సమక్షంలో గ్రాఫైట్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహింపచేసి పొందవచ్చు.
• ఇవి ఊగే బంధాలులేని (dangling bonds) మెత్తని నిర్మాణం కలిగి ఉంటాయి. కావున ఇవి మాత్రమే కార్బన్ యొక్క శుద్ధమైన రూపాలు.
• C₆₀ అణువు సాకర్ బంతిని పోలిన నిర్మాణం కలిగియుండును.
• C₆₀. అణువులో ఇరవై 6 – కార్బన్ వలయాలు మరియు 12, 5 – కార్బన్ వలయాలు కలవు.
• C₆₀లో 6 – కార్బన్ వలయాలు 5 లేదా 6 – కార్బన్ వలయాలతో సంయోగం చెందగలవు. కానీ 5 – కార్బన్ వలయాలు కేవలం 6 – కార్బన్ వలయాలతోనే సంయోగం చెందగలవు.
• ఫుల్లరీన్ లో ‘C’ సంకరీరణం sp².
• ఫుల్లరీన్ లు ఆరోమేటిక్ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
• C – C బంధ దైర్ఘ్యం C – C మరియు C = C కి మధ్యలో ఉండును.
• గోళాకార ఫుల్లరీన్లను బక్సీబాల్స్ అంటారు.
• C – C బంధ దైర్ఘ్యాల 1.43Å మరియు 1.38Å వరుసగా ఉంటాయి.
• దీనికి 60 శీర్షాలున్నాయి.

ప్రశ్న 4.
కింది వాటిపై వివరణ రాయండి. (a) సిలికేట్లు (b) జియోలైట్లు (c) ఫుల్లరీన్లు.
జవాబు:
సిలికేట్లు :
చాలా నిర్మాణసామానులు సిలికేట్లు.

ఉదా : గ్రానైట్లు, పలకలు, ఇటుకలు, సిమెంట్ మొదలైనవి పింగాణీలు, గాజు కూడా సిలికేట్లే. Si సిలికేట్లలో చాలా బలమైనవి. సాధారణ ద్రావణులలో దేనిలోనూ అవి కరగవు. ఇతర పదార్థాలతో త్వరగా కలవవు. సిలికేట్లను ఆరు రకాలుగా విభజించవచ్చు. అవి.

1) ఆర్థోసిలికేట్లు లేదా నీసో సిలికేట్లు :
వీటిలో (SiO₄^-4) అయాన్లుంటాయి. వాటి సాధారణ ఫార్ములా M₂¹¹(SiO₂).
ఉదా : విల్లెమైట్ Zn₂(SiO₄).

2) పైరో సిలికేట్లు లేదా సోరో సిలికేట్లు లేదా డైసిలికేట్లు :
వీటిలో SiO₇^-6 యూనిట్లుంటాయి. పైరో సిలికేట్లు చాలా అరుదు. ఉదా : థోర్వైటెట్ Ln₂ (Si₂O₇).

3) శృంఖల సిలికేట్లు :
వీటిలో (SiO₃)^2n- యూనిట్లుంటాయి. ఉదా : స్పాడ్యుమీన్ LiAl (SiO₃)₂, ఆరిఫిబోల్ ఒక రకమైన శృంఖల సిలికేట్లు, వాటిలో సాధారణంగా రెండు శృంఖలాలు ఏర్పడతాయి.

4) వలయ సిలికేట్లు :
ఈ సిలికేట్ లో వలయ నిర్మాణాలుంటాయి. వాటి సాధారణ ఫార్ములా (SiO₃)^2n- మూడు, నాలుగు, ఆరు, ఎనిమిది టెట్రాహెడ్రల్ యూనిట్లు ఉండే వలయాలు సిలికేట్లకు తెలుసు. కాని మూడు, ఆరు టెట్రాహెడ్రల్ యూనిట్లున్న వలయాలు అతి సామాన్యం. ఉదా : బెరైల్ Be₃Al₂ (Si₆O₁₈)

5) పలక సిలికేట్లు :
ప్రతి (యూనిట్ లోని మూడు మూలలను పంచుకొంటే వచ్చేది అనంతమైన ద్విమితీయ పలక. వీటి అనుఘటక ఫార్ములా (Si₂O₅)^2n- ఉంటుంది. ఈ సమ్మేళనాలు పొరల నిర్మాణాల్లో కనిపిస్తాయి. వాటిని శుభ్రం చేయవచ్చు. ఉదా : కయొలిన్ Al₂ (OH)₄ Si₂O₅.

6) అల్లిక సిలికేట్లు లేదా త్రిమితీయ సిలికేట్లు :
SiO₄ టెట్రా హెడ్రల్లో నాలుగు మూలలను పంచుకొనేటప్పుడు త్రిమితీయ జాలకం SiO₂ ఫార్ములాతో ఏర్పడుతుంది.

జియోలైట్లు :
ఇది లోహపు అయాన్లు లేని త్రిమితీయ నిర్మాణాలు. వీటిలో కొన్ని Si⁺⁴ లను Al⁺³ తో ప్రతిక్షేపిస్తే, తరువాత అతిరిక్తంగా లోహం అయాన్ ను కలిపితే అనంతమైన త్రిమితీయ జాలకం ఏర్పడుతుంది. [Si₂O₈]^2n- లో ఒకటి లేదా రెండు సిలికాన్ పరమాణువులు స్థానభ్రంశం చెందితే జియొలైట్లు వస్తాయి. జియొలైట్లు అయాన్ వినిమయకారులుగాను, అణుజల్లెడలగానూ పనిచేస్తాయి. జియొలైట్ల నిర్మాణాలు ఏర్పడేటప్పుడు వివిధ సైజుల్లో రంధ్రాలు ఏర్పడతాయి. నీటి అణువులు, అనేక రకాలైన అణువులు, NH₃ CO₂ ఇథనాల్ వంటివి, ఈ రంధ్రాలలో పట్టుబడిపోతాయి. ఆ విధంగా జియొలైట్లు అణువుల జల్లెడ మాదిరిగా పనిచేస్తాయి. కఠిన జలం నుంచి Ca⁺² అయాన్లను బంధించి Na² అయాన్లతో ప్రతిక్షేపిస్తాయి.

ఉపయోగాలు :

• పెట్రోరసాయన పరిశ్రమలలో జియొలైట్లు ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి.
• జియొలైట్ ZSM – 5 ను, ఆల్కహాల్ను నేరుగా గాసోలిన్ గా మార్చుటకు ఉపయోగిస్తారు.

పుల్లరీన్ లు :

• ఫుల్లరీన్లు కార్బన్ యొక్క స్ఫటిక రూపాంతరాలు.
• వీటిని జడవాయువుల సమక్షంలో గ్రాఫైట్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహింపచేసి పొందవచ్చు.
• ఇవి ఊగే బంధాలు లేని (dangling bonds) మెత్తని నిర్మాణం కలిగి ఉంటాయి. కావున ఇవి మాత్రమే కార్బన్ యొక్క శుద్ధమైన రూపాలు.
• C₆₀ అణువు సాకర్ బంతిని పోలిన నిర్మాణం కలిగియుండును.
• C₆₀ అణువులో ఇరవై 6 – కార్బన్ వలయాలు మరియు 12, 5 కార్బన్ వలయాలు కలవు.
• C₆₀లో 6 – కార్బన్ వలయాలు 5 లేదా 6 – కార్బన్ వలయాలతో సంయోగం చెందగలవు. కానీ 5 – కార్బన్ వలయాలు కేవలం 6 – కార్బన్ వలయాలతోనే సంయోగం చెందగలవు.
• ఫుల్లరీన్ లో ‘C’ సంకరీరణం sp².
• ఫుల్లరీన్ లు ఆరోమేటిక్ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
• C – C బంధ దైర్ఘ్యం C-C మరియు C Cకి మధ్యలో ఉండును.
• గోళాకార ఫుల్లరీన్లను బక్సీబాల్స్ అంటారు.
• C – C బంధ దైర్ఘ్యాల 1.43A° మరియు 1.38A° వరుసగా
• దీనికి 60 శీర్షాలున్నాయి.

సాధించిన సమస్యలు (Solved Problems)

ప్రశ్న 1.
కింది ప్రశ్నలకు సమాధానాలను గ్రూపు 14 మూలకాల నుంచి ఎంచుకొనండి.
సాధన:
అధిక ఆమ్ల డై ఆక్సైడ్ ఏర్పరచేది.
సాధారణంగా +2 ఆక్సీకరణ స్థితిలో కనపడేది.
అర్ధవాహక ఉపకరణాలలో ఉపయోగపడేది.
కార్బన్, లెడ్ సిలికాన్, జెర్మేనియం.

ప్రశ్న 2.
[SiF₆]^2- లభ్యమగును కాని [SiCl₆]^2- లభ్యము కాదు. సాధ్యమైన కారణాలు తెలపండి.
సాధన:
i) Si⁴⁺ అయాన్ సైజు పరిమితి వల్ల దాని చుట్టూ ఆరు పెద్ద క్లోరైడ్ అయానులకు సరిపడినంత చోటు లేకపోవడం.
ii) క్లోరైడ్ అయాన్ ఒంటరి జంట, Si⁴⁺ల మధ్య అన్యోన్య చర్య అంత బలమైంది కాదు.

ప్రశ్న 3.
డైమండ్కి సమయోజనీయ స్వభావం ఉంటుంది. అయినప్పటికీ అధిక ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. ఎందుకు?
సాధన:
దృఢమైన C – C బంధాల అల్లికతో ఉన్న త్రిమితీయ నిర్మాణం డైమండ్కు ఉంటుంది. దృఢమైన C – C బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి చాలా శక్తి కావాలి. అందువల్ల దీని ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత చాలా అధికం.

ప్రశ్న 4.
సిలికోన్లు ఏవి?
సాధన:
సాధారణ సిలికోన్లలో శృంఖలాలు ఉంటాయి. ఇందులో ఆల్కైల్ లేదా ఫినైల్ సమూహాలు ప్రతి సిలికాన్ యొక్క మిగిలిన బంధపు స్థానాలను ఆక్రమిస్తాయి. వాటికి జల విరోధ స్వభావం ఉన్నది.

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 2nd Lesson మూలకాల వర్గీకరణ – ఆవర్తన ధర్మాలు Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 2nd Lesson మూలకాల వర్గీకరణ – ఆవర్తన ధర్మాలు

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
మెండలీవ్ ఆవర్తన నియమ పద్ధతికి, ఆధునిక ఆవర్తన నియమ పద్ధతికి గల తేడా ఏమిటి?
జవాబు:

• మెండలీవ్ ప్రకారం మూలకాల భౌతిక రసాయన ధర్మాలు పరమాణు భారాలకు ఆవర్తన ప్రమేయాలు.
• నూతన ఆవర్తన నియమం ప్రకారం మూలకాల భౌతిక రసాయన ధర్మాలు పరమాణు సంఖ్యలకు ఆవర్తన ప్రమేయాలు.

ప్రశ్న 2.
Z = 1144 గల మూలకాన్ని ఏ పీరియడ్, ఏ గ్రూప్లో
జవాబు:
Z = 114 గల మూలకం 7వ పీరియడ్ IVA గ్రూపులో ఉంచబడును ఉంచుతారు?

ప్రశ్న 3.
ఆవర్తన పట్టికలో మూడో పీరియడ్, పదిహేడో గ్రూప్లో ఉన్న మూలకం పరమాణు సంఖ్యను తెలపండి.
జవాబు:
3వ పీరియడ్ మరియు 17వ గ్రూపులో ఉండు మూలకం క్లోరిన్ ‘Cl’ (Z = 17)

ప్రశ్న 4.
(a) లారెన్స్ బరీ ప్రయోగశాల (b) సీబర్గ్ గ్రూప్ వీరిచే నామకరణం చేయబడిన మూలకాలు ఏవై ఉంటాయి?
జవాబు:
a) లారెన్స్ బర్క్లీ ప్రయోగశాల – లాంథనైడ్
b) సీబర్గ్ గ్రూప్ – ఆక్టినైడ్

ప్రశ్న 5.
ఒకే గ్రూప్ లోని మూలకాలు సారూప్య భౌతిక, రసాయన ధర్మాలను ఎట్లా కలిగి ఉంటాయి ?
జవాబు:
ఒకే గ్రూపులోని మూలకాలు ఒకే సంఖ్యలో వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి. మరియు ఒకే రకమైన బాహ్య కక్ష్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కలిగి ఉంటాయి. కావున ఒకేరకమైన భౌతిక, రసాయన ధర్మాలు కలిగి ఉంటాయి.

ప్రశ్న 6.
ప్రాతినిధ్య మూలకాలంటే ఏమిటి ? వాటి వేలన్సీ కక్ష్య విన్యాసాన్ని తెలపండి.
జవాబు:
పరివర్తన మూలకాలు మరియు ‘0’ గ్రూపు మూలకాలు కాకుండా మిగిలిన మూలకాలను ‘ప్రాతినిధ్య మూలకాలు’ అంటారు. వీటి వేలన్సీ కక్ష్యలు ఎలక్ట్రాన్లతో అసంపూర్ణంగా నిండి ఉంటాయి. సాధారణ వేలన్సీ కక్ష్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం : ns^1-4 np^0-5.

ప్రశ్న 7.
ఆవర్తన పట్టికలో f – బ్లాక్ మూలకాల స్థానాన్ని సమర్థించండి.
జవాబు:
పరమాణు సంఖ్య ఆధారంగా లాంథనైడ్ మూలకాలను వర్గీకరణ పట్టిక ప్రధాన భాగంలో తీసుకుంటే అది మూలకాల వర్గీకరణ ఆవశ్యకతను నాశనం చేస్తుంది మరియు మూలకాల సౌష్ఠవ అమరిక కూడా దెబ్బతింటుంది. అందువల్ల ప్రధాన భాగం నుండి విడదీసి వర్గీకరణ పట్టిక క్రింది భాగంలో అమర్చుట జరిగింది.

ప్రశ్న 8.
‘X’ అనే మూలకం పరమాణు సంఖ్య 34. ఆవర్తన పట్టికలో దాని స్థానాన్ని తెలపండి.
జవాబు:
వేలన్సీ స్థాయి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసము, ₃₄X = [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
∴ ఈ మూలకం (X) నాల్గవ పీరియడ్కు మరియు VIA గ్రూపుకు చెంది ఉంటుంది. (p – బ్లాక్ మూలకము).

ప్రశ్న 9.
పరివర్తన మూలకాల అభిలాక్షణిక ధర్మాలకు కారణమయ్యే అంశాలు ఏవి?
జవాబు:
చిన్న పరమాణు పరిమాణం, అధిక కేంద్రక ఆవేశం; d – ఆర్బిటాల్లలో ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్లు ఉండటం మొ॥ పరివర్తన మూలకాల విలక్షణ ధర్మాలకు కారణమైన అంశాలు.

ప్రశ్న 10.
d – బ్లాక్, f – బ్లాక్ మూలకాల బాహ్య కక్ష్యల ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని ఇవ్వండి.
జవాబు:

• d – బ్లాకు మూలకాల బాహ్య కక్ష్య విన్యాసం – ns^1-2 (n – 1)d^1-10
• f – బ్లాకు మూలకాల బాహ్య కక్ష్య విన్యాసం – ns² (n – 1)d^{0 (or) 1} (n – 2) f^1-14

ప్రశ్న 11.
డోబరైనర్ త్రిక నియమాన్ని, న్యూలాండ్ అష్టక నియమాన్ని నిర్వచించి ఒక్కొక్క ఉదాహరణను ఇవ్వండి.
జవాబు:
1. డోబరైనర్ ప్రకారం ప్రతి త్రికంలో మధ్య ఉన్న మూలక పరమాణు భారం మిగిలిన రెండు మూలకాల పరమాణు భారాల మధ్య ఉంటుంది.

2. న్యూలాండ్ ప్రకారం మూలకాలను పరమాణు భారాలు పెరిగే క్రమంలో అమర్చినపుడు ప్రతి ఎనిమిదవ మూలకం మొదటి మూలక ధర్మాలతో పోలి ఉంటుంది. ఈ సంబంధం సంగీత స్వరాలలో ఎనిమిదవ స్వరం మొదటి స్వరంతో పోలిక ఉంటుంది.

ప్రశ్న 12.
మెండలీవ్ ఆవర్తన పట్టికలోని అసంగత మూలకాల జంటలు ఏవి?
జవాబు:
అసంగత జంటలు : ఆధునిక మెండలీవ్ ఆవర్తన పట్టికలో నాలుగు జతల మూలకాల్లో పరమాణు భారాల వరసలు అపక్రమంలో ఉన్నాయి. అవి :

పరమాణు భారం మూలకానికి మౌళిక లక్షణం కాదు కాబట్టి ఈ విధమైన అసంగత జంటలేర్పడ్డాయి.

ప్రశ్న 13.
పీరియడ్లో, గ్రూప్లో పరమాణు వ్యాసార్థం ఎలా మార్పు చెందుతుంది ? మార్పును ఎట్లా విశదీకరిస్తారు?
జవాబు:
ఆవర్తన క్రమం :
i) గ్రూపులో :
గ్రూపులో పైనుండి కిందికి కక్ష్యల సంఖ్య పెరుగుతాయి కాబట్టి పరమాణు వ్యాసార్థం కూడా అదే క్రమంలో పెరుగుతుంది.

ii) పీరియడ్లో :
పీరియడ్లో ఎడమ నుంచి కుడికి కక్ష్యలు పెరగవు కాని కేంద్రకావేశం పెరుగుతుంది. కాబట్టి పరమాణు వ్యాసార్థం క్రమంగా తగ్గుతుంది.

ప్రశ్న 14.
N^-3, O^-2, F^–, Na⁺, Mg⁺², Al⁺³ లను పరిశీలించండి. (a) వీటిలో గల సారూప్యత ఏమిటి? (b) వీటిని అయానిక వ్యాసార్థ పెరుగుదల క్రమంలో అమర్చండి.
జవాబు:
ఇవ్వబడిన అయాన్లు N^-3, O^-2, F^–, Na⁺, Mg⁺² మరియు Al⁺³
a) అన్ని అయాన్లు ఒకే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య కలిగి ఉన్నవి. కావున వీటిని సమ ఎలక్ట్రాన్ జాతులు అంటారు.

b) అయానిక వ్యాసార్ధ పెరుగుదల Al⁺³ < Mg⁺²< Na⁺ < F^–< O^-2 < N^-3
వివరణ :
సమ ఎలక్ట్రాన్ జాతులలో కేంద్రక ఆవేశం పెరిగేకొలది అయానిక వ్యాసార్థం తగ్గును.

ప్రశ్న 15.
అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీని నిర్వచించినప్పుడు, భూస్థితిలోని ఒంటరి పరమాణువు అను పదానికి గల ప్రాముఖ్యం ఏమిటి? (సూచన: పోల్చడానికి అవసరమైంది.)
జవాబు:
వాయుస్థితిలోని ఒంటరి తటస్థ పరమాణువు యొక్క బాహ్య కర్పరంలోని ఒక ఎలక్ట్రాను తీసివేయుటకు కావలసిన శక్తిని అయనీకరణ శక్తి (ప్రథమ అయనీకరణ శక్తి) అంటారు.

ప్రశ్న 16.
భూస్థితిలో హైడ్రోజన్ పరమాణువులోని ఎలక్ట్రాన్ శక్తి – 2.18 × 10^-18J. హైడ్రోజన్ పరమాణువు అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీని J mol^-1 లలో లెక్కకట్టండి.
జవాబు:
భూస్థితిలో హైడ్రోజన్ పరమాణువులోని ఎలక్ట్రాన్ శక్తి = – 2.18 × 10^-18 J.
ఒక మోల్ పరమాణువులకు – 2.18 × 10^-18 × 6.023 × 10²³
=- 13.13 × 10⁵ J/Mole
∴ హైడ్రోజన్ పరమాణువు అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ = 13.13 × 10⁵ J/Mole.

ప్రశ్న 17.
‘O’ అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ ‘N’ కంటే తక్కువ – విశదీకరించండి.
జవాబు:

1. నైట్రోజన్ నందు కేంద్రకావేశం ఎక్కువ.

2. నైట్రోజన్ యొక్క సగం నిండిన ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం వలన దానికి స్థిరత్వం ఎక్కువ. అందువలన అయనీకరణ శక్తి ఎక్కువ.

ప్రశ్న 18.
కింది ప్రతి జంటలో, దేనికి అధిక రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఉంది? (a) O, F, (b) F, Cl.
జవాబు:

ప్రశ్న 19.
లోహాలకు, అలోహాలకు ఉన్న ముఖ్యమైన తేడాలు ఏవి?
జవాబు:

ప్రశ్న 20.
ఆవర్తన పట్టిక సహాయంతో కింది మూలకాలను గుర్తించండి.
(a) బాహ్య ఉపస్థాయిలో 5 ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి.
(b) రెండు ఎలక్ట్రాన్లను పోగొట్టుకోగలది
(c) రెండు ఎలక్ట్రాన్లను గ్రహించగలది.
జవాబు:
a) బాహ్య కర్పరంలో ‘5’ ఎలక్ట్రాన్లు కలిగి ఉండేవి 15 వ గ్రూపు మూలకాలు
ఉదా : N, P, As……… (ns² np³)

b) రెండు ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయేవి IIA – గ్రూపు మూలకాలు.
ఉదా : Mg, Ca, (ns²)

c) రెండు ఎలక్ట్రాన్లను గ్రహించేవి VIA – గ్రూపు మూలకాలు.
ఉదా : O, S (ns² np⁴)

ప్రశ్న 21.
s, p, d, f – బ్లాక్ మూలకాల బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని ఇవ్వండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 22.
B, AT, Hg, K ల లోహ స్వభావం పెరిగే క్రమాన్ని రాయండి.
జవాబు:
ఇవ్వబడిన మూలకాలు B, Al, Mg మరియు K
లోహ స్వభావం పెరిగే క్రమం
B < Al < Mg < K

ప్రశ్న 23.
B, C, N, F, Si ల సరైన అలోహ స్వభావ పెరుగుదల క్రమాన్ని రాయండి.
జవాబు:
ఇవ్వబడిన మూలకాలు B, C, N, F మరియు Si
అలోహ స్వభావం పెరిగే క్రమం
Si < B < C < N < F

ప్రశ్న 24.
N, O, F, CL ల సరైన రసాయన చర్యాశీలత పెరుగుదల క్రమాన్ని వాటి ఆక్సీకరణ ధర్మం పరంగా రాయండి.
జవాబు:
ఆక్సీకరణ ధర్మం పరంగా రసాయన చర్య శీలత పెరుగుదల క్రమం
F > O > CI > N.

ప్రశ్న 25.
రుణ విద్యుదాత్మకత అంటే ఏమిటి ? మూలకాల స్వభావాన్ని తెలుసుకోవడానికి ఇది ఎలా ఉపయోగమవుతుంది?
జవాబు:
సమయోజనీయ బంధంతో బంధితమై ఉన్న రెండు పరమాణువులలో, ఒక పరమాణువు బంధజంట ఎలక్ట్రాన్లను తనవైపుకు ఆకర్షించుకునే స్వభావాన్ని ఋణవిద్యుదాత్మకత అంటారు.

ఋణ విద్యుదాత్మకత – ఉపయోగము :
ఋణ విద్యుదాత్మక విలువల నుంచి రసాయనబంధ స్వభావాన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చు. బంధితమయిన రెండు పరమాణువుల EN విలువల మధ్య తేడా 1.70 లేదా అంతకన్నా ఎక్కువ అయితే వాటి మధ్య బంధానికి 50% లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అయానిక స్వభావం ఉంటుంది. అట్లాగే రెండు పరమాణువుల మధ్య EN విలువల తేడా 1.70 కంటే తక్కువ అయినప్పుడు ఏర్పడిన బంధానికి 50% కంటే ఎక్కువ కోవలెంట్ స్వభావం ఉంటుంది.

ప్రశ్న 26.
పరిరక్షక ప్రభావం అంటే ఏమిటి ? అది ఏ విధంగా అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ (IE) తో సంబంధం కలిగి ఉంది?
జవాబు:
పరిరక్షక ప్రభావము :
“పరమాణు అంతర కర్పరాలలోని ఎలక్ట్రాన్లు బాహ్య కర్పరాలలోని ఎలక్ట్రాన్లను కేంద్రక ఆకర్షణ బారి నుండి రక్షించుట”. పరిరక్షక ప్రభావము పెరిగే కొలది అయనీకరణ శక్తి తగ్గుతుంది.

ప్రశ్న 27.
మూలకాల రుణ విద్యుదాత్మకత లోహ, అలోహ లక్షణాలకు సంబంధం ఏమిటి?
జవాబు:

• సాధారణంగా ఋణవిద్యుదాత్మక విలువలు అలోహ స్వభావాన్ని సూచిస్తాయి.
• అల్ప ఋణ విద్యుదాత్మక విలువలు అల్ప అలోహ స్వభావాన్ని అధిక లోహ స్వభావాన్ని సూచిస్తాయి. ఋణ

ప్రశ్న 28.
ఆక్సిజన్, హైడ్రోజన్ పరంగా ఆర్సినిక్కు సాధ్యమయ్యే వేలన్సీ ఎంత?
జవాబు:
ఆర్సినిక్ రెండు ఆక్సైడ్ నిస్తుంది. అవి As₂O₃ మరియు As₂O₅ లు. As₂O₃ లో ఆర్సినిక్ వేలన్సీ ‘3’, As₂O₅లో ఆర్సినిక్ వేలన్సీ ‘5’.

ప్రశ్న 29.
ద్విస్వభావిక ఆక్సైడ్ అంటే ఏమిటి? 13వ గ్రూప్ మూలకం ఏర్పరచే ద్విస్వభావిక ఆక్సైడ్ ఫార్ములాని ఇవ్వండి.
జవాబు:
ఆమ్ల, క్షార ఆక్సైడ్ స్వభావం గల ఆక్సైడ్ను ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్ అంటారు.
ఉదా : Al₂O₃ Sb₂O₃ మొ॥
→ 13వ గ్రూపు మూలకం ఏర్పరచే ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్. ఉదా : Al₂O₃.

ప్రశ్న 30.
అధిక రుణ విద్యుదాత్మకత కల మూలకం ఏది? దానికి అత్యధిక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఉందా? ఎందుకు ఉంది? ఎందుకు లేదు?
జవాబు:
అత్యధిక ఋణవిద్యుదాత్మకత కలిగిన మూలకము ‘ఫ్లోరిన్ (F). కాని ఫ్లోరిన్క అత్యధిక EA విలువ లేదు. క్లోరిన్ (CI) కు ఫ్లోరిన్ కన్నా అధిక EA విలువ ఉంటుంది.

కారణం :
ఫ్లోరిన్ పరమాణువు క్లోరిన్ పరమాణువు కంటే చిన్నది కావడం వల్ల వస్తుంది. ఫ్లోరిన్లో బలమైన అంతర్ ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణలు కూడా ఉంటాయి. కాబట్టి ఫ్లోరిన్ పరమాణువుకు ఎలక్ట్రాన్ను చేర్చినప్పుడు విడుదలైన శక్తిలో కొంత భాగం అంతర్ ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణలను అధిగమించడానికి వినియోగమవుతుంది. కాబట్టి నికరంగా విడుదలైన శక్తి క్లోరిన్లో కంటే ఫ్లోరిన్లో తక్కువగా ఉంటుంది.

ప్రశ్న 31.
కర్ణ సంబంధం అంటే ఏమిటి ? ఈ సంబంధం ఉన్న ఒక మూలకాల జంటను ఇవ్వండి.
జవాబు:
కర్ణ సంబంధం :
“ఆవర్తన పట్టికలో రెండవ పీరియడ్లోని ఒక మూలకానికి మూడవ పీరియడ్లోని తరువాత గ్రూపు రెండో మూలకానికి సారూప్య ధర్మాలుంటాయి. ఈ సంబంధాన్ని కర్ణ సంబంధం అంటారు.”
ఉదా : (Li, Mg); (Be, Al); (B, Si)

ప్రశ్న 32.
మూడో పీరియడ్లో ఆక్సైడ్ స్వభావం ఎలా మారుతుంది?
జవాబు:
మూడవ పీరియడ్ :
మూలకాల ఆక్సైడ్ ధర్మాలు :
ఈ పీరియడ్లో ఎడమ నుండి కుడి వైపుకు పోయే కొలది ఆక్సైడ్ క్షార ధర్మం క్రమంగా తగ్గి ఆమ్ల ధర్మం క్రమంగా పెరుగుతుంది.
ఉదా : Na₂O క్షార ఆక్సైడ్ కాగా క్లోరిన్ ఆక్సైడ్లు ఆమ్లంగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 33.
ఐరన్ పరమాణువు, వాటి అయాన్ల వ్యాసార్థాలు పాటించే క్రమం Fe > Fe²⁺ > Fe³⁺ – విశదీకరించండి.
జవాబు:
లోహ పరమాణువుపై ఆవేశం పెరిగేకొలదీ, కేంద్రక ప్రభావిత ఆవేశం పెరుగుట వల్ల అయాన్ పరిమాణం తగ్గును. కావున
Fe > Fe⁺² > Fe⁺³

ప్రశ్న 34.
ఒక మూలకం రెండో అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ (IE₂) కంటె మొదటి అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ (IE₁) తక్కువ. ఎందుకు?
జవాబు:
ఒక ఎలక్ట్రాన్ను తొలగించిన తరువాత మిగిలి ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లపై కేంద్రక ప్రభావిత ఆవేశం పెరుగును. అందువల్ల కేంద్రక ఆకర్షణ మిగిలిన ఎలక్ట్రాన్లపై పెరుగును. అందువల్ల IE₂ > IE₁

ప్రశ్న 35.
లాంథనైడ్ సంకోచం అంటే ఏమిటి? దాని ఫలితాలలో ఒక దానిని చెప్పండి.
జవాబు:
లాంథనైడ్ మూలకాల పరమాణువుల మరియు అయాన్ల పరిమాణంలోని క్రమబద్ధమైన తగ్గుదలను లాంథనైడ్ సంకోచం అంటారు.

ఫలితాలు :
లాంథనైడ్ సంకోచం వల్ల లాంథనైడ్ మూలకాలను వేరుపరచుట కష్టమైంది.

ప్రశ్న 36.
అధిక సంఖ్యలో జతగూడని 2p ఎలక్ట్రాన్ల లు ఉన్న మూలకం పరమాణు సంఖ్య ఎంత? అది ఏ గ్రూప్కు చెందింది?
జవాబు:
అధిక సంఖ్యలో జతగూడని 2p ఎలక్ట్రాన్లు కలిగిన మూలకం నైట్రోజన్ పరమాణు సంఖ్య ‘7’.

→ ‘N’ VA గ్రూపుకు చెందును.

ప్రశ్న 37.
సోడియంకు బలమైన లోహ స్వభావం ఉంటుంది. క్లోరిన క్కు బలమైన అలోహ స్వభావం ఉంటుంది. విశదీకరించండి.
లేదా
సోడియం బలమైన లోహం కాగా, క్లోరిన్ బలమైన అలోహం – ఎందుకు?
జవాబు:
‘Na’ ఒక క్షార లోహము, ఇది IA – గ్రూపు మూలకం, దీనికి ఎలక్ట్రాన్ కోల్పోయే సామర్థ్యం కలదు. ధన విద్యుదాత్మకత కలిగియుండును. కావున దీనికి బలమైన లోహ స్వభావం కలదు.

‘C’ ఒక హాలోజన్, ఇది VIIA – గ్రూపు మూలకం. దీనికి ఎలక్ట్రాన్ సంగ్రహించే సామర్థ్యం కలదు. ఋణ విద్యుదాత్మకత కలిగియుండును. కావున దీనికి బలమైన అలోహ స్వభావం కలదు.

ప్రశ్న 38.
శూన్య గ్రూప్ మూలకాలను ఉత్కృష్ట లేదా తటస్థ వాయువులని ఎందుకు అంటారు?
జవాబు:

• శూన్య గ్రూపు మూలకాల్ని బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns’ np’ (‘He’ తప్ప).
• ఇవి స్థిరమైన అష్టక విన్యాసం కలిగి ఉండి రసాయనికంగా జఢత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. కావున వీటిని జడవాయువులు (లేదా) తటస్థ వాయువులు అంటారు.
• ఈ మూలకాలు ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోవడం గానీ, సంగ్రహించడం గాని జరగదు అందువలన వీటిని ఉత్కృష్ట వాయువులు అంటారు.

ప్రశ్న 39.
ప్రతి జంటలో, తక్కువ అయనీకరణ శక్తి ఉన్న దానిని గుర్తించి, కారణాన్ని తెలపండి.
(a) I, I^– (b) Br, K. (c) Li, Li⁺ (d) Ba, Sr (e) O, S (f) Be, B (g) N, O
జవాబు:
a) I కంటే I^– కు తక్కువ అయనీకరణ శక్తి అవసరం. I^Θ పరిమాణం I కంటే ఎక్కువ.
b) Br కంటే Kకు తక్కువ అయనీకరణ శక్తి అవసరం. K ధన విద్యుదాత్మక మూలకం, Br ఋణ విద్యుదాత్మక మూలకం.
c) Li⁺ కంటే Li కు తక్కువ అయనీకరణ శక్తి అవసరం. Liకు Li⁺ కంటే పరమాణు పరిమాణం ఎక్కువ.
d) ‘O’ కంటే S కు తక్కువ అయనీకరణ శక్తి అవసరం. ‘S’ కు ‘O’ కంటే పరమాణు పరిమాణం ఎక్కువ.
e) ‘Be’ కంటే ‘B’ కు తక్కువ అయనీకరణ శక్తి అవసరం. ‘Be’ నందు పూర్తిస్థాయిలో నిండిన ఆర్బిటాళ్లు కలవు.
f) ‘N’ కంటే ‘O’ కు తక్కువ అయనీకరణ శక్తి అవసరం. ‘N’ నందు సగం నిండిన ఆర్బిటాళ్లు కలవు.

ప్రశ్న 40.
ఆక్సిజన్ IE₁ < నైట్రోజన్ IE₁ కాని ఆక్సిజన్ IE₂ > నైట్రోజన్ IE₂ – విశదీకరించండి.
జవాబు:

• ‘N’ లో సగం నిండిన ఆర్బిటాళ్లు కలవు (1s² 2s² 2p³) కావున ఆక్సిజన్ IE₁ < నైట్రోజన్ IE₁.
• O⁺ అయాన్లో సగం నిండిన ఆర్బిటాళ్లు కలిగి ఉండును కావున ఆక్సిజన్ IE₂ > నైట్రోజన్ IE₂.

ప్రశ్న 41.
Na⁺, Ne లకు ఒకే ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఉన్నప్పటికీ, Na⁺ కు Ne కంటే ఎక్కువ అయనీకరణ శక్మపు విలువను కలిగి ఉంది విశదీకరించండి.
జవాబు:
Na⁺, Ne లకు ఒకే ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఉన్నప్పటికీ Na⁺ కు Ne కంటే ఎక్కువ అయనీకరణ శక్మం విలువను కలిగి ఉంది.

వివరణ :

• Na⁺ అయాన్, Ne లకు ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం 1s² 2s² 2p⁶
• Na⁺ అయాన్లో ‘Ne’ లో కంటే కేంద్రక ఆవేశం ఎక్కువగా ఉండును.

ప్రశ్న 42.
కింది ప్రతి జంటలో దేనికి ఎక్కువ రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఉంది? విశదీకరించండి.
(a) N, O
(b) F, CL
జవాబు:
a) ఆక్సిజన్కు నైట్రోజన్ కంటే అధిక రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ కలిగి ఉంటుంది. దీనికి కారణం నైట్రోజన్లో స్థిరమైన సగం నిండిన ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కలిగి ఉండును.

b) క్లోరిన్కు ఫ్లోరిన్ కంటే అధిక రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీని కలిగి ఉంటుంది. దీనికి కారణం ‘F’ యొక్క తక్కువ పరమాణు పరిమాణం మరియు అధిక ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణలు.

ప్రశ్న 43.
క్లోరిన్ ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటి ఫ్లోరిన్ కంటే ఎక్కువ – విశదీకరించండి.
జవాబు:
అత్యధిక ఋణవిద్యుదాత్మకత కలిగిన మూలకము ‘ఫ్లోరిన్ (F). కాని ఫ్లోరిన్కు అత్యధిక EA విలువ లేదు. క్లోరిన్ (CI) కు ఫ్లోరిన్ కన్నా అధిక EA విలువ ఉంటుంది.

కారణం :
ఫ్లోరిన్ పరమాణువు క్లోరిన్ పరమాణువు కంటే చిన్నది కావడం వల్ల వస్తుంది. ఫ్లోరిన్లో బలమైన అంతర్ ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణలు కూడా ఉంటాయి. కాబట్టి ఫ్లోరిన్ పరమాణువుకు ఎలక్ట్రానన్ను చేర్చినప్పుడు విడుదలైన శక్తిలో కొంత భాగం అంతర్ ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణలను అధిగమించడానికి వినియోగమవుతుంది. కాబట్టి నికరంగా విడుదలైన శక్తి క్లోరిన్లో కంటే ఫ్లోరిన్లో తక్కువగా ఉంటుంది.

ప్రశ్న 44.
కింది ప్రతి జంటలో దేనికి ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటీ ఉంది?
(a) F, Cl^–
(b) O, O^–
(c) Na⁺, F
(d) F, F^–
జవాబు:
a) ‘F’ కు Cl^– కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ కలదు దీనికి కారణం Cl^– జడవాయు విన్యాసం కలిగి ఉండటమే.
b) ‘O’ కు O^– కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ కలదు. దీనికి కారణం O^– త్వరగా ఎలక్ట్రాన్ను స్వీకరించలేదు.
c) ‘F’ కు Na⁺ కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ కలదు. దీనికి కారణం Na⁺ జడ వాయు విన్యాసం కలిగి ఉండటమే.
d) Fకు F^– కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ కలదు. దీనికి కారణం F^– జడ వాయు విన్యాసం కలిగి ఉండటమే.

ప్రశ్న 45.
కింది వాటిని అయానిక వ్యాసార్థ పెరుగుదల క్రమంలో అమర్చండి.
(a) Cl^–, P^-3, S^-2, F^–
(b) Al⁺³, Mg⁺², Na⁺, O^-2, F^–
(c) Na⁺, Mg⁺², K⁺
జవాబు:
a) అయానిక వ్యాసార్థ పెరుగుదల క్రమం F^– < Cl^– < S^-2 < P^-3
b) అయానిక వ్యాసార్థ పెరుగుదల క్రమం Al⁺³ < Mg⁺² < Na⁺ < F^– < O^-2
C) అయానిక వ్యాసార్థ పెరుగుదల క్రమం Mg⁺² < Na⁺ < K⁺

ప్రశ్న 46.
Mg⁺², O^-2 రెండు ఒకే ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, పరిమాణంలో Mg⁺², O^-2 కంటే తక్కువ.
జవాబు:

• Mg⁺² మరియు O^-2 అయాన్లు సమ ఎలక్ట్రాన్ జాతులు.
• సమ ఎలక్ట్రాన్ జాతులనందు కేంద్రక ఆవేశం పెరిగే కొలది అయాన్ పరిమాణం తగ్గును. కావున Mg⁺² పరిమాణం O^-2 కంటే తక్కువ.

ప్రశ్న 47.
B, Al, C, Si మూలకాలలో
(a) దేనికి అత్యధిక ప్రథమ అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ ఉంది?
(b)దేనికి ఎక్కువ రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఉంది?
(c) దేనికి అత్యధిక పరమాణు వ్యాసార్థం ఉంది?
(d) దేనికి ఎక్కువ లోహ స్వభావం ఉంది?
జవాబు:
a) అధిక I.E కలిగిన మూలకం కార్బన్
b) ఎక్కువ ఋణాత్మక గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ కలిగిన మూలకం కార్బన్ (- 122 KJ/mole)
c) ఎక్కువ పరమాణు వ్యాసార్థం కలిగినది Al (1.43 Å)
d) అధిక లోహ స్వభావం కలిగినది ‘Al’.

ప్రశ్న 48.
N, P, O, S మూలకాలను గమనించండి. వాటిని
(a) ప్రథమ అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ పెరుగుదల క్రమంలో
(b) రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ పెరుగుదల క్రమంలో
(c) అలోహ స్వభావం పెరిగే క్రమంలో రాయండి.
జవాబు:
a) మొదటి అయనీకరణ శక్తి పెరుగుదల క్రమం S < P < O < N.
b) రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ పెరుగుదల క్రమం N < P < 0 < S
c) అలోహ స్వభావం పెరుగుదల క్రమం P < N < S < 0.

ప్రశ్న 49.
ఇచ్చిన క్రమంలో అమర్చండి :
(a) ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య (EA) పెరుగుదల: 0, Sse
(b) IE₁ పెరుగుదల : Na, K, Rb
(c) వ్యాసార్థం పెరుగుదల : I^–, I⁺, I
(d) రుణవిద్యుదాత్మకత పెరుగుదల : F, Cl, Br, I
(e) EA పెరుగుదల : F, Cl, Br, I
(f) వ్యాసార్థం పెరుగుదల : Fe, Fe⁺², Fe⁺³
జవాబు:
a) ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ పెరుగుదల క్రమం O < Se < S.
b) IE₁ పెరుగుదల క్రమం Rb < K < Na.
c) వ్యాసార్ధం పెరుగుదల క్రమం I⁺ < I < I^–
d) రుణవిద్యుదాత్మక పెరుగుదల క్రమం I < Br < C < F
e) ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ పెరుగుదల క్రమం I < Br < F< Cl
f) వ్యాసార్థం పెరుగుదల క్రమం Fe⁺³ < Fe⁺² < Fe.

ప్రశ్న 50.
(a) అత్యధిక అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ ఉన్న మూలకం ఏది?
(b)అత్యధిక అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ విలువ గల గ్రూపు ఏది?
(c) అత్యధిక ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటీని చూపే మూలకం ఏది?
(d)మెండలీవ్ కాలానికి తెలియని మూలకాల పేర్లు తెలపండి.
(e)ఏవైనా రెండు ప్రాతినిథ్య మూలకాల పేర్లు తెలపండి.
జవాబు:
a) అధిక IE₁ కలిగిన మూలకం ‘హీలియం’.
b) అధిక IE కలిగిన గ్రూపు శూన్య గ్రూపు (లేదా) జడవాయువులు.
c) అధిక ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ కలిగిన మూలకం క్లోరిన్.
d) మెండలీవ్ కాలానికి తెలియని మూలకాలు జెర్మేనియం (ఎకాసిలికాన్), స్కాండియం (ఎకా అల్యూమినియం), గాలియం (ఎకాబోరాన్).
e) అల్యూమినియం, సిలికాన్, ఫాస్ఫరస్లు ప్రాతినిధ్య మూలకాలకు ఉదా :

ప్రశ్న 51.
(a) ఏవైనా రెండు వారధి మూలకాల పేర్లు తెలపండి.
(b) కర్ణ సంబంధం చూపే ఏదైనా రెండు జంటలను తెలపండి.
(c) రెండు పరివర్తన మూలకాల పేర్లు తెలపండి.
(d) రెండు విరళ మృత్తిక మూలకాల పేర్లు తెలపండి.
(e) రెండు ట్రాన్స్లేయురానిక్ మూలకాల పేర్లు తెలపండి.
జవాబు:
a) రెండవ పీరియడ్ మూలకాలను వారధి మూలకాలు అంటారు. ఉదా : బెరీలియం, బోరాన్,
b) Li మరియు Mg కర్ణ సంబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
Be మరియు AZ కర్ణ సంబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
c) స్కాండియం, క్రోమియం, కోబాల్ట్ మొ||నవి పరివర్తన మూలకాలు.
d) లాంథనైడ్లను విరళ మృత్తికలు అంటారు. ఉదా : సీరియం, ప్రసోడైమియం
e) నెప్ట్యూనియం, కాలిఫోర్నియం, ఫెర్మియంలు ట్రాన్స్ యురోనిక్ మూలకాలకు ఉదాహరణలు.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
ఆవర్తన పట్టికలోని 6వ పీరియడ్లో 32 మూలకాలు ఉన్నాయని, క్వాంటమ్ సంఖ్యల ఆధారంతో సమరించండి.
జవాబు:
6వ పీరియడ నందు 6s, 4f, 5, 6p ఉపకర్పరాలు కలవు
→ 6s నందు రెండు ఎలక్ట్రాన్లు [2 మూలకాలు]
→ 4f నందు 14 ఎలక్ట్రాన్లు [14 మూలకాలు]
→ 5d నందు 10 ఎలక్ట్రాన్లు [10 మూలకాలు]
→ 6p నందు 6 ఎలక్ట్రాన్లు [6 మూలకాలు]
కావున 6వ పీరియడ్ నందు మొత్తం మూలకాల సంఖ్య = 2 + 14 + 10 + 6 32.

ప్రశ్న 2.
పరమాణు భారం కంటె పరమాణు సంఖ్య మూలకాల ప్రాథమిక ధర్మమని, పరమాణు సంఖ్యలపై మోస్లే జరిపిన కృషి ఎలా తెలుపుతుంది?
జవాబు:
మోస్లే సమీకరణము
√υ = a (Z – b) υ = పౌనఃపున్యం ; Z = పరమాణు సంఖ్య a, b = స్థిరాంకాలు.

√υ, Z ల మధ్య గీసిన రేఖాపటం సరళరేఖగా ఉంటుంది. దీన్ని రేఖాపటంగా చూపవచ్చు. అయితే ఇదే రకమైన సంబంధాన్ని √υ, పరమాణు ద్రవ్యరాశుల మధ్య చూడలేము. పరమాణు సంఖ్య, మోస్లే ప్రకారం, ఆవర్తన పట్టికలో ఆ మూలకపు వరుస సంఖ్య. మూలకాల పరమాణు సంఖ్యలు పెరిగినట్లయితే వాటి స్వాభావిక X – వికిరణాల తరంగదైర్ఘ్యాలు తగ్గుతాయి. దీనివల్ల పరమాణు సంఖ్యతో పాటు క్రమ దశలో పెరిగే మౌళిక అంశం పరమాణువులో ఉందని మోస్లే ఒక నిర్ణయానికి వచ్చాడు. ఇదే ధనావేశిత కేంద్రకంపై ఉండే విద్యుదావేశం. X – కిరణ వర్ణపటాలను, పరమాణు సంఖ్యను సమన్వయపరచుకుంటే మూలకానికి విలక్షణమయిన ధర్మం పరమాణు సంఖ్య అనీ పరమాణు భారంకాదనీ తెలుస్తుంది. మూలక ధర్మాలు దాని పరమాణు సంఖ్యతో మారతాయి. అంటే మూలకం ధర్మాలు దాని ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య మీద, ముఖ్యంగా కేంద్రకానికి వెలుపల వాటి అమరికపై ఆధారపడి ఉంటాయి. దీన్నిబట్టి మూలకాల వర్గీకరణలో పరమాణు ద్రవ్యరాశి అంత ప్రముఖమయింది కాదు అని తెలుస్తుంది.

ప్రశ్న 3.
ఆధునిక ఆవర్తన నియమాన్ని తెలపండి. విస్తృత ఆవర్తన పట్టికలో ఎన్ని గ్రూప్లు, పీరియడ్లు ఉన్నాయి?
జవాబు:
ఆధునిక ఆవర్తన నియమం ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. “మూలకాల భౌతిక, రసాయన ధర్మాలు వాటి పరమాణు సంఖ్యల ఆవర్తన ప్రమేయాలు” – ఆధునిక ఆవర్తన నియమము.

విస్తృత ఆవర్తన పట్టికలో 18 గ్రూపులు, 7 పీరియడ్లు ఉంటాయి.

ప్రశ్న 4.
f- బ్లాక్ మూలకాలను అసలు పట్టిక కింద ఎందుకు ఉంచారు?
జవాబు:
అంతర పరివర్తన మూలకాలు (f-బ్లాకు మూలకాలు) ఆరు మరియు ఏడవ పీరియడ్కు III B గ్రూపు మూలకాలు అయినప్పటికీ లాంథనైడ్లు మరియు ఆక్టినైడ్లనే రెండు శ్రేణులుగా విభజించి ఆవర్తన పట్టిక అడుగు భాగాన రెండు వరుసలుగా స్థానాన్ని కల్పించారు. అవి 4f – శ్రేణి లాంథనైడ్లు [Ce (Z = 58) నుంచి Lu (Z : 71)] మరియు 5f – శ్రేణి ఆక్టినైడ్లు (Th (Z = 90) నుంచి Lr (Z = 108)].

ఈ మూలకాల్లో భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్, (n – 2)f ఉప శక్తిస్థాయిలోకి చేరుతుంది. ఈ మూలకాల భౌతిక, రసాయన ధర్మాలు చాలా సన్నిహితంగా ఉంటాయి. అందువలన వీటిని ఒక సమూహంగా రెండు శ్రేణులలో ఆవర్తన పట్టీ అడుగుభాగాన స్థానం కల్పించారు.

పరమాణు సంఖ్య ఆధారంగా వీటికి వర్గీకరణ పట్టిక ప్రధాన భాగంలో తీసుకుంటే మూలకాల సౌష్ఠవ అమరికను మరియు వర్గీకరణ ఆవశ్యకతను నాశనం చేస్తుంది. అందువల్ల ప్రధాన భాగం నుండి విడదీసి వర్గీకరణ పట్టిక క్రింది భాగాన అమర్చుట జరిగింది.

ప్రశ్న 5.
విస్తృత ఆవర్తన పట్టికలోని ప్రతి పీరియడ్లో ఉన్న మూలకాల సంఖ్యను తెలపండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 6.
కింద వాటి సాధారణ బాహ్య కక్ష్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాలను తెలపండి.
(a) ఉత్కృష్ట వాయువులు
(b) ప్రాతినిధ్య మూలకాలు
(c) పరివర్తన మూలకాలు
(d) అంతర పరివర్తన మూలకాలు
జవాబు:

ప్రశ్న 7.
పరివర్తన మూలకాలు ఏవైనా నాలుగు అభిలాక్షణిక ధర్మాలను తెలపండి.
జవాబు:
పరివర్తన మూలకాల అభిలాక్షణిక ధర్మాలు :

1. ఒకటి కంటే ఎక్కువ ఆక్సిడేషన్ స్థితులను ప్రదర్శిస్తాయి. (చర సంయోజకత)
2. d – d – పరివర్తనాల వల్ల ఈ మూలకాలు మరియు వాటి అయాన్లు రంగులు కలిగినవిగా ఉంటాయి.
3. ఒంటరి d – ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉండటం వల్ల ఈ మూలకాలు మరియు వాటి అయాన్లు పారాయస్కాంత స్వభావాన్ని చూపిస్తాయి.
4. ఈ మూలకాలు ఒకదానితో మరొకటి కలిపి మిశ్రమ లోహాలనేర్పరుస్తాయి.
5. ఈ మూలకాలు మరియు వాటి సమ్మేళనాలు వివిధ రసాయన ప్రక్రియల్లో మంచి ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి.

ప్రశ్న 8.
విరళ మృత్తికా లోహాలు, ట్రాన్స్ యురానిక్ మూలకాలు అంటే ఏమిటి?
జవాబు:
ఎ) లాంథనైడ్ మూలకాలను విరళ మృత్తికలు అంటారు. ఈ మూలకాలలో భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్ 4f – ఆర్బిటాల్లోకి ప్రవేశిస్తుంది.

బి) యురేనియం తరువాత మూలకాలను యురేనియమ్ ఉత్తర మూలకాలు (లేదా) ట్రాన్స్ యురానిక్ మూలకాలు అంటారు. ఇవన్నీ రేడియోధార్మిక మరియు కృత్రిమ మూలకాలు.

ప్రశ్న 9.
సమ ఎలక్ట్రానిక్ శ్రేణులంటే ఏమిటి? కింద ఉన్న ప్రతి పరమాణువు, అయాన్లకు సంబంధించిన సమ ఎలక్ట్రానిక్ శ్రేణులను తెలపండి.
(a) F^– (b) Ar (c) He (d) Rb⁺
జవాబు:
సమానమైన సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉండే శ్రేణులను సమ ఎలక్ట్రాన్ శ్రేణులు అంటారు.
a) F^– శ్రేణి – N^-3, O^-2, F^–, Ne, Na⁺, Mg⁺², Al⁺³
b) Ar శ్రేణి – P^-3, S^-2, Cl^–, Ar, K⁺, Ca⁺²
c) He శ్రేణి – H^–, He, Li⁺², Be⁺²
d) Rb⁺ శ్రేణి – As^-3, Se^-2, Br^–, Kr, Rb⁺, Sr⁺²

ప్రశ్న 10.
వ్యాసార్థంలో మాతృక పరమాణువుల కంటే ఎందుకు కాటయాన్ చిన్నగా ఉంటుందో, ఆనయాన్ పెద్దగా ఉంటుందో విశదీకరించండి.
జవాబు:
కాటయాన్ అనగా ధనావేశిత అయాన్. ఇది పరమాణువు (లేదా) మూలకం ఎలక్ట్రాన్ కోల్పోయినపుడు ఏర్పడును.
M → M⁺ + e^–

కాటయాన్ నందు కేంద్రక ఆవేశం ఎక్కువగా ఉంటుంది కావున పరిమాణం తగ్గును, వ్యాసార్థం కూడా కాటయాన్లో తగ్గును.

ఆనయాన్ అనగా ఋణావేశిత అయాన్. ఇది పరమాణువు (లేదా) మూలకం ఎలక్ట్రాన్ గ్రహించినపుడు ఏర్పడును.
M+e^– → M^–

ఆనయాన్ నందు తక్కువ కేంద్రక ఆవేశం ఉంటుంది. కావున పరిమాణం పెరుగును, వ్యాసార్థం కూడా పెరుగును.

ప్రశ్న 11.
రెండో పీరియడ్ మూలకాలను, వాటి ప్రథమ అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీలు పెరిగే క్రమంలో అమర్చండి. B కంటే Be కు అధిక IE₁ ఎందుకు ఉందో తెలపండి.
జవాబు:

పూర్తిగా నిండిన మరియు వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్లు జతకూడి ఉండటం వల్ల ‘Be’ అయనీకరణ శక్తి ఎక్కువ.
అసంపూర్ణంగా నింపబడిన మరియు ఒంటరి (2p¹) వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్ ఉండటం వల్ల ‘B’ అయనీకరణ శక్తి తక్కువ.

ప్రశ్న 12.
Mg కంటే Na IE₁ తక్కువ, కానీ Mg కంటే Na IE₂ ఎక్కువ – విశదీకరించండి.
జవాబు:
→ Na యొక్క IE₁ Mg కన్నా తక్కువ

వివరణ :
→ Na – ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం [Ne] 3s¹

→ Mg – ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం [Ne] 3s²
Mg పూర్తిగా నిండిన విన్యాసం కలిగి ఉండును. ఇది ఎక్కువ స్థిరమైనది.

→ Na యొక్క IE₂ Mg కన్నా ఎక్కువ.
→ Na⁺ లో స్థిరమైన జడవాయు విన్యాసం కలదు. కావున Na యొక్క IE₂ ఎక్కువగా ఉండును.
→ Mg⁺ అనగా Na ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కావున Mg⁺ నుండి ఎలక్ట్రాన్ త్వరితగతిన కోల్పోయి Mg⁺² (స్థిరమైనది) ఏర్పడును.

ప్రశ్న 13.
ప్రాతినిధ్య గ్రూప్ మూలకాల IE గ్రూప్ లో కిందకు తగ్గడానికి గల కారణాలు ఏమిటి?
జవాబు:
IE పై ప్రభావితం చేయు అంశాలు
i) పరమాణు వ్యాసార్థం
ii) కేంద్రక ఆవేశం
iii) పరిరక్షక ప్రభావం
iv) సగం నిండిన (లేదా) పూర్తి స్థాయిలో నిండిన ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాలు
v) చొచ్చుకుపోయే స్వభావం.

ప్రాతినిధ్య గ్రూపు మూలకాలలో IE విలువలు పై నుండి కిందకు గ్రూపులో తగ్గును. దీనికి కారణం గ్రూపులలో పై నుండి కిందకు పరమాణు వ్యాసార్థం (పరమాణు పరిమాణం) పెరుగును.

ప్రశ్న 14.
13వ గ్రూప్ మూలకాల ప్రథమ అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పి విలువలు (kJ mol^-1) లలో

సాధారణ క్రమం నుంచి ఈ విచలనాన్ని ఏ విధంగా విశదీకరిస్తారు?
జవాబు:
13 వ గ్రూపులో IE, విలువలు (KJ / mole)

సాధారణంగా గ్రూపులలో కిందికి పోయే కొలది IE విలువలు తగ్గును కాని పై విలువలలో సరైన తగ్గుదల గమనింపబడలేదు.

వివరణ :

• B నుండి Al కు పరిమాణం పెరుగును కావున IE విలువ తగ్గినది.
• Al, Ga, In మరియు Tl లలో సరైన క్రమంలో తగ్గుదల గమనింపబడలేదు. దీనికి కారణం d, f – ఎలక్ట్రాన్లపై అల్ప పరిరక్షక ప్రభావం ఉండటమే.

ప్రశ్న 15.
ఆక్సిజన్ రెండవ ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ, మొదటి ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ కంటె ధనాత్మకమా? ఎక్కువ రుణాత్మకమా? లేదా తక్కువ రుణాత్మకమా? సమర్థించండి.
జవాబు:
రెండవ ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ అనగా ఏకమాత్ర ఋణావేశిత అయాన్కు ఎలక్ట్రాన్ కలిపినపుడు విడుదలయ్యే శక్తి.
O_(ar) + e^– → O^–_(ar) + 141 KJ/mole
O^–_(ar) + e^– → O^-2r_(ar) – 780 KJ/mole

ఆక్సిజన్ యొక్క రెండవ ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ధనాత్మకమైనది ఎందువలన అనగా O^– అయాన్ ఎలక్ట్రాన్ను త్వరగా స్వీకరించలేదు. వికర్షణ బలాలు అధికంగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 16.
ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ, ధన విద్యుదాత్మకతల మధ్య ప్రాథమికమైన తేడా ఏమిటి?
జవాబు:

• ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ అనగా వాయుస్థితిలో ఉన్న ఒంటరి తటస్థ పరమాణువుకు ఒక ఎలక్ట్రాన్ కలుపుట వలన విడుదలయ్యే శక్తి.
• ఒక మూలకం ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయే సామర్ధ్యాన్ని ధన విద్యుదాత్మకత అంటారు.
• ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఋణవిద్యుదాత్మకతకు కొలమానం.
• ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ మరియు ఋణవిద్యుదాత్మక విలువోమానుపాతంలో ఉండును.

ప్రశ్న 17.
ఒకే మూలకపు రెండు ఐసోటోప్ల IE₁ లు ఒకేలా ఉంటాయో లేదో ఊహించగలరా? సమర్థించండి.
జవాబు:

• ఐసోటోప్లు అనగా ఒకే మూలకం ద్రవ్యరాశి సంఖ్య వేరుగా కలిగి ఉండేవి.
• అధిక ద్రవ్యరాశి సంఖ్య కలిగిన ఐసోటోప్ తక్కువ IE విలువ కలిగి ఉండును.
• దీనికి కారణం తక్కువ కేంద్రక ఆకర్షణ కలిగి ఉండటమే.
• కానీ ఐసోటోప్ల IE విలువలు దాదాపుగా సమానంగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 18.
గ్రూప్ 1 మూలకాల చర్యాశీలత పెరిగే క్రమం Li < Na < K < Rb < Cs, అయితే గ్రూప్ 17 మూలకాలకు ఈ క్రమం F > Cl > Br > I – విశదీకరించండి.
జవాబు:
a) గ్రూప్ – 1 మూలకాల చర్యాశీలత పెరిగే క్రమం Li < Na < K < Rb < Cs

వివరణ :

• గ్రూప్ – 1 మూలకాలు క్షారలోహాలు. ఇది ఎలక్ట్రాన్ను త్వరగా కోల్పోతాయి. అధిక ధన విద్యుదాత్మకత కలిగి ఉంటాయి.
• ఇవి అయానిక బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి. మంచి క్షయ కారిణులు.
• ఈ గ్రూపులో ధన విద్యుదాత్మకత పై నుండి కిందకు పెరుగును కావున పై చర్యాశీలత క్రమం.

b) గ్రూపు – 17 మూలకాలలో చర్యాశీలత క్రమం F > Cl > Br > I

వివరణ :

• ఇవి హాలోజన్లు. వీటికి అధిక ఋణ విద్యుదాత్మకత ఉంటుంది. వీటికి పరమాణు పరిమాణం తక్కువగా ఉంటుంది.
• గ్రూపులో పైనుండి కిందకు ఋణవిద్యుదాత్మకత తగ్గును.

ప్రశ్న 19.
కింద ఇచ్చిన బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం గల మూలకం స్థానాన్ని తెలపండి.
(a) ns²np⁴ (n = 3)
(b) (n – 1)d² ns² (n = 4)
జవాబు:
a) ns²np⁴ (n = 3)
3s²3p⁴ – మూలకం సల్ఫర్
సల్ఫర్ VIA గ్రూపు, 3వ పీరియడ్కు చెందినది.

b) (n – 1)d² ns² (n = 4)
3d² 4s² – మూలకం టైటానియం
టైటానియం IVB గ్రూపు, 4వ పీరియడ్కు చెందినది.

ప్రశ్న 20.
కింద ఉన్న జంట మూలకాల కలయికతో ఏర్పడగల స్థిర యుగ్మ సమ్మేళనాల ఫార్ములాలను నిర్దేశించండి.
(a) Li, O
(d) Si, O
(b) Mg, N
(e) P, Cl
(c) Al, I
(f) పరమాణు సంఖ్య 30 గల మూలకం, Cl
జవాబు:
a) ‘Li’ మరియు ‘O’ తో ఏర్పడు స్థిరమైన యుగ్మ సమ్మేళనం Li₂O
b) ‘Mg’ మరియు ‘N’ తో ఏర్పడు స్థిరమైన యుగ్మ సమ్మేళను Mg₃N₂
c) ‘A’ మరియు ‘I’ తో ఏర్పడు స్థిరమైన యుగ్మ సమ్మేళనం AlI₃
d) ‘Si’ మరియు ‘O’ తో ఏర్పడు స్థిరమైన యుగ్మ సమ్మేళనం SiO₂
‘P’ మరియు ‘C’ తో ఏర్పడు స్థిరమైన యుగ్మ సమ్మేళనం PCl₃, మరియు PCl₅
f) పరమాణు సంఖ్య (Zn) 30 మరియు ‘Cl’ లతో ఏర్పడు స్థిరమైన యుగ్మ సమ్మేళనం ZnCl₂

ప్రశ్న 21.
గ్రూప్లో, పీరియడ్లో లోహ స్వభావంలో మార్పుపై వివరణ ఇవ్వండి.
జవాబు:
లోహాలు ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోవడం ద్వారా ధనవిద్యుదాత్మకతను చూపుతాయి. అలోహాలు ఎలక్ట్రాన్లను స్వీకరించడం ద్వారా ఋణవిద్యుదాత్మకతను చూపుతాయి.

ఆవర్తన క్రమము :
a) గ్రూపులో :
గ్రూపులో పై నుండి క్రిందికి మూలకాల పరమాణు పరిమాణం క్రమేపీ పెరుగుట వలన ఎలక్ట్రాను కోల్పోయే స్వభావం పెరిగి తద్వారా అదే క్రమంలో లోహ స్వభావం పెరుగుతుంది.

b) పీరియడ్లో :
పీరియడ్లో ఎడమ నుండి కుడికి మూలకాల పరమాణు పరిమాణం క్రమేపీ తగ్గడం వలన ఎలక్ట్రాను కోల్పోయే స్వభావం తగ్గి తద్వారా, అదే క్రమంలో మూలకాల లోహ స్వభావం తగ్గుతుంది.

ప్రశ్న 22.
గ్రూప్ – 7లో కోవలెంట్ వ్యాసార్థం ఏ విధంగా పెరుగుతుంది?
జవాబు:
సంయోజనీయ వ్యాసార్థం (కోవలెంట్ వ్యాసార్థం) గ్రూప్లో పై నుండి కిందకు పెరుగును.

ప్రశ్న 23.
3వ పీరియడ్లో ఏ మూలకానికి అత్యధిక IE₁ ఉన్నది? ఈ పీరియడ్లో IE₁ లో మార్పును విశదీకరించండి.
జవాబు:
III వ పీరియడ్ మూలకాల్లో అత్యధిక IE ఉన్న మూలకము “ఆర్గాన్ (Ar)”.

కారణం :
ప్రతి పీరియడ్లోను చిట్టచివరి మూలకమైన జడవాయు మూలకానికి ఆ పీరియడ్లో అత్యధిక I.E విలువ ఉంటుంది. దీనికి కారణము ఆ మూలకాలలో పూర్తిగా నిండిన ఆర్బిటాళ్ళు ఉండటమే. అష్టక విన్యాసము (ns’ np) ఉంటుంది.

III వ పీరియడ్ – IE మార్పు :
III వ పీరియడ్ మూలకాలు (Na, Mg, Al, Si, P, S, CI మరియు Ar) లో ఎడమ నుంచి కుడికి పరమాణు పరిమాణంలో క్రమేపి తగ్గుదల ఉండటం వలన అదే క్రమంలో IE విలువలు పెరుగుతాయి. ‘A’ మరియు ‘S’ లకు ఊహించిన దానికంటే తక్కువ IE ఉండటానికి కారణము వాటికి ఎలక్ట్రాన్ను కోల్పోయే స్వభావం అధికంగా ఉండటమే. Ar కు అత్యధిక IE విలువ ఉంటుంది.

ప్రశ్న 24.
మూలకం సంయోజకత (valency) అంటే ఏమిటి? మూడో పీరియడ్లో హైడ్రోజన్ పరంగా ఇది ఎట్లా మారుతుంది?
జవాబు:
సంయోజకత :
“ఒక మూలకము యొక్క సంయోగ సామర్థ్యమును ‘సంయోజకత’ అంటారు.” (లేదా)
‘ఏదైనా మూలక పరమాణువుతో సంయోగం చెందే హైడ్రోజన్ పరమాణువుల సంఖ్యను (లేదా) క్లోరిన్ పరమాణువుల సంఖ్యను (లేదా) ఆక్సిజన్ పరమాణువుల సంఖ్యకు రెట్టింపు సంఖ్యను ఆ మూలకపు సంయోజకత అంటారు.

సంయోజకత = హైడ్రోజన్ పరమాణువుల సంఖ్య
= క్లోరిన్ పరమాణువుల సంఖ్య
= 2 X ఆక్సిజన్ పరమాణువుల సంఖ్య

ఆవర్తన క్రమము :
i) పీరియడ్లో : పీరియడ్లో సంయోజకత పెరుగును. ‘H’ పరంగా 1 నుంచి 4 వరకు పెరిగి తర్వాత ‘1’కి తగ్గును.

ii) గ్రూపులో :
గ్రూపులో సంయోజకత గ్రూపు సంఖ్యకు సమానమవుతుంది. (IV వ గ్రూపు వరకు) (లేదా) (8 – గ్రూపు సంఖ్యకు) సమానమవుతుంది. (V గ్రూపు తరువాత).

ప్రాముఖ్యత :
సమ్మేళనాల, ‘ఫార్ములాలు’ రాయడానికి మూలకాల సంయోజకత ఉపయోగపడుతుంది.

ప్రశ్న 25.
కర్ణసంబంధం అంటే ఏమిటి? కర్ణ సంబంధం గల ఒక మూలకాల జంటను తెలపండి. అవి ఈ సంబంధాన్ని ఎందుకు చూపిస్తాయి?
జవాబు:
కర్ణ సంబంధం :
“ఆవర్తన పట్టికలో రెండవ పీరియడ్లోని ఒక మూలకానికి మూడవ పీరియడ్లోని తరువాత గ్రూపు రెండో మూలకానికి సారూప్య ధర్మాలుంటాయి. ఈ సంబంధాన్ని కర్ణ సంబంధం అంటారు.”
ఉదా : (Li, Mg); (Be, Al); (B, Si)

రెండవ మరియు మూడవ పీరియడ్లకు చెందిన I, II, III, IV గ్రూపు మూలకాలు కర్ణ సంబంధాన్ని చూపిస్తాయి. ధృవణ సామర్థ్యం ఒకటి గల మూలకాలు కర్ణ సంబంధాన్ని చూపుతాయి.

కర్ణ సంబంధం ఉన్న ఆయా మూలక పరమాణువుల (లేదా అయాన్ల) పరిమాణాలు సమానంగా ఉండటం లేదా వాటి ఋణవిద్యుదాత్మకత విలువలు సమానంగా ఉంటాయి. కర్ణ సంబంధం గల సారూప్య మూలకాలకు ఒకేలాంటి ధృవణ సామర్థ్యం (అయానిక ఆవేశం) ఉంటుంది.

ఉదా : Be మరియు Al ల ధృవణ సామర్థ్యం విలువలు వరుసగా 6.40 మరియు 6.00 కావున ఈ రెండు మూలకాల మధ్య కర్ణ సంబంధం ఉంటుంది.

ప్రశ్న 26.
లాంథనైడ్ సంకోచం అంటే ఏమిటి ? వాటి ఫలితాలు ఏమిటి?
జవాబు:
లాంథనైడ్ సంకోచం – నిర్వచనం :
“f – ఆర్బిటాళ్ళ బలహీన పరిరక్షక ప్రభావం వల్ల లాంథనైడ్లు 14 మూలకాలలో (మరియు వాటి అయాన్లలో) ఎడమ నుండి కుడికి పరమాణు (అయానిక) పరిమాణం క్రమంగా తగ్గుతుంది. దీనినే లాంథనైడ్ సంకోచరం అంటారు.”

లాంథనైడ్ సంకోచం – ఫలితాలు :

1. Ce నుంచి Lu వరకు లాంథనైడ్ సంకోచం ప్రభావం వల్ల మూలకాల గట్టిదనం, ద్రవీభవన స్థానాలు, బాష్పీభవన స్థానాలు మొదలైనవి పెరుగుతాయి.
2. లాంథనైడ్ శ్రేణి సంకోచం ప్రభావం వల్ల మూడవ పరివర్తన శ్రేణిలో ఉన్న మూలకాల సైజులు వాటికి ఉంటాయనుకున్న వాటి కంటే తక్కువగా ఉంటాయి.
3. ఈ సంకోచం వల్ల Sc → Y → La లలో సాధారణంగా ఉండే సైజులో పెరుగుదల లాంథనైడ్ల తరువాత ఉండదు. అపుడు (Zr, Hf), (Nb, Ta), (Mo, W) మూలకాల జంటల సైజులు దాదాపు ఒకటే ఉంటాయి.
4. లాంథనైడ్ సంకోచం వల్ల 4d, 5d పరివర్తన మూలకాలలో పరమాణు పరిమాణం దాదాపు సమానంగా ఉంటాయి. అందువల్ల 4d, 5d శ్రేణి మూలకాల ధర్మాలు సమానంగా ఉంటాయి.
5. ఈ సంకోచం వల్ల స్ఫటిక నిర్మాణం, మూలకాల ఇతర ధర్మాలు అత్యంత సన్నిహిత సారూప్యత కలిగి ఉంటాయి. దీని ఫలితంగా వాటి మిశ్రమం నుంచి వాటిని వేరుచేయడం కష్టమైన పని.

ప్రశ్న 27.
లిథియం ప్రథమ IE 5.41 eV, CI ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటి – 3.61eV Li_(g) + Cl_(g) → Li_(g)⁺ + Cl^–_(g) : ఈ చర్య ∆H ను kJ mol^-1 లో లెక్కించండి.
జవాబు:
ఇవ్వబడిన చర్య
Li_(g) + Cl_(g) → Li⁺_(g) + Cl^–_(g)

Li⁺_(g) ఏర్పడుట
Li_(g) → Li⁺_(g) + e^– ∆H₁ = 5.41ev

Cl^–_(g) ఏర్పడుట
Cl_(g) + e^– → Cl^–_(g) ∆H₂ = – 3.61ev
మొత్తం చర్య
Li_(g) + Cl_(g) → Li⁺_(g) + Cl^–_(g)
∆H = ∆H₁ + ∆H₂ = 5.41 – 3.61 = 1.8 ev
= 173.7 KJ/mole

ప్రశ్న 28.
Cl + e → Cl^– ప్రక్రియలో ఒక అవగాడ్రో సంఖ్యలోని పరమాణువులకు విడుదలయ్యే శక్తితో Cl → Cl⁺ + e ప్రక్రియలో ఎన్ని Cl పరమాణువులను అయనీకరణం చెందించవచ్చు. IE = 13.0 ev, EA=3.60 eV. అవగాడ్రో సంఖ్య = 6 × 10²³
జవాబు:
Cl_(g) + e^– → Cl^–_(g) ∆H = -3.6ev
1 – పరమాణువు → ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ 3.6ev
6.023 × 10²³ పరమాణువులు – 6.023 × 10²³ × 3.6 = 21.6828 × 10²³ ev
13 ev లు ఒక Cl పరమాణువును అయనీకరణం చేయును.
21.6828 × 10²³ ev —–?

ప్రశ్న 29.
Cl^– ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటీ 3.7 eV. వాయుస్థితిలో 29. క్లోరిన్ పరమాణువులు పూర్తిగా Cl^– అయాన్లుగా మారినప్పుడు kCal లలో ఎంత శక్తి విడుదల అగును? (1 e V = 23.06 kCal/mol^-1)
జవాబు:

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
మెండలీవ్ మూలకాల వర్గీకరణ గురించి రాయండి.
జవాబు:
మెండలీవ్ ఆవర్తన నియమము :
“మూలకాలు, వాటి సమ్మేళనాల ధర్మాలు వాటి పరమాణు భారాల ఆవర్తన ప్రమేయాలు”.

మెండలీవ్ మూలకాల వర్గీకరణ :
ఇంతకు ముందు భాగాల్లో ఆవర్తన నియమాన్ని నిర్వచించాం. ఈ నియమాన్ని ప్రతిపాదించేటప్పుడు చాలా అంశాలను మెండలీవ్ కనుగొన్నాడు. అందులో కొన్నింటిని కింది భాగాల్లో తెలపటం జరిగింది. ఒకే రకమైన ధర్మాలున్న మూలకాలకు

a) దాదాపు సమాన పరమాణు భారాలు ఉంటాయి.
ఉదా : Fe (56), Co (59), Ni (59); Os (191), Ir (193), Pt (195) లేదా

b) పరమాణు భారాల విలువల్లో స్థిరమైన పెరుగుదల ఉంటుంది.
ఉదా : K(39), Rb(85), Cs(133); Ca(40), Sr(88), Ba(137)
(పరమాణు భారాలను సమీప పూర్ణాంకాలుగా సవరించడమైనది.)

మూలకాలను గ్రూపులుగా అమర్చడంవల్ల రసాయన ధర్మాల్లోనూ, వేలన్సీలోనూ ఏదైనా శ్రేణిలో వచ్చే మార్పులు తెలుస్తాయి.
ఉదా : 1. ఒక శ్రేణిలో లోహ స్వభావం క్రమంగా తగ్గుతుంది.
(ఉదా : Li నుంచి F వరకు; Cu మంచి Br వరకు)
ఉదా : 2. హైడ్రోజన్ సంయోజకత 1 నుంచి 4 వరకు పెరిగి తరువాత మళ్ళీ 1 వరకు తగ్గుతుంది.

అల్ప పరమాణు భారాలు గల మూలకాలన్నీ ప్రకృతిలో విరివిగా దొరుకుతాయి. వాటి స్వభావాలు స్పష్టంగా తెలుస్తాయి. వీటిని విలక్షణ మూలకాలంటారు. అలాంటి మూలకాలన్నీ ఆవర్తన పట్టిక పొట్టి పీరియడ్లలో ఉంటాయి.

ఈ శ్రేణులలో హైడ్రోజన్కు ఏ ఇతర మూలకానికీ లేని ప్రత్యేక స్థానాన్ని ఇచ్చారు.

మెండలీవ్ పట్టిక VIII వ గ్రూపులో మూడు ట్రయడ్లు ఉంటాయి. అవి : (Fe, Co, Ni); (Ru, Rh, Pb); (Os, Ir, Pt)లు; ఈ ట్రయడ్లను పరివర్తన మూలకాలంటారు. ఈ పరివర్తన మూలకాలలోనే Sc (21) నుంచి Zn (30) వరకు; లాంథనైడ్లు, ఆక్టినైడ్లు కూడా కలిపి ఉంటాయి.

ఆసన్న మూలకాలు, వాటి సమ్మేళనాలను అధ్యయనం చేసి, మెండలీవ్ కొన్ని మూలకాల ధర్మాలను, చెప్పగలిగాడు. ఈ ఊహాగానాలే తరువాత చాలా కచ్చితంగా ఉన్నాయని తెలిసింది.
ఉదా : ఎకా అల్యూమినియం (Eka Al) (ఇప్పుడు దీన్ని గాలియమ్ అంటారు). ఎకా సిలికాన్ (Eka Si) (ఇప్పుడు దీన్ని జెర్మేనియమ్ అంటారు). ఎకా బోరాన్ (Eka B) (ఇప్పుడు దీన్ని స్కాండియమ్ అంటారు).

ఆధునిక మెండలీవ్ ఆవర్తన పట్టికలో పరమాణు భారాల వరుసలు నాల్గు జతల మూలకాల్లో అపక్రమంలో ఉన్నాయి. అవి అయొడిన్, ఆర్గాన్, పొటాషియం, కోబాల్టు, నికెల్ మరియు థోరియం – ప్రొటాక్టేనియంలు. ఈ జంటలలో మొదటిదాని కన్నా రెండవ మూలకం పరమాణు భారం అధికము. వీటిని “అసంగత జంట” అంటారు. కాని రసాయన ధర్మాలు మరియు పరమాణు సంఖ్యలను బట్టి చూస్తే, ఈ అమరిక సరియైనదేనని తెలుస్తుంది.

మెండలీవ్ ఆవర్తన పట్టిక అవధులు :

1. కొన్ని మూలకాల స్థానాలు వాటి రసాయన ధర్మాలకు అనుగుణంగా లేవు. ఉదా : నాణె లోహాలైన Cu, Ag, Au లను క్షార లోహాలైన K, Rb, Cs తో కలిపి I- గ్రూపులో ఉంచారు. నాణె లోహాలకు, క్షార లోహాలకు ధర్మాలలో చాలా భేదమున్నది.
2. విరళమృత్తిక (లాంథనైడు)లను ఈ పట్టికలో ఒకే స్థానంలో ఉంచినారు.
3. హైడ్రోజన్ స్థానం సంతృప్తికరంగా లేదు. ఇది అటు క్షార లోహాలను (IA) ఇటు హాలోజన్ అలోహాలను (VIA) పోలిన ధర్మాలు చూపుతుంది.

ప్రశ్న 2.
తెలియని మూలకం ధర్మాలను, దాని పక్కనున్న మూలకాల ధర్మాల అధ్యయనం వల్ల, నిర్దేశించవచ్చు – ఒక ఉదాహరణతో సమర్థించండి.
జవాబు:
ఆసన్న మూలకాలు, వాటి సమ్మేళనాలను అధ్యయనం చేసి, మెండలీవ్ కొన్ని మూలకాల ధర్మాలను, చెప్పగలిగాడు. ఈ ఊహాగానాలే తరువాత చాలా కచ్చితంగా ఉన్నాయని తెలిసింది.
ఉదా : ఎకా అల్యూమినియం (Eka Al) (ఇప్పుడు దీన్ని గాలియమ్ అంటారు). ఎకా సిలికాన్ (Eka Si) (ఇప్పుడు దీన్ని జెర్మేనియమ్ అంటారు). ఎకా బోరాన్ (Eka B) (ఇప్పుడు దీన్ని స్కాండియమ్ అంటారు).

మెండలీఫ్ ఊహించిన మూలకాల లక్షణాలనూ, ప్రాయోగికంగా మూలకాల ఆవిష్కరణ తరువాత తెలుసుకున్న ధర్మాలనూ పోల్చడం చూస్తారు.

మెండలీవ్ ఊహించిన ధర్మాలు, ప్రాయోగిక ధర్మాలను పోల్చడం :

ప్రశ్న 3.
విస్తృత ఆవర్తన పట్టిక నిర్మాణాన్ని తెలపండి.
జవాబు:
ఆవర్తన పట్టిక – నిర్మాణము :
ఈ పట్టికలోని అడ్డు వరుసలను పీరియడ్లు అని, నిలువు గడులను గ్రూపులని అంటారు. దీనిలో 7 పీరియడ్లు 18 గ్రూపులు ఉన్నాయి.

మొదటి పీరియడ్లో రెండు మూలకాలు మాత్రమే ఉన్నాయి. అవి H, He దీనిని అతి పొట్టి పీరియడ్ అంటారు. రెండవ, మూడవ పీరియడ్లలో ఒక్కొక్క దానిలో 8 మూలకాలు ఉన్నాయి. వీటిని పొట్టి పీరియడ్లు అంటారు. రెండవ పీరియడ్ లిథియంతో ప్రారంభమై నియాన్తో అంతం అవుతుంది. మూడవ పీరియడ్ సోడియంతో ప్రారంభమై ఆర్గాన్తో అంతం అవుతుంది.

నాలుగు, ఐదు పీరియడ్లలో ఒక్కొక్క దానిలో 18 మూలకాలు ఉన్నాయి. వీటిని పొడుగు పీరియడ్లు అంటారు. నాల్గవ పీరియడ్ పొటాషియంతో ప్రారంభమై క్రిప్టాన్తో అంతం అవుతుంది. అయిదవ పీరియడ్ రుబీడియంతో ప్రారంభమై గ్జినాన్తో అంతం అవుతుంది.

ఆరవ పీరియడ్లో 32 మూలకాలు ఉన్నాయి. దీనిని అతి పొడవైన పీరియడ్ అంటారు. ఈ పీరియడ్ సీసియంతో ప్రారంభమై రేడాన్ అంతం అవుతుంది.

ఏడవ పీరియడ్ను అసంపూర్ణ పీరియడ్ అంటారు. దీనిలో 20 మూలకాలు మాత్రమే ఉన్నాయి. వీటిలో చాలా భాగం కృత్రిమ మూలకాలు.

ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికలో 18 గ్రూపులు ఉన్నాయి. వాటికి ఈ క్రింది విధంగా సంకేతాలు ఇవ్వబడినాయి.
IA, IIA, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII, IB, IIB, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, O (లేక) 1 నుండి 18

ఈ పట్టికలోని కుడివైపు చివరన ఉన్న ‘0’ గ్రూపు మూలకాలను జడవాయువులు అంటారు.

ప్రతి పీరియడ్లోను మొదటి మూలకంలో భేదపరిచే ఎలక్ట్రాను ‘s’ ఆర్బిటాల్లోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఆఖరి మూలకంలో ‘p’ ఆర్బిటాల్ పూర్తిగా నింపబడి s² p⁶ విన్యాసం (అష్టక విన్యాసం) కలిగి ఉంటుంది.

ఆఫ్ బౌ సూత్రం ప్రకారం ఎలక్ట్రాన్లు ఏ వరుస క్రమంలో వివిధ ఉపస్థాయిలలోకి ప్రవేశిస్తాయో అదే వరుసలో మూలకాలు ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికలో అమర్చబడ్డాయి.

మొదటి శక్తి స్థాయిలో (1s) లో రెండు ఎలక్ట్రాన్లు మాత్రమే ఉండగలవు. అందువలననే మొదటి పీరియడ్లో రెండు మూలకాలు ఉన్నాయి. వాటి విన్యాసాలు వరుసగా 1s¹ మరియు 1s².

రెండవ పీరియడ్లోని మూలకాల ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం 2s¹ నుండి 2s²2p⁶ వరకు క్రమంగా మారుతుంది. వీటిలో 2s, 2p ఉపస్థాయిలు నిండుతాయి. వీటిలో ఉండదగిన గరిష్ఠ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య 8 అందువలన 2వ పీరియడ్లో 8 మూలకాలు ఉన్నాయి.

మూడవ పీరియడ్లోని మూలకాలలో ఎలక్ట్రాన్లు 3s, 3p స్థాయిలలో క్రమంగా ప్రవేశిస్తాయి. ఈ రెండు స్థాయిల ఎలక్ట్రాన్ల సామర్థ్యం కూడా 8. అందువలన ఈ పీరియడ్లో కూడా 8 మూలకాలు ఉన్నాయి.

నాల్గవ పీరియడ్లో మొదటి రెండింటిలో 45 స్థాయిలోనూ, తరువాత 10 మూలకాలలో 3d స్థాయిలోనూ, ఆ తరువాత 6 మూలకాలలో 4p స్థాయిలోనూ ఎలక్ట్రాన్లు ప్రవేశిస్తాయి. ఈ 4s, 3d, 4p స్థాయిల మొత్తం సామర్థ్యం (2 + 10 + 6) = 18 ఎలక్ట్రాన్లు. అందువలననే ఈ పీరియడ్లో 18 మూలకాలు ఉంటాయి.

అయిదవ పీరియడ్లో కూడా 18 మూలకాలు ఉంటాయి. వీటిలోని మూలకాలలో ఎలక్ట్రాన్లు 5s, 4d, 5p స్థాయిలలో ప్రవేశిస్తాయి. ఆరవ పీరియడ్లో 32 మూలకాలు ఉంటాయి. ఈ మూలకాలలో వరుసగా 6s, 4f, 5d, 6p స్థాయిలలో ఎలక్ట్రాన్లు ప్రవేశిస్తాయి. వీటిలో ఉండగల గరిష్ఠ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య 2 + 14 + 10 + 6 = 32. అందువలన ఈ పీరియడ్లో 32 మూలకాలు ఉంటాయి. ఏడవ పీరియడ్లో 20 మూలకాలు మాత్రమే ఉన్నాయి. వీటిలో ప్రస్తుతం నిండిన ఉపస్థాయిలు 7s, 5f (పూర్తిగా) 6d (అసంపూర్తిగా) 5f స్థాయి ఆక్టీనియం తర్వాత నిండుతుంది. ఆక్టినైడ్ మూలకాలు ఈ పీరియడ్కు చెందినవే.

ప్రశ్న 4.
కక్ష్యలోని ఉపశక్తి స్థాయిలలో పూర్తిగా నిండిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యకూ, పీరియడ్లో ఉండే మూలకాల అత్యధిక సంఖ్యకూ గల సంబంధాన్ని విశదీకరించండి.
జవాబు:
ఈ కింది పద్ధతిలో మూలకాలకు పీరియడ్లలో స్థానం కల్పించారు.
మొదటి పీరియడ్ :
ఒకటి లేదా రెండు ఎలక్ట్రాన్లు మాత్రమే ఉండే K – కర్పరం ఈ పీరియడ్ ఏర్పాటులో విస్తరిస్తుంది. ఈ పీరియడ్లో రెండు మూలకాలుంటాయి. అవి హైడ్రోజన్ (151) మరియు హీలియం (153).

రెండవ పీరియడ్ :
లిథియమ్ పరమాణువులో K కక్ష్య రెండు ఎలక్ట్రాన్లతో సంపూర్తి అవుతుంది. ఇంకొక కొత్త కక్ష్య, L కక్ష్య, ఒక ఎలక్ట్రాన్తో మొదలవుతుంది. ఈ పీరియడ్లో ఇతర మూలకాలలో (అంటే Be నుంచి F తరువాత Ne వరకు) Lకక్ష్యలోకి క్రమేపి ఎలక్ట్రాన్లు నిండుతాయి. ఈ నింపడం. Ne వరకు జరుగుతుంది. Ne లో K కక్ష్య, L – కక్ష్యలు రెండూ పూర్తిగా నిండుతాయి. ఇక్కడే రెండో ప్రధాన శక్తిస్థాయి ఎనిమిది. ఎలక్ట్రాన్లతో పూర్తిగా నిండుతుంది. కాబట్టే 2వ పీరియడ్లో ఎనిమిది మూలకాలుంటాయి.

మూడవ పీరియడ్ :
సోడియమ్తో (Z = 11) M – కక్ష్య ప్రారంభమవుతుంది. ఈ కక్ష్య ఆర్గాన్ (Z = 18) వచ్చే వరకు క్రమంగా పెరుగుతుంది. ఈ మూలకాలన్నిటినీ 3వ పీరియడ్లో ఉంచడమైనది. అందుకే 3వ పీరియడ్లో కూడా ఎనిమిది మూలకాలే ఉంటాయి. అప్పుడు భేదపరిచే ఎలక్ట్రాన్ M కక్ష్యలోకి (అంటే 3వ కక్ష్యలోకి) పోదు. బదులుగా N – కక్ష్యలోకి (అంటే 4వ కక్ష్యలోకి) పోతుంది. ఈ పీరియడ్ పొటాషియమ్ (Z = 19) తో ప్రారంభమవుతుంది. దీని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం 2, 8, 8, 1. దీని తరువాత మూలకం కాల్షియమ్ N కక్ష్యలో రెండు ఎలక్ట్రాన్లుంటాయి. దీని ముందు కక్ష్యలు (K, L, M కక్ష్యలు) పూర్తి అయి ఉంటాయి. తరువాత మూలకం స్కాండియమ్ (Z = 21, Sc) తో మొదలుకొని ఉపబాహ్య కక్ష్య M కక్ష్యలో 18 ఎలక్ట్రాన్లు నిండే వరకు పెరుగుతుంది.

4, 5, 6, 7 పీరియడ్లు :
జింక్ మూలకంతో M – కక్ష్య పూర్తి అవుతుంది. తరువాత వచ్చి చేరే ఎలక్ట్రాన్లు బాహ్య కక్ష్యలోకి పోతాయి. Ga, Ge, As, Se, Br, Kr క్రమంగా వస్తాయి. 4వ పీరియడ్లో కొన్ని మూలకాలు పరివర్తన మూలకాలు లేదా పరివర్తన లోహాలు. పరివర్తన మూలకాలు, జడవాయువులు కాకుండా మిగిలిన మూలకాలను సాధారణ మూలకాలు లేదా ప్రాతినిధ్య మూలకాలు అంటారు. 4వ పీరియడ్లో 4s, 3d, 4p స్థాయిలు వరుసగా ఎలక్ట్రాన్లతో నిండుతాయి. అందుకే నాలుగో పీరియడ్లో 18 ఎలక్ట్రాన్లుంటాయి. 4వ పీరియడ్లో క్రమాన్ని 5వ పీరియడ్ దాదాపు అదే రీతిలో అనుసరిస్తుంది. ఈ పీరియడ్లో నాలుగో పీరియడ్లో కంటే తరచుగా ఎలక్ట్రాన్ బాహ్య కక్ష్య నుంచి ఉపబాహ్య కక్ష్యలోకి మారుతుంది. దీనికి కారణం 4d, 5p స్థాయిలు శక్త్యాత్మకంగా అతిసన్నిహితంగా ఉండటం. కాడ్మియమ్ (Z = 48; (d) తో ఈ పీరియడ్ పూర్తి అవుతుంది. ఈ పీరియడ్లో 5s, 4d, 5p స్థాయిలు వరుసగా భేదపరిచే ఎలక్ట్రాన్లతో నిండుతాయి. అందువల్ల ఈ పీరియడ్లో కూడా 18 మూలకాలుంటాయి.

ప్రశ్న 5.
s, p, d, f బ్లాక్ మూలకాలపై వ్యాసాన్ని రాయండి.
జవాబు:
మూలకాలను వివిధ బ్లాకులుగా విభజించుట :
భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్ ప్రవేశించే ఆర్బిటాళ్ళ ఆధారంగా మూలకాలను 4 బ్లాకులుగా విభజించారు. అవి :
1) s – బ్లాకు, 2) p – బ్లాకు, 3) d – బ్లాకు, 4) f – బ్లాకు

1) s – బ్లాకు :

1. భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్ బాహ్యస్థాయిలోని 5 ఉపస్థాయిలో ప్రవేశించు మూలకాలను 5 – బ్లాకు మూలకాలు అంటారు.
2. దీనిలో 2 గ్రూపులు కలవు. (ఎ) క్షార లోహాలు IA (బి) క్షార మృత్తిక లోహాలు – 1IA.
3. IA గ్రూపు మూలకాల సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం – ns’, ilA గ్రూపు మూలకాల సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం – ns .
4. s – బ్లాకు మూలకాల సాధారణ విన్యాసం ns’ -2.
5. హైడ్రోజన్ తప్ప మిగిలిన 5 – బ్లాకు మూలకాలన్నీ లోహాలు.

2) p – బ్లాకు :
అధ్యాయం 2 మూలకాల వర్గీకరణ – ఆవర్తన ధర్మాలు

1. భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్ బాహ్యస్థాయిలోని p ఉపస్థాయిలో ప్రవేశించు మూలకాలను p-బ్లాకు మూలకాలు అంటారు.
2. దీనిలో ఆరు గ్రూపులు కలవు. అవి IIIA నుండి VIIA, సున్నా గ్రూపు.
3. ఈ బ్లాకు మూలకాల సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం – ns’ np’ నుండి ns’ np.
4. ఈ బ్లాకులో అలోహాలు, లోహాలు, అర్ధలోహాలు కలవు.

3) d – బ్లాకు :

1. భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్ (n – 1)d ఉపకక్ష్యలో ప్రవేశించు మూలకాలను d – బ్లాకు మూలకాలు అంటారు.
2. వీటి సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం (n – 1)d^{1 నుండి 10}, ns^{1 లేదా 2} n = 4, 5, 6 లేదా 7
3. d – ఉపస్థాయి 10 ఎలక్ట్రాన్లకు స్థానం కల్పించగలదు. అందువల్ల దీనిలో 10 గ్రూపులు కలవు. అవి IB నుండి VIIB, మరియు VIII (దీనిలో 3 నిలువు వరుసలు కలవు.)
4. d – బ్లాకులో ఒక్కొక్క శ్రేణిలో 10 మూలకాల చొప్పున 4 శ్రేణులు కలవు. అవి :
   a) 3d – శ్రేణి ₂₁Sc నుండి ₃₀Zn
   b) 4d – శ్రేణి ₃₉Y నుండి ₄₈Cd
   c) 5d – శ్రేణి ₅₇La, ₇₂Hf నుండి ₈₀Hg
   d) 6d – శ్రేణి ₈₉Ac నుండి (మిగిలినవి కనుక్కోవాలి)
5. అన్ని d – బ్లాకు మూలకాలు లోహాలే.

4) f – బ్లాకు :

1. భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్ (n – 2) కర్పరంలో ప్రవేశించే మూలకాలను f – బ్లాకు మూలకాలు అంటారు.
2. f – బ్లాకు మూలకాలను 2 శ్రేణులుగా విభజించారు. ప్రతి శ్రేణిలో 14 మూలకాలను అమర్చారు. అవి
   a) 4f – శ్రేణి లాంథనైడ్లు ₅₈Ce నుండి ₇₁Lu
   b) 5f – శ్రేణి – ఆక్టినైడ్లు ₉₀Th నుండి ₁₀₃Lr
3. అన్ని f – బ్లాకు మూలకాలు లోహాలు. ఇవి IIIB గ్రూపుకు చెందినవి.

ప్రశ్న 6.
మూలకాల వర్గీకరణలో మూలకాల ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసానికి, వాటి ధర్మాలకు గల సంబంధాన్ని తెలపండి.
జవాబు:
రసాయన ధర్మాల ఆధారంగా మూలకాల వర్గీకరణ :
మూలకాల రసాయన ధర్మాల ఆధారంగా వాటిని 4 రకాలుగా వర్గీకరించారు. అవి

1. జడవాయు మూలకాలు,
2. ప్రాతినిధ్య మూలకాలు,
3. పరివర్తన మూలకాలు,
4. అంతర పరివర్తన మూలకాలు.

1) జడవాయు మూలకాలు :

1. మూలకాల వర్గీకరణ పట్టికలో సున్నా గ్రూపు (18వ గ్రూపు IUPAC) మూలకాలను జడవాయువులు అంటారు. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.
2. He ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం 1s² మిగిలిన జడవాయువుల విన్యాసం ns² np⁶.
3. స్థిర ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కలిగి ఉండుటచే, అవి రసాయనికంగా జడత్వాన్ని ప్రదర్శించును.
4. ఇవి అన్నీ ఏక పరమాణుక అణువులు. Rn తప్ప మిగిలినవి అన్నీ గాలిలో స్వల్ప పరిమాణంలో లభిస్తాయి.

2) ప్రాతినిధ్య మూలకాలు :

1. సున్నా గ్రూపు తప్ప మిగిలిన s, p బ్లాకు మూలకాలను ప్రాతినిధ్య మూలకాలు అంటారు.
2. వీటిలో బాహ్య స్థాయి అసంపూర్ణంగా ఉంటాయి.
3. వీటి సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns^{1 – 2} np^{1 – 5}.
4. వీటిలో లోహాలు, అలోహాలు, అర్ధలోహాలు కలవు.
5. ఈ మూలకాలు ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకోవడం ద్వారా కానీ, కోల్పోవడం ద్వారా గానీ స్థిర విన్యాసం పొందుతాయి. అందువల్ల ప్రాతినిధ్య మూలకాల చర్యాశీలత అధికం.

3) పరివర్తన మూలకాలు :

1. ఇవి d – బ్లాకు మూలకాలు.
2. వీటి సాధారణ విన్యాసం (n – 1) d^{1 – 10} ns^{1 – 2}
3. పరివర్తన మూలకాలలో n, n – 1 వ కర్పరాలు అసంపూర్ణంగా నింపబడి ఉంటాయి.
4. IIB గ్రూపు తప్ప IIIB నుండి VIIB మరియు VIII గ్రూపులు ఈ రకానికి చెందినవి.
5. స్వల్ప పరమాణు పరిమాణం, అధిక ఆవేశం, d – ఆర్బిటాళ్ళలో ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్లు కలిగి ఉండుటవల్ల, ఈ మూలకాలు కొన్ని అభిలాక్షణిక ధర్మాలను ప్రదర్శిస్తాయి. అవి :
   ఎ) గట్టిగా ఉండే, భారాత్మక లోహాలు.
   బి) అధిక ద్రవీభవన స్థానం, బాష్పీభవన స్థానం, సాంద్రత కలిగి ఉండుట.
   సి) ఉత్తమ ఉష్ణ, విద్యుత్ వాహకాలు.
   డి) చర సంయోజకతను ప్రదర్శిస్తాయి. ఉదా : Fe ఆక్సీకరణ స్థితులు +2, +3.
   ఇ) రంగును ప్రదర్శించుట.
   ఎఫ్) పారా అయస్కాంత స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
   జి) మిశ్రమ లోహాలను ఏర్పరుస్తాయి.

4) అంతర పరివర్తన మూలకాలు :

1. ఇవి f – బ్లాకు మూలకాలు.
2. ఈ మూలకాలలో n, n – 1, n – 2 కర్పరాలు అసంపూర్ణంగా నింపబడి ఉంటాయి.
3. ఈ మూలకాల సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం (n – 2) f^{1 నుంచి 14} (n – 1) d^{o, 1} ns².
4. ఈ మూలకాలను లాంథనైడ్లు, ఆక్టినైడ్లుగా వర్గీకరించారు.
5. చివరి రెండు కర్పరాలలో ఒకే ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కలిగి ఉండుట వల్ల ఈ మూలకాల సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితి +3.
6. యురేనియం (Z = 92) తర్వాత మూలకాలు మానవులు కనిపెట్టినవి.
7. లాంథనైడ్లను విరళ మృత్తికలు అంటారు.

ప్రశ్న 7.
ఆవర్తన ధర్మమనగానేమి? కింది ధర్మాలు గ్రూప్లో పీరియడ్లో ఏ విధంగా మారతాయి? విశదీకరించండి. [A.P. & T.S. Mar. ’15 Mar. ’14]
(a) పరమాణు వ్యాసార్థం (b) ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ
జవాబు:
ఆవర్తన ధర్మం :
“ఆవర్తన పట్టికలో మూలకాల ధర్మాలు క్రమంగా ఎలక్ట్రానిక్ విన్యాసంతోపాటు మారతాయి. ఈ మార్పుల సరళి క్రమ వ్యవధుల్లో పునరావృతమవుతుంది. ఇట్లే ఒక ధర్మం పునరావృతమవడాన్ని ‘ఆవర్తనం’ అంటారు. పునరావృతమయ్యే ధర్మాలను ఆవర్తన ధర్మాలు అంటారు”.

ఆవర్తన ధర్మాలు :
a) పరమాణు వ్యాసార్థం :
“లోహ స్ఫటికంలో రెండు ఆసన్న లోహ పరమాణు కేంద్రకాంతర్గత మధ్య బిందువుల మధ్య దూరంలో సగాన్ని పరమాణు వ్యాసార్థం అంటారు”. దీనినే స్ఫటిక వ్యాసార్థం అంటారు.

ఆవర్తన క్రమం :
i) గ్రూపులో :
గ్రూపులో పై నుండి కిందికి కక్ష్యల సంఖ్య పెరుగుతాయి కాబట్టి పరమాణు వ్యాసార్థం కూడా అదే క్రమంలో పెరుగుతుంది.

ii) పీరియడ్లో :
పీరియడ్లో ఎడమ నుంచి కుడికి కక్ష్యలు పెరగవు కాని కేంద్రకావేశం పెరుగుతుంది. కాబట్టి పరమాణు వ్యాసార్థం క్రమంగా తగ్గుతుంది.

b) ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ (ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి) :
“వాయుస్థితిలోని మూలకం తటస్థ పరమాణువుకు ఎలక్ట్రాన్ను చేర్చి దాన్ని అయాన్ మార్చినప్పుడు విడుదలైన శక్తిని ఆ మూలకం ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి అంటారు”.

ఆవర్తన క్రమము :
i) గ్రూపులో :
గ్రూపులో పై నుండి కిందికి పోయే కొద్దీ పరిమాణం పెరగడంవల్ల ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి విలువలు తగ్గుతాయి.

ii) పీరియడ్లో :
పీరియడ్లో ఎడమ నుంచి కుడికి పోయే కొద్దీ పరిమాణం తగ్గుతుంది. దీని ఫలితంగా ఎలక్ట్రాన్లపై ఆపేక్ష పెరుగుతుంది. అంటే ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి విలువలు పెరుగుతాయి.

ప్రశ్న 88.
ఆవర్తన ధర్మం అంటే ఏమిటి? కింది ధర్మాలు గ్రూప్లో, పీరియడ్లో ఎట్లా మారతాయి? విశదీకరించండి. [A.P. & T.S. Mar. ’15 Mar. ’14]
(a) IE (b) EN
జవాబు:
ఆవర్తన ధర్మం :
“ఆవర్తన పట్టికలో మూలకాల ధర్మాలు క్రమంగా ఎలక్ట్రానిక్ విన్యాసంతోపాటు మారతాయి. ఈ మార్పుల సరళి క్రమ వ్యవధుల్లో పునరావృతమవుతుంది. ఇట్లే ఒక ధర్మం పునరావృతమవడాన్ని ‘ఆవర్తనం’ అంటారు. పునరావృతమయ్యే ధర్మాలను ఆవర్తన ధర్మాలు అంటారు”.

a) IE :
అయనీకరణ శక్తి గ్రూపులలో పై నుండి కిందకు తగ్గును. దీనికి కారణం పరమాణు పరిమాణం గ్రూపులలో పై నుండి కిందకు పెరుగును.

అయనీకరణ శక్తి పీరియడ్లలో ఎడమ నుండి కుడికి పెరుగును. దీనికి కారణం పరమాణు పరిమాణం పీరిడ్లలో ఎడమ నుండి కుడికి తగ్గడమే.

b) EN (ఋణ విద్యుదాత్మకత) :
“విజాతీయ పరమాణువులున్న ఒక ద్విపరమాణుక అణువులో (లేదా) ధృవ సంయోజనీయ బంధంలో సమిష్టిగా పంచుకున్న ఎలక్ట్రాన్ జంటను మూలక పరమాణువు తనవైపుకు ఆకర్షించుకునే ప్రవృత్తిని ఆ మూలకం ఋణ విద్యుదాత్మకత అంటారు”.

ఆవర్తన క్రమము :
i) గ్రూపులో : గ్రూపులో పై నుంచి కిందికి పోయే కొద్దీ పరమాణు పరిమాణం పెరగడం వల్ల ఋణవిద్యుదాత్మకత తగ్గుతుంది.
ii) పీరియడ్లో : పీరియడ్లో ఎడమ నుంచి కుడివైపుకు పరమాణు పరిమాణం తగ్గడం వల్ల ఋణ విద్యుదాత్మకత పెరుగుతుంది.

ప్రశ్న 9.
(a) పరమాణు వ్యాసార్థం (b) లోహ వ్యాసార్థం (c) సంయోజక వ్యాసార్థం ల గురించి రాయండి.
జవాబు:
(a) స్ఫటిక వ్యాసార్థం :
“లోహ స్ఫటికంలో రెండు ఆసన్న లోహ పరమాణు కేంద్రకాంతర్గత మధ్య బిందువుల మధ్య దూరంలో సగాన్ని స్ఫటిక వ్యాసార్థం అంటారు”. దీనినే పరమాణు వ్యాసార్థం అని కూడా అంటారు.

యూనిట్లు : À, nm, m, cm మొ॥ ఈ వ్యాసార్థం లోహ పరమాణువులకు వర్తిస్తుంది.
ఉదా : సోడియం స్ఫటిక వ్యాసార్థం = 1.86 Å.

b) వాండర్ వాల్స్ వ్యాసార్థం :
“అతిసన్నిహితంగా భిన్న అణువుల్లోని రెండు పరమాణువుల కేంద్రకాల మధ్య దూరంలో సగాన్ని “వాండర్ వాల్స్ వ్యాసార్థం” అంటారు.

ఈ వ్యాసార్థం ఘనస్థితిలో ఉన్న అణుపదార్థాలకు వర్తిస్తుంది. ఉదా : క్లోరిన్ వాండర్ వాల్స్ వ్యాసార్థం = 1.86 .

c) సంయోజనీయ వ్యాసార్థం :
“సజాతీయ పరమాణువులున్న అణువులో కోవలెంట్ బంధంతో కలపబడి ఉన్న రెండు పరమాణు కేంద్రకాల మధ్య దూరంలో సగాన్ని కోవలెంట్ వ్యాసార్థం అంటారు”.
ఈ వ్యాసార్థం అలోహాలకు వర్తిస్తుంది. ఉదా : క్లోరిన్ కోవలెంట్ వ్యాసార్థం = 0.99 .

ప్రశ్న 10.
IE₁, IE₂ లను నిర్వచించండి. ఏదైనా పరమాణువుకు IE₂ > IE₁ గా ఎందుకు ఉంటుంది? ఒక మూలకపు IE ని ప్రభావితం చేసే అంశాలను చర్చించండి. [Mar. ’14]
జవాబు:
ప్రథమ అయనీకరణ శక్తి I₁:
“స్వేచ్ఛా స్థితిలో ఉండే వాయు పరమాణువు H నుంచి అత్యంత బలహీనంగా బంధితమైన ఎలక్ట్రాన్లు విడదీసి వాయుస్థితిలో అయాన్ను ఏర్పరచడానికి అవసరమైన కనీస శక్తిని ప్రథమ అయనీకరణ శక్తి (I,) అంటారు.”
M_(g) + I₁ → M⁺_(g) + e^–

ద్వితీయ అయనీకరణ శక్తి (I₂):
“ఏక ధనావేశిత అయాన్ నుంచి రెండో ఎలక్ట్రానన్ను తీసివేయడానికి కావలసిన కనీస శక్తిని ద్వితీయ అయనీకరణ శక్తి (I)
M⁺_(g) + I₂ → M²⁺_(g) + e^–

అయనీకరణ శక్తిని ఎలక్ట్రాన్ – వోల్ట్ / పరమాణువు (లేదా) కిలో కాలరీ / మోల్ (లేదా) కిల్తో జౌల్/మోల్లలో కొలుస్తారు.

ప్రథమ అయనీకరణ శక్తి కంటే ద్వితీయ అయనీకరణ శక్తి ఎక్కువ i.e., I₂ > I₁ – కారణము :
పరమాణువు నుంచి ఒక ఎలక్ట్రాన్ ను తీసివేస్తే ఏర్పడే ఏక ధనావేశిత అయాన్లో తటస్థ పరమాణువులో కంటే అధిక ప్రభావక కేంద్రక ఆవేశం ఉంటుంది. దీనివల్ల ఎలక్ట్రాన్ల మధ్య వికర్షణలు తగ్గుతాయి. అదే సమయంలో బాహ్య కక్ష్యలలోని ఎలక్ట్రాన్లపై కేంద్రక ఆకర్షణ ఎక్కువవుతుంది. దీని ఫలితంగా ఏక ధనావేశిత అయాన న్నుంచి ఒక ఎలక్ట్రాన్ ను తీసివేయడానికి ఎక్కువ శక్తి అవసరమవుతుంది. కాబట్టి I₂ > I₁.

అయనీకరణ శక్తి – ప్రభావితం చేసే అంశాలు :
1) పరమాణు వ్యాసార్థం :
పరమాణు వ్యాసార్థం పెరిగినకొద్దీ, వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రకం నుంచి దూరం అవుతాయి. కాబట్టి బలహీన కేంద్రక ఆకర్షణలకు లోనవుతాయి. అందువల్ల పరమాణువులోని ఎలక్ట్రాన్లను వేరుచేయడానికి తక్కువ శక్తి సరిపోతుంది. అంటే

2) యవనికా ప్రభావం (లేదా) పరిరక్షక ప్రభావం :
“సంపూర్ణమైన ఆర్బిటాల్లలోని అంతర ఎలక్ట్రాన్లు బాహ్య ఎలక్ట్రాన్లకు కేంద్రకం మధ్య ఆకర్షణలపై కనబరిచే ప్రభావాన్ని పరిరక్షక (లేదా) యవనికా ప్రభావం అంటారు”.

అంతర కక్ష్యలలోని ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య పెరిగితే వాటి యవనికా ప్రభావం కూడా పెరుగుతుంది. కావున బాహ్య ఎలక్ట్రాన్లపై కేంద్రక ఆకర్షణ తగ్గుతుంది. అయనీకరణ శక్తి తగ్గుతుంది.

ఆర్బిటాల్లలోని ఎలక్ట్రాన్ల యవనికా దక్షత అవరోహణ క్రమము.
s>p>d> f

3) వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్ల ఆర్బిటాల్లు లోపలికి చొచ్చుకొనిపోయే విస్తృతి :
“ఒక నిర్దిష్ట ప్రధాన క్వాంటం సంఖ్యకు, తమ ఆకృతిపై ఆధారపడి ఆర్బిటాళ్ళు కేంద్రం వైపు ఆకర్షింపబడటాన్ని ఆర్బిటాల్లు చొచ్చుకుపోవడం అంటారు”.

• వివిధ ఆర్బిటాల్లు చొచ్చుకొనిపోయే విస్తృతుల క్రమము s > p > d > f
• అనగా సౌష్ఠవాకృతిగల s – ఆర్బిటాల్ కేంద్రకం వైపుకు అధికంగా చొచ్చుకొనిపోతుంది. కాబట్టి 5 – ఆర్బిటాలు చెందిన ఎలక్ట్రాన్ విడివడటానికి అధిక ప్రమాణంలో శక్తి అవసరమవుతుంది.
• ఒకే కక్ష్యలోని వివిధ ఆర్బిటాళ్ళలో గల ఎలక్ట్రాన్లకు అయనీకరణ శక్తి విలువల క్రమం 5 > p > d > f.

4) కేంద్రకం ఆవేశం :
కేంద్రకం ఆవేశం పెరిగే కొలదీ బాహ్య కర్పరంలోని ఎలక్ట్రాన్లపై కేంద్రక ఆకర్షణ పెరుగును. అందువల్ల అయనీకరణ శక్తి పెరుగును.
అయనీకరణ శక్తి ∝ కేంద్రక ఆవేశం.

ప్రశ్న 11.
గ్రూప్ 1, మూడో పీరియడ్లో కింది ధర్మాలు ఏ విధంగా మారతాయి ? ఉదాహరణతో విశదీకరించండి.
(a) పరమాణు వ్యాసార్థం (b) IE (c) EA (d) ఆక్సైడ్ స్వభావం
జవాబు:
పరమాణు వ్యాసార్థం :
i) గ్రూపు – 1 : పరమాణు వ్యాసార్థం Li నుండి Cs వరకు పెరుగును.

ii) 3వ పీరియడ్ : మూడవ పీరియడ్లో Na నుండి Cl వరకు పరమాణు వ్యాసార్థం తగ్గును.

b) IE :
i) మొదటి గ్రూపు :
అయొనైజేషన్ పొటెన్షియల్ : ఒకటవ గ్రూపులో పై నుండి క్రిందకు పోయే కొలది I.P. విలువలు క్రమంగా తగ్గుతాయి. ఉదా : Li నుండి Cs కు పోయే కొలది I.P. విలువలు 5.39 eV పరమాణువు నుండి 3.89 eV పరమాణువుకు తగ్గుతుంది.

ii) మూడవ పీరియడ్ :
అయొనైజేషన్ పొటెన్షియల్ : ఈ పీరియడ్లో ఎడమ నుండి కుడికి పోయేకొలది I.P. విలువలు క్రమంగా పెరుగుతాయి. ఉదా : Na నుండి Ar వరకు I.P. విలువలు 5.14 eV/పరమాణువు నుండి 15.76 eV పరమాణువుకు పెరుగుతుంది.

c) EA :
i) మొదటి గ్రూపు :
Li నుండి CS వరకు ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ విలువలు తగ్గును దీనికి కారణం పరమాణు పరిమాణం పెరగడమే.

ii) మూడవ పీరియడ్ :
3వ పీరియడ్లో Si నుండి ‘P’ కు తగ్గును మరియు P నుండి C కు పెరుగును.
Mg, Ar కు ధనాత్మక విలువలు కలిగియుండును.

d) i) మొదటి గ్రూపు :
a) మూలకాల ఆక్సైడ్ ధర్మాలు :
ఒకటవ గ్రూపులో పై నుండి క్రిందకు పోయే కొలది లోహ ధర్మం క్రమంగా పెరుగుతుంది. అందువలన మూలకాల ఆక్సైడ్ క్షారధర్మం కూడా పెరుగుతుంది.
ఉదా : Li₂O యొక్క క్షారత్వం కన్నా Cs₂O క్షారత్వం ఎక్కువ.

ii) మూడవ పీరియడ్ :
a) మూలకాల ఆక్సైడ్ ధర్మాలు : ఈ పీరియడ్లో ఎడమ నుండి కుడి వైపుకు పోయే కొలది ఆక్సైడ్ క్షార ధర్మం క్రమంగా తగ్గి ఆమ్ల ధర్మం క్రమంగా పెరుగుతుంది.
ఉదా : Na₂O క్షార ఆక్సైడ్ కాగా క్లోరిన్ ఆక్సైడ్లు ఆమ్లంగా ఉంటాయి.

ప్రశ్న 12.
ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీని నిర్వచించండి. గ్రూప్లో, పీరియడ్లో అది ఎట్లా మారుతుంది ? గ్రూప్లో తరువాత మూలకం కంటే O, F ల ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఎందుకు తక్కువ రుణాత్మకంగా ఉంది?
జవాబు:
ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ (ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి) :
“వాయు స్థితిలోని మూలకం తటస్థ పరమాణువుకు ఎలక్ట్రాన్ను చేర్చి దాన్ని అయాన్ మార్చినప్పుడు విడుదలైన శక్తిని ఆ మూలకం ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి అంటారు”.

ఆవర్తన క్రమము :
i) గ్రూపులో :
గ్రూపులో పై నుంచి కిందికి పోయే కొద్దీ పరిమాణం పెరగడం వల్ల ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి విలువలు తగ్గుతాయి.

ii) పీరియడ్లో :
పీరియడ్లో ఎడమ నుంచి కుడికి పోయే కొద్దీ పరిమాణం తగ్గుతుంది. దీని ఫలితంగా ఎలక్ట్రాన్లపై ఆపేక్ష పెరుగుతుంది. అంటే ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి విలువలు పెరుగుతాయి.

• అధిక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పి కలిగిన మూలకం క్లోరిన్ (- 349 kJ/mole)
• జడవాయువులకు ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ విలువ సున్నా
• గ్రూపులో తరువాత మూలకం కంటే O, F ల ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ తక్కువ ఋణాత్మకంగా ఉంటుంది. దీనికి కారణం ఈ మూలకాలు O, F తక్కువ పరమాణు పరిమాణం కలిగి అధిక ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణలు కలిగి ఉంటాయి.

O → – 141 KJ / mole, S → – 200 kJ/Mole
F → – 328 KJ / mole, CI – 349 kJ/Mole

ప్రశ్న 13.
(a) రుణ విద్యుదాత్మకత అంటే ఏమిటి?
(b) గ్రూప్లో, పీరియడ్లో అది ఎట్లా మారుతుంది?
జవాబు:
(a) ఋణ విద్యుదాత్మకత – నిర్వచనము :
“విజాతీయ పరమాణువులున్న ఒక ద్విపరమాణుక అణువులో లేదా ధృవ సంయోజనీయ బంధంలో సమిష్టిగా పంచుకున్న ఎలక్ట్రాన్ జంట (లు)ను మూలక పరమాణువు తనవైపుకు ఆకర్షించుకునే ప్రవృత్తిని ఆ మూలకం ఋణవిద్యుదాత్మకత” అంటారు.

ఋణ విద్యుదాత్మకత – పౌలింగ్ స్కేలు :
పౌలింగ్ స్కేలు అణువు యొక్క బంధశక్తుల ఆధారంగా రూపొందించబడినది. A – B అను అణువులో A మరియు B ల ఋణవిద్యుదాత్మకతలు వరుసగా X_A మరియు X_B అయిన పౌలింగ్ స్కేలు ప్రకారము.
X_A – X_B = 0.208√∆

ఇచ్చట ∆ = E_{A – B} – \(\frac{1}{2}\) (E_{A – A} + E_{B – B})
E_{A – B} అనగా A – B అణువు యొక్క బంధశక్తి
E_{A – A} అనగా A – A అణువు యొక్క బంధశక్తి
E_{B – B} అనగా B – B అణువు యొక్క బంధశక్తి

(b) ఆవర్తన క్రమము :
i) గ్రూపులో :
గ్రూపులో పై నుంచి కిందికి పోయే కొద్దీ పరమాణు పరిమాణం పెరగడం వల్ల ఋణ విద్యుదాత్మకత తగ్గుతుంది.

ii) పీరియడ్లో :
పీరియడ్లో ఎడమ నుంచి కుడివైపుకు పరమాణు పరిమాణం తగ్గడం వల్ల ఋణ విద్యుదాత్మకత
పెరుగుతుంది.

• అధిక ఋణ విద్యుదాత్మక మూలకం ఫ్లోరిన్, పౌలింగ్ స్కేలు ద్వారా దాని విలువ 4.0.
• రెండు మూలకాలు ఋణవిద్యుదాత్మక విలువల భేదం బట్టి బంధ స్వభావం తెలుసుకొనవచ్చు.
• ఋణవిద్యుదాత్మక విలువల భేదం > 1.7 అయితే అయానిక బంధం
• ఋణవిద్యుదాత్మక విలువల భేదం < 1.7 అయితే సంయోజనీయ బంధం
• ఋణవిద్యుదాత్మక విలువల భేదం = 1.7 అయితే 50% అయానిక, 50% సంయోజనీయ బంధం

ప్రశ్న 14.
కింది వాటిని విశదీకరించండి. (a) సంయోజకత (b) కర్ణ సంబంధం (c) గ్రూప్ 1 లో ఆక్సైడ్ స్వభావంలో మార్పు
జవాబు:
(a) సంయోజకత :
“ఒక మూలకము యొక్క సంయోగ సామర్థ్యమును ‘సంయోజకత’ అంటారు.” (లేదా)
‘ఏదైనా మూలక పరమాణువుతో సంయోగం చెందే హైడ్రోజన్ పరమాణువుల సంఖ్యను (లేదా) క్లోరిన్ పరమాణువుల సంఖ్యను (లేదా) ఆక్సిజన్ పరమాణువుల సంఖ్యకు రెట్టింపు సంఖ్యను ఆ మూలకపు సంయోజకత అంటారు.
సంయోజకత = హైడ్రోజన్ పరమాణువుల సంఖ్య
= క్లోరిన్ పరమాణువుల సంఖ్య
= 2 × ఆక్సిజన్ పరమాణువుల సంఖ్య

ఆవర్తన క్రమము :
i) పీరియడ్లో :
పీరియడ్లో సంయోజకత పెరుగును. ‘H’ పరంగా 1 నుంచి 4 వరకు పెరిగి తర్వాత ‘1’ కి తగ్గును.

ii) గ్రూపులో :
గ్రూపులో సంయోజకత గ్రూపు సంఖ్యకు సమానమవుతుంది. (IV వ గ్రూపు వరకు) (లేదా) (8 – గ్రూపు సంఖ్యకు) సమానమవుతుంది. (V గ్రూపు తరువాత).

(b) కర్ణ సంబంధం :
“ఆధునిక ఆవర్తన పట్టికలో రెండవ పీరియడ్కు చెందిన మూలకం యొక్క ధర్మాలు, మూడవ పీరియడ్లోని తర్వాత గ్రూపుకి చెందిన మూలక ధర్మాలను పోలి ఉంటాయి. ఈ సంబంధాన్ని కర్ణ సంబంధం అంటారు”.
ఉదా : (Li, Mg); (Be, Al); (B, Si)

c) మొదటి గ్రూపు :
మూలకాల ఆక్సైడ్ ధర్మాలు :
ఒకటవ గ్రూపులో పై నుండి కిందకు పోయే కొలది లోహ ధర్మం క్రమంగా పెరుగుతుంది. అందువలన మూలకాల ఆక్సైడ్ క్షారధర్మం కూడా పెరుగుతుంది.
ఉదా : Li₂O యొక్క క్షారత్వం కన్నా Cs₂O క్షారత్వం ఎక్కువ.

సాధించిన సమస్యలు (Solved Problems)

ప్రశ్న 1.
120 పరమాణు సంఖ్య ఉన్న మూలకం IUPAC పేరు, సంకేతం ఏది?
సాధన:
1, 2, 0ల వర్గాలు వరుసగా ఉన్, బై, నిల్లు కాబట్టి సంకేతం, పేరు వరుసగా ఉన్, ఉబ్బినిలియమ్.

ప్రశ్న 2.
ఆవర్తన పట్టికలో ఐదో పీరియడ్లో 18 మూలకాలు ఉండటాన్ని ఏ విధంగా సమర్ధిస్తారు?
సాధన:
ఐదో పీరియడ్ ప్రాథమిక క్వాంటమ్ సంఖ్య n = 5 ఐన, l = 0, 1, 2, 3. లభ్యమయ్యే 4d, 5s, 5p ఆర్బిటాళ్ళ శక్తి క్రమం 5s < 4d < 5p. మొత్తం లభ్యమయ్యే ఆర్బిటాళ్ళ సంఖ్య 9 సమకూర్చగలిగే మొత్తం ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య 18, కాబట్టి ఐదో పీరియడ్లో 18 మూలకాలుంటాయి.

ప్రశ్న 3.
Z = 117, 120 ఉన్న మూలకాలను ఇంకా కనుక్కోలేదు. ఏ గ్రూప్ / కుటుంబంలో వీటిని ఉంచుతారు? వాటి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాలను తెలపండి.
సాధన:
Z = 117 గల మూలకం హాలోజన్ కుటుంబం (గ్రూప్ 17) కి చెందుతుందని తెలుస్తుంది, దాని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం [Rn] 5f¹⁴6d¹⁰7s²7p⁵ అయి ఉండవచ్చు. Z = 120 గల మూలకాన్ని గ్రూప్ 2 (క్షారమృత్తికా లోహాలు)లో ఉంచవచ్చు, దాని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం[Uuo]8s’ అయి ఉండవచ్చు.

ప్రశ్న 4.
కింద ఉన్న మూలకాలను పరమాణు సంఖ్య, ఆవర్తన పట్టికలోని స్థానం ప్రకారం, వాటి లోహ స్వభావం పెరిగే క్రమంలో అమర్చండి Si, Be, Mg, Na, P.
సాధన:
లోహ స్వభావం గ్రూప్ లో పై నుంచి కిందకు పెరుగుతుంది, పీరియడ్లో ఎడమ నుంచి కుడికి తగ్గుతుంది. కాబట్టి లోహ స్వభావం పెరిగే క్రమం : P < Si < Be < Mg < Na.

ప్రశ్న 5.
క్రింది వాటిలో వేటికి అత్యధిక పరిమాణం, అత్యల్ప పరిమాణం ఉంటాయి? Mg. Mg²⁺, Al, Al³⁺.
సాధన:
పరమాణు వ్యాసార్థం పీరియడ్లో తగ్గుతుంది. మూల పరమాణువుల కంటే కాటయాన్లు చిన్నవిగా ఉంటాయి. సమ ఎలక్ట్రానిక్ కణాలలో అత్యధిక ధన కేంద్రక ఆవేశం ఉన్న దానికి అత్యల్ప వ్యాసార్థం ఉంటుంది. కాబట్టి Mg కు అత్యధిక పరిమాణం, Al³⁺ కు అత్యల్ప పరిమాణం ఉంటాయి.

ప్రశ్న 6.
మూడవ పీరియడ్ మూలకాలైన Na, Mg, Si ల ప్రథమ అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీలు ∆_iH వరసగా 496, 737, 786 kJ mol^-1. Al ప్రథమ ∆_iH విలువ 575, 760 kJ mol^-1 లలో దేనికి దగ్గరగా ఉంటుందో ఊహించండి? సమాధానాన్ని సమర్థించండి.
సాధన:
575 kJ mol^-1 కు దగ్గరగా ఉంటుంది. 3p – ఎలక్ట్రాన్లపై 35- ఎలక్ట్రాన్లకు ఉన్న ప్రభావిత యవనికా ప్రభావం వల్ల AI, Mg కంటె తక్కువ అయొనైజేషన్ ఎంథాల్పీ ఉంటుంది.

ప్రశ్న 7.
కింది వాటిలో రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ దేనికి ఎక్కువ, దేనికి తక్కువ? P, S, CI, F. సమాధానాన్ని విశదీకరించండి.
సాధన:
పీరియడ్లో సాధారణంగా ఎడమ నుంచి కుడికి, ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ అధిక రుణాత్మకమవుతుంది. గ్రూప్ కిందకు, ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ తక్కువ రుణాత్మకమవుతుంది. పెద్దదైన 3p – ఆర్బిటాల్లో ఎలక్ట్రాన్ చేరిక కంటే 2p- ఆర్బిటాల్లో ఎలక్ట్రాన్ చేరిక అధిక ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణలకు దారితీస్తుంది. కాబట్టి, అధిక రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఉన్న మూలకం క్లోరిన్, తక్కువ రుణాత్మక ఎలక్ట్రాన్ గ్రాహ్య ఎంథాల్పీ ఉన్న మూలకం ఫాస్ఫరస్.

ప్రశ్న 8.
కింద ఉన్న జంట మూలకాల నుంచి ఏర్పడు పదార్థాల ఫార్ములాలను, ఆవర్తన పట్టికను ఉపయోగించి కనుక్కోండి; (a) సిలికాన్, బ్రోమిన్, (b) అల్యూమినియం, సల్ఫర్.
సాధన:
a) 4 సంయోజకతగా ఉన్న సిలికాన్ 14వ గ్రూప్ మూలకం; 1 సంయోజకత కలిగిన బ్రోమిన్ హాలోజన్ గ్రూప్కు చెందింది. కాబట్టి, ఏర్పడే పదార్థం ఫార్ములా, SiBr₄.

b) 3 సంయోజకతగా ఉన్న అల్యూమినియం 13వ గ్రూప్కు చెందింది. సంయోజకత 2 గల సల్ఫర్ 16వ గ్రూప్ మూలకం. కాబట్టి, ఏర్పడు పదార్థం ఫార్ములా Al₂S₃.

ప్రశ్న 9.
[AlCl(H₂O)₅]²⁺ లో Al ఆక్సీకరణ స్థితి, సంయోజనీయత ఒకే విధంగా ఉంటుందా?
సాధన:
ఉండదు: Al ఆక్సీకరణ స్థితి +3 సమయోజనీయత 6.

ప్రశ్న 10.
Na₂O క్షార ఆక్సైడ్ అనీ, Cl₂O₇ ఆమ్ల ఆక్సైడ్ అనీ, నీటితో రసాయన చర్య ద్వారా చూపండి.
సాధన:
Na₂O నీటితో బలమైన క్షారాన్ని Cl₂O₇ బలమైన ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.
Na₂O + H₂O → 2NaOH
Cl₂O₇ + H₂O → 2HClO₄
వాటి క్షార, ఆమ్ల ప్రవృత్తిని లిట్మస్ కాగితంతో గుణాత్మకంగా పరీక్షించవచ్చు.

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 8th Lesson హైడ్రోజన్ – దాని సమ్మేళనాలు Textbook Questions and Answers.

AP Inter 1st Year Chemistry Study Material 8th Lesson హైడ్రోజన్ – దాని సమ్మేళనాలు

అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
హైడ్రోజన్ ఐసోటోపులు మూడు వాటి చర్యావేగాల్లో భేదపడతాయి. కారణాలు తెలపండి.
జవాబు:
హైడ్రోజన్ మూడు రకాల సమస్థానీయాలను కలిగి ఉంది. అవి వరుసగా 1) ప్రోటియం 2) డ్యుటీరియం 3) ట్రిటియం. ఈ మూడు సమస్థానీయాలలో వరుసగా 0, 1, 2 న్యూట్రాన్లు ఉంటాయి. వీటిలో ట్రిటియం రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటుంది.

భేదాలు :

1. ప్రోటియంలో న్యూట్రాన్లు ఉండవు. డ్యుటీరియంలో 1 న్యూట్రాన్ ఉంటుంది. ట్రిటియంలో రెండు న్యూట్రాన్లు ఉంటాయి.
2. ఈ సమస్థానీయాలు వాటి ద్రవ్యరాశిలో భేదిస్తాయి.
3. డ్యుటీరియం కన్నా హైడ్రోజన్ చర్యాశీలత ఎక్కువ.

ప్రశ్న 2.
అధిక ద్రవీభవన స్థానాలున్న లోహాలను వెల్డింగ్ చేయటానికి డైహైడ్రోజనన్ను ఎందుకు వాడతారు?
జవాబు:
హైడ్రోజన్ యొక్క ముఖ్యమయిన అనుకరణం ఆక్సీ-హైడ్రోజన్ టార్చ్, ఆక్సీ-హైడ్రోజన్ బ్లో టార్చ్ శుద్ద ఆక్సిజన్తో హైడ్రోజను మండించినప్పుడు అధిక జ్వాల ఉష్ణోగ్రత (2800°C) వస్తుంది. దీన్ని వెల్డింగ్ చేయడానికి, ప్లాటినం లోహం, క్వార్ట్లలను ద్రవీకరించడానికి వాడతారు. హైడ్రోజన్ వెల్డింగ్ టార్ను కూడా వెల్డింగ్ పనులకే వాడతారు కాని హైడ్రోజన్ పరమాణువుల పునఃసంకలనోష్టాన్ని అధిక ఉష్ణోగ్రతలను పొందటానికి (>3000°C) ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 3.
అత్యంత శుద్ధమైన డైహైడ్రోజన్ ను తయారుచేయడానికి ఒక పద్ధతిని వివరించండి.
జవాబు:
అత్యంత శుద్ధమైన డై హైడ్రోజను వేడి Ba(OH)₂ ద్రావణాన్ని నికెల్ విద్యుద్ఘాటాల మధ్య విద్యుద్విశ్లేషణ చేసి పొందవచ్చు. ఇచ్చట 99.95% శుద్ధమైన H₂ ఏర్పడును.

ప్రశ్న 4.
“సిన్ గ్యాస్” పదాన్ని వివరించండి.
జవాబు:
CO మరియు H₂ ల మిశ్రమం మిథనోల్ మరియు అనేక హైడ్రోకార్బన్ల సంశ్లేషణకు ఉపయోగపడును. ఈ మిశ్రమాన్ని సిస్ గ్యాస్ అంటారు.

తయారీ :

ప్రశ్న 5.
“కోల్ గాసిఫికేషన్” అంటే ఏమిటి? దానిని సరైన, తుల్య సమీకరణంతో వివరించండి.
జవాబు:
కోలన్ను ఉపయోగించి 1270K ఉష్ణోగ్రత వద్ద సిన్ గ్యాస్ ను తయారుచేయుటను కోల్ గ్యాసిఫికేషన్ అంటారు.

ప్రశ్న 6.
హైడ్రైడ్ అంటే నిర్వచనం చెప్పండి. ఎన్ని రకాల హైడ్రైడ్లున్నాయి? వాటి పేర్లను చెప్పండి.
జవాబు:
జడవాయువులు తప్ప ఇతర మూలకాలతో హైడ్రోజన్ ఏర్పరచే ద్విగుణ సమ్మేళనాలను హైడ్రైడ్లు అంటారు.

హైడ్రైడ్లు మూడు రకాలు :

1. అయానిక హైడ్రైడ్లు
2. సంయోజనీయ హైడ్రైడ్లు
3. లోహ హైడ్రైడ్లు.

ప్రశ్న 7.
ద్రవీకృత ప్రావస్థలో నీటికి అసాధారణ లక్షణం ఉంటుంది. అది నీటి అధిక బాష్పీభవనోష్టానికి దారితీస్తుంది. ఆ ధర్మం ఏమిటి?
జవాబు:
నీటిలో అంతర అణుక హైడ్రోజన్ బంధాలు కలవు. ఈ అసాధారణ ధర్మం వలన నీటికి అధిక ఘనీభవన స్థానం, బాష్పీభవన స్థానం మరియు అధిక బాష్పీభవనోష్టానికి దారితీస్తుంది.

ప్రశ్న 8.
శ్రీ కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరుగుతున్నప్పుడు నీరు 0్మగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. అయితే ఏ మూలకం క్షయకరణం చెందుతుంది?
జవాబు:
కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరిగినపుడు కార్బన్ క్షయకరణం చెందును.

ప్రశ్న 9.
“స్వయం ప్రోటోలసిస్” అంటే మీకేమి తెలుస్తుంది? నీటి స్వయం ప్రోటోలసిసికి సమీకరణాన్ని రాయండి.
జవాబు:
నీటి యొక్క ఆటోప్రోటాలిసిస్ ఈ క్రింది విధంగా జరుగుతుంది.

సార్థకత :
దీనిని బట్టి నీటి ద్విస్వభావ లక్షణం తెలుస్తుంది. అంటే క్షారాలను తనలో కరిగించుకునేటప్పుడు నీరు బ్రౌన్ స్టెడ్ ఆమ్లంగాను, ఆమ్లాన్ని కరిగించుకునేటప్పుడు బ్రౌన్టెడ్ క్షారంగాను పనిచేస్తుంది.

ప్రశ్న 10.
బ్రానెడ్ సిద్ధాంతపరంగా నీరు ద్విస్వభావం గల పదార్థం. దానిని మీరు ఎట్లా వివరిస్తారు ?
జవాబు:
ద్విస్వభావ లక్షణం :
క్షారాలను తనలో కరిగించుకునేటప్పుడు నీరు బ్రౌన్టెడ్ ఆమ్లంగానూ, ఆమ్లాన్ని కరిగించుకునేటప్పుడు బ్రౌన్ స్టెడ్ క్షారంగాను పనిచేస్తుంది. దీనిని బట్టి నీటి ద్విస్వభావ లక్షణం తెలుస్తుంది. ఇది స్వయం అయనీకరణం జరగడం వల్ల అవుతుంది.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
NH₃ H₂O, HF ల బాష్పీభవన స్థానాలు, ఆయా గ్రూపుల్లో వాటి తరువాత మూలకాల హైడ్రైడ్ల బాష్పీభవన స్థానాలకంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి. మీ కారణాలు చెప్పండి.
జవాబు:
NH₃, H₂O, HF ల బాష్పీభవన స్థానాలు, ఆమ్ల గ్రూపుల్లో వాటి తరువాత మూలకాల హైడ్రైడ్ల బాష్పీభవన స్థానాల కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి.

వివరణ :

• NH₃, H₂O మరియు HF లు ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా గల హైడ్రైడ్లు వీటిలో N, O, Fలపై 1, 2, 3 ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్ జంటలు గలవు.
• అధిక ఋణవిద్యుదాత్మకత మూలకాలపై ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్ జంటలుండుట వలన హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడతాయి.
• ఈ హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడుట వలన ఈ హైడ్రైడ్లకు అధిక బాష్పీభవన స్థానాలుంటాయి.

ప్రశ్న 2.
ఆవర్తన పట్టికలో హైడ్రోజన్ స్థానాన్ని దాని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసరపరంగా చర్చించండి.
జవాబు:
హైడ్రోజన్ ఒక ఎలక్ట్రాన్ను పోగొట్టుకుని ఏకమాత్రధనావేశిత అయానన్ను ఇస్తుంది. క్షారలోహాలు కూడా ఎలక్ట్రాన్ను పోగొట్టుకుని ఏకమాత్ర ధనావేశిత అయాన న్ను ఇస్తాయి. కాబట్టి హైడ్రోజనన్ను IA గ్రూప్ మూలకాలతో కలపవచ్చు.

హైడ్రోజన్ ఒక ఎలక్ట్రానన్ను కలుపుకుని ఏకమాత్ర ఋణావేశిత అయానన్ను ఇస్తుంది. అందువలన దానిని ఏకమాత్ర ఋణావేశిత అయాన్ను ఇచ్చే హాలోజన్ (VIIA) గ్రూప్తో కూడా కలపవచ్చు.

హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రాన్లో 1s ఆర్బిటాల్లో ప్రవేశించటం వలన దానిని IA గ్రూప్ మూలకాలతోనే కలపటం జరిగింది. . అయినప్పటికి దాని స్థానం సరిగా లేదు.

ప్రశ్న 3.
హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం దాని రసాయన ధర్మాలకు ఎట్లా అనువుగా ఉంటుంది?
జవాబు:

• ‘H’ యొక్క ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం 1s¹.
• డైహైడ్రోజన్ న్ను UV కిరణాలతో చర్య జరుపుట ద్వారా ఏర్పడిన పరమాణుక హైడ్రోజన్ దాదాపుగా అన్ని మూలకాలతో చర్య జరుపును.
• ఈ పరమాణు హైడ్రోజన్ అన్ని చర్యలను పూర్తి చేయును.
  a) ఒక ఎలక్ట్రాన్ కోల్పోయి H⁺ ను
  b) ఒక ఎలక్ట్రాన్ గ్రహించి H^– ను
  c) ఎలక్ట్రాన్ల పంచుకొని సంయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరచును.
  ఉదా : 1) H_2(వా) + F_2(వా) → 2HF_(వా)
  2) 2Li_(ఘ)+ H_2(వా) → 2LiH

ప్రశ్న 4.
a) క్లోరిన్, b) సోడియం లోహంలతో డైహైడ్రోజన్ చర్య జరిపితే ఏమవుతుంది? వివరించండి.
జవాబు:
a) డైహైడ్రోజన్లో క్లోరిన్ చర్య :
డై హైడ్రోజన్ క్లోరిన్తో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ను ఏర్పరచును. ఈ చర్య సూర్యకాంతి సమక్షంలో జరుగును.

b) సోడియం లోహంతో చర్య :
డై హైడ్రోజన్ అధిక చర్యశీలత గల సోడియంతో చర్య జరిపి సోడియం హైడ్రైడ్ను ఏర్పరచును.

ప్రశ్న 5.
భారజలం పై ఒక వ్యాఖ్యను రాయండి.
జవాబు:
డ్యుటీరియం ఆక్సైడ్ను భారజలం అంటారు.
తయారీ :
భారజలాన్ని సాధారణ జలంను విద్యుద్విశ్లేషణ చేసి పొందవచ్చు.

• మోలార్ ద్రవ్యరాశి, ద్రవీభవన స్థానం, బాష్పీభవన స్థానం లాంటి భౌతిక ధర్మాలు భారజలంకు నీటికంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి.
• కానీ డై ఎలక్ట్రిక్ స్థిరాంకం, ద్రావణీయత భారజలంకు నీటి కంటే తక్కువ.

రసాయన ధర్మాలు :
1. వినిమయ చర్యలు :
భారజలం వివిధ సమ్మేళనాలలోని ‘H’ పరమాణువులను పూర్తిగా గాని లేక పాక్షికంగా గాని భార హైడ్రోజన్తో ప్రతిక్షేపిస్తుంది. ఇట్టి చర్యలనే వినిమయ చర్యలు అంటారు.
ఉదా : HCl + D₂O → DCl + HDO

2. డ్యుటిరాలిసిస్ :
సాధారణ జలం వలె భారజలం కూడా కొన్ని లవణాలను జలవిశ్లేషణ చెందిస్తుంది. దీనిని డ్యుటిరాలిసిస్
అంటారు.
ఉదా : AlCl₃ + 3D₂O → Al(OD)₃ + 3DCl

3. డ్యుటిరేట్లను ఇచ్చుట :
సాధారణ జలం వలె, భారజలం కూడా కొన్ని లవణాలలో స్ఫటిక జలంగా ఉంటుంది. వీటినే డ్యుటిరో హైడ్రేటులు అంటారు.
ఉదా : CuSO₄. 5D₂O, MgSO₄.D₂O

ఉపయోగాలు :

1. న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లలో మితకారిగా ఉపయోగిస్తారు.
2. మొక్కలు, జంతువులలో జరిగే చర్యల అధ్యయనానికి ట్రేసర్ విధానంలో ట్రేసర్గా ఉపయోగిస్తారు.
3. క్రిమిసంహారిణిగాను, సూక్ష్మసంహారిణిగాను ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 6.
హైడ్రోజన్ ఐసోటోపుల పేర్లను తెలపండి. ఈ ఐసోటోపుల ద్రవ్యరాశుల నిష్పత్తి ఏమిటి ?
జవాబు:
హైడ్రోజన్ ఐసోటోపులు :
ప్రోటియం (₁H¹ లేక P), డ్యుటీరియం (₁H² లేక D) మరియు ట్రిటియం (₁H³ లేక T).

• ట్రిటియం రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్.
• ఈ ఐసోటోప్ల ద్రవ్యరాశుల నిష్పత్తి : 1 : 2 : 3 (P : D : T)
• ప్రోటియంలో న్యూట్రాన్లు లేవు. డ్యుటీరియంలో ఒకటి, ట్రిటియంలో రెండు న్యూట్రాన్లు కలవు.

ప్రశ్న 7.
“వాటర్ గ్యాస్ షిప్” చర్య అంటే ఏమిటి? ఈ చర్యతో హైడ్రోజన్ తయారీని ఎట్లా పెంచగలరు?
జవాబు:
CO మరియు H₂ ల మిశ్రమాన్ని జలవాయువు (వాటర్ గ్యాస్) అంటారు. దీనినే సిస్ గ్యాస్ అంటారు.

“వాటర్ గ్యాస్ షిఫ్ట్ చర్య” :
సిగ్గ్యాస్ మిశ్రమంలోని CO, ఐరన్ క్రోమేట్ ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో చర్య జరుపుటను వాటర్ గ్యాస్ షిఫ్ట్ చర్య అంటారు.

ఈ చర్య ద్వారా డైహైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పెంచవచ్చు.

ప్రశ్న 8.
కింది చర్యలను పూర్తిచేసి, తుల్యం చేయండి.

జవాబు:

ప్రశ్న 9.
13వ గ్రూపు మూలకాలు ఏర్పరచే హైడ్రేడ్ల స్వభావం ఏమిటి ?
జవాబు:

• 13వ గ్రూపు మూలకాలు p-బ్లాకుకు చెందుతాయి.
• ఇవి సంయోజనీయ (లేదా) అణు హైడ్రైడ్లను ఏర్పరుస్తాయి.
• ఈ అణు హైడ్రైడ్లు మూడు రకాలుగా కలవు.
  1) ఎలక్ట్రాన్ న్యూనత హైడ్రైడ్లు
  2) ఎలక్ట్రాన్ ఖచ్చిత హైడ్రైడ్లు
  3) ఎలక్ట్రాన్ అధిక హైడ్రైడ్లు
• 13వ గ్రూపు మూలకాలు ఎలక్ట్రాన్ న్యూనత హైడ్రేడ్లను ఏర్పరుస్తాయి. వీటిలో లూయీ నిర్మాణం వ్రాయుటకు అవసరమగు ఎలక్ట్రాన్లు ఉండవు.
• ఇవి లూయీ ఆమ్లాలుగా పనిచేస్తాయి. ఇవి ఎలక్ట్రాన్ జంటను స్వీకరించి సమన్వయ సంయోజనీయ బంధాలు ఏర్పరుస్తాయి.

ప్రశ్న 10.
సంశ్లేషిత రెజిన్ పద్ధతి, అయాన్ వినిమయ రెజిన్ పద్ధతుల్లో జలకాఠిన్యతను తొలగించడానికి ఉపయోగించే సూత్రాన్ని, పద్ధతిని వివరించండి.
జవాబు:
సంశ్లేషిత అయాన్ – వినిమయ రెజిన్ పద్ధతి :

• ప్రస్తుత రోజులలో ఈ పద్ధతిని కఠిన జలాన్ని సాధుజలంగా మార్చుటకు ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు.
• ఈ పద్ధతిలో సంశ్లేషక రెజిన్లు వాడుతారు. ఇది పర్మిట్ పద్ధతి కంటే ఉపయోగకరమైనది.

సూత్రం :
కఠిన జలాన్ని కాటయాన్, ఆనయాన్ గొట్టాల ద్వారా పంపుతూ అయాన్రహిత నీటిని ఏర్పరుచుట.

అయాన్రహిత నీరు అనగా ఎటువంటి ఖనిజ లవణాలు లేని నీరు.

విధానం : ఈ పద్ధతి రెండు దశలలో జరుగును.
Step – I : కాటయాన్ మార్పిడి పద్ధతి.
Step – II : ఆనయాన్ మార్పిడి పద్ధతి.

Step – I : కాటయాన్ మార్పిడి పద్ధతి:

• ఈ పద్ధతిలో – SO₃Hసమూహం కలిగిన పెద్ద కర్బన అణువులు సంశ్లేషక రెజిన్లు (R – SO₃H)
  R = ఆల్కైల్ సమూహం.
• మొట్టమొదట సంశ్లేషక రెజిన్ NaCI తో చర్య జరిపి RNaగా మారును.
• ఈ RNa, కఠినజలంలోకి Ca⁺² మరియు Mg⁺² అయాన్లను మార్పిడి చేసి సాధుజలంగా మారును.
  2 Na_(ఘ) + M⁺²_(జ) → R₂M_(ఘ) + 2 Na⁺_(జ)
• NaCl జల ద్రావణం ఉపయోగించి రెజిన్ ను పునరుత్పత్తి చేయవచ్చు.
• ఈ దశలో H⁺ అయాన్లు ఏర్పడును.
  2 RH_(ఘ) + M⁺²_(జ) → MR₂M_(ఘ) + 2 H⁺_(జ)

Step – II : ఆనయాన్ మార్పిడి పద్ధతి:
ఈ పద్ధతిలో RNH₃OH ను సంశ్లేషక రెజిన్ గా వాడతారు.
రెజిన్కు సంబంధించిన Cl^–, SO^-2₄, HCO^–₃ లు OH అయాన్లను మార్పిడి చేయును.

పైన ఏర్పడిన H⁺ మరియు OH^– అయాన్లు చర్య జరిపి అయాన్ రహిత జలం ఏర్పడును.

ప్రశ్న 11.
ఇంధనంగా హైడ్రోజన్ ఉపయోగాన్ని గురించి కొన్ని వాక్యాలు రాయండి. [Mar. ’13]
జవాబు:

1. కోల్గ్యాస్, వాటర్ గ్యాస్ల రూపంలో హైడ్రోజను పారిశ్రామిక ఇంధనంగా వాడతారు.
2. ఆక్సీహైడ్రోజన్ బ్లోటార్చ్ సహాయంతో ప్లాటినం, క్వార్ట్జ్ మొదలగువానిని కరిగించటం, వెల్డింగ్ చేయటం చేస్తారు.
3. కార్బొరేటెడ్ వాటర్ గ్యాస్, సెమీవాటర్ గ్యాస్లను కూడా ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు.
4. హైడ్రోజన్ను విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయుటకు ఇంధన ఘటాలతో ఉపయోగిస్తారు.
5. చతుర్చక్ర వాహనాలలో 5% హైడ్రోజన్ ఉన్న CNG ని ఉపయోగిస్తారు.

ప్రశ్న 12.
1% H₂O₂ ద్రావణాన్ని మీకు ఇచ్చాం. దాని నుంచి శుద్ద H₂O₂ని తయారుచేయడానికి మీరు ఏమి చర్యలను తీసుకుంటారు?
జవాబు:
ఇవ్వబడిన 1% H₂O₂ నుండి శుద్ధ H₂O₂ ను క్రింది విధంగా పొందవచ్చు.
Step – I :
తగ్గించిన పీడనం వద్ద ఇవ్వబడిన 1% H₂O₂ ద్రావణాన్ని జాగ్రత్తగా నీరు ఉన్న పాత్రలో వేడిచేయవలెను. ఇచ్చట 30% H₂O₂ ఏర్పడును.,

Step – II :
పై దశలోని ద్రావణాన్ని స్వేదన కుప్పెలో తక్కువ పీడనం వద్ద అనగా 15మి.మీ. పీడనం వద్ద వేడిచేయవలెను. ఇచ్చట 85% H₂O₂ ఏ ద్రావణం ఏర్పడును.

Step – III :
పై దశలోని నమూనాను ఘనీభవనం చేసి H₂O₂ స్ఫటికాలను పొందవచ్చు. ( శుద్ధత ≅ 100%).

ప్రశ్న 13.
ఆధునిక కాలంలో H₂O₂ కి ఏవైనా మూడు ఉపయోగాలను చెప్పండి.
జవాబు:

1. గాయాలను శుభ్రపరచడానికి ఉపయోగిస్తారు.
2. సిల్కు, దంతాలు, ఉన్ని మొదలైన వానిని విరంజనం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
3. ప్రయోగశాలలో ఆక్సీకరణిగా ఉపయోగిస్తారు.
4. ఎక్కువ గాఢత గల H₂O₂ ద్రావణాన్ని రాకెట్లలో ఇంధనంగా వాడతారు.
5. H₂O₂ ను హరిత రసాయనశాస్త్రంలో కాలుష్యాన్ని తగ్గించుటకు ఉపయోగిస్తారు.
6. అధిక నాణ్యత గల డిటర్జెంట్ల తయారీలో వాడుతారు.
7. ఆహార ఉత్పత్తులు, ఔషధ పరిశ్రమలలో ఉపయోగిస్తారు.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
వ్యాపార సరళిలో డైహైడ్రోజన్ని తయారుచేయడంపై ఒక వ్యాసం రాయండి. తుల్య సమీకరణాలను ఇవ్వండి.
జవాబు:
వ్యాపార సరళిలో డై హైడ్రోజన్ తయారీ
i) హైడ్రోకార్బన్ల నుండి :
హైడ్రో కార్బన్ల ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో నీటి ఆవిరితో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ ను ఏర్పరచును.

ii) నీటిని విద్యుత్ విశ్లేషణ చేయుట :
ఆమ్లీకృత(లేదా) క్షారీకృత నీటిని విద్యుద్విశ్లేషణ చేసి హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరచును .

iii) నెల్సన్ పద్ధతి :
బ్రైన్ ద్రావణాన్ని విద్యుద్విశ్లేషణ చేయుట ద్వారా H₂ ను పొందవచ్చు.
2NaCl → 2Na⁺ + 2Cl^–
2Cl^– → Cl₂ + 2e^–(ఆనోడ్)
2H₂O + 2e^– → H₂ + 2OH^–(కాథోడ్)
2Na⁺ + 20H^– → 2 NaoH

iv) అత్యంత శుద్ధ డై హైడ్రోజన్ న్ను వేడి Ba(OH)₂ జలద్రావణాన్ని విద్యుద్విశ్లేషణ చేయగా ఏర్పడును.

v) సిన్ గ్యాస్ నుండి : సిన్ గ్యాస్ నుండి డై హైడ్రోజను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.

ప్రశ్న 2.
i) N₂
ii) లోహ అయాన్లు, లోహ ఆక్సైడ్లు
iii) కర్బన సమ్మేళనాలు.
వీటితో చర్యలను బట్టి డైహైడ్రోజన్ రసాయనశాస్త్రాన్ని వివరించండి.
జవాబు:
i) నైట్రోజన్, హైడ్రోజన్ వాయువులను 450°C, 500°C వద్ద 250 అట్మా పీడనంలో చర్య జరిపిస్తే అమ్మోనియా ఏర్పడుతుంది.

ii) a) లోహ అయాన్లతో చర్య :
లోహ అయాన్లను జలద్రావణంలో లోహాలుగా హైడ్రోజన్ క్షయకరణం చెందించును.
H₂ + Pd⁺² → Pd + 2H⁺

b) లోహ ఆక్సైడ్లతో చర్య : లోహ ఆక్సైడ్లను లోహాలుగా క్షయకరణం చెందించును.
WO₃ + 3H₂ → W + 3H₂O

iii) కర్బన సమ్మేళనాలతో చర్య :
ఆల్కీన్లు హైడ్రోఫార్మాయిలేషన్ జరిపి ఆల్డిహైడ్లను ఏర్పరచును. ఈ ఆల్డీహైడ్లు క్షయకరణ జరిపి ఆల్కహాల్లుగా మార్చును.

పారిశ్రామిక రసాయనాల తయారీ :
డై హైడ్రోజన్ పారిశ్రామిక రసాయనాలైన CH₃OH, NH₃, HCl ల తయారీలో ఉపయోగపడును.

ప్రశ్న 3.
కింది వాటిని సరైన ఉదాహరణలతో వివరించండి. [Mar. ’14]
i) ఎలక్ట్రాన్ కొరత గల హైడ్రైడ్లు
ii) ఎలక్ట్రాన్లు కచ్చితంగా ఉన్న హైడ్రైడ్లు
iii) ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగాగల హైడ్రైడ్లు
జవాబు:
i) ఎలక్ట్రాన్ కొరత హైడ్రైడ్లు :
ఏ అణు హైడ్రైడ్లలో అయితే లూయీ నిర్మాణాన్ని వ్రాయుటకు అవసరమైన వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్లు ఉండవో అటువంటి అణు హైడ్రైడ్లను ఎలక్ట్రాన్ కొరత హైడ్రైడ్లు అంటారు.
ఉదా : (AlH₃)_n, B₂H₆ మొదలగునవి.

ii) ఎలక్ట్రాన్ ఖచ్చిత హైడ్రైడ్లు :
ఏ అణు హైడ్రేడ్లలో అయితే లూయి నిర్మాణాన్ని వ్రాయుటకు సరిగా అవసరమగు వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయో ఆ అణు హైడ్రైడ్లను ఎలక్ట్రాన్ ఖచ్చిత హైడ్రైడ్లు అంటారు.
ఉదా : CH₄ C₂H₆ మొదలగునవి.

iii) ఎలక్ట్రాన్ అధిక హైడ్రేడ్లు :
ఏ అణు హైడ్రైడ్లలో అయితే లూయీ నిర్మాణాన్ని వ్రాయుటకు అవసరమగు వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్ల కంటే అధికంగా ఉంటాయో ఆ అణుహైడ్రైడ్లను ఎలక్ట్రాన్ అధిక హైడ్రైడ్లు అంటారు.

ప్రశ్న 4.
i) అయానిక హైడ్రైడ్లు ii) అల్పాంతరాళ హైడ్రైడ్ల గూర్చి క్లుప్తంగా రాయండి.
జవాబు:
i) అయానిక హైడ్రేడ్లు :

• వీటినే లవణాల వంటి హైడ్రైడ్లు అంటారు. (సాలైన్ హైడ్రైడ్లు)
• s – బ్లాకు మూలకాలు ఈ హైడ్రేడ్లను ఏర్పరుస్తాయి.
• ఇవి స్టాయిక్యామెట్రిక్ సమ్మేళనాలు. ఉదా : LiH, NaH మొదలగునవి.
• తయారీ : లోహాన్ని నేరుగా H₂ తో సంయోగం ద్వారా పొందవచ్చు.
  

భౌతిక ధర్మాలు :

• ఇవి స్ఫటికా సమ్మేళనాలు అధిక ద్రవీభవనస్థానం కలిగి ఉంటాయి.
• ఇవి ఘన స్థితిలో విద్యుద్వాహకత ప్రదర్శించవు. గలనస్థితిలో ప్రదర్శిస్తాయి.

రసాయన ధర్మాలు :

• ఈ హైడ్రైడ్లను విద్యుద్విశ్లేషణ చేయగా డైహైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరచును.
  2H^– → H₂ + 2e^– (ఆనోడ్)
• లిథియం హైడ్రైడ్ నుండి 4A/HA ను తయారు చేయవచ్చు
  8LiH + Al₂C₆ → 2LiAlH₆ + 6LiCl
• ఈ హైడ్రైడ్లు నీటితో చర్య జరిపి H₂ వాయువును ఏర్పరచును.
  LiH + H₂O → LiOH + H₂↑

ii) అల్పాంతరాళ హైడ్రైడ్లు :
d – బ్లాకు లేదా f – బ్లాకు మూలకాలు హైడ్రోజన్తో సంయోగం చెంది అల్పాంతరాళ హైడ్రేడ్లను ఏర్పరచును.
ఉదా : CrH, CrH₂, ZnH₂

• వీటినే లోహ హైడ్రైడ్లు అంటారు. ఈ హైడ్రైడ్లలో లోహజాలకంలోని అల్పాంతరాళాలలో హైడ్రోజన్ ఆక్రమణ జరుగును.
• లోహము కంటే లోహ హైడ్రైడ్క విద్యుద్వాహకత తక్కువ.
• 7, 8 మరియు 9 గ్రూపు మూలకాలు ఈ హైడ్రైడ్లను ఏర్పరచవు. 6వ గ్రూపులో క్రోమియం మాత్రమే ఏర్పరచును.

ప్రశ్న 5.
నీటి రసాయన ధర్మాలను ఏ నాలుగింటినైనా విశదీకరించండి.
జవాబు:
i) జలవిశ్లేషణ :
ఏదేని సమ్మేళనంలో నీరు రసాయన చర్య జరుపుటను జలవిశ్లేషణ అంటారు.

అధిక డై ఎలక్ట్రిక్ స్థిరాంకం వలన హైడ్రేటింగ్ సామర్థ్యం నీటికి ఎక్కువ.

ii) హైడ్రోజన్ ఏర్పడుట :
ధనవిద్యుదాత్మక మూలకాలతో నీరు చర్య జరిపి డైహైడ్రోజన్ ను ఏర్పరచును.
2Na + 2H₂O. → 2NaOH + H₂

iii) కిరణజన్య సంయోగ క్రియ :
కిరణజన్య సంయోగక్రియలో నీరు ఆక్సిజన్ గా మారును.
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

iv) హైడ్రేట్లను ఏర్పరచుట :
లవణాలు స్పటికీకరణంలో నీటి అణువుల ద్వారా హైడ్రేట్ లవణాలను ఏర్పరచవచ్చు.
ఉదా : BaCl₂.2H₂O, CuSO₄. 5H₂O

ప్రశ్న 6.
కఠినజలం, మృదుజలం అంటే వివరించండి. [T.S. Mar. ’15]
i) అయాన్-వినిమయ పద్ధతి
ii) కాల్గన్ పద్ధతులను నీటి కఠినత్వాన్ని తొలగించడానికి వాడకంపై వ్యాఖ్యను రాయండి. [A.P. Mar. ’15]
జవాబు:
కఠినజలం :
సబ్బుతో త్వరగా నురగను ఏర్పరచని నీటిని కఠినజలం అంటారు. కఠినజలంలో కఠినత్వం ఉంటుంది.

• నీటిలో Ca, Mg లవణాల వలన కఠినత్వం వస్తుంది.
• Ca, Mg బై కార్బొనేట్ల వల్ల అశాశ్వత కాఠిన్యత వస్తుంది.
• Ca, Mg క్లోరైడ్లు, సల్ఫేట్ల వల్ల కఠినత్వం వస్తుంది.

మృదుజలం :
సబ్బుతో త్వరగా నురగను ఏర్పరచే నీటిని మృదుజలం అంటారు.
i) అయాన్ వినిమయ పద్ధతి:
ఈ పద్ధతిని జియొలైట్/ పెరుటిట్ ప్రక్రియ అనికూడా అంటారు. ఆర్ధ సోడియమ్ అల్యూమినియమ్ సిలికేట్ అంటే జియొలైట్/పెరుటిట్, సోడియమ్ అల్యూమినియమ్ సిలికేట్ (NaAlSiO₄) ని క్లుప్తంగా చెప్పడం కోసం NaZ అని రాస్తారు. దీనిని కఠిన జలానికి కలిపినప్పుడు వినిమయ చర్యలు జరుగుతాయి.

జియొలైట్లో ఉన్న సోడియమ్ అంతా ఖర్చు అయిపోయినప్పుడు అది వ్యయమైపోయింది అని అంటారు. దాన్ని సజల సోడియమ్ క్లోరైడ్ ద్రావణంతో అభిచర్యని జరిపి పునరుత్పత్తి చేస్తారు.
MZ_2(ఘ) +2NaCl_(జల) → 2NaZ_(ఘ) +MCl_2(జల)

ii) కాల్గన్ పద్ధతి :
సోడియమ్ హెక్సా మెటాఫాస్ఫేట్ (Na₆P₆O₁₈) ని వ్యాపార సరళిలో “కాల్గన్” అంటారు. దీనిని కఠినజలానికి కలిపినప్పుడు కింది చర్యలు జరుగుతాయి.

సంక్లిష్ట ఆనయాన్ Mg²⁺, Ca²⁺ అయాన్లను ద్రావణంలో ఉంచుతుంది.

ప్రశ్న 7.
హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ ఆక్సీకరణిగాను, క్షయకరణిగాను పనిచేయగలదు అనడానికి రసాయన చర్యలను రాసి సమర్థించండి.
జవాబు:
ఆక్సీకరణ ధర్మాలు :
1) నల్లని లెడ్ సల్ఫైడు తెల్లని లెడ్ సల్ఫేటుగా ఆక్సీకరణం చెందిస్తుంది.
PbS + 4H₂O₂ → PbSO₄ + 4H₂O

2) ఫెర్రస్ లవణాలను ఆమ్ల ద్రావణంలో ఫెర్రిక్ లవణాలుగా ఆక్సీకరణం చెందిస్తుంది.
2FeSO₄ + H₂SO₄ + H₂O₂ → Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O

3) అయొడైడ్ లవణాల నుండి అయొడిన్ ను విడుదల చేస్తుంది.
2KI + H₂SO₄ + H₂O₂ → K₂SO₄ + 2H₂O + I₂

క్షయకరణ ధర్మాలు :
1) క్లోరిన్, బ్రోమిన్లను హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్, హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్లుగా క్షయకరణం చెందిస్తుంది.
Cl₂ + H₂O₂ → 2HCl + O₂; Br₂ + H₂O₂ → 2HBr + O₂

2) సిల్వర్ ఆక్సైడ్ను సిల్వర్గా క్షయకరణం చెందిస్తుంది.
Ag₂O + H₂O₂ → 2Ag + H₂O + O₂

3) ఓజోన్ ను, ఆక్సిజన్గా క్షయకరణం చెందిస్తుంది.
O₃ + H₂O₂ → 2O₂ + H₂O

ప్రశ్న 8.
కింది రసాయన చర్యలను పూర్తి చేసి తుల్యం చేయండి.
i) PbS(ఘ) + H₂O₂ (జల)
ii) Mv O^–₄ (జల) + H₂O₂(జల) →
iii) CaO(ఘ) + H₂O(వా) →
iv) Ca,N,(ఘ) + H₂O(ద్ర) →
పై చర్యలను (a) జలవిశ్లేషణ, (b) ఆక్సీకరణ-క్షయకరణ (c) హైడ్రేషన్ చర్యలుగా వర్గీకరించండి.
జవాబు:

ప్రశ్న 9.
హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ని తయారుచేయడానికి వివిధ పద్ధతులను వాటికి అనువైన రసాయన సమీకరణాలతో చర్చించండి. వీటిలో ఏ పద్దతి H₂O₂ ని తయారుచేయడానికి ఉపయోగపడుతుంది ?
జవాబు:
H₂O₂ తయారీ పద్ధతులు
i) ఆమ్లీకృత BaO₂ నుండి అధిక నీటిని తొలగించి H₂O₂ ను తయారు చేయవచ్చు.
BaO₂. 8H₂O + H₂SO → BaSO₄ + H₂O₂ + 8H₂O

ii) స్వయం ఆక్సీకరణ పద్ధతి:
2-ఇథైల్ ఆంత్రా క్వినోల్ను స్వయం ఆక్సీకరణం చేయగా H₂O₂ ఏర్పడును.

iii) పెరాక్సోడైసల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం నుండి : 50% H₂SO₄ ను విద్యుద్విశ్లేషణ చేయగా పెరాక్సోడైసల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం ఏర్పడును. దీనిని జలవిశ్లేషణ చేయగా H₂O₂ ఏర్పడును.
2HSO^–₄ → H₂S₂O₈ → 2HSO^–₄ + 2H⁺ + H₂O₂

D₂O₂ తయారీ :
K₂S₂O₈ ను భారజలంతో చర్య జరుపగా D₂O₂ ఏర్పడును.
K₂S₂O₈ + 2D₂O → 2KDSO₄ + D₂O₂

ప్రశ్న 10.
H₂O₂ గాఢతని ఎన్ని రకాలుగా మీరు చెప్పగలరు? 15 ఘనపరిమాణ H₂O₂ గాఢతని gL^-1 లలో లెక్కగట్టండి. ఈ గాఢతను నార్మాలిటీ, మొలారిటీలలో తెలియజేయండి.
జవాబు:
H₂O₂ గాఢతను రెండు విధాలుగా చెప్పవచ్చును. 1) మొలారిటీ 2) నార్మాలిటీ

సమస్యసాధన :
→ 15ఘనపరిమాణ H₂O₂ ద్రావణం అనగా 1లీ. H₂O₂ 15 లీ. O₂STP వద్ద ఏర్పరుచును.

సాధించిన సమస్యలు (Solved Problems)

ప్రశ్న 1.
(i) క్లోరిన్, (ii) సోడియమ్, (iii) కాపర్ (ii) ఆక్సైడ్లతో హైడ్రోజన్ చర్యలపై వ్యాఖ్యానించండి.
సాధన:
(i) హైడ్రోజన్తో క్లోరిన్ చర్యలో హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ ఏర్పడుతుంది. H, Cl ల మధ్య ఒక ఎలక్ట్రాన్ జంటను పంచుకోవడంతో సమయోజనీయ అణువు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

(ii) సోడియమ్ హైడ్రోజన్ను సోడియమ్ హైడ్రైడ్గా క్షయీకరిస్తుంది. Na నుంచి H కు ఒక ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ అవుతుంది. Na⁺H^– అయానిక సమ్మేళనం ఏర్పడుతుంది.

(iii) హైడ్రోజన్ కాపర్ (II) ఆక్సైడ్ను కాపర్గా క్షయీకరిస్తుంది. కాపర్ సున్నా ఆక్సిడేషన్ స్థితిలో ఉంటుంది. హైడ్రోజన్ H₂O గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. H₂O ఒక సమయోజనీయ అణువు.

ప్రశ్న 2.
H₂O బాష్పీభవనస్థానం H₂S కంటే ఎక్కువ. కారణాలు చెప్పండి.
సాధన:
అణుభారం ప్రకారం H₂O బాష్పీభవనస్థానం H₂S కంటే తక్కువ ఉండాలి అనుకొంటాం. కానీ రుణ విద్యుదాత్మకత ఎక్కువ కాబట్టి దాని హైడ్రైడ్ H₂O లో హైడ్రోజన్ బంధ పరిమాణం చాలా చెప్పుకోదగినంత ఉంటుంది. కాబట్టి H₂O బాష్పీభవనస్థానం H₂S బాష్పీభవన స్థానం కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది.

ప్రశ్న 3.
CuSO₄, 5H₂O లో హైడ్రోజన్ బంధిత జలాణువులు ఎన్ని ఉంటాయి?
సాధన:
కోఆర్డినేషన్ క్షేత్రం బయట ఉన్న ఒక్క జలాణువు మాత్రమే హైడ్రోజన్ బంధితజలం. మిగిలిన నాలుగు జలాణువులు సమన్వయ సమయోజనీయ జలాణువులు.

ప్రశ్న 4.
10 ఘనపరిమాణ హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ ద్రావణం గాఢతను లెక్క కట్టండి.
సాధన:
10 ఘనపరిమాణ H₂O₂ ద్రావణం అంటే IL H₂O₂ ద్రావణం STP వద్ద 10l ల ఆక్సిజన్ని ఇస్తుందని అర్థం.
2H₂O_2(ద్ర) → O_2(వా) + H₂O_(ద్ర)
2 × 34g 22.4 L. STP వద్ద = 68 g
పై సమీకరణాన్ని బట్టి 22.4 l ల O₂ ని 68g. H₂O₂ STP వద్ద ఏర్పరుస్తుంది.
10 ≈ ల O₂ వద్ద STP రావాలంటే \(\frac{68 \times 10}{22.4}\) g. ల H₂O₂ కావాలి.
= 30.36 g ≈ 30 g. H₂O₂
కాబట్టి 10 volume H₂O₂ ద్రావణం గాఢత = 30.36 gl^-1 = 3% H₂O₂ ద్రావణం.