చాల్కోజన్
చాల్కోజన్లు, ఆవర్తన పట్టికలోని 16వ గ్రూపులో ఉండే రసాయన మూలకాలు. ఈ గ్రూపును ఆక్సిజన్ కుటుంబం అని కూడా అంటారు. ఇందులో ఆక్సిజన్ (O), గంధకం (సల్ఫర్ - S), సెలీనియం (Se), టెల్లూరియం (Te), రేడియోధార్మిక మూలకమైన పొలోనియం (Po) ఉన్నాయి. రసాయనికంగా ఇంకా నిశ్చితంగా తెలియని సింథటిక్ మూలకమైన లివర్మోరియం (Lv) కూడా చాల్కోజెన్ అనే అంచనా వేసారు. ఆక్సిజన్‌ను ఇతర చాల్కోజెన్ల నుండి విడిగా పరిగణించడం తరచూ జరుగుతుంది. సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియం, పొలోనియం ల కంటే చాలా భిన్నమైన రసాయన ప్రవర్తన కారణంగా కొన్నిసార్లు ఆక్సిజన్‌ను "చాల్కోజెన్" అనే పదం పరిధి నుండి పూర్తిగా మినహాయిస్తారు. "చాల్కోజెన్"లో చాల్కో అనేది గ్రీకు పదం ఖాల్కోస్ (రాగి అని అర్థం. కాంస్య / ఇత్తడి, ఏదైనా లోహం అనే అర్థాల్లోనూ వాడతారు) జన్ అనే మాట గ్రీకు పదం జెనెస్ (పుట్టిన లేదా ఉత్పత్తి అని అర్థం) నుండి వచ్చింది.
| చాల్కోజన్లు | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ↓ Period | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | Oxygen (O) 8 Diatomic nonmetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 |  16 Polyatomic nonmetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 |  34 Polyatomic nonmetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 |  52 Metalloid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6 | Polonium (Po) 84 Post-transition metal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7 | Livermorium (Lv) 116 Unknown chemical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Legend
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
సల్ఫర్ పురాతన కాలం నుండే తెలుసు. ఆక్సిజన్‌ను 18వ శతాబ్దంలో ఒక మూలకంగా గుర్తించారు. సెలీనియం, టెల్లూరియం, పొలోనియం లను 19వ శతాబ్దంలోను, లివర్మోరియాన్ని 2000 లోనూ కనుగొన్నారు. చాల్‌కోజెన్‌లన్నిటి లోనూ ఆరు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉండి, పూర్తి బయటి షెల్ నిండడానికి రెండు ఎలక్ట్రాన్లు తక్కువగా ఉంటాయి. వాటి అత్యంత సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితులు −2, +2, +4, +6. వీటి పరమాణు వ్యాసార్థాలు సాపేక్షికంగా తక్కువగా ఉంటాయి. [1]
లక్షణాలు
పరమాణు, భౌతిక
చాల్కోజెన్లు ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో సారూప్య ధోరణులను చూపుతాయి. ప్రత్యేకించి బయటి షెల్‌లలో అన్నిటికీ ఒకే సంఖ్యలో వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉంటాయి. ఫలితంగా రసాయన ప్రవర్తనలో కూడా పోకడలు సారూప్యంగా ఉంటాయి:
| Z | మూలకం | ఎలక్ట్రాన్లు/షెల్ సంఖ్య |
|---|---|---|
| 8 | ఆక్సిజన్ | 2, 6 |
| 16 | సల్ఫర్ | 2, 8, 6 |
| 34 | సెలీనియం | 2, 8, 18, 6 |
| 52 | టెల్లూరియం | 2, 8, 18, 18, 6 |
| 84 | పోలోనియం | 2, 8, 18, 32, 18, 6 |
| 116 | లివర్మోరియం | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6 (అంచనా) [2] |
| మూలకం | ద్రవీభవన స్థానం (°C) [1] | మరుగు స్థానము (°C) [1] | STP వద్ద సాంద్రత (గ్రా/సెం 3 ) [1] |
|---|---|---|---|
| ఆక్సిజన్ | −219 | −183 | 0.00143 |
| సల్ఫర్ | 120 | 445 | 2.07 |
| సెలీనియం | 221 | 685 | 4.3 |
| టెల్లూరియం | 450 | 988 | 6.24 |
| పోలోనియం | 254 | 962 | 9.2 |
| లివర్మోరియం | 220 (అంచనా) | 800 (అంచనా) | 14 (అంచనా) [2] |
ఘన, స్థిరమైన చాల్కోజెన్లు అన్నీ మృదువుగా ఉంటాయి. అవి మంచి ఉష్ణ వాహకాలు కావు. [1] చాల్కోజెన్ల పరమాణు సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ ఈ మూలకాల ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ తగ్గుతుంది. అలాగే సాంద్రత, ద్రవీభవన, మరిగే స్థానాలు, పరమాణు, అయానిక్ వ్యాసార్థాలు [3] కూడా పెరుగుతాయి.
ఐసోటోపులు
ఆక్సిజన్ పరమాణు సంఖ్య ఒక మ్యాజిక్ సంఖ్య. అలాంటి మూలకాల పరమాణు కేంద్రకాలకు రేడియోధార్మిక క్షయానికి వ్యతిరేకంగా స్థిరత్వం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఆక్సిజన్‌కు మూడు స్థిరమైన ఐసోటోపులు, 14 అస్థిర ఐసోటోపులు ఉన్నాయి. సల్ఫర్‌కు నాలుగు స్థిరమైన ఐసోటోపులు, 20 రేడియోధార్మికమైనవి, ఒకటి ఐసోమర్ ఉన్నాయి. సెలీనియానికి ఆరు దాదాపు స్థిరమైన ఐసోటోపులు, 26 రేడియోధార్మిక ఐసోటోపులు, 9 ఐసోమర్‌లు ఉన్నాయి. టెల్లూరియానికి ఎనిమిది స్థిరమైన లేదా దాదాపు స్థిరమైన ఐసోటోపులు, 31 అస్థిరమైనవి, 17 ఐసోమర్‌లు ఉన్నాయి. పోలోనియానికి ఉన్న 42 ఐసోటోఫులన్నీ అస్థిరమైనవే. [4] దీనికి 28 ఐసోమర్‌లు కూడా ఉన్నాయి. స్థిరమైన ఐసోటోఫులతో పాటు, కొన్ని రేడియోధార్మిక చాల్కోజెన్ ఐసోటోపులు కూడా ప్రాకృతికంగా ఏర్పడతాయి. 210Po వంటివి క్షయం ఉత్పత్తులుగా గానీ, 82Se వంటివి కాస్మిక్ రే స్పేలేషన్ కారణంగా లేదా యురేనియం అణు విచ్ఛిత్తి ద్వారా గానీ ఆదిమ కాలం నుండి ఏర్పడి ఉన్నాయి. లివర్మోరియం ఐసోటోపులు 290Lv నుండి 293Lv వరకు కనుగొన్నారు; అత్యంత స్థిరమైన లివర్మోరియం ఐసోటోపు 293Lv. దీని అర్ధ జీవిత కాలం 0.061 సెకండ్లు. [5]
తేలికైన చాల్‌కోజెన్‌లలో (ఆక్సిజన్, సల్ఫర్‌లు), అతి తక్కువ న్యూట్రాన్లుండే ఐసోటోపులు ప్రోటాన్ ఉద్గారాలకు లోనవుతాయి. మధ్యస్తంగా న్యూట్రాన్లుండే ఐసోటోపులు ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ లేదా β+ క్షీణతకు లోనవుతాయి, మధ్యస్థం నుండి ఎక్కువగా న్యూట్రాన్లుండే ఐసోటోపులు β− క్షయానికి లోనవుతాయి. ఎక్కువగా న్యూట్రాన్లుండే ఐసోటోపులు న్యూట్రాన్ ఉద్గారాలకు లోనవుతాయి. మధ్యస్థ చాల్కోజెన్లు (సెలీనియం, టెల్లూరియం) తేలికైన చాల్‌కోజెన్‌లకు ఉండే క్షయ ధోరణులనే కలిగి ఉంటాయి. అయితే వాటి ఐసోటోపులు ప్రోటాన్ ఉద్గారానికి గురికావు. టెల్లూరియం ఐసోటోపుల్లో న్యూట్రాన్ లోపం ఉన్న ఐసోటోపులు ఆల్ఫా క్షీణతకు లోనవుతాయి. పోలోనియం ఐసోటోపులు ఆల్ఫా లేదా బీటా క్షయంతో క్షీణిస్తాయి. [6] న్యూక్లియర్ స్పిన్‌లతో కూడిన ఐసోటోపులు సల్ఫర్‌లో కంటే సెలీనియం, టెల్లూరియంలో ఎక్కువగా కనిపిస్తాయి. [7]
రసాయన ధర్మాలు
ఆక్సిజన్, సల్ఫర్, సెలీనియాలు అలోహాలు. టెల్లూరియం అర్ధలోహం -అంటే దాని రసాయన లక్షణాలు లోహానికి, అలోహానికీ మధ్యస్థంగా ఉంటాయి. పొలోనియం లోహమా, అలోహమా అనేది కచ్చితంగా తెలియదు. దీనికి కొన్ని లోహ లక్షణాలను కొందరు దీన్ని అర్ధలోహంగా సూచిస్తారు. అలాగే, సెలీనియం అలోట్రోప్‌లు కొన్ని అర్ధలోహ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయి. [8] కానీ, సెలీనియాన్ని సాధారణంగా అలోహంగా పరిగణిస్తారు. ఆక్సిజన్ చాల్కోజెన్ అయినప్పటికీ, దాని రసాయన లక్షణాలు ఇతర చాల్కోజెన్ల కంటే భిన్నంగా ఉంటాయి. దీనికి ఒక కారణం ఏమిటంటే, భారీ చాల్‌కోజెన్‌లలో ఖాళీగా ఉన్న d-కక్ష్యలు ఉంటాయి. ఆక్సిజన్ ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ ఇతర చాల్కోజెన్ల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీనివలన ఆక్సిజన్ యొక్క విద్యుత్ ధ్రువణత ఇతర చాల్కోజెన్ల కంటే చాలా రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది.
సానుకూల లోహాలతో అత్యంత సాధారణ చాల్కోజెన్ సమ్మేళనాల ఆక్సీకరణ సంఖ్య −2. అయితే చాల్కోజెన్లు −2 స్థితిలో సమ్మేళనాలను ఏర్పరుచుకునే ధోరణి భారీ చాల్‌కోజెన్‌లలో తగ్గుతుంది. [9] పైరైట్, పెరాక్సైడ్‌లో −1 వంటి ఇతర ఆక్సీకరణ సంఖ్యలు సంభవిస్తాయి. అత్యధిక అధికారిక ఆక్సీకరణ సంఖ్య +6. [1] ఈ ఆక్సీకరణ సంఖ్య సల్ఫేట్‌లు, సెలినేట్‌లు, టెల్యురేట్‌లు, పోలోనేట్లు, సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ వంటి వాటి సంబంధిత ఆమ్లాలలో ఉంటుంది.
ఆక్సిజన్, ఫ్లోరిన్ తరువాత అత్యంత ఎలెక్ట్రోనెగటివ్ మూలకం. కొన్ని ఉత్కృష్ట వాయువులతో సహా దాదాపు అన్ని రసాయన మూలకాలతో ఇది సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. ఐరన్ ఆక్సైడ్, టైటానియం ఆక్సైడ్, సిలికాన్ ఆక్సైడ్‌తో సహా ఆక్సైడ్లను ఏర్పరచడానికి ఇది సాధారణంగా అనేక లోహాలు, అర్ధలోహాలతో చర్య జరుపుతుంది. ఆక్సిజన్ అత్యంత సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితి −2 కాగా, ఆక్సీకరణ స్థితి −1 కూడా ఉంటుంది. [1] హైడ్రోజన్‌తో ఇది నీటిని, హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్‌నూ ఏర్పరుస్తుంది. సేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రంలో సేంద్రీయ ఆక్సిజన్ సమ్మేళనాలు సర్వసాధారణం.
సల్ఫర్ ఆక్సీకరణ స్థితులు −2, +2, +4, +6. సల్ఫర్-కలిగిన ఆక్సిజన్ సమ్మేళనాల పేర్లలో ఎక్కువగా థియో అనే ఉపసర్గ ఉంటుంది. సల్ఫర్ కెమిస్ట్రీ అనేక విధాలుగా ఆక్సిజన్‌ను పోలి ఉంటుంది. ఒక తేడా ఏమిటంటే సల్ఫర్-సల్ఫర్ డబుల్ బాండ్‌లు ఆక్సిజన్-ఆక్సిజన్ డబుల్ బాండ్ల కంటే చాలా బలహీనంగా ఉంటాయి. అయితే సల్ఫర్-సల్ఫర్ సింగిల్ బాండ్‌లు ఆక్సిజన్-ఆక్సిజన్ సింగిల్ బాండ్ల కంటే బలంగా ఉంటాయి. [10] థియోల్స్ వంటి సేంద్రీయ సల్ఫర్ సమ్మేళనాలకు బలమైన వాసన ఉంటుంది. వీటిని కొన్ని జీవులు తింటాయి.
సెలీనియం ఆక్సీకరణ స్థితులు −2, +4, +6. సెలీనియం, చాలా చాల్కోజెన్ల లాగానే ఆక్సిజన్‌తో బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. [5] సెలెనోప్రొటీన్ల వంటి కొన్ని సేంద్రీయ సెలీనియం సమ్మేళనాలు ఉన్నాయి. టెల్లూరియం ఆక్సీకరణ స్థితులు −2, +2, +4, +6. [1] టెల్లూరియం టెల్లూరియం మోనాక్సైడ్, టెల్లూరియం డయాక్సైడ్, టెల్లూరియం ట్రైయాక్సైడ్ ఆక్సైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది. [5] పోలోనియం ఆక్సీకరణ స్థితులు +2, +4. [1]
చరిత్ర
తొలి ఆవిష్కరణలు
సల్ఫర్ పురాతన కాలం నుండి ప్రసిద్ధి చెందింది. బైబిల్లో దీని ప్రస్తావన పదిహేను సార్లు వస్తుంది. పురాతన గ్రీకులకు సల్ఫర్ తెలుసు. పురాతన రోమన్లు దీన్ని తవ్వారు. చారిత్రికంగా గ్రీకు మంటలో ఒక భాగంగా దీన్ని వాడేవారు. మధ్య యుగాలలో, ఇది రసవాద ప్రయోగాలలో కీలక భాగం. 1700, 1800 లలో, శాస్త్రవేత్తలు జోసెఫ్ లూయిస్ గే-లుసాక్, లూయిస్-జాక్వెస్ థెనార్డ్ లు సల్ఫర్ రసాయన మూలకం అని నిరూపించారు.
17వ, 18వ శతాబ్దాల వరకు గాలిని ఒకే మూలకం వలె భావించిన కారణంగా గాలి నుండి ఆక్సిజన్‌ను వేరు చేసే ప్రయత్నాలు జరగలేదు. రాబర్ట్ హుక్, మిఖాయిల్ లోమోనోసోవ్, ఓలే బోర్చ్, పియర్ బేడెన్ అందరూ ఆక్సిజన్‌ను విజయవంతంగా సృష్టించారు గానీ వారు అది ఏంటి అనేది గ్రహించలేదు. 1774లో జోసెఫ్ ప్రీస్ట్లీ మెర్క్యురిక్ ఆక్సైడ్ నమూనాపై సూర్యరశ్మిని కేంద్రీకరించి, ఫలితంగా వచ్చే వాయువును సేకరించినప్పుడు ఆక్సిజన్‌ను కనుగొన్నాడు. కార్ల్ విల్‌హెల్మ్ షీలే 1771లో ఆక్సిజన్‌ను కూడా అదే పద్ధతిలో సృష్టించాడు, అయితే షీలే తన ఫలితాలను 1777 వరకు ప్రచురించలేదు
టెల్లూరియాన్ని మొదటిసారిగా 1783లో ఫ్రాంజ్ జోసెఫ్ ముల్లర్ వాన్ రీచెన్‌స్టెయిన్ కనుగొన్నారు. అతను ఇప్పుడు కాల్వెరైట్ అని పిలుస్తున్న నమూనాలో టెల్లూరియాన్ని కనుగొన్నాడు. ఆ నమూనాను స్వచ్ఛమైన యాంటీమోనీ అని ముల్లర్ మొదట భావించాడు, కానీ అతను దానిపై నిర్వహించిన పరీక్షలు దాన్ని బలపరచలేదు. ముల్లర్ ఆ నమూనా బిస్మత్ సల్ఫైడ్ అని ఊహించాడు, కానీ పరీక్షల్లో అది కాదని తేలింది. కొన్నేళ్లపాటు ముల్లర్, ఈ సమస్య గురించి ఆలోచించాడు. చివరికి అతను, ఏదో తెలియని ఓ మూలకంతో బంగారం బంధించబడిందని గ్రహించాడు. 1796లో, ముల్లర్ ఆ నమూనాలో కొంత భాగాన్ని జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త మార్టిన్ క్లాప్రోత్‌కు పంపాడు, అతను ఆ మూలకాన్ని శుద్ధి చేశాడు. క్లాప్రోత్ భూమి అనే మాటకు లాటిన్ పదం నుండి ఆ మూలకానికి టెల్లూరియం అని పేరు పెట్టాడు.
సెలీనియాన్ని 1817లో జాన్స్ జాకబ్ బెర్జెలియస్ కనుగొన్నారు. బెర్జెలియస్ సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ తయారీ కర్మాగారంలో ఎర్రటి-గోధుమ అవక్షేపాన్ని గమనించాడు. అ నమూనాలో ఆర్సెనిక్ ఉన్నట్లు భావించేవారు. బెర్జెలియస్ మొదట్లో ఆ అవక్షేపంలో టెల్లూరియం ఉందని భావించాడు. కానీ అందులో కొత్త మూలకం కూడా ఏదో ఉందని గ్రహించాడు. అతను దానికి గ్రీకు చంద్ర దేవత సెలీన్ పేరు మీద సెలీనియం అని పేరు పెట్టాడు. [11]
మూడు చాల్కోజెన్లు (సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియం) ఒకే గ్రూపులోని మూలకా త్రయాల శ్రేణిలో ఉన్నాయి కాబట్టి అవి ఆవర్తనాన్ని కనుగొనడంలో భాగంగా ఉన్నాయి. జోహాన్ వోల్ఫ్‌గ్యాంగ్ డోబెరీనర్, వీటికి ఒకే విధమైన లక్షణాలు ఉన్నట్లు గుర్తించాడు. [12] 1865లో జాన్ న్యూలాండ్స్ వరుసగా రాసిన పత్రాలలో, పరమాణు భారం పెరిగే క్రమంలో, ఎనిమిది విరామాలలో పునరావృతమయ్యే సారూప్య భౌతిక, రసాయన లక్షణాలతో మూలకాలను జాబితా చేశాడు. అతను ఆ ఆవర్తనాన్ని సంగీతం యొక్క అష్టపదాలతో (ఆక్టేవ్) పోల్చాడు. [13] [14] అతని కూర్పులో ఆక్సిజన్, సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియం, ఓస్మియంతో కూడిన "గ్రూప్ బి" ఉంది.
1869 తరువాత, డిమిత్రి మెండలీవ్ తన ఆవర్తన పట్టికను సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియంలకు పైన, "గ్రూప్ VI"లో అన్నిటికంటే పైన ఆక్సిజన్‌ను ఉంచాలని ప్రతిపాదించాడు. [15] కొన్నిసార్లు క్రోమియం, మాలిబ్డినం, టంగ్‌స్టన్, యురేనియం ఈ గ్రూపులో చేర్చారు. అయితే వాటిని గ్రూపు VIB లో భాగంగా పునర్వ్యవస్థీకరించారు; యురేనియం తరువాత ఆక్టినైడ్ లోకి తరలించారు. ఆక్సిజన్, సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియం, ఆ తరువాత పోలోనియంలను VIA గ్రూపుగా వర్గీకరించారు. ఆ గ్రూపు పేరును 1988 లో [16] గ్రూప్ 16గా మార్చారు.
ఆధునిక ఆవిష్కరణలు
19వ శతాబ్దపు చివరలో, మేరీ క్యూరీ, పియరీ క్యూరీలు పిచ్‌బ్లెండే నమూనా కేవలం యురేనియం ఉనికిని మాత్రమే వివరించగల దానికంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ రేడియోధార్మికతను విడుదల చేస్తోందని కనుగొన్నారు. క్యూరీలు అనేక టన్నుల పిచ్‌బ్లెండ్‌ను సేకరించి, స్వచ్ఛమైన పోలోనియం నమూనాను పొందే వరకు చాలా నెలల పాటు దానిని శుద్ధి చేశారు. ఆ ఆవిష్కరణ అధికారికంగా 1898లో జరిగింది. పార్టికిల్ యాక్సిలరేటర్ల ఆవిష్కరణకు ముందు, పోలోనియాన్ని సృష్టించడానికి ఉన్న ఏకైక మార్గం, యురేనియం ధాతువు నుండి చాలా నెలల పాటు దానిని తీస్తూ ఉండడమే. [5]
లివర్మోరియం సృష్టించే మొదటి ప్రయత్నం 1976 నుండి 1977 వరకు LBNL లో జరిగింది, వీరు క్యూరియం-248ని కాల్షియం-48తో తాడించారు గానీ విజయవంతం కాలేదు. రష్యా, జర్మనీ, యుఎస్‌లోని పరిశోధనా బృందాలు 1977, 1998, 1999లో అనేక విఫల ప్రయత్నాల తర్వాత 2000 లో, కాల్షియం-48 అణువులతో క్యూరియం -248 అణువులపై తాడించడం ద్వారా లివర్మోరియాన్ని జాయింట్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ న్యూక్లియర్ రీసెర్చ్‌లో విజయవంతంగా సృష్టించారు. 2012లో అధికారికంగా లివర్మోరియం అని పేరు పెట్టబడే వరకు ఈ మూలకాన్ని ఉనున్‌హెక్సియం అని పిలిచేవారు. [5]
లభ్యత
నాలుగు తేలికైన చాల్కోజెన్‌లన్నీ - ఆక్సిజన్, సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియాలు - భూమిపై లభించే ఆదిమ మూలకాలు. సల్ఫర్, ఆక్సిజన్‌లు రాగి ఖనిజాలుగా ఏర్పడతాయి. సెలీనియం, టెల్లూరియం అటువంటి ఖనిజాలలో చిన్న జాడలలో ఏర్పడతాయి. [9] పోలోనియం అనేది ఆదిమంగా లేనప్పటికీ, ఇతర మూలకాల క్షయం నుండి సహజంగా ఏర్పడుతుంది. లివర్మోరియం సహజంగా ఏర్పడదు.
ఆక్సిజన్, బరువు ప్రకారం వాతావరణంలో 21%, నీటిలో 89%, భూమి పైపెంకులో 46%, [1] మానవ శరీరంలో 65% ఉంటుంది. [17] ఆక్సిజన్ అనేక ఖనిజాలలో కూడా సంభవిస్తుంది, అన్ని ఆక్సైడ్ ఖనిజాలు, హైడ్రాక్సైడ్ ఖనిజాలలో, అనేక ఇతర ఖనిజ సమూహాలలో ఉంటుంది. [18] సూర్యుని ద్రవ్యరాశికి కనీసం ఎనిమిది రెట్లు ఎక్కువ ఉన్న నక్షత్రాల్లో న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ద్వారా వాటి కోర్లలో ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. [12] విశ్వంలో ఆక్సిజన్ మూడవ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం -బరువు ప్రకారం ఇది విశ్వంలో 1% ఉంటుంది. [19] [20]
సల్ఫర్, బరువు ప్రకారం భూమి పెంకులో 0.035% ఉంటుంది. ఇది అక్కడ 17వ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే మూలకం. [1] మానవ శరీరంలో ఇది 0.25% ఉంటుంది. [17] ఇది నేలలో ప్రధానమైన భాగం. సల్ఫర్ సముద్రపు నీటిలో మిలియన్‌కు 870 భాగాలు, వాతావరణంలో బిలియన్‌కు 1 భాగం ఉంటుంది. [5] సల్ఫర్ మూలక రూపంలో లేదా సల్ఫైడ్ ఖనిజాలు, సల్ఫేట్ ఖనిజాలు లేదా సల్ఫోసాల్ట్ ఖనిజాల రూపంలో ఉంటుంది. [18] సూర్యుని ద్రవ్యరాశికి కనీసం 12 రెట్లు ఎక్కువ ఉన్న నక్షత్రాల్లో న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ద్వారా వాటి కోర్లలో సల్ఫర్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. [12] సల్ఫర్ విశ్వంలో పదవ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం. బరువు ప్రకారం విశ్వంలో మిలియన్‌కు 500 భాగాలు ఉంటుంది. [19] [20]
సెలీనియం, బరువు ప్రకారం భూమి పెంకులో మిలియన్‌కు 0.05 భాగాలు ఉంటుంది. [1] ఇది భూమి పెంకులో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న 67వ మూలకం. సెలీనియం ప్రతి మిలియన్ మట్టిలో సగటున 5 భాగాలు ఉంటుంది. సముద్రపు నీటిలో ఒక ట్రిలియన్‌కు దాదాపు 200 భాగాలు ఉంటుంది. వాతావరణంలో ఒక క్యూబిక్ మీటరుకు 1 నానోగ్రామ్ సెలీనియం ఉంటుంది. సెలెనేట్స్, సెలెనైట్స్ అని పిలువబడే ఖనిజ సమూహాలు ఉన్నాయి గానీ ఈ సమూహాలలో ఖనిజాలు ఎక్కువేమీ లేవు. [21] సెలీనియం నేరుగా న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ద్వారా ఉత్పత్తి అవదు. [12] విశ్వంలో సెలీనియం, బరువు ప్రకారం బిలియన్లకు 30 భాగాలు ఉంటుంది. [20]
భూమి పెంకులో ఒక బిలియన్‌కు 5 భాగాలు, సముద్రపు నీటిలో బిలియన్‌కు 15 భాగాలు మాత్రమే టెల్లూరియం ఉంది. [22] టెల్లూరియం భూమి పెంకులో అత్యంత తక్కువ సమృద్ధిగా ఉన్న ఎనిమిది లేదా తొమ్మిది మూలకాలలో ఒకటి. [23] కొన్ని డజన్ల టెల్యురేట్ ఖనిజాలు, టెల్యురైడ్ ఖనిజాలు ఉన్నాయి. సిల్వనైట్, కలావెరైట్ వంటి బంగారంతో కూడిన కొన్ని ఖనిజాలలో టెల్లూరియం ఏర్పడుతుంది. [24] టెల్లూరియం బరువు ప్రకారం విశ్వంలోని బిలియన్లకు 9 భాగాలు ఉంటుంది. [23] [20] [25]
యురేనియం, థోరియంల రేడియోధార్మిక క్షయం ద్వారా ఏర్పడే పొలోనియం, భూమిపై చాలా స్వల్ప మొత్తాల్లో మాత్రమే సంభవిస్తుంది. ఇది యురేనియం ఖనిజాలలో మెట్రిక్ టన్నుకు 100 మైక్రోగ్రాముల సాంద్రతలలో ఉంటుంది. మట్టిలో చాలా తక్కువ మొత్తంలో పొలోనియం ఉంటుంది. తద్వారా చాలా ఆహారంలో, తద్వారా మానవ శరీరంలో కూడా ఉంటుంది. [5] భూమి పెంకులో బిలియన్‌కు 1 భాగం కంటే తక్కువ పోలోనియం ఉంటుంది. ఇది భూమిపై ఉన్న పది అరుదైన లోహాలలో ఒకటి. [5] [1]
లివర్మోరియం ఎల్లప్పుడూ పార్టికిల్ యాక్సిలరేటర్లలో కృత్రిమంగా ఉత్పత్తి అవుతుంది. కానీ, చాలా తక్కువ సంఖ్యలో అణువులు మాత్రమే సంశ్లేషణ చేయబడతాయి.
ఉత్పత్తి
సంవత్సరానికి సుమారు 10 కోట్ల మెట్రిక్ టన్నుల ఆక్సిజన్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఆక్సిజన్‌ను సాధారణంగా గాలిని ఆంశిక స్వేదనం చెయ్యడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేస్తారు. దీనిలో గాలిని ద్రవంగా చల్లబరచి, తరువాత వేడి చేస్తారు. తద్వారా ఆక్సిజన్ మినహా గాలిలోని మిగతా అన్ని భాగాలు వాయువులుగా మారి, విడుదల అవుతాయి. గాలిని అలా అనేకసార్లు స్వేదనం చేయడం వల్ల 99.5% స్వచ్ఛమైన ఆక్సిజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఆక్సిజన్‌ను ఉత్పత్తి చేసే మరొక పద్ధతి ఏమిటంటే, జియోలైట్‌తో తయారు చేయబడిన మాలిక్యులర్ జల్లెడల మంచం ద్వారా పొడి, స్వచ్ఛమైన గాలిని పంపడం. ఇది గాలిలోని నత్రజనిని గ్రహించి, 90 నుండి 93% స్వచ్ఛమైన ఆక్సిజన్‌ను విడుదల చేస్తుంది. [5]</ref>
సల్ఫర్‌ను దాని మూలక రూపంలో తవ్వవచ్చు, అయితే ఈ పద్ధతి గతంలో ఉన్నంత ప్రజాదరణ పొందలేదు. 1865లో అమెరికాలో లూసియానా, టెక్సాస్‌ రాష్ట్రాలలో పెద్ద సల్ఫర్ నిక్షేపాలను కనుగొన్నారు. అయితే ఆ సమయంలో దానిని వెలికి తీయడం సాధ్యపడలేదు. 1890లలో, హెర్మన్ ఫ్రాష్ సల్ఫర్‌ను సూపర్‌హీట్ చేయబడిన ఆవిరితో ద్రవీకరించి, సల్ఫర్‌ను ఉపరితలంపైకి పంపే పరిష్కారాన్ని కనుగొన్నాడు. ఈ రోజుల్లో సల్ఫర్‌ను తరచుగా చమురు, సహజ వాయువు, తారు నుండి సంగ్రహిస్తున్నారు. [5]
ప్రపంచ సెలీనియం ఉత్పత్తి సంవత్సరానికి సుమారు 1500 మెట్రిక్ టన్నులు, వీటిలో దాదాపు 10%ను రీసైకిల్ చేస్తారు. అతిపెద్ద ఉత్పత్తిదారు అయిన జపాన్, సంవత్సరానికి 800 మెట్రిక్ టన్నుల సెలీనియాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇతర పెద్ద ఉత్పత్తిదారులలో బెల్జియం (సంవత్సరానికి 300 మెట్రిక్ టన్నులు), అమెరికా (సంవత్సరానికి 200 మెట్రిక్ టన్నులకు పైగా), స్వీడన్ (సంవత్సరానికి 130 మెట్రిక్ టన్నులు), రష్యా (సంవత్సరానికి 100 మెట్రిక్ టన్నులు) ఉన్నాయి. రాగిని విద్యుద్విశ్లేషణ శుద్ధి చేసే ప్రక్రియ నుండి వ్యర్థాల నుండి సెలీనియం తీయవచ్చు. సెలీనియం ఉత్పత్తి చేసే మరొక పద్ధతి మిల్క్ వెట్చ్ వంటి సెలీనియం-సేకరించే మొక్కలను పెంచడం. ఈ పద్ధతిలో ఎకరానికి మూడు కిలోల సెలీనియాన్ని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. కానీ దీన్ని పెద్దగా సాగు చెయ్యడం లేదు. [5]
టెల్లూరియం ఎక్కువగా రాగి ప్రాసెసింగులో ఉప ఉత్పత్తిగా వస్తుంది. [26] సోడియం టెల్యురైడ్ ను విద్యుద్విశ్లేషణ తగ్గింపు చేసి కూడా టెల్లూరియాన్ని శుద్ధి చేస్తారు. టెల్లూరియం ప్రపంచ ఉత్పత్తి సంవత్సరానికి 150 - 200 మెట్రిక్ టన్నుల మధ్య ఉంటుంది. యునైటెడ్ స్టేట్స్ టెల్లూరియం యొక్క అతిపెద్ద ఉత్పత్తిదారులలో ఒకటి, సంవత్సరానికి దాదాపు 50 మెట్రిక్ టన్నులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. పెరూ, జపాన్, కెనడాలు కూడా టెల్లూరియం ఉత్పత్తిదారులే. [5]
న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లను సృష్టించే వరకు, పోలోనియాన్ని యురేనియం ధాతువు నుండే తీసేవారు. ఆధునిక కాలంలో, బిస్మత్‌ను న్యూట్రాన్‌లతో తాడించడం ద్వారా పోలోనియం ఐసోటోఫులను ఉత్పత్తి చేస్తున్నారు. [23] న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లలో అధిక న్యూట్రాన్ ప్రవాహాల ద్వారా కూడా పొలోనియం ఉత్పత్తి అవుతుంది. సంవత్సరానికి సుమారు 100 గ్రాముల పొలోనియం ఉత్పత్తి అవుతుంది. [27] వాణిజ్య అవసరాల కోసం ఉత్పత్తి చేయబడిన పోలోనియం అంతా రష్యాలోని ఓజర్స్క్ న్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌లో తయారు చేయబడిందే. అక్కడి నుంచి రష్యాలోని సమారాలో శుద్ధి చేసి, అక్కడి నుంచి సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్‌కు పంపిణీ చేస్తారు. అమెరికా, అతిపెద్ద పొలోనియం వినియోగదారు. [5]
లివర్మోరియం ఉత్పత్తి అంతా పార్టికిల్ యాక్సిలరేటర్లలో కృత్రిమంగా అవుతుంది. లివర్మోరియాన్ని మొదటగా కాల్షియం-48 అణువులతో క్యూరియం-248 అణువులపై తాడించి ఉత్పత్తి చేసారు. 2011 నాటికి, లివర్మోరియం పరమాణువులు దాదాపు 25 ని సంశ్లేషణ చేసారు.[5]
ఉపయోగాలు
జీవక్రియ అనేది ఆక్సిజన్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన ఉపయోగం. చిన్న పారిశ్రామిక ఉపయోగాలలో ఉక్కు తయారీ (ఉత్పత్తి అయ్యే మొత్తం శుద్ధ ఆక్సిజన్‌లో 55%), రసాయన పరిశ్రమ (శుద్ధ ఆక్సిజన్‌లో 25%), వైద్య వినియోగం, నీటి చికిత్స (ఆక్సిజన్ కొన్ని రకాల బ్యాక్టీరియాను చంపుతుంది), రాకెట్ ఇంధనం (ద్రవ రూపంలో), మెటల్ కట్టింగు ఉన్నాయి. [5]
ఉత్పత్తి అయ్యే చాలా సల్ఫర్ సల్ఫర్ డయాక్సైడ్‌గా రూపాంతరం చెందుతుంది. ఇది మళ్ళీ సాధారణ పారిశ్రామిక రసాయనమైన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంగా రూపాంతరం చెందుతుంది. ఇతర సాధారణ ఉపయోగాలు గన్‌పౌడర్. ఇది గ్రీక్ ఫైర్‌లో కీలకమైన పదార్ధంగా ఉంది. నేల pH ని మార్చడానికి దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. [23] సల్ఫర్‌ను వల్కనైజ్ చేయడానికి రబ్బరులో కూడా కలుపుతారు. సల్ఫర్ కొన్ని రకాల కాంక్రీటులో, బాణసంచాలో ఉపయోగిస్తారు. ఉత్పత్తి చేయబడిన మొత్తం సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంలో 60% ఫాస్పోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. [5] [28] సల్ఫర్‌ను "పండ్ల తోట, అలంకారపంటలు, కూరగాయలు, ధాన్యం, ఇతర పంటలపై" పురుగుమందుగా (ప్రత్యేకంగా అకారిసైడ్, శిలీంద్ర సంహారిణిగా ) ఉపయోగిస్తారు. [29]
ఉత్పత్తి అయ్యే మొత్తం సెలీనియంలో దాదాపు 40% గాజు తయారీకి వెళుతుంది. 30% మాంగనీస్ ఉత్పత్తితో సహా మెటలర్జీకి వెళుతుంది. మొత్తం సెలీనియం ఉత్పత్తిలో 15% వ్యవసాయానికి వెళుతుంది. ఫోటోవోల్టాయిక్ మెటీరియల్స్ వంటి ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో 10% వాడతారు. 5% వర్ణద్రవ్యంగా వాడతారు. చారిత్రికంగా, ఫోటోకాపియర్‌లు, లైట్ మీటర్ల వంటి యంత్రాలలో మొత్తం సెలీనియంలో మూడింట ఒక వంతును ఉపయోగించేవారు.. కానీ ఈ వినియోగం స్థిరంగా క్షీణిస్తోంది. [5]
టెల్లూరియం సబాక్సైడ్, టెల్లూరియం, టెల్లూరియం డయాక్సైడ్ మిశ్రమం. దీన్ని కొన్ని CD-RW డిస్క్‌లు, DVD-RW డిస్క్‌ల రీరైటబుల్ డేటా లేయర్‌లో ఉపయోగిస్తారు. బిస్మత్ టెల్యురైడ్‌ను ఫోటోరిసెప్టర్లు వంటి అనేక మైక్రోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో కూడా ఉపయోగిస్తారు. టెల్లూరియం కొన్నిసార్లు వల్కనైజ్డ్ రబ్బరులో సల్ఫర్‌కు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగిస్తారు. కాడ్మియం టెల్యురైడ్ సోలార్ ప్యానెల్స్‌లో అధిక సామర్థ్యం గల పదార్థంగా ఉపయోగించబడుతుంది. [5]
జీవ పాత్ర
అడినోసైన్ ట్రైఫాస్ఫేట్ ఉత్పత్తి చేయడానికి దాదాపు అన్ని జీవులకు ఆక్సిజన్ అవసరం. ఇది నీరు, అమైనో ఆమ్లాలు, DNA వంటి అనేక ఇతర జీవసంబంధ సమ్మేళనాలలో కీలకమైన భాగం. మానవ రక్తంలో పెద్ద మొత్తంలో ఆక్సిజన్ ఉంటుంది. మానవ ఎముకలలో 28% ఆక్సిజన్ ఉంటుంది. మానవ కణజాలంలో 16% ఆక్సిజన్ ఉంటుంది. ఒక సాధారణ 70 కిలోగ్రాముల మానవునిలో 43 కిలోగ్రాముల ఆక్సిజన్ ఉంటుంది. ఇది ఎక్కువగా నీటి రూపంలో ఉంటుంది. [5]
అన్ని జంతువులకు గణనీయమైన మొత్తంలో సల్ఫర్ అవసరం. సిస్టీన్, మెథియోనిన్ వంటి కొన్ని అమైనో ఆమ్లాలలో సల్ఫర్‌ను ఉంటుంది. మొక్కల మూలాలు నేల నుండి సల్ఫేట్ అయాన్లను తీసుకుంటాయి. దానిని సల్ఫైడ్ అయాన్లుగా మారుస్తాయి. మెటాలోప్రొటీన్లు శరీరంలోని ఉపయోగకరమైన లోహ పరమాణువులకు అటాచ్ చేయడానికి కూడా సల్ఫర్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. సల్ఫర్ కాడ్మియం వంటి విషపూరిత లోహ పరమాణువులకు అంటుకుని, పాక్కకు లాగేసి, వాటి నుండి కాలేయాన్ని కాపాడుతుంది. సగటున, మానవులు ప్రతి రోజు 900 మిల్లీగ్రాముల సల్ఫర్‌ను వినియోగిస్తారు. స్కంక్ స్ప్రేలో కనిపించే సల్ఫర్ సమ్మేళనాలకు బలమైన వాసనలు ఉంటాయి. [5]
అన్ని జంతువులకు, కొన్ని మొక్కలకూ- కానీ కొన్ని ప్రత్యేక ఎంజైమ్‌లకు మాత్రమే - కొద్ది మొత్తాల్లో సెలీనియం అవసరం. [23] [30] మానవులు సగటున రోజుకు 6 నుండి 200 మైక్రోగ్రాముల సెలీనియాన్ని వినియోగిస్తారు. పుట్టగొడుగులు, బ్రెజిల్ గింజలలో అధిక సెలీనియం ఉంటుంది. ఆహారాలలో సెలీనియం సాధారణంగా సెలెనోసిస్టీన్, సెలెనోమెథియోనిన్ వంటి అమైనో ఆమ్లాల రూపంలో కనిపిస్తుంది. [5] సెలీనియం హెవీ మెటల్ పాయిజనింగ్ నుండి కాపాడుతుంది. [30]
జంతువుల జీవితానికి టెల్లూరియం అవసరమని తెలియదు. అయితే కొన్ని శిలీంధ్రాలు సెలీనియం స్థానంలో వీటిని వాడవచ్చు. సూక్ష్మజీవులు కూడా టెల్లూరియాన్ని గ్రహించి డైమిథైల్ టెల్యురైడ్‌ను విడుదల చేస్తాయి. రక్తప్రవాహంలో ఉండే టెల్లూరియం మూత్రంలో నెమ్మదిగా విసర్జించబడుతుంది. అయితే కొన్ని డైమిథైల్ టెల్యురైడ్‌గా మార్చబడి, ఊపిరితిత్తుల ద్వారా విడుదలవుతాయి. సగటున, మానవులు రోజుకు 600 మైక్రోగ్రాముల టెల్లూరియం తీసుకుంటారు. మొక్కలు నేల నుండి కొంత టెల్లూరియాన్ని తీసుకోగలవు. ఉల్లిపాయలు, వెల్లుల్లి పొడి బరువులో టెల్లూరియం మిలియన్‌కు 300 భాగాలు ఉన్నట్లు కనుగొన్నారు. [5]
పొలోనియం ఎటువంటి జీవ పాత్ర లేదు. రేడియోధార్మికత కారణంగా అది అత్యంత విషపూరితమైనది.