సృష్టించడం కుదరదు.. నాశనం సాధ్యంకాదు!

జనరల్‌ స్టడీస్‌ - రసాయన శాస్త్రం

అందరి జీవితాల్లో అత్యంత ముఖ్యమైన నీరు, ఇల్లు, తినే ఆహారం, అందులో రుచి కోసం వేసే ఉప్పు, వాడుకునే వివిధ వస్తువుల తయారీలోని ఇనుము, ప్లాస్టిక్‌ మొదలైనవి, వాహనాలకు ఉపయోగించే ఇంధనాలు తదితరాలన్నీ అనేక రకాల రసాయనాల సమ్మేళనాలే.  వాటి నిర్మాణాలను అర్థం చేసుకోవాలంటే రసాయన శాస్త్ర ప్రాథమికాంశాలైన పదార్థం, మూలకాలపై సరైన అవగాహన ఉండాలి. సంబంధిత వర్గీకరణలు, స్వభావాలు, లక్షణాలు, మార్పులు, స్థితులను అర్థం చేసుకోవాలి.

పదార్థం - మూలకాలు

పదార్థ ధర్మాలు, గుణం, ఆకృతి, రసాయన చర్యలు మొదలైన లక్షణాల గురించి రసాయన శాస్త్రం తెలియజేస్తుంది. ఆధునిక రసాయనశాస్త్ర పితామహుడిగా లెవోయిజర్‌ ప్రసిద్ధికెక్కాడు. పీల్చే గాలిలోని ఆక్సిజన్‌, వాడే మందులు, ప్రకృతికి శోభనిచ్చే చెట్లు, మానవుడు తినే ఆహార పదార్థాలు మొదలైనవన్నీ రసాయన సమ్మేళనాలే. ఈ విశ్వమంతా పదార్థం, శక్తితో నిర్మితమైంది. పదార్థం శక్తిగా; శక్తి పదార్థంగా మారుతుంది.

• వైద్యరంగంలో ఉపయోగించే పెన్సిలిన్‌, మధుమేహ రోగులకు వినియోగించే ఇన్సులిన్‌, ఆపరేషన్‌ థియేటర్‌లో ఉపయోగించే ఈథర్‌, బాధ నివారణకు వాడే ఆస్పరిన్‌.. తదితరాలన్నీ వైద్యరంగంలో మానవాళికి ఎన్నో ఉపయోగాలను అందించే రసాయనశాస్త్ర అనువర్తనాలే.

ఏడు రకాలు: రసాయన శాస్త్రాన్ని ప్రధానంగా ఏడు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.

1) మూలక రసాయన శాస్త్రం: సజాతి పరమాణువుల కలయిక వల్ల ఏర్పడిన అణువులున్న పదార్థాన్ని మూలకం అంటారు. ప్రతి మూలకానికి ఒక పరమాణు సంఖ్య ఉంటుంది. ఇది ముఖ్యంగా భూమిపై లభించే మొత్తం మూలకాలు, వాటి ధర్మాలు, తయారుచేసే విధానం, ఉపయోగాలు, వాటి సంయోగ పదార్థాలు మొదలైన విషయాల గురించి తెలియజేస్తుంది.

2) కర్బన రసాయన శాస్త్రం: హైడ్రోజన్‌ తర్వాత అత్యధిక సంయోగ పదార్థాలను ఏర్పరిచే మూలకం కార్బన్‌. కర్బన  రసాయన శాస్త్రం కార్బన్‌, దాని సంయోగ పదార్థాల గురించి వివరిస్తుంది.

3) భౌతిక రసాయన శాస్త్రం: ఒక పదార్థం లేదా మూలకం రసాయన చర్యలో పాల్గొనే విధానం, దానికి ఉండే భౌతిక లక్షణాల గురించి తెలియజేస్తుంది.

4) జీవ రసాయన శాస్త్రం: సజీవ వ్యవస్థలో జరిగే జీవ రసాయనిక చర్యలు, రసాయనిక మార్పుల గురించి వివరిస్తుంది.

5) పారిశ్రామిక రసాయన శాస్త్రం: పారిశ్రామిక రంగంలో రసాయన శాస్త్రం పాత్ర,  పదార్థాల సంఘటనం, వాటి తయారీ,  రసాయన చర్యలను వివరిస్తుంది.

6) వ్యవసాయ రసాయన శాస్త్రం: వ్యవసాయ రంగానికి చెందిన ఎరువులు, క్రిమిసంహారకాలు, విత్తనశుద్ధి, ధాన్యం నిల్వ మొదలైన వాటి గురించి తెలియజేస్తుంది.

7) ఔషధ రసాయన శాస్త్రం: దేశంలో అతివేగంగా విస్తరిస్తున్న రంగాల్లో ఔషధ రంగం ఒకటి. మొదటి యాంటీబయాటిక్‌ అయిన పెన్సిలిన్‌ నుంచి నేటి ఎ.ఆర్‌.వి. మందుల వరకు ప్రతి ఔషధం తయారీలో ఉన్న నియమాలు, రసాయన సంఘటనలు, వాటి ఫలితాలను వివరించే శాస్త్రం.

పదార్థ స్వభావం: కొంత స్థలాన్ని ఆక్రమిస్తూ బరువును కలిగి ఉండేవాటిని ‘పదార్థాలు’ అంటారు. పదార్థానికి రుచి, వాసన ఉంటుంది. పదార్థాన్ని సృష్టించలేం, నాశనం చేయలేం. కేవలం ఒక రూపం నుంచి మరో రూపంలోకి మాత్రమే మార్చడం సాధ్యమవుతుంది. పదార్థంలో ఏ భాగాన్ని తీసుకున్నా రసాయనికంగా ఒకే ధర్మం ఉంటుంది. భౌతిక స్థితి, రసాయన ధర్మాల ఆధారంగా పదార్థాన్ని గుర్తించవచ్చు.

పదార్థ లక్షణాలు:  రసాయనశాస్త్ర పరంగా పదార్థ లక్షణాలు 2 రకాలు.

1) భౌతిక లక్షణాలు: ఒక పదార్థాన్ని కంటితో పరిశీలించి తెలియజేసే లక్షణాలను భౌతిక లక్షణాలు అంటారు.
ఉదా: రంగు, స్థితి, ఆకారం, ద్రావణీయత, ద్రవీభవన స్థానం, బాష్పీభవన స్థానం మొదలైనవి.

2) రసాయనిక లక్షణాలు: కంటికి కనిపించనివి రసాయనిక లక్షణాలు.
ఉదా: చర్యా వేగం.

పదార్థ మార్పులు: భౌతిక రసాయనిక లక్షణాలను ఆధారం చేసుకుని పదార్థ మార్పులను రెండు రకాలుగా చెప్పొచ్చు.

ఎ) భౌతిక మార్పులు: ఒక పదార్థాన్ని వేడి చేసినప్పుడు లేదా చల్లార్చినప్పుడు దాని సంఘటనంలో మార్పు చెందకుండా కేవలం భౌతిక లక్షణాలైన రంగు, స్థితి, ఆకారంలో మార్పు చెందితే దాన్ని భౌతికమార్పు అంటారు.

ఉదా: మంచును వేడి చేస్తే నీరుగా మారడం, నీటిని వేడి చేస్తే నీటిఆవిరిగా మారడం. నీటిఆవిరిని చల్లారిస్తే నీరుగా మారడం, నీటిని మరింతగా చల్లారిస్తే మంచుగా మారడం.

• మంచు, నీరు, నీటిఆవిరిగా మారినా దాని సంఘటనం మారకుండా అన్ని స్థితుల్లో H2O గానే ఉంటుంది.
• అయోడిన్‌, అమ్మోనియం క్లోరైడ్‌, కర్పూరం, నాఫ్తలీన్‌ లాంటి పదార్థాలను వేడి చేస్తే ఘనరూపం నుంచి నేరుగా వాయు రూపంలోకి మారతాయి. వీటిని చల్లారిస్తే తిరిగి నేరుగా ఘనస్థితిలోకి మారతాయి. ఈ ప్రక్రియనే ఉత్పతనం అంటారు.
• ఇనుమును అయస్కాంతంగా మార్చడం ఒక భౌతిక మార్పు. పారాఫిన్‌ మైనం వేడి చేయడం, నెయ్యి గడ్డ కట్డడం, విద్యుత్తు బల్బు వెలగడం, ద్రావణాలు ఏర్పడటం, ఉత్పతనం పొందే చర్యలు, లెడ్‌ ఆక్సైడ్‌ను వేడి చేసినప్పుడు పసుపు రంగు నుంచి జేగురు రంగుగా మారడం వంటివన్నీ తాత్కాలిక మార్పులు. వీటినుంచి మళ్లీ మొదటి పదార్థాన్ని పొందవచ్చు. ఈ మార్పు భౌతిక ధర్మాల్లో మాత్రమే ఏర్పడుతుంది. భౌతిక మార్పు జరిగినప్పుడు పదార్థ భారంలో మార్పు ఉండదు. కాంతి, విద్యుత్తు లాంటి శక్తిరూపాల్లో కూడా భౌతిక మార్పులను కలిగించవచ్చు.

రసాయనిక మార్పులు: ఒక పదార్థాన్ని వేడి చేసినప్పుడు దాని సంఘటనంలో మార్పు జరిగి కొత్త పదార్థాన్ని ఏర్పరిస్తే దాన్ని రసాయన మార్పు అంటారు.

ఉదా: ఇనుము తుప్పు పట్టడం (ఆక్సిడేషన్‌), సున్నపురాయిని మండించడం; పెట్రోల్‌, డీజిల్‌ను దహనం చెందించడం; యాపిల్‌, వంకాయలను కోసిన తర్వాత వాటి తలాలపై గోధుమ రంగు ఏర్పడటం; పాలను పెరుగుగా మార్చడం; మెగ్నీషియం రిబ్బన్‌ను గాలిలో మండించడం; గోడకు సున్నం వేసిన కాసేపటికి తెల్లగా మారడం; బొగ్గును గాలిలో మండించడం; కొవ్వొత్తిని మండించడం.ఈ ఉదాహరణల్లో జరిగే మార్పు శాశ్వతమైంది. వాటి నుంచి తిరిగి మళ్లీ మొదటి పదార్థాన్ని పొందడం కుదరదు. ఈ మార్పు జరిగినప్పుడు పదార్థ భారంలో శక్తి మార్పు జరుగుతుంది. ఈ శక్తి మార్పు కాంతి, ధ్వని, విద్యుత్తు రూపంలో ఉండొచ్చు.

పదార్థ స్థితులు: అణువుల అమరికపై పదార్థ స్థితి ఆధారపడి ఉంటుంది. పదార్థంలో ఉన్న విభజించలేని చిన్న కణాలను పరమాణువులు అంటారు. పదార్థం ఘన, ద్రవ, వాయు, ప్లాస్మా, బోస్‌ - ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్సేట్‌ అనే అయిదు స్థితుల్లో ఉంటుంది.

బోస్‌-ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్సేట్‌: అతి తక్కువ సాంద్రత, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఈ స్థితి ఏర్పడుతుంది. దీన్ని 1924 - 25లో  సత్యేంద్రనాథ్‌ బోస్‌, ఐన్‌స్టీన్‌ కనుక్కున్నారు.

ఫెర్మియూనిక్‌ కండెన్సేట్‌: దీన్నే పదార్థం ‘ఆరో స్థితి’ అంటారు.