ಪಿಯುಸಿ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಪರೀಕ್ಷಾ ದಿಕ್ಸೂಚಿ: ಘನಸ್ಥಿತಿ

ರಸಾಯನ ಶಾಸ್ತ್ರ

* ದ್ರವ ಮತ್ತು ಅನಿಲಗಳು ಅವುಗಳ ಹರಿಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳು ಸರಿಸಲು ಮುಕ್ತವಾಗಿರುವುದು ಈ ಎರಡೂ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಹರಿಯುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ತದ್ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಘನ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಘಟಕ ಕಣಗಳು ನಿಶ್ಚಿತ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಆವರಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ದೃಢತೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ, ಘಟಕ ಕಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು
1) ಅವುಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಆಕಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ
2) ಅಂತರಣ್ವಕ ದೂರಗಳು ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ (Intermolecular distance are short)
3) ಅಂತರಣ್ವಕ ಬಲಗಳು ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ (Intermolecular force are strong)
4) ಅವುಗಳ ಘಟಕ ಕಣಗಳು (ಪರಮಾಣುಗಳು, ಅಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಯಾನುಗಳು) ನಿಶ್ಚಿತ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳು ಸರಾಸರಿ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಓಡಾಡುತ್ತಿರುತ್ತವೆ
5) ಅವು ಅಸಂಕುಚಿತ ಮತ್ತು ದೃಢವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

* ಘನವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಮ್ಮ ಘಟಕ ಕಣಗಳ ಜೋಡಣೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತವಾದ ಕ್ರಮದ ಸ್ವರೂಪದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಅಥವಾ ಅಸ್ಪಟಿಕ ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಸ್ಫಟಿಕದಂಥ ಘನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಣ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣದ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಘಟಕ ಕಣಗಳ ಜೋಡಣೆಯು ಶ್ರೇಣಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ದೀರ್ಘ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಕ್ರಮವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಅಂದರೆ, ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಇಡೀ ಸ್ಫಟಿಕದ ಮೇಲೆ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವ ಕಣಗಳ ಜೋಡಣೆಯ ನಿಯಮಿತ ಮಾದರಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಸೋಡಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಗಳು ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಘನಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ

* ಗಾಜು, ರಬ್ಬರ್ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ಗಳು ಅಸ್ಪಟಿಕ ಘನಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ.

* ಸ್ಪಟಿಕದ ಘನಗಳು ತೀಕ್ಷ್ಣವಾದ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಅಸ್ಪಟಕೀಯ ಘನಗಳು ವ್ಯಾಪ್ತಿ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮೃದುವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಆಕಾರಗಳಿಗೆ ಮಾರ್ಪಾಡು ಮಾಡಬಹುದು. ಕೆಲವು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾಯಿಸಿ ಅಸ್ಪಟಕೀಯ ಘನಗಳನ್ನು ಸ್ಪಟಿಕಘನಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು.

* ಹಳೆಯ ಕಟ್ಟಡಗಳ ಕಿಟಕಿಗಳಿಗೆ ಅಥವಾ ಬಾಗಿಲುಗಳಿಗೆ ನಿಗದಿಪಡಿಸಿದ ಗಾಜಿನ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ಭಾಗಕ್ಕಿಂತಲೂ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ದಪ್ಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ಗಾಜು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಕೆಳಭಾಗಕ್ಕೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೆಳಭಾಗವನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ದಪ್ಪವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

* ಕಬ್ಬಿಣ, ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಬೆಳ್ಳಿಯಂತಹ ಎಲ್ಲಾ ಲೋಹೀಯ ಧಾತುಗಳು ಹಾಗೂ ಅಲೋಹಗಳಾದ ಸಲ್ಫರ್, ಫಾಸ್ಪರಸ್ ಮತ್ತು ಅಯೋಡಿನ್ ಮತ್ತು ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾದ ಸೋಡಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್, ಸತು ಸಲ್ಫೈಡ್‌, ಮತ್ತು ನ್ಯಾಫ್ಥಲೀನ್ ಇವುಗಳು ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಘನದ ರೂಪಗಳಾಗಿವೆ.

* ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಘನವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳೊಳಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅಂತರಣ್ವಿಕ ಬಲದ ಸ್ವಭಾವದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಾಲ್ಕು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಇವುಗಳು ಆಣ್ವಿಕ, ಅಯಾನಿಕ್, ಲೋಹೀಯ ಮತ್ತು ಸಹವೆಲೆನ್ಸಿಯಾ ಘನ ವಸ್ತುಗಳು.

1. ಧ್ರುವೀಯವಲ್ಲದ ಆಣ್ವಿಕ ಘನವಸ್ತುಗಳು: ಅವುಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳಾದ ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಆರ್ಗನ್ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಂ ಅಥವಾ ಧ್ರುವೀಯ ಸಹವೇಲೆನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಅಣುಗಳಾದ ಉದಾಹರಣೆಗೆ H2, Cl2 ಮತ್ತು I2 ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಕಣಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲ ಪ್ರಸರಣ ಬಲ ಅಥವಾ ಲಂಡನ್ ಬಲಗಳು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ ಈ ಘನವಸ್ತುಗಳು ಮೃದುವಾಗಿದ್ದು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಅವಾಹಕಗಳಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅವು ಕಡಿಮೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೊಠಡಿ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಅಥವಾ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ.

2. ಧ್ರುವೀಯ ಆಣ್ವಿಕ ಘನವಸ್ತುಗಳು: HCl, SO2 ಮುಂತಾದ ವಸ್ತುಗಳ ಅಣುಗಳು ಧ್ರುವೀಯ ಸಹ ವೆಲೆನ್ಸಿಯಾ ಬಂಧಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡಿವೆ. ಅಂತಹ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಬಲವಾದ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ-ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಘನವಸ್ತುಗಳು ಮೃದುವಾಗಿದ್ದು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಅವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ. ಅವುಗಳ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳು ಅಧ್ರುವೀಯ ಆಣ್ವಿಕ ಘನವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತವೆ ಆದರೂ ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವು ಕೊಠಡಿ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಅನಿಲಗಳು ಅಥವಾ ದ್ರವಗಳಾಗಿವೆ. ಘನ SO2 ಮತ್ತು ಘನ NH3 ಗಳು, ಇಂತಹ ಘನಗಳಿಗೆ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ.

3. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಿತ ಆಣ್ವಿಕ ಘನವಸ್ತುಗಳು: ಅಂತಹ ಘನಗಳ ಅಣುಗಳು H ಮತ್ತು F, O ಅಥವಾ N ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಧ್ರುವೀಯ ಸಹ ವೆಲೆನ್ಸಿಯಾ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಬಲವಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧವು H2Oನಂತಹ ಘನಗಳ ಅಣುಗಳನ್ನು ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಅವಾಹಕಗಳು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅವು ಕೊಠಡಿ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಬಾಷ್ಪಶಿಲ ದ್ರವ ಅಥವಾ ಮೃದು ಘನವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ.

4. ಅಯಾನಿಕ್ ಘನವಸ್ತುಗಳು: ಅಯಾನುಗಳು ಅಯಾನಿಕ್ ಘನಗಳ ಘಟಕ ಕಣಗಳಾಗಿವೆ. ಅಂತಹ ಘನವಸ್ತುಗಳು ಮೂರು ಆಯಾಮದಲ್ಲಿ ಧನ ಮತ್ತು ಋಣ ಅಯಾನುಗಳು ಜೋಡಣೆಯಾದಾಗ ಏರ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ಕುಲಾಂಬಿಕ್ ಬಲದಿಂದ ಬಂಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಘನ ವಸ್ತುಗಳು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಕಠಿಣ ಮತ್ತು ಪೆಡಸಾಗಿವೆ. ಅವು ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುವ ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಅಯಾನುಗಳು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸಲಾಗದೆ ಇರುವುದರಿಂದ, ಅವು ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅವಾಹಕಗಳು. ಆದರೂ ಕರಗಿದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದಾಗ, ಅಯಾನುಗಳು ಚಲಿಸಲು ಮುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕಗಳಾಗುತ್ತವೆ.

(ಮುಂದುವರಿಯುವುದು……)

***

ಪಿಯುಸಿ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಪರೀಕ್ಷಾ ದಿಕ್ಸೂಚಿ: The Solid State

ಸಹಕಾರ: ಜ್ಞಾನಭಾರತಿ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಪರೀಕ್ಷಾ ತರಬೇತಿ ಕೇಂದ್ರ ಬೆಂಗಳೂರು