గ్రూప్ 12 మూలకం

వికీపీడియా నుండి
(Group 12 element నుండి దారిమార్పు చెందింది)
Jump to navigation Jump to search


ఆవర్తన పట్టికలో గ్రూప్ 12
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium
IUPAC group number 12
Name by element జింకు గ్రూపు
Trivial name అస్థిర లోహాలు
CAS group number
(US, pattern A-B-A)
IIB
old IUPAC number
(Europe, pattern A-B)
IIB

↓ పీరియడ్
4
Image: Zinc, fragment and sublimed 99.995%
Zinc (Zn)
30 Transition metal
5
Image: Cadmium, crystal bar 99.99%
Cadmium (Cd)
48 Transition metal
6
Image: Mercury, liquid
Mercury (Hg)
80 Transition metal
7 Copernicium (Cn)
112 Transition metal

Legend
ఆదిమ మూలకం
సింథటిక్ మూలకం
Atomic number color:
green=liquidblack=solid

ఆధునిక IUPAC నంబరింగ్ ప్రకారం గ్రూప్ 12, ఆవర్తన పట్టికలోని రసాయన మూలకాల గ్రూపు. ఇందులో జింక్ (Zn), కాడ్మియం (Cd), పాదరసం (Hg) ఉన్నాయి. [1] [2] కోపర్నిషియం (Cn) పరమాణువులపై ఇటీవల చేసిన పరిశీలనలను బట్టి దాన్ని ఈ గ్రూపులో చేర్చడం సరైనదేనని తేలింది. గతం లోని CAS, పాత IUPAC వ్యవస్థల్లో ఈ గ్రూపును IIB ("గ్రూప్ టూ B"గా ఉచ్ఛరిస్తారు, "II" అనేది రోమన్ సంఖ్య అయినందున ) అనేవారు. [note 1]

గ్రూప్ 12 మూలకాల్లో ప్రాకృతికంగా లభించేవి మూడు - జింక్, కాడ్మియం, పాదరసం. వాటన్నిటినీ ఎలక్ట్రిక్, ఎలక్ట్రానిక్ సాధనాలలోను, వివిధ మిశ్రమాలలోనూ విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. గ్రూపులోని మొదటి రెండు మూలకాలు ప్రామాణిక పరిస్థితులలో ఘన లోహాలుగా ఉన్నందున వాటికి ఒకే విధమైన లక్షణాలుంటాయి. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవంగా ఉండే ఏకైక లోహం, పాదరసం. జీవుల జీవరసాయన శాస్త్రంలో జింక్ చాలా ముఖ్యమైనది. కాడ్మియం, పాదరసం రెండూ అత్యంత విషపూరితమైనవి. కోపర్నిషియం ప్రాకృతికంగా లభించదు, దానిని ప్రయోగశాలలో సంశ్లేషణ చేయాలి.

భౌతిక, పరమాణు లక్షణాలు[మార్చు]

ఆవర్తన పట్టికలోని ఇతర గ్రూపుల లాగానే, గ్రూపు 12 మూలకాలు కూడా వాటి ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, ముఖ్యంగా బయటి షెల్‌లలో, ఒకే ధోరణిని కనబరుస్తాయి. తత్ఫలితంగా వాటి రసాయన ప్రవర్తనలో కూడా ఒకే ధోరణులు ఏర్పడతాయి:

Z మూలకం ఎలక్ట్రాన్లు/షెల్ సంఖ్య
30 జింక్ 2, 8, 18, 2
48 కాడ్మియం 2, 8, 18, 18, 2
80 పాదరసం 2, 8, 18, 32, 18, 2
112 కోపర్నిషియం 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2 (అంచనా)

గ్రూపు 12 మూలకాలన్నీ మెత్తని, డయామాగ్నెటిక్, డైవాలెంట్ లోహాలు. వాటి ద్రవీభవన స్థానాలు పరివర్తన లోహాలన్నిటి కంటే తక్కువగా ఉంటాయి. [4] జింక్ నీలం-తెలుపు రంగులో, నునుపుగా ఉంటుంది. అయితే వాణిజ్యపరంగా లభించే జింకు మెరుపు లేకుండా, మసకబారి ఉంటుంది. జింక్‌ను జనాంతికంగా (శాస్త్రీయేతర సందర్భాల్లో) స్పెల్టర్‌గా అని అంటారు. కాడ్మియం మృదువైనది, సున్నితంగా ఉంటుంది, సాగే గుణం కలిగి, నీలం-తెలుపు రంగులో ఉంటుంది. మెర్క్యురీ ద్రవరూపంలో, భారీగా, వెండి-లాంటి తెలుపు రంగులో ఉండే లోహం. ఇది సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ద్రవరూపంలో ఉండే ఏకైక లోహం. ఇతర లోహాలతో పోలిస్తే, ఇది మంచి ఉష్ణవాహకం కాదు, కానీ చక్కటి విద్యుద్వాహకం. [5]

దిగువ పట్టికలో గ్రూపు 12 మూలకాల ముఖ్య భౌతిక లక్షణాల సారాంశాన్ని చూడవచ్చు. కోపర్నిషియం డేటా, సైద్ధాంతిక అనుకరణలపై ఆధారపడినది. [6]

గ్రూపు 12 మూలకాల లక్షణాలు
పేరు జింక్ కాడ్మియం బుధుడు కోపర్నిషియం
ద్రవీభవన స్థానం 693 K (420 °C ) 594 K (321 °C) 234 K (−39 °C) 283±11 K [6] (10 °C)
మరుగు స్థానము 1180 K (907 °C) 1040 K (767 °C) 630 K (357 °C) 340±10 K [6] (60 °C)
సాంద్రత 7.14 g·cm −3 8.65 g·cm −3 13.534 g·cm −3 14.0 g·cm −3 [6]
స్వరూపం వెండి నీలం-బూడిద రంగు వెండి-బూడిద వెండి రంగు ?
పరమాణు వ్యాసార్థం 135 pm సాయంత్రం 155 150 pm ? సాయంత్రం 147

రసాయన శాస్త్రం[మార్చు]

గ్రూపు 12లోని మొదటి మూడు మూలకాలకు మాత్రమే చాలా వరకు రసాయన ధర్మాలు తెలుసు. కోపర్నిషియం రసాయన ధర్మాలు బాగా తెలియవు.

ఆవర్తన పోకడలు[మార్చు]

ఈ గ్రూపులోని మూలకాలన్నీ లోహాలే. కాడ్మియం, పాదరసం ల లోహ వ్యాసార్థాల సారూప్యతకు కారణం, లాంతనైడ్ సంకోచం. కాబట్టి, ఈ గ్రూపులోని ధోరణి, గ్రూప్ 2, క్షార మృత్తికల ధోరణికి భిన్నంగా ఉంటుంది. క్షార మృత్తికల్లో లోహ వ్యాసార్థం, గ్రూపులో పై నుండి క్రిందికి వెళ్ళేకొద్దీ పెరుగుతుంది. మూడు లోహాలకూ సాపేక్షంగా తక్కువ ద్రవీభవన, మరిగే బిందువులుంటాయి. వాలెన్స్ బ్యాండ్, కండక్షన్ బ్యాండ్ ల మధ్య సాపేక్షంగా తక్కువ అతివ్యాప్తితో లోహ బంధం సాపేక్షంగా బలహీనంగా ఉంటుందని ఇది సూచిస్తుంది. [7] అందువల్లనే జింకు లోహాలు, అర్ధలోహాలకు మధ్య ఉండే సరిహద్దుకు దగ్గరగా ఉంటుంది -సాధారణంగా గాలియం, జెర్మేనియం ల మధ్య ఉంటుంది. అయితే గాలియం, గాలియం ఆర్సెనైడ్ వంటి సెమీ కండక్టర్లలో పాల్గొంటుంది.

జింక్, కాడ్మియంలు ఎలక్ట్రోపోజిటివ్ కాగా పాదరసం అలా కాదు. [8] ఫలితంగా, జింక్, కాడ్మియంలు మంచి రిడక్షన్ ఏజెంట్లు. గ్రూపు 12 లోని మూలకాలకు +2 ఆక్సీకరణ స్థితి ఉంటుంది. దీనిలో అయాన్లు పూర్తి సబ్-షెల్‌తో కాకుండా స్థిరమైన d10 ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను కలిగి ఉంటాయి. అయితే, పాదరసం మాత్రం సులభంగా +1 ఆక్సీకరణ స్థితికి తగ్గించబడుతుంది; సాధారణంగా, అయాన్ Hg2+
2
లో లాగా రెండు పాదరసం(I) అయాన్లు కలిసి ఒక లోహ-లోహ బంధాన్ని, డయామాగ్నెటిక్ జాతిని ఏర్పరుస్తాయి. [9] కాడ్మియం [Cd2Cl6]4− వంటి జాతిని కూడా ఏర్పరుస్తుంది. దీనిలో లోహం యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితి +1. పాదరసం లాగానే, ఇది కూడా లోహ-లోహ బంధం ఏర్పరచి డయామాగ్నెటిక్ సమ్మేళనం ఏర్పరుస్తుంది. దీనిలో జతకూడని ఎలక్ట్రాన్లు ఉండవు; అందువలన, ఈ జాతి చాలా రియాక్టివ్‌గా ఉంటుంది. లీనియర్ Zn 2 Cl 2 వంటి సమ్మేళనాలలో, జింక్(I) ఎక్కువగా గ్యాస్ దశలో ఉంటుంది - కలోమెల్‌కి లాగా. ఘన దశలో ఉండే సమ్మేళనాన్ని డెకామిథైల్‌డైజింకోసీన్ (Cp*Zn–ZnCp*) అంటారు.


గ్రూపు 12, 18-కాలమ్‌ల ఆవర్తన పట్టికలో d-బ్లాక్‌లో ఉన్నప్పటికీ, జింక్, కాడ్మియం, పాదరసం యొక్క d ఎలక్ట్రాన్లు కోర్ ఎలక్ట్రాన్‌లుగా ప్రవర్తిస్తాయి, ఇవి బంధంలో పాల్గొనవు. ఈ ప్రవర్తన ప్రధాన-సమూహ మూలకాల మాదిరిగానే ఉంటుంది గానీ పొరుగున ఉన్న గ్రూపు 11 మూలకాల ( రాగి, వెండి, బంగారం) కంటే పూర్తి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. గ్రూపు 11 మూలకాల్లో వాటి గ్రౌండ్-స్టేట్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో d-సబ్‌షెల్‌లను కూడా నింపి, రసాయనికంగా పరివర్తన లోహాల లాగా ప్రవర్తిస్తాయి. ఉదాహరణకు, క్రోమియం(II) సల్ఫైడ్ (CrS)లో బంధం ప్రధానంగా 3d ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది; ఐరన్(II) సల్ఫైడ్ (FeS)లో 3d, 4s ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయి; కానీ జింక్ సల్ఫైడ్ (ZnS) 4s ఎలక్ట్రాన్‌లను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. 3d ఎలక్ట్రాన్‌లు కోర్ ఎలక్ట్రాన్‌లుగా ప్రవర్తిస్తాయి. నిజానికి, వాటి లక్షణాలు, గ్రూప్ 2 లోని మొదటి రెండు మూలకాలైన బెరీలియం, మెగ్నీషియం ల మధ్య పోలిక చేసి చూడవచ్చు. మునుపటి పొట్టి రూపంలో ఉండే పీరియాడిక్ టేబుల్ లలో, ఈ సంబంధం మరింత స్పష్టంగా వివరించబడింది. ఉదాహరణకు, జింక్, కాడ్మియం వాటి పరమాణు రేడియాలు, అయానిక్ రేడియాలు, ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీలు, వాటి బైనరీ సమ్మేళనాల నిర్మాణంలోను, అనేక నత్రజని, ఆక్సిజన్ లిగాండ్‌లతో సంక్లిష్ట అయాన్‌లను ఏర్పరుచుకునే సామర్థ్యంలోనూ బెరీలియం, మెగ్నీషియంలను పోలి ఉంటాయి. అయితే, బెరీలియం మెగ్నీషియం లు చిన్న పరమాణువులు. ఇవి భారీ క్షార మృత్తిక లోహాల వలె కాకుండా, గ్రూప్ 12 మూలకాల లాగా అంత నునుపుగా ఉండవు. ఇది డి-బ్లాక్, లాంతనైడ్ సంకోచాల కారణంగా పాదరసానికి దాని విలక్షణమైన లక్షణాలు వస్తాయి. [10]

క్షార మృత్తిక లోహాలతో సంబంధం[మార్చు]

గ్రూపు 12, 18-కాలమ్‌ల ఆవర్తన పట్టికలో d-బ్లాక్‌లో ఉన్నప్పటికీ, జింక్, కాడ్మియం, పాదరసం యొక్క d ఎలక్ట్రాన్లు కోర్ ఎలక్ట్రాన్‌లుగా ప్రవర్తిస్తాయి, ఇవి బంధంలో పాల్గొనవు. ఈ ప్రవర్తన ప్రధాన-సమూహ మూలకాల మాదిరిగానే ఉంటుంది గానీ పొరుగున ఉన్న గ్రూపు 11 మూలకాల ( రాగి, వెండి, బంగారం) కంటే పూర్తి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. గ్రూపు 11 మూలకాల్లో వాటి గ్రౌండ్-స్టేట్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో d-సబ్‌షెల్‌లను కూడా నింపి, రసాయనికంగా పరివర్తన లోహాల లాగా ప్రవర్తిస్తాయి. ఉదాహరణకు, క్రోమియం(II) సల్ఫైడ్ (CrS)లో బంధం ప్రధానంగా 3d ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది; ఐరన్(II) సల్ఫైడ్ (FeS)లో 3d, 4s ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయి; కానీ జింక్ సల్ఫైడ్ (ZnS) 4s ఎలక్ట్రాన్‌లను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. 3d ఎలక్ట్రాన్‌లు కోర్ ఎలక్ట్రాన్‌లుగా ప్రవర్తిస్తాయి. నిజానికి, వాటి లక్షణాలు, గ్రూప్ 2 లోని మొదటి రెండు మూలకాలైన బెరీలియం, మెగ్నీషియం ల మధ్య పోలిక చేసి చూడవచ్చు. మునుపటి పొట్టి రూపంలో ఉండే పీరియాడిక్ టేబుల్ లలో, ఈ సంబంధం మరింత స్పష్టంగా వివరించబడింది. ఉదాహరణకు, జింక్, కాడ్మియం వాటి పరమాణు రేడియాలు, అయానిక్ రేడియాలు, ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీలు, వాటి బైనరీ సమ్మేళనాల నిర్మాణంలోను, అనేక నత్రజని, ఆక్సిజన్ లిగాండ్‌లతో సంక్లిష్ట అయాన్‌లను ఏర్పరుచుకునే సామర్థ్యంలోనూ బెరీలియం, మెగ్నీషియంలను పోలి ఉంటాయి. అయితే, బెరీలియం మెగ్నీషియం లు చిన్న పరమాణువులు. ఇవి భారీ క్షార మృత్తిక లోహాల వలె కాకుండా, గ్రూప్ 12 మూలకాల లాగా అంత నునుపుగా ఉండవు. ఇది డి-బ్లాక్, లాంతనైడ్ సంకోచాల కారణంగా పాదరసానికి దాని విలక్షణమైన లక్షణాలు వస్తాయి. [10]

Comparison of the properties of the alkaline earth metals and the group 12 elements (predictions for copernicium)[10]
పేరు బెరిలియం మెగ్నీషియం కాల్షియం స్ట్రాన్షియం బేరియం రేడియం
వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2
కోర్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ [He] [Ne] [Ar] [Kr] [Xe] [Rn]
ఆక్సీకరణ స్థితులు +2, +1 +2, +1 +2, +1 +2, +1 +2 +2
ద్రవీభవన స్థానం 1560 K (1287 °C) 923 K (650 °C) 1115 K (842 °C) 1050 K (777 °C) 1000 K (727 °C) 973 K (700 °C)
మరుగు స్థానము 2742 K (2469 °C) 1363 K (1090 °C) 1757 K (1484 °C) 1655 K (1382 °C) 2170 K (1897 °C) 2010 K (1737 °C)
స్వరూపం white-gray metallic shiny gray metallic dull silver-gray silvery white metallic silvery gray silvery white metallic
సాంద్రత 1.85 g·cm−3 1.738 g·cm−3 1.55 g·cm−3 2.64 g·cm−3 3.51 g·cm−3 5.5 g·cm−3
పౌలింగ్ ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ 1.57 1.31 1.00 0.95 0.89 0.9
పరమాణు వ్యాసార్థం 105 pm 150 pm 180 pm 200 pm 215 pm 215 pm
క్రిస్టల్ అయానిక్ వ్యాసార్థం 59 pm 86 pm 114 pm 132 pm 149 pm 162 pm
మంట రంగు తెలుపు[10] తెల్లటి తెలుపు[11] ఇటుక ఎరుపు[11] క్రిమ్సన్[11] యాపుల్ గ్రీన్[11] క్రిమ్సన్ ఎరుపు[note 2]
ఆర్గానోమెటాలిక్ కెమిస్ట్రీ good good poor very poor very poor extremely poor
హైడ్రాక్సైడ్ యాంఫోటెరిక్ క్షారం క్షారం బలమైన క్షారం బలమైన క్షారం బలమైన క్షారం
ఆక్సైడ్ యాంఫోటెరిక్ బలమైన క్షారం బలమైన క్షారం బలమైన క్షారం బలమైన క్షారం బలమైన క్షారం
పేరు బెరిలియం మెగ్నీషియం జింకు కాడ్మియం పాదరసం కోపర్నీషియం
వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 ? 7s2
కోర్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ [He] [Ne] [Ar]3d10 [Kr]4d10 [Xe]4f145d10 ? [Rn]5f146d10
ఆక్సీకరణ స్థితులు +2, +1 +2, +1 +2, +1 +2, +1 +2, +1 ? +4, +2, +1, 0[13][14][15]
ద్రవీభవన స్థానం 1560 K (1287 °C) 923 K (650 °C) 693 K (420 °C) 594 K (321 °C) 234 K (−39 °C) 283±11 K (10 °C)
మరుగు స్థానము 2742 K (2469 °C) 1363 K (1090 °C) 1180 K (907 °C) 1040 K (767 °C) 630 K (357 °C) 340±10 K (60 °C)
స్వరూపం white-gray metallic shiny gray metallic silvery bluish-gray metallic silver-gray silvery ?
సాంద్రత 1.85 g·cm−3 1.738 g·cm−3 7.14 g·cm−3 8.65 g·cm−3 13.534 g·cm−3 14.0 g·cm−3
పౌలింగ్ ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీ 1.57 1.31 1.65 1.69 2.00 ?
పరమాణు వ్యాసార్థం 105 pm 150 pm 135 pm 155 pm 150 pm ? 147 pm[14]
క్రిస్టల్ అయానిక్ వ్యాసార్థం 59 pm 86 pm 88 pm 109 pm 116 pm ? 75 pm[14]
మంట రంగు తెలుపు తెల్లటి తెలుపు నీలం-ఆకుపచ్చ[note 3] ? ? ?
ఆర్గానోమెటాలిక్ కెమిస్ట్రీ good good good good good ?
హైడ్రాక్సైడ్ యాంఫోటెరిక్ క్షారం యాంఫోటెరిక్ బలహీన క్షారం ? ?
ఆక్సైడ్ యాంఫోటెరిక్ బలమైన క్షారం యాంఫోటెరిక్ కొద్దిపాటి క్షారం కొద్దిపాటి క్షారం ?

ఈ మూడింటి లోహ అయాన్లూ MCl2−
4
వంటి అనేక టెట్రాహెడ్రల్ జాతులను ఏర్పరుస్తాయి. జింక్, కాడ్మియం రెండూ కూడా ఈ లోహాల లవణాల సజల ద్రావణాలలో ఉండే ఆక్వా అయాన్ల [M(H 2O) 6 ] 2+ వంటి ఆక్టాహెడ్రల్ కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. s, p ఆర్బిటాళ్ళను ఉపయోగించడం ద్వారా సమయోజనీయ పాత్ర సాధించబడుతుంది. అయితే, మెర్క్యురీ సమన్వయ సంఖ్య 4 ను మించిపోవడం అరుదు. 2, 3, 5, 7, 8 యొక్క సమన్వయ సంఖ్యలు ఉండడం కూడా తెలుసు.

సంభవించిన[మార్చు]

d-బ్లాక్ లోని ఇతర గ్రూపులలో లాగానే, గ్రూపు 12 మూలకాల పరమాణు సంఖ్య పెరిగే కొద్దీ భూమి పైపెంకులో వాటి సమృద్ధి తగ్గుతుంది. 65 పార్ట్స్ పర్ మిలియన్ (ppm) ఉండే జింకు, ఈ గ్రూపులో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే మూలకం. 0.1 ppmతో కాడ్మియం, 0.08 ppmతో పాదరసం తక్కువ సమృద్ధిగా ఉంటాయి. [16] కోపర్నిషియం అర్ధ జీవితం కొన్ని నిమిషాలే. దాన్ని ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రయోగశాలలలో మాత్రమే అది ఉంటుంది.

A black shiny lump of solid with uneven surface.
స్ఫాలరైట్ (ZnS), ఒక ముఖ్యమైన జింక్ ధాతువు

గ్రూపు 12 లోహాలు చాల్కోఫైల్స్, అంటే మూలకాలు ఆక్సైడ్‌లతో తక్కువ అనుబంధాలను కలిగి, సల్ఫైడ్‌లతో బంధించడానికి ఇష్టపడతాయి. భూమి వాతావరణం రెడ్యూసింగు పరిస్థితులలో క్రస్ట్ ఘనీభవించినపుడు చాల్కోఫైల్స్ ఏర్పడ్డాయి. [17] వాణిజ్యపరంగా గ్రూపు 12 మూలకాల అత్యంత ముఖ్యమైన ఖనిజాలు సల్ఫైడ్ ఖనిజాలు. [18] జింక్ సల్ఫైడ్ యొక్క ఒక రూపం అయిన స్ఫాలరైట్‌లో జింకు గాఢత 60-62% ఉండడాన జింక్ కోసం దీన్ని ఎక్కువగా తవ్వుతారు. [19] కాడ్మియం కలిగిన ఖనిజాల యొక్క ముఖ్యమైన నిక్షేపాలు ఏవీ తెలియవు. గ్రీన్‌కైట్ (CdS), ప్రాముఖ్యత కలిగిన ఏకైక కాడ్మియం ఖనిజం. ఇది దాదాపు ఎల్లప్పుడూ స్ఫాలరైట్ (ZnS)తో కలిసి ఉంటుంది. జింక్, కాడ్మియం మధ్య భూ రసాయన సారూప్యత కారణంగా ఈ అనుబంధం ఏర్పడింది. దీనివలన వీటి మధ్య భౌగోళిక విభజన అసంభవం. పర్యవసానంగా, కాడ్మియం ప్రధానంగా, జింక్ యొక్క సల్ఫిడిక్ ఖనిజాలనూ, తక్కువ స్థాయిలో సీసం, రాగి లనూ మైనింగ్, కరిగించడం, శుద్ధి చేయడాల నుండి ఉప ఉత్పత్తిగా వస్తుంది. [20] మెటాలిక్ కాడ్మియం లభించే ఒక ప్రదేశం సైబీరియాలోని విల్యుయ్ రివర్ బేసిన్. భూమి పెంకులో పాదరసం చాలా అరుదైన మూలకం అయినప్పటికీ, ఇది పెంకు ద్రవ్యరాశిలో ఎక్కువ భాగం ఉండే మూలకాలతో జియోకెమికల్‌గా మిళితం కాదు కాబట్టి, పాదరసం ఖనిజాలు సాధారణ శిలలలో అత్యధికంగా కేంద్రీకరించబడి ఉంటాయి. అత్యంత సంపన్నమైన పాదరసం ధాతువులు ద్రవ్యరాశిలో 2.5% వరకు పాదరసం కలిగి ఉంటాయి. అతి తక్కువ సాంద్రత కలిగిన నిక్షేపాల్లో కూడా కనీసం 0.1% పాదరసం ఉంటుంది. ఇది పెంకులో ఉండే సగటు సమృద్ధి కంటే 12,000 రెట్లు. సిన్నబార్ పాదరసపు అత్యంత సాధారణ ఖనిజం.

పాదరసం, జింక్ ఖనిజాలు తవ్వడానికి తగినంత పెద్ద పరిమాణంలో కనుగొనబడినప్పటికీ, కాడ్మియం జింక్‌తో బాగా సారూప్యంగా ఉండడం వలన జింక్ ఖనిజాలలో అది ఎప్పుడూ చిన్న పరిమాణంలో ఉంటుంది. ప్రపంచ జింక్ వనరులు మొత్తం 1.9 బిలియన్ టన్నులు . [21] ఇరాన్‌లో అతిపెద్ద నిల్వలుండగా, ఆస్ట్రేలియా, కెనడా, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో పెద్ద నిక్షేపాలు ఉన్నాయి. [17] [22] [23] ప్రస్తుత వినియోగ రేటు ప్రకారం, ఈ నిల్వలు 2027 - 2055 మధ్య అయిపోతాయని అంచనా వేసారు. [24] [25] 2002 వరకు చరిత్రలో సుమారు 346 మిలియన్ టన్నుల జింకును సంగ్రహించారు. వాటిలో 109 మిలియన్ టన్నులు వాడుకలో ఉందని ఒక అంచనా. [26] 2005లో, చైనా దాదాపు మూడింట రెండు వంతుల ప్రపంచ వాటాతో పాదరసం ఉత్పత్తిలో అగ్రస్థానంలో ఉంది. [27] అనేక ఇతర దేశాలు రాగి ఎలక్ట్రోవినింగ్ ప్రక్రియల నుండి, వ్యర్థపదార్థాల నుండీ రికవరీ ద్వారా పాదరసం ఉత్పత్తి చేస్తున్నాయని భావిస్తున్నారు. పాదరసపు అధిక విషపూరిత లక్షణం కారణంగా, సిన్నబార్ తవ్వకం, పాదరసం శుద్ధి రెండూ పాదరసం వలన కలిగే విషానికి చారిత్రక కారణాలు. [28]

ఉపయోగాలు[మార్చు]

వాటి సాధారణ భౌతిక సారూప్యతల కారణంగా, గ్రూపు 12 మూలకాలు అనేక సాధారణ పరిస్థితులలో లభిస్తాయి. జింక్, కాడ్మియంలను సాధారణంగా తుప్పు నిరోధక (గాల్వనైజేషన్) ఏజెంట్లుగా ఉపయోగిస్తారు [1] ఎందుకంటే అవి, స్వయంగా పూర్తిగా నశించే వరకూ తామే స్థానిక ఆక్సీకరణకు లోనౌతాయి. [29] ఈ రక్షిత పూతలను ఇతర లోహాలకు, వీటి ద్రవ రూప లోహం లోకి హాట్-డిప్ గాల్వనైజ్ చేయడం ద్వారా గాని, [30] లేదా క్రోమేట్ లవణాలను ఉపయోగించడం ద్వారా నిష్క్రియం చేయబడే ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా గానీ చేస్తారు. [31] గ్రూప్ 12 మూలకాలు ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి, ఎందుకంటే అవి ద్వితీయ రిఫరెన్స్ ఎలక్ట్రోడుగానే కాక, ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్‌కు ప్రత్యామ్నాయంగా కూడా పనిచేస్తాయి.

అమెరికాలో, జింకును ప్రధానంగా గాల్వనైజింగుకు (55%), ఇత్తడి, కాంస్య, ఇతర మిశ్రమాలకూ (37%) ఉపయోగించబడుతుంది. [32] జింక్ యొక్క సాపేక్ష రియాక్టివిటీ, ఆక్సీకరణను తనంతట తానుగా ఆకర్షించుకునే సామర్ధ్యం కారణంగా దీనిని కాథోడిక్ ప్రొటెక్షన్ (CP)లో సమర్థవంతమైన యానోడ్‌గా వాడతారు. ఉదాహరణకు, జింక్ నుండి పైపుకు యానోడ్‌లను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా భూమిలో పూడ్చిన పైప్‌లైనుకు కాథోడిక్ రక్షణను సాధించవచ్చు. [33] జింక్ ఉక్కు పైప్‌లైన్‌కు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపినప్పుడు నెమ్మదిగా తుప్పు పట్టడం ద్వారా యానోడ్ (నెగటివ్ టెర్మినస్) వలె పనిచేస్తుంది. [33] [note 4] సముద్రపు నీటికి లోనయ్యే లోహాలను తుప్పు నుండి రక్షించడానికి కూడా జింక్ ఉపయోగపడుతుంది. [34] [35] జింక్-కార్బన్ బ్యాటరీలు [36] [37] లేదా జింక్-ఎయిర్ బ్యాటరీ /ఫ్యూయల్ సెల్స్ వంటి బ్యాటరీలకు యానోడ్ మెటీరియల్‌గా కూడా జింక్ ఉపయోగపడుతుంది. [38] [39] [40] విస్తృతంగా ఉపయోగించే మిశ్రమాల్లో జింక్‌ను కలిగి ఉండేది, ఇత్తడి. ఇత్తడి రకాన్ని బట్టి ఇందులో రాగిని 3% నుండి 45% వరకూ జింక్‌తో కలుపుతారు. [33] ఇత్తడి సాధారణంగా రాగి కంటే ఎక్కువ సాగుతుంది, బలంగా ఉంటుంది, ఉన్నతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. [33] ఈ లక్షణాల వలన దీన్ని కమ్యూనికేషన్ పరికరాలు, హార్డ్‌వేర్, సంగీత వాయిద్యాలు, నీటి వాల్వ్‌లలో ఉపయోగిస్తారు. [33] నికెల్ వెండి, టైప్‌రైటర్ మెటల్, సాఫ్ట్, అల్యూమినియం టంకము, వాణిజ్యపరమైన కాంస్యం వంటి జింక్‌ను కలిగి ఉండే మిశ్రమాలను విస్తారంగా వాడతారు. [41] చిన్న మొత్తంలో రాగి, అల్యూమినియం, మెగ్నీషియంలతో కూడిన ప్రాథమిక జింక్ మిశ్రమాలను డై కాస్టింగ్‌లో అలాగే స్పిన్ కాస్టింగ్‌లో - ముఖ్యంగా ఆటోమోటివ్, ఎలక్ట్రికల్, హార్డ్‌వేర్ పరిశ్రమలలో వాడతారు. [41] యునైటెడ్ స్టేట్స్ (2009)లో మొత్తం జింక్ ఉత్పత్తిలో దాదాపు నాలుగింట ఒక వంతు జింక్ సమ్మేళనాల రూపంలో వినియోగించబడుతుంది. [32]

కాడ్మియంకు అనేక సాధారణ పారిశ్రామిక ఉపయోగాలున్నాయి. ఇది బ్యాటరీ ఉత్పత్తిలో కీలకమైన భాగం. కాడ్మియం వర్ణద్రవ్యాలు, [42] పూతలు, [43] సాధారణంగా ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్‌లో దీన్ని వాడతారు. [44] 2009లో, 86% కాడ్మియంను బ్యాటరీలలోనే, ప్రధానంగా పునర్వినియోగపరచదగిన నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలలో, వాడారు . యూరోపియన్ యూనియన్, ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో కాడ్మియం వాడకాన్ని అనేక మినహాయింపులతో 2004లో నిషేధించింది. ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో కాడ్మియం కంటెంట్‌ను 0.002%కి తగ్గించింది. [45] ప్రపంచ కాడ్మియం ఉత్పత్తిలో 6% ను ఎలక్ట్రోప్లేటింగులో వాడతారు. ఉక్కు భాగాలపై దీన్ని పూసినపుడు ఉండే తుప్పు నిరోధకత కారణంగా దీన్ని విమాన పరిశ్రమలో వాడతారు. [44]

పాదరసం ప్రధానంగా పారిశ్రామిక రసాయనాల తయారీకి, విద్యుత్, ఎలక్ట్రానిక్ అనువర్తనాలకు ఉపయోగించబడుతుంది. దీన్ని కొన్ని థర్మామీటర్లలో, ముఖ్యంగా అధిక ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి ఉపయోగించే వాటిలో వాడతారు. ఫ్లోరోసెంట్ ల్యాంప్స్‌లో వాయు రూపంలో ఉపయోగిస్తారు, ఆరోగ్యం, భద్రతా నిబంధనల కారణంగా ఇతర అనువర్తనాల్లో దీని వాడకం నెమ్మదిగా మానేస్తున్నారు. [46] కొన్ని అనువర్తనాల్లో పాదరసం స్థానంలో తక్కువ విషపూరితమైన, కానీ చాలా ఖరీదైన, గాలిన్‌స్టాన్ (గాలియం, ఇండియం, తగరంల మిశ్రమం) ను వాడుతున్నారు. పాదరసం, దాని సమ్మేళనాలు వైద్యంలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అయితే ఒకప్పటి కంటే ప్రస్తుతం ఈ వినియోగం చాలా తక్కువగా ఉంది. ఇప్పుడు పాదరసం, దాని సమ్మేళనాల విష ప్రభావాలు మరింత విస్తృతంగా అర్థం అయ్యాయి. [47] ఇది ఇప్పటికీ దంత సమ్మేళనాలలో ఒక మూలవస్తువుగా ఉపయోగిస్తారు. 20వ శతాబ్దం చివరలో క్లోరిన్, కాస్టిక్ సోడా ఉత్పత్తిలో పాదరసంను [48] విరివిగా వాడేవారు. [49]

జీవ పాత్ర, విషపూరితం[మార్చు]

కాడ్మియం, పాదరసం విషపూరితం అయినందున గ్రూపు 12 మూలకాలు జీవసంబంధమైన జీవులపై బహుళ ప్రభావాలను కలిగి ఉంటాయి. అయితే జింక్ చాలా మొక్కలు, జంతువులకు కొద్దిపాటి మొత్తాలలో అవసరమవుతుంది.

నోట్స్[మార్చు]

  1. అప్పుడప్పుడూ గ్రూపు 12 కు వోలటైల్ లోహాలు అనే పదాన్ని వాడతారు. [3] అయితే, వోలటైలిటీ (అస్థిరత్వం) ఎక్కువగా ఉండే ఏ లోహానికైనా ఈ పదాన్ని వాడం సర్వసాధారణం.
  2. స్వచ్ఛమైన రేడియం మంట రంగు అనేది ఎప్పుడూ పరీక్షించలేదు; దాని సమ్మేళనాల మంట రంగును బట్టి ఇది ఇలా ఉంటుందని అంచనా వేసారు.[12]
  3. తెల్లగా ఉంటుందని కొన్ని నివేదికలున్నాయి.[10]
  4. జింకు, ఉక్కుల మధ్య విద్యుత్తు సహజంగానే ప్రసరిస్తుంది, కానీ కొన్ని పరిస్థితుల్లో జడ యానోడ్లను బయటినుండి DC కనెక్షను ఇచ్చి వాడతారు.

మూలాలు[మార్చు]

  1. 1.0 1.1 Greenwood & Earnshaw 1997.
  2. Cotton et al. 1999.
  3. Simmons, L. M. (December 1947). "A modification of the periodic table". Journal of Chemical Education. 24 (12): 588. Bibcode:1947JChEd..24..588S. doi:10.1021/ed024p588.
  4. "Zinc Metal Properties". American Galvanizers Association. 2008. Archived from the original on February 21, 2009. Retrieved 2009-02-15.
  5. Hammond, C. R The Elements in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  6. 6.0 6.1 6.2 6.3 (2019). "Copernicium: A Relativistic Noble Liquid".
  7. Moss, Alex (2003). "Descriptive P-block Notes" (PDF). Alchemyst Online. Retrieved June 2, 2011.
  8. Moss, Alex (2003). "Descriptive P-block Notes" (PDF). Alchemyst Online. Retrieved June 2, 2011.
  9. . "Atmospheric Mercury Speciation: Concentrations and Behavior of Reactive Gaseous Mercury in Ambient Air".
  10. 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 . "The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table". Archived 2010-06-11 at the Wayback Machine
  11. 11.0 11.1 11.2 11.3 Royal Society of Chemistry. "Visual Elements: Group 2–The Alkaline Earth Metals". Visual Elements. Royal Society of Chemistry. Retrieved 13 January 2012.
  12. Kirby, H. W.; Salutsky, Murrell L. (1964). The Radiochemistry of Radium. National Academies Press.[permanent dead link]
  13. H. W. Gäggeler (2007). "Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements" (PDF). Paul Scherrer Institute. pp. 26–28. Archived from the original (PDF) on 2012-02-20.
  14. 14.0 14.1 14.2 Haire, Richard G. (2006). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. 
  15. Fricke, Burkhard (1975). Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties. 21. 89–144. doi:10.1007/BFb0116498. https://archive.org/details/recentimpactofph0000unse/page/89. Retrieved 4 October 2013. 
  16. . "The composition of the continental crust".
  17. 17.0 17.1 Greenwood & Earnshaw 1997, p. 1202.
  18. Moss, Alex (2003). "Descriptive P-block Notes" (PDF). Alchemyst Online. Retrieved June 2, 2011.
  19. Lehto 1968, p. 826.
  20. Plachy, Jozef. "Annual Average Cadmium Price" (PDF). USGS. Retrieved June 16, 2010.
  21. Tolcin, A. C. (2011). "Mineral Commodity Summaries 2009: Zinc" (PDF). United States Geological Survey. Retrieved 2011-06-06.
  22. "Country Partnership Strategy—Iran: 2011–12". ECO Trade and development bank. Archived from the original on 2011-10-26. Retrieved 2011-06-06.
  23. "IRAN – a growing market with enormous potential". IMRG. July 5, 2010. Archived from the original on 2013-02-17. Retrieved 2010-03-03.
  24. . "Earth audit".
  25. "Augsberg University Calculate When Our Materials Run Out". IDTechEx. 2007-06-04. Retrieved 2008-12-09.
  26. . "Metal stocks and sustainability".
  27. World Mineral Production (Report). London: British Geological Survey, NERC.
  28. About the Mercury Rule Archived 2012-05-01 at the Wayback Machine
  29. Stwertka 1998, p. మూస:Pn.
  30. Emsley 2001, pp. 499–505.
  31. Smith, C.J.E.; Higgs, M.S.; Baldwin, K.R. (April 20, 1999). "Advances to Protective Coatings and their Application to Ageing Aircraft" (PDF). RTO MP-25. Archived from the original (PDF) on March 4, 2016. Retrieved May 29, 2011.
  32. 32.0 32.1 "Zinc: World Mine Production (zinc content of concentrate) by Country" (PDF). 2009 Minerals Yearbook: Zinc. Washington, D.C.: United States Geological Survey. February 2010. Retrieved 2010-06-06.
  33. 33.0 33.1 33.2 33.3 33.4 Lehto 1968, p. 829.
  34. Bounoughaz, M.. "A comparative study of the electrochemical behaviour of Algerian zinc and a zinc from a commercial sacrificial anode".
  35. Stwertka 1998, p. 99.
  36. Besenhard, Jürgen O. (1999). Handbook of Battery Materials. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-29469-5. http://www.ulb.tu-darmstadt.de/tocs/60178752.pdf. Retrieved 2008-10-08. 
  37. Wiaux, J.-P.. "Recycling zinc batteries: an economical challenge in consumer waste management".
  38. Culter, T. (1996). A design guide for rechargeable zinc–air battery technology. ISBN 978-0-7803-3268-3. 
  39. Whartman, Jonathan; Brown, Ian. "Zinc Air Battery-Battery Hybrid for Powering Electric Scooters and Electric Buses" (PDF). The 15th International Electric Vehicle Symposium. Archived from the original (PDF) on 2006-03-12. Retrieved 2008-10-08.
  40. Cooper, J. F.. "A refuelable zinc/air battery for fleet electric vehicle propulsion". Society of Automotive Engineers future transportation technology conference and exposition.
  41. 41.0 41.1 Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press, Taylor & Francis Group. 2006. ISBN 978-0-8493-0487-3. https://books.google.com/books?id=WDll8hA006AC. 
  42. Buxbaum; Pfaff. Industrial inorganic pigments. Wiley-VCH. 
  43. Smith, C.J.E.; Higgs, M.S.; Baldwin, K.R. (April 20, 1999). "Advances to Protective Coatings and their Application to Ageing Aircraft" (PDF). RTO MP-25. Archived from the original (PDF) on March 4, 2016. Retrieved May 29, 2011.
  44. 44.0 44.1 Scoullos; Vonkeman; Thornton. Mercury, Cadmium, Lead: Handbook for Sustainable Heavy Metals Policy and Regulation. Springer. https://books.google.com/books?id=9yzN-QGag_8C. 
  45. "Battery collection; recycling, nature protected". European Union. Retrieved November 4, 2008.
  46. "Mercury Reduction Act of 2003". United States. Congress. Senate. Committee on Environment and Public Works. Retrieved 2009-06-06.
  47. FDA. "Thimerosal in Vaccines". Retrieved October 25, 2006.
  48. Leopold, B. R. (2002). "Chapter 3: Manufacturing Processes Involving Mercury. Use and Release of Mercury in the United States" (PDF). National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio. Archived from the original (PDF) on June 21, 2007. Retrieved May 1, 2007.
  49. "Chlorine Online Diagram of mercury cell process". Euro Chlor. Archived from the original on September 18, 2011. Retrieved 2012-04-09.