रसायन विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक रासायनिक सूत्रों की सही संरचना है। एक रासायनिक सूत्र लैटिन तत्व पदनाम और सूचकांकों का उपयोग करके एक रासायनिक पदार्थ की संरचना का एक लिखित प्रतिनिधित्व है। सूत्र को सही ढंग से संकलित करने के लिए हमें निश्चित रूप से आवर्त सारणी और सरल नियमों के ज्ञान की आवश्यकता होगी। वे काफी सरल हैं और बच्चे भी उन्हें याद रख सकते हैं।
रासायनिक सूत्र कैसे बनाये
रासायनिक सूत्र बनाते समय मुख्य अवधारणा "वैधता" है। संयोजकता एक यौगिक में एक निश्चित संख्या में परमाणुओं को धारण करने का एक तत्व का गुण है। किसी रासायनिक तत्व की संयोजकता को आवर्त सारणी में देखा जा सकता है, और आपको सरल सामान्य नियमों को याद रखने और उन्हें लागू करने में सक्षम होने की भी आवश्यकता है।
- किसी धातु की संयोजकता हमेशा समूह संख्या के बराबर होती है, बशर्ते कि वह मुख्य उपसमूह में हो। उदाहरण के लिए, पोटेशियम की संयोजकता 1 है, और कैल्शियम की संयोजकता 2 है।
- अधातुएँ थोड़ी अधिक जटिल हैं। एक अधातु की संयोजकता अधिक और कम हो सकती है। उच्चतम संयोजकता समूह संख्या के बराबर है। तत्व की समूह संख्या आठ में से घटाकर न्यूनतम संयोजकता निर्धारित की जा सकती है। धातुओं के साथ संयुक्त होने पर, अधातुओं की संयोजकता सदैव सबसे कम होती है। ऑक्सीजन की संयोजकता सदैव 2 होती है।
- दो अधातुओं के एक यौगिक में, जो रासायनिक तत्व आवर्त सारणी में दाईं ओर और ऊपर स्थित होता है, उसकी संयोजकता सबसे कम होती है। हालाँकि, फ्लोरीन की संयोजकता हमेशा 1 होती है।
- और ऑड्स सेट करते समय एक और महत्वपूर्ण नियम! एक तत्व की संयोजकताओं की कुल संख्या सदैव दूसरे तत्व की संयोजकताओं की कुल संख्या के बराबर होनी चाहिए!
आइए लिथियम और नाइट्रोजन के यौगिक के उदाहरण का उपयोग करके प्राप्त ज्ञान को समेकित करें। धातु लिथियम की संयोजकता 1 है। गैर-धातु नाइट्रोजन समूह 5 में स्थित है और इसकी संयोजकता 5 अधिक है और 3 की कम संयोजकता है। जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, धातुओं के साथ यौगिकों में, गैर-धातुओं की संयोजकता हमेशा कम होती है संयोजकता, इसलिए इस मामले में नाइट्रोजन की संयोजकता तीन होगी। हम गुणांकों को व्यवस्थित करते हैं और आवश्यक सूत्र प्राप्त करते हैं: ली 3 एन।
तो, काफी सरलता से, हमने सीखा कि रासायनिक सूत्र कैसे बनाये जाते हैं! और सूत्रों की रचना के लिए एल्गोरिदम को बेहतर ढंग से याद रखने के लिए, हमने इसका ग्राफिकल प्रतिनिधित्व तैयार किया है।
मुख्य शब्द: रसायन विज्ञान 8वीं कक्षा। सभी सूत्र और परिभाषाएँ, भौतिक मात्राओं के प्रतीक, माप की इकाइयाँ, माप की इकाइयों को नामित करने के लिए उपसर्ग, इकाइयों के बीच संबंध, रासायनिक सूत्र, मूल परिभाषाएँ, संक्षेप में, तालिकाएँ, चित्र।
1. प्रतीक, नाम और माप की इकाइयाँ
रसायन विज्ञान में प्रयुक्त कुछ भौतिक मात्राएँ
| भौतिक मात्रा | पद का नाम | इकाई |
| समय | टी | साथ |
| दबाव | पी | पा, केपीए |
| पदार्थ की मात्रा | ν | तिल |
| पदार्थ का द्रव्यमान | एम | किग्रा, जी |
| सामूहिक अंश | ω | आयामरहित |
| दाढ़ जन | एम | किग्रा/मोल, जी/मोल |
| मोलर आयतन | वीएन | एम 3 /मोल, एल/मोल |
| पदार्थ का आयतन | वी | एम 3, एल |
| वॉल्यूम फ़्रैक्शन | आयामरहित | |
| सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान | एक आर | आयामरहित |
| श्री | आयामरहित | |
| गैस A से गैस B का सापेक्ष घनत्व | डीबी ० ए) | आयामरहित |
| पदार्थ का घनत्व | आर | किग्रा/एम 3, जी/सेमी 3, जी/एमएल |
| अवोगाद्रो स्थिरांक | एन ए | 1/मोल |
| निरपेक्ष तापमान | टी | के (केल्विन) |
| तापमान सेल्सियस में | टी | डिग्री सेल्सियस (डिग्री सेल्सियस) |
| किसी रासायनिक प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव | क्यू | केजे/मोल |
2. भौतिक राशियों की इकाइयों के बीच संबंध
3. 8वीं कक्षा में रासायनिक सूत्र
4. 8वीं कक्षा में बुनियादी परिभाषाएँ
- एटम- किसी पदार्थ का सबसे छोटा रासायनिक रूप से अविभाज्य कण।
- रासायनिक तत्व- एक निश्चित प्रकार का परमाणु।
- अणु- किसी पदार्थ का सबसे छोटा कण जो अपनी संरचना और रासायनिक गुणों को बरकरार रखता है और परमाणुओं से बना होता है।
- सरल पदार्थ- ऐसे पदार्थ जिनके अणुओं में एक ही प्रकार के परमाणु होते हैं।
- जटिल पदार्थ- ऐसे पदार्थ जिनके अणुओं में विभिन्न प्रकार के परमाणु होते हैं।
- पदार्थ की गुणात्मक संरचना दिखाता है कि इसमें किन तत्वों के परमाणु शामिल हैं।
- पदार्थ की मात्रात्मक संरचना इसकी संरचना में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या को दर्शाता है।
- रासायनिक सूत्र- रासायनिक प्रतीकों और सूचकांकों का उपयोग करके किसी पदार्थ की गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना की पारंपरिक रिकॉर्डिंग।
- परमाण्विक भार इकाई(एएमयू) - परमाणु द्रव्यमान की माप की एक इकाई, कार्बन परमाणु 12 सी के 1/12 के द्रव्यमान के बराबर।
- तिल- किसी पदार्थ की वह मात्रा जिसमें 0.012 किलोग्राम कार्बन 12 सी में परमाणुओं की संख्या के बराबर कणों की संख्या होती है।
- अवोगाद्रो स्थिरांक (ना = 6*10 23 मोल -1) - एक मोल में निहित कणों की संख्या।
- किसी पदार्थ का मोलर द्रव्यमान (एम ) 1 मोल की मात्रा में लिए गए पदार्थ का द्रव्यमान है।
- सापेक्ष परमाणु द्रव्यमानतत्व ए आर - किसी दिए गए तत्व m 0 के परमाणु के द्रव्यमान का कार्बन परमाणु 12 C के द्रव्यमान के 1/12 से अनुपात।
- सापेक्ष आणविक भारपदार्थों एम आर - किसी दिए गए पदार्थ के अणु के द्रव्यमान का कार्बन परमाणु 12 C के द्रव्यमान के 1/12 से अनुपात। सापेक्ष आणविक द्रव्यमान यौगिक बनाने वाले रासायनिक तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर है, लेते हुए किसी दिए गए तत्व के परमाणुओं की संख्या को ध्यान में रखें।
- सामूहिक अंशरासायनिक तत्व ω(एक्स)यह दर्शाता है कि पदार्थ X के सापेक्ष आणविक द्रव्यमान का कितना हिस्सा किसी दिए गए तत्व के लिए जिम्मेदार है।
परमाणु-आणविक शिक्षण
1. आणविक और गैर-आणविक संरचना वाले पदार्थ होते हैं।
2. अणुओं के बीच अंतराल होते हैं, जिनका आकार पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति और तापमान पर निर्भर करता है।
3. अणु निरंतर गति में रहते हैं।
4. अणु परमाणुओं से बने होते हैं।
6. परमाणुओं की विशेषता एक निश्चित द्रव्यमान और आकार होती है।
भौतिक घटनाओं के दौरान, अणु संरक्षित रहते हैं; रासायनिक घटनाओं के दौरान, एक नियम के रूप में, वे नष्ट हो जाते हैं। रासायनिक घटनाओं के दौरान परमाणु पुनर्व्यवस्थित होते हैं, जिससे नए पदार्थों के अणु बनते हैं।
पदार्थ की निरंतर संरचना का नियम
आणविक संरचना के प्रत्येक रासायनिक रूप से शुद्ध पदार्थ, तैयारी की विधि की परवाह किए बिना, एक निरंतर गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना होती है।
वैलेंस
संयोजकता किसी रासायनिक तत्व के परमाणु का किसी अन्य तत्व के परमाणुओं की एक निश्चित संख्या को जोड़ने या प्रतिस्थापित करने का गुण है।
रासायनिक प्रतिक्रिया
रासायनिक प्रतिक्रिया एक ऐसी घटना है जिसके परिणामस्वरूप एक पदार्थ से अन्य पदार्थ बनते हैं। अभिकारक वे पदार्थ हैं जो रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं। प्रतिक्रिया उत्पाद वे पदार्थ हैं जो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनते हैं।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संकेत:
1. ऊष्मा (प्रकाश) का निकलना।
2. रंग बदलना.
3. दुर्गन्ध प्रकट होती है।
4. तलछट का निर्माण.
5. गैस निकलना.
- रासायनिक समीकरण- रासायनिक सूत्रों का उपयोग करके रासायनिक प्रतिक्रिया रिकॉर्ड करना। दिखाता है कि कौन से पदार्थ और कितनी मात्रा में प्रतिक्रिया करते हैं और प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त होते हैं।
द्रव्यमान के संरक्षण का नियम
रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले पदार्थों के द्रव्यमान के बराबर होता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, परमाणु गायब नहीं होते या प्रकट नहीं होते, बल्कि वे पुन: व्यवस्थित हो जाते हैं।
अकार्बनिक पदार्थों के सबसे महत्वपूर्ण वर्ग
पाठ सारांश “रसायन विज्ञान 8वीं कक्षा। सभी सूत्र और परिभाषाएँ।"
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2.1. रासायनिक भाषा और उसके भाग
मानवता कई अलग-अलग भाषाओं का उपयोग करती है। के अलावा प्राकृतिक भाषाएँ(जापानी, अंग्रेजी, रूसी - कुल 2.5 हजार से अधिक), भी हैं कृत्रिम भाषाएँ, उदाहरण के लिए, एस्पेरान्तो। कृत्रिम भाषाओं में से हैं बोलीविभिन्न विज्ञान. तो, रसायन विज्ञान में वे अपना स्वयं का उपयोग करते हैं, रासायनिक भाषा.
रासायनिक भाषा- रासायनिक जानकारी की संक्षिप्त, संक्षिप्त और दृश्य रिकॉर्डिंग और प्रसारण के लिए डिज़ाइन की गई प्रतीकों और अवधारणाओं की एक प्रणाली।
अधिकांश प्राकृतिक भाषाओं में लिखा गया संदेश वाक्यों में, वाक्यों को शब्दों में और शब्दों को अक्षरों में विभाजित किया जाता है। यदि हम वाक्यों, शब्दों और अक्षरों को भाषा के भाग कहते हैं, तो हम रासायनिक भाषा में समान भागों की पहचान कर सकते हैं (तालिका 2)।
तालिका 2।रासायनिक भाषा के भाग
किसी भी भाषा में तुरंत महारत हासिल करना असंभव है; यह बात रासायनिक भाषा पर भी लागू होती है। इसलिए, अभी आप केवल इस भाषा की मूल बातों से परिचित होंगे: कुछ "अक्षर" सीखें, "शब्दों" और "वाक्यों" के अर्थ को समझना सीखें। इस अध्याय के अंत में आपका परिचय कराया जाएगा नामरासायनिक पदार्थ रासायनिक भाषा का अभिन्न अंग हैं। जैसे-जैसे आप रसायन विज्ञान का अध्ययन करेंगे, रासायनिक भाषा के बारे में आपका ज्ञान विस्तारित और गहरा होगा।
रासायनिक भाषा.
1.आप कौन सी कृत्रिम भाषाएँ जानते हैं (पाठ्यपुस्तक के पाठ में उल्लिखित भाषाओं के अलावा)?
2.प्राकृतिक भाषाएँ कृत्रिम भाषाओं से किस प्रकार भिन्न हैं?
3. क्या आपको लगता है कि रासायनिक भाषा का उपयोग किए बिना रासायनिक घटनाओं का वर्णन करना संभव है? यदि नहीं, तो क्यों नहीं? यदि हां, तो ऐसे विवरण के क्या फायदे और नुकसान होंगे?
2.2. रासायनिक तत्व प्रतीक
किसी रासायनिक तत्व का प्रतीक स्वयं तत्व या उस तत्व के एक परमाणु का प्रतिनिधित्व करता है।
ऐसा प्रत्येक प्रतीक एक रासायनिक तत्व का संक्षिप्त लैटिन नाम है, जिसमें लैटिन वर्णमाला के एक या दो अक्षर शामिल हैं (लैटिन वर्णमाला के लिए, परिशिष्ट 1 देखें)। प्रतीक बड़े अक्षर से लिखा गया है। प्रतीक, साथ ही कुछ तत्वों के रूसी और लैटिन नाम तालिका 3 में दिए गए हैं। लैटिन नामों की उत्पत्ति के बारे में जानकारी भी वहां दी गई है। प्रतीकों के उच्चारण के लिए कोई सामान्य नियम नहीं है, इसलिए तालिका 3 प्रतीक का "पढ़ना" भी दिखाती है, यानी रासायनिक सूत्र में यह प्रतीक कैसे पढ़ा जाता है।
मौखिक भाषण में किसी तत्व के नाम को प्रतीक से बदलना असंभव है, लेकिन हस्तलिखित या मुद्रित ग्रंथों में इसकी अनुमति है, लेकिन अनुशंसित नहीं है। वर्तमान में, 110 रासायनिक तत्व ज्ञात हैं, उनमें से 109 के नाम और प्रतीक अंतर्राष्ट्रीय द्वारा अनुमोदित हैं शुद्ध एवं अनुप्रयुक्त रसायन विज्ञान संघ (आईयूपीएसी)।
तालिका 3 केवल 33 तत्वों पर जानकारी प्रदान करती है। ये वे तत्व हैं जिनका सामना आप रसायन विज्ञान का अध्ययन करते समय सबसे पहले करेंगे। रूसी नाम (वर्णमाला क्रम में) और सभी तत्वों के प्रतीक परिशिष्ट 2 में दिए गए हैं।
टेबल तीन।कुछ रासायनिक तत्वों के नाम एवं प्रतीक
नाम |
||||
लैटिन |
लिखना |
|||
| - | लिखना |
मूल |
- | - |
| नाइट्रोजन | एनइट्रोजेनियम | ग्रीक से "सॉल्टपीटर को जन्म देना" | "एन" | |
| अल्युमीनियम | अलअल्युमीनियम | लेट से. "फिटकरी" | "एल्यूमीनियम" | |
| आर्गन | एआरगोन | ग्रीक से "निष्क्रिय" | "आर्गन" | |
| बेरियम | बी ० एरियम | ग्रीक से " भारी" | "बेरियम" | |
| बीओआर | बीओरम | अरबी से "सफेद खनिज" | "बोरॉन" | |
| ब्रोमिन | बीआरओमम | ग्रीक से "बदबूदार" | "ब्रोमीन" | |
| हाइड्रोजन | एचहाइड्रोजनियम | ग्रीक से "जल को जन्म देना" | "राख" | |
| हीलियम | वहलियूम | ग्रीक से " सूरज" | "हीलियम" | |
| लोहा | फ़ेररम | लेट से. "तलवार" | "फेरम" | |
| सोना | ए.यू.रम | लेट से. "जलता हुआ" | "औरम" | |
| आयोडीन | मैंओदुम | ग्रीक से " बैंगनी" | "आयोडीन" | |
| पोटैशियम | कएलियम | अरबी से "लाई" | "पोटैशियम" | |
| कैल्शियम | सीएकैल्शियम | लेट से. "चूना पत्थर" | "कैल्शियम" | |
| ऑक्सीजन | हे xygenium | ग्रीक से "एसिड पैदा करने वाला" | "ओ" | |
| सिलिकॉन | सीलिसियम | लेट से. "चकमक पत्थर" | "सिलिकियम" | |
| क्रीप्टोण | क्र ypton | ग्रीक से "छिपा हुआ" | "क्रिप्टन" | |
| मैगनीशियम | एमए जीनेसियम | नाम से मैग्नेशिया प्रायद्वीप | "मैग्नीशियम" | |
| मैंगनीज | एमए एनगनम | ग्रीक से "सफाई" | "मैंगनीज" | |
| ताँबा | घनप्रम | ग्रीक से नाम ओ साइप्रस | "कप्रम" | |
| सोडियम | नातिकड़ी | अरबी से, "डिटर्जेंट" | "सोडियम" | |
| नियोन | नेपर | ग्रीक से " नया" | "नीयन" | |
| निकल | नी ccolum | उसके पास से। "सेंट निकोलस कॉपर" | "निकल" | |
| बुध | एच ydrar जीयरुम | लैट. "तरल चांदी" | "हाइड्रार्जिरम" | |
| नेतृत्व करना | पीलुम बीउम | लेट से. सीसा और टिन की मिश्रधातु के नाम. | "साहुल" | |
| गंधक | एससल्फर | संस्कृत से "दहनशील पाउडर" | "एस" | |
| चाँदी | एआर जी entum | ग्रीक से " रोशनी" | "अर्जेन्टम" | |
| कार्बन | सीअर्बोनियम | लेट से. " कोयला" | "त्से" | |
| फास्फोरस | पीफास्फोरस | ग्रीक से "प्रकाश लाने वाला" | "पेह" | |
| एक अधातु तत्त्व | एफलुओरम | लेट से. क्रिया "प्रवाह करना" | "फ्लोरीन" | |
| क्लोरीन | क्लोरीनओरम | ग्रीक से "हरा-भरा" | "क्लोरीन" | |
| क्रोमियम | सीएच आरओमियम | ग्रीक से "डाई" | "क्रोम" | |
| सीज़ियम | सीऐ एसयम | लेट से. "आसमानी नीला" | "सीज़ियम" | |
| जस्ता | जेडमैं एनवीर्य | उसके पास से। "टिन" | "जिंक" | |
2.3. रासायनिक सूत्र
रासायनिक पदार्थों को नामित करने के लिए उपयोग किया जाता है रासायनिक सूत्र.
आणविक पदार्थों के लिए, एक रासायनिक सूत्र इस पदार्थ के एक अणु को निरूपित कर सकता है।
किसी पदार्थ के बारे में जानकारी अलग-अलग हो सकती है, इसलिए अलग-अलग होती है रासायनिक सूत्रों के प्रकार.
जानकारी की पूर्णता के आधार पर, रासायनिक सूत्रों को चार मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जाता है: प्रोटोजोआ,
मोलेकुलर, संरचनात्मकऔर स्थानिक.
सरलतम सूत्र में सबस्क्रिप्ट में कोई सामान्य भाजक नहीं होता है।
सूत्रों में सूचकांक "1" का उपयोग नहीं किया जाता है।
सबसे सरल सूत्रों के उदाहरण: पानी - एच 2 ओ, ऑक्सीजन - ओ, सल्फर - एस, फॉस्फोरस ऑक्साइड - पी 2 ओ 5, ब्यूटेन - सी 2 एच 5, फॉस्फोरिक एसिड - एच 3 पीओ 4, सोडियम क्लोराइड (टेबल नमक) - NaCl.
पानी का सबसे सरल सूत्र (एच 2 ओ) दर्शाता है कि पानी की संरचना में तत्व शामिल है हाइड्रोजन(एच) और तत्व ऑक्सीजन(O), और पानी के किसी भी हिस्से में (एक हिस्सा किसी चीज़ का एक हिस्सा है जिसे इसके गुणों को खोए बिना विभाजित किया जा सकता है।) हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या से दोगुनी है।
कणों की संख्या, शामिल परमाणुओं की संख्या, एक लैटिन अक्षर द्वारा निरूपित एन. हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या को निरूपित करना - एन H, और ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या है एनओह, हम वह लिख सकते हैं
या एनएच: एनओ=2:1.
फॉस्फोरिक एसिड (H 3 PO 4) का सबसे सरल सूत्र दर्शाता है कि फॉस्फोरिक एसिड में परमाणु होते हैं हाइड्रोजन, परमाणु फास्फोरसऔर परमाणु ऑक्सीजन, और फॉस्फोरिक एसिड के किसी भी भाग में इन तत्वों के परमाणुओं की संख्या का अनुपात 3:1:4 है, अर्थात
एनएच: एनपी: एनओ=3:1:4.
किसी भी व्यक्तिगत रासायनिक पदार्थ के लिए सबसे सरल सूत्र संकलित किया जा सकता है, और इसके अलावा, एक आणविक पदार्थ के लिए भी इसे संकलित किया जा सकता है आण्विक सूत्र.
आणविक सूत्रों के उदाहरण: पानी - एच 2 ओ, ऑक्सीजन - ओ 2, सल्फर - एस 8, फॉस्फोरस ऑक्साइड - पी 4 ओ 10, ब्यूटेन - सी 4 एच 10, फॉस्फोरिक एसिड - एच 3 पीओ 4।
गैर-आण्विक पदार्थों में आणविक सूत्र नहीं होते हैं।
सरल और आणविक सूत्रों में तत्व प्रतीकों को लिखने का क्रम रासायनिक भाषा के नियमों द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिनसे आप रसायन विज्ञान का अध्ययन करते समय परिचित हो जाएंगे। इन सूत्रों द्वारा दी गई जानकारी प्रतीकों के अनुक्रम से प्रभावित नहीं होती है।
पदार्थों की संरचना को दर्शाने वाले संकेतों में से, हम अभी केवल उपयोग करेंगे वैलेंस स्ट्रोक("थोड़ा सा")। यह चिन्ह परमाणुओं के बीच तथाकथित की उपस्थिति को दर्शाता है सहसंयोजक बंधन(यह किस प्रकार का कनेक्शन है और इसकी विशेषताएं क्या हैं, आपको जल्द ही पता चल जाएगा)।
पानी के अणु में, एक ऑक्सीजन परमाणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं से सरल (एकल) बंधन द्वारा जुड़ा होता है, लेकिन हाइड्रोजन परमाणु एक दूसरे से जुड़े नहीं होते हैं। यह बिल्कुल वही है जो पानी का संरचनात्मक सूत्र स्पष्ट रूप से दर्शाता है। 
एक अन्य उदाहरण: सल्फर अणु S8। इस अणु में 8 सल्फर परमाणु एक आठ-सदस्यीय वलय बनाते हैं, जिसमें प्रत्येक सल्फर परमाणु साधारण बंधों द्वारा दो अन्य परमाणुओं से जुड़ा होता है। सल्फर के संरचनात्मक सूत्र की तुलना चित्र में दिखाए गए इसके अणु के त्रि-आयामी मॉडल से करें। 3. कृपया ध्यान दें कि सल्फर का संरचनात्मक सूत्र उसके अणु के आकार को नहीं बताता है, बल्कि केवल सहसंयोजक बंधों द्वारा परमाणुओं के कनेक्शन के क्रम को दर्शाता है।
फॉस्फोरिक एसिड के संरचनात्मक सूत्र से पता चलता है कि इस पदार्थ के अणु में चार ऑक्सीजन परमाणुओं में से एक केवल फॉस्फोरस परमाणु से दोहरे बंधन द्वारा जुड़ा होता है, और फॉस्फोरस परमाणु, बदले में, एकल बंधन द्वारा तीन और ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है। . इन तीन ऑक्सीजन परमाणुओं में से प्रत्येक अणु में मौजूद तीन हाइड्रोजन परमाणुओं में से एक के साथ एक साधारण बंधन द्वारा भी जुड़ा हुआ है।
मीथेन अणु के निम्नलिखित त्रि-आयामी मॉडल की तुलना उसके स्थानिक, संरचनात्मक और आणविक सूत्र से करें:
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मीथेन के स्थानिक सूत्र में, पच्चर के आकार के वैलेंस स्ट्रोक, जैसे कि परिप्रेक्ष्य में, दिखाते हैं कि कौन सा हाइड्रोजन परमाणु "हमारे करीब" है और कौन सा "हमसे दूर" है।
कभी-कभी स्थानिक सूत्र एक अणु में बंधन की लंबाई और बंधन के बीच के कोण को इंगित करता है, जैसा कि पानी के अणु के उदाहरण में दिखाया गया है।
गैर-आण्विक पदार्थों में अणु नहीं होते हैं। गैर-आणविक पदार्थ में रासायनिक गणना की सुविधा के लिए, तथाकथित सूत्र इकाई.
कुछ पदार्थों की सूत्र इकाइयों की संरचना के उदाहरण: 1) सिलिकॉन डाइऑक्साइड (क्वार्ट्ज रेत, क्वार्ट्ज) SiO 2 - एक सूत्र इकाई में एक सिलिकॉन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं; 2) सोडियम क्लोराइड (टेबल नमक) NaCl - सूत्र इकाई में एक सोडियम परमाणु और एक क्लोरीन परमाणु होता है; 3) लौह Fe - एक सूत्र इकाई में एक लौह परमाणु होता है। एक अणु की तरह, एक सूत्र इकाई किसी पदार्थ का सबसे छोटा भाग होता है जो उसके रासायनिक गुणों को बरकरार रखता है।
तालिका 4
विभिन्न प्रकार के सूत्रों द्वारा दी गई जानकारी
सूत्र प्रकार |
सूत्र द्वारा दी गई जानकारी. |
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| सबसे आसान मोलेकुलर संरचनात्मक स्थानिक |
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आइए अब उदाहरणों का उपयोग करते हुए विचार करें कि विभिन्न प्रकार के सूत्र हमें क्या जानकारी देते हैं।
1. पदार्थ: एसीटिक अम्ल. सबसे सरल सूत्र सीएच 2 ओ है, आणविक सूत्र सी 2 एच 4 ओ 2 है, संरचनात्मक सूत्र है
सबसे सरल सूत्रवह हमें बताता है
1) एसिटिक एसिड में कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन होते हैं;
2) इस पदार्थ में कार्बन परमाणुओं की संख्या हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या और ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या से संबंधित है, 1:2:1, अर्थात एनएच: एनसी: एनओ = 1:2:1.
आण्विक सूत्रवह जोड़ता है
3) एसिटिक एसिड के एक अणु में 2 कार्बन परमाणु, 4 हाइड्रोजन परमाणु और 2 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
संरचनात्मक सूत्रवह जोड़ता है
4, 5) एक अणु में दो कार्बन परमाणु एक साधारण बंधन द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं; उनमें से एक, इसके अलावा, तीन हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा है, प्रत्येक एक एकल बंधन के साथ, और दूसरा दो ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा है, एक दोहरे बंधन के साथ और दूसरा एक एकल बंधन के साथ; अंतिम ऑक्सीजन परमाणु अभी भी चौथे हाइड्रोजन परमाणु से एक साधारण बंधन द्वारा जुड़ा हुआ है।
2. पदार्थ: सोडियम क्लोराइड.
सबसे सरल सूत्र NaCl है।
1) सोडियम क्लोराइड में सोडियम और क्लोरीन होता है।
2) इस पदार्थ में सोडियम परमाणुओं की संख्या क्लोरीन परमाणुओं की संख्या के बराबर होती है।
3. पदार्थ: लोहा.
सबसे सरल सूत्र Fe है।
1) इस पदार्थ में केवल लोहा होता है, अर्थात यह एक साधारण पदार्थ है।
4. पदार्थ: ट्राइमेटाफॉस्फोरिक एसिड . सबसे सरल सूत्र HPO 3 है, आणविक सूत्र H 3 P 3 O 9 है, संरचनात्मक सूत्र है
1) ट्राइमेटाफॉस्फोरिक एसिड में हाइड्रोजन, फॉस्फोरस और ऑक्सीजन होता है।
2) एनएच: एनपी: एनओ = 1:1:3.
3) अणु में तीन हाइड्रोजन परमाणु, तीन फॉस्फोरस परमाणु और नौ ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
4,5) तीन फॉस्फोरस परमाणु और तीन ऑक्सीजन परमाणु, बारी-बारी से, एक छह-सदस्यीय चक्र बनाते हैं। चक्र में सभी कनेक्शन सरल हैं. इसके अलावा, प्रत्येक फॉस्फोरस परमाणु दो और ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है, एक दोहरे बंधन के साथ और दूसरा एकल बंधन के साथ। फॉस्फोरस परमाणुओं से सरल बंध द्वारा जुड़े तीन ऑक्सीजन परमाणुओं में से प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु से एक साधारण बंध द्वारा भी जुड़ा होता है।
| फॉस्फोरिक एसिड - एच 3 पीओ 4(दूसरा नाम ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड है) आणविक संरचना का एक पारदर्शी, रंगहीन, क्रिस्टलीय पदार्थ है जो 42 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है। यह पदार्थ पानी में बहुत अच्छी तरह से घुल जाता है और यहां तक कि हवा से जल वाष्प को भी अवशोषित करता है (हाइग्रोस्कोपिक)। फॉस्फोरिक एसिड बड़ी मात्रा में उत्पादित होता है और इसका उपयोग मुख्य रूप से फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन में किया जाता है, बल्कि रासायनिक उद्योग में, माचिस के उत्पादन में और यहां तक कि निर्माण में भी किया जाता है। इसके अलावा, फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग दंत प्रौद्योगिकी में सीमेंट के निर्माण में किया जाता है और कई दवाओं में शामिल किया जाता है। यह एसिड काफी सस्ता है, इसलिए संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे कुछ देशों में, महंगे साइट्रिक एसिड को बदलने के लिए बहुत शुद्ध फॉस्फोरिक एसिड, पानी के साथ अत्यधिक पतला, ताज़ा पेय में जोड़ा जाता है। |
| मीथेन - सीएच 4.यदि आपके घर में गैस स्टोव है, तो आप हर दिन इस पदार्थ का सामना करते हैं: आपके स्टोव के बर्नर में जलने वाली प्राकृतिक गैस में 95% मीथेन होती है। मीथेन एक रंगहीन और गंधहीन गैस है जिसका क्वथनांक -161 डिग्री सेल्सियस है। जब हवा के साथ मिलाया जाता है, तो यह विस्फोटक हो जाता है, जो कोयला खदानों में कभी-कभी होने वाले विस्फोटों और आग की व्याख्या करता है (मीथेन का दूसरा नाम फायरएम्प है)। मीथेन का तीसरा नाम - दलदली गैस - इस तथ्य के कारण है कि इस विशेष गैस के बुलबुले दलदलों के नीचे से उठते हैं, जहां यह कुछ बैक्टीरिया की गतिविधि के परिणामस्वरूप बनता है। उद्योग में, मीथेन का उपयोग अन्य पदार्थों के उत्पादन के लिए ईंधन और कच्चे माल के रूप में किया जाता है। मीथेन सबसे सरल है हाइड्रोकार्बन. पदार्थों के इस वर्ग में ईथेन (सी 2 एच 6), प्रोपेन (सी 3 एच 8), एथिलीन (सी 2 एच 4), एसिटिलीन (सी 2 एच 2) और कई अन्य पदार्थ भी शामिल हैं। |
तालिका 5.कुछ पदार्थों के लिए विभिन्न प्रकार के सूत्रों के उदाहरण-
रसायन विज्ञान पदार्थों, उनके गुणों और परिवर्तनों का विज्ञान है
.
यानी अगर हमारे आस-पास के पदार्थों को कुछ नहीं होता है तो यह बात रसायन विज्ञान पर लागू नहीं होती है। लेकिन "कुछ नहीं होता" का क्या मतलब है? यदि मैदान में अचानक तूफ़ान ने हमें पकड़ लिया, और हम सभी गीले हो गए, जैसा कि वे कहते हैं, "त्वचा तक", तो क्या यह एक परिवर्तन नहीं है: आखिरकार, कपड़े सूखे थे, लेकिन वे गीले हो गए।
उदाहरण के लिए, यदि आप एक लोहे की कील लेते हैं, उसे फ़ाइल करते हैं, और फिर जोड़ते हैं लोहे का बुरादा (फ़े) , तो क्या यह भी कोई परिवर्तन नहीं कि कील थी - चूर्ण हो गयी। लेकिन अगर आप फिर डिवाइस को असेंबल करते हैं और आगे बढ़ाते हैं ऑक्सीजन प्राप्त करना (O2): गरम करना पोटेशियम परमैंगनेट(केएमपीओ 4)और एक परखनली में ऑक्सीजन इकट्ठा करें, और फिर इन लाल-गर्म लोहे के बुरादे को इसमें रखें, फिर वे एक उज्ज्वल लौ के साथ भड़क उठेंगे और दहन के बाद भूरे रंग के पाउडर में बदल जाएंगे। और ये भी एक परिवर्तन है. तो रसायन विज्ञान कहाँ है? इस तथ्य के बावजूद कि इन उदाहरणों में आकार (लोहे की कील) और कपड़ों की स्थिति (सूखा, गीला) बदल जाती है, ये परिवर्तन नहीं हैं। तथ्य यह है कि कील स्वयं एक पदार्थ (लोहा) थी, और अपने अलग आकार के बावजूद वैसी ही बनी रही, और हमारे कपड़ों ने बारिश से पानी को अवशोषित किया और फिर इसे वायुमंडल में वाष्पित कर दिया। पानी ही नहीं बदला है. तो रासायनिक दृष्टिकोण से परिवर्तन क्या हैं?
रासायनिक दृष्टिकोण से, परिवर्तन वे घटनाएँ हैं जो किसी पदार्थ की संरचना में परिवर्तन के साथ होती हैं। आइए उदाहरण के तौर पर उसी कील को लें। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि दाखिल होने के बाद इसने क्या आकार लिया, बल्कि इससे टुकड़ों को इकट्ठा करने के बाद लोहे का बुरादाऑक्सीजन वातावरण में रखा गया - यह बदल गया लौह ऑक्साइड(फ़े 2 हे 3 ) . तो, आख़िर कुछ बदल गया है? हाँ, यह बदल गया है. कील नामक एक पदार्थ था, लेकिन ऑक्सीजन के प्रभाव से एक नया पदार्थ बन गया - तत्व ऑक्साइडग्रंथि. आणविक समीकरणइस परिवर्तन को निम्नलिखित रासायनिक प्रतीकों द्वारा दर्शाया जा सकता है:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)
रसायन विज्ञान में अनभिज्ञ किसी व्यक्ति के लिए, तुरंत प्रश्न उठते हैं। "आण्विक समीकरण" क्या है, Fe क्या है? संख्याएँ "4", "3", "2" क्यों हैं? Fe 2 O 3 सूत्र में छोटी संख्याएँ "2" और "3" क्या हैं? इसका मतलब यह है कि अब सब कुछ व्यवस्थित करने का समय आ गया है।
रासायनिक तत्वों के लक्षण.
इस तथ्य के बावजूद कि रसायन विज्ञान का अध्ययन 8वीं कक्षा में शुरू होता है, और कुछ उससे भी पहले, बहुत से लोग महान रूसी रसायनज्ञ डी.आई. मेंडेलीव को जानते हैं। और हां, उनकी प्रसिद्ध "रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी"। अन्यथा, अधिक सरल शब्दों में, इसे "आवर्त सारणी" कहा जाता है।
इस तालिका में, तत्वों को उचित क्रम में व्यवस्थित किया गया है। आज तक, उनमें से लगभग 120 ज्ञात हैं। कई तत्वों के नाम हम लंबे समय से जानते हैं। ये हैं: लोहा, एल्यूमीनियम, ऑक्सीजन, कार्बन, सोना, सिलिकॉन। पहले, हम इन शब्दों का उपयोग बिना सोचे-समझे करते थे, उन्हें वस्तुओं से पहचानते थे: एक लोहे का बोल्ट, एक एल्यूमीनियम तार, वातावरण में ऑक्सीजन, एक सोने की अंगूठी, आदि। वगैरह। लेकिन वास्तव में, ये सभी पदार्थ (बोल्ट, तार, रिंग) अपने संबंधित तत्वों से बने होते हैं। संपूर्ण विरोधाभास यह है कि तत्व को छुआ या उठाया नहीं जा सकता। ऐसा कैसे? वे आवर्त सारणी में हैं, लेकिन आप उन्हें नहीं ले सकते! हाँ बिल्कुल। एक रासायनिक तत्व एक अमूर्त (अर्थात, अमूर्त) अवधारणा है, और इसका उपयोग रसायन विज्ञान के साथ-साथ अन्य विज्ञानों में गणना, समीकरण बनाने और समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है। प्रत्येक तत्व दूसरे से इस मायने में भिन्न होता है कि उसकी अपनी विशेषता होती है किसी परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास.किसी परमाणु के नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या उसके कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन तत्व क्रमांक 1 है। इसके परमाणु में 1 प्रोटॉन और 1 इलेक्ट्रॉन होता है। हीलियम तत्व #2 है। इसके परमाणु में 2 प्रोटॉन और 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं। लिथियम तत्व #3 है। इसके परमाणु में 3 प्रोटॉन और 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं। डार्मस्टेडियम - तत्व संख्या 110। इसके परमाणु में 110 प्रोटॉन और 110 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
प्रत्येक तत्व को एक निश्चित प्रतीक, लैटिन अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है, और लैटिन से अनुवादित एक निश्चित रीडिंग होती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन का प्रतीक है "एन", "हाइड्रोजेनियम" या "राख" के रूप में पढ़ें। सिलिकॉन का प्रतीक "Si" है जिसे "सिलिकियम" के रूप में पढ़ा जाता है। बुधएक प्रतीक है "एचजी"और इसे "हाइड्रार्जिरम" के रूप में पढ़ा जाता है। और इसी तरह। ये सभी नोटेशन 8वीं कक्षा की रसायन शास्त्र की किसी भी पाठ्यपुस्तक में पाए जा सकते हैं। अब हमारे लिए मुख्य बात यह समझना है कि रासायनिक समीकरण बनाते समय तत्वों के संकेतित प्रतीकों के साथ काम करना आवश्यक है।
सरल और जटिल पदार्थ.
रासायनिक तत्वों (एचजी) के एकल प्रतीकों के साथ विभिन्न पदार्थों को निरूपित करना बुध, फ़े लोहा, क्यू ताँबा, Zn जस्ता, अल अल्युमीनियम) हम अनिवार्य रूप से सरल पदार्थों को निरूपित करते हैं, अर्थात्, ऐसे पदार्थ जिनमें एक ही प्रकार के परमाणु होते हैं (एक परमाणु में समान संख्या में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं)। उदाहरण के लिए, यदि लोहा और सल्फर पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं, तो समीकरण निम्नलिखित लेखन रूप लेगा:
Fe + S = FeS (2)
सरल पदार्थों में धातु (बीए, के, ना, एमजी, एजी), साथ ही गैर-धातु (एस, पी, सी, सीएल 2, एन 2, ओ 2, एच 2) शामिल हैं। इसके अलावा भी ध्यान देना चाहिए
इस तथ्य पर विशेष ध्यान दें कि सभी धातुओं को एकल प्रतीकों द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है: K, Ba, Ca, Al, V, Mg, आदि, और गैर-धातुएं या तो सरल प्रतीक हैं: C, S, P या अलग-अलग सूचकांक हो सकते हैं जो इंगित करते हैं उनकी आणविक संरचना: एच 2, सीएल 2, ओ 2, जे 2, पी 4, एस 8। भविष्य में समीकरण बनाते समय यह बहुत महत्वपूर्ण होगा। यह अनुमान लगाना बिल्कुल भी मुश्किल नहीं है कि जटिल पदार्थ विभिन्न प्रकार के परमाणुओं से बने पदार्थ होते हैं, उदाहरण के लिए,
1). ऑक्साइड:
अल्यूमिनियम ऑक्साइडअल 2 ओ 3, 
सोडियम ऑक्साइड Na2O,
कॉपर ऑक्साइड CuO,
ज़िंक ऑक्साइड ZnO,
टाइटेनियम ऑक्साइड Ti2O3,
कार्बन मोनोआक्साइडया कार्बन मोनोऑक्साइड (+2)सीओ,
सल्फर ऑक्साइड (+6)अत: 3
2). कारण:
आयरन हाइड्रॉक्साइड(+3) Fe(OH) 3,
कॉपर हाइड्रॉक्साइड Cu(OH)2,
पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड या क्षार पोटेशियमकोह,
सोडियम हाइड्रॉक्साइड NaOH.
3). अम्ल:
हाइड्रोक्लोरिक एसिडएचसीएल,
सल्फ्यूरस अम्ल H2SO3,
नाइट्रिक एसिड HNO3
4). नमक:
सोडियम थायोसल्फ़ेटना 2 एस 2 ओ 3 ,
सोडियम सल्फेटया ग्लौबर का नमक Na2SO4,
कैल्शियम कार्बोनेटया चूना पत्थरसीएसीओ 3,
कॉपर क्लोराइड CuCl2
5). कार्बनिक पदार्थ:
नाजियासीएच 3 कूना,
मीथेनसीएच 4,
एसिटिलीनसी 2 एच 2,
ग्लूकोजसी 6 एच 12 ओ 6
अंततः, विभिन्न पदार्थों की संरचना का पता लगाने के बाद, हम रासायनिक समीकरण लिखना शुरू कर सकते हैं।
रासायनिक समीकरण।
"समीकरण" शब्द स्वयं "बराबर" शब्द से बना है, अर्थात। किसी चीज़ को बराबर भागों में बाँटना। गणित में, समीकरण लगभग इस विज्ञान का सार हैं। उदाहरण के लिए, आप एक सरल समीकरण दे सकते हैं जिसमें बाएँ और दाएँ पक्ष "2" के बराबर होंगे:
40: (9 + 11) = (50 x 2) : (80 - 30);
और रासायनिक समीकरणों में भी यही सिद्धांत है: समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों को उनमें भाग लेने वाले परमाणुओं और तत्वों की समान संख्या के अनुरूप होना चाहिए। अथवा यदि कोई आयनिक समीकरण दिया गया हो तो उसमें कणों की संख्याइस आवश्यकता को भी पूरा करना होगा. रासायनिक समीकरण रासायनिक सूत्रों और गणितीय प्रतीकों का उपयोग करके रासायनिक प्रतिक्रिया का एक पारंपरिक प्रतिनिधित्व है। एक रासायनिक समीकरण स्वाभाविक रूप से किसी न किसी रासायनिक प्रतिक्रिया को दर्शाता है, यानी पदार्थों के परस्पर क्रिया की प्रक्रिया, जिसके दौरान नए पदार्थ उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, यह आवश्यक है एक आणविक समीकरण लिखेंप्रतिक्रियाएँ जिनमें वे भाग लेते हैं बेरियम क्लोराइड BaCl2 और सल्फ्यूरिक एसिडएच 2 एसओ 4. इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक अघुलनशील अवक्षेप बनता है - बेरियम सल्फ़ेट BaSO4 और हाइड्रोक्लोरिक एसिडएचसीएल:
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (3)
सबसे पहले, यह समझना आवश्यक है कि पदार्थ HCl के सामने आने वाली बड़ी संख्या "2" को गुणांक कहा जाता है, और सूत्र BaCl 2, H 2 SO 4 के तहत छोटी संख्या "2", "4", BaSO4 को सूचकांक कहा जाता है। रासायनिक समीकरणों में गुणांक और सूचकांक दोनों गुणक के रूप में कार्य करते हैं, सारांश के रूप में नहीं। किसी रासायनिक समीकरण को सही ढंग से लिखने के लिए, आपको चाहिए प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांक निर्दिष्ट करें. आइए अब समीकरण के बायीं और दायीं ओर के तत्वों के परमाणुओं की गिनती शुरू करें। समीकरण के बाईं ओर: पदार्थ BaCl 2 में 1 बेरियम परमाणु (Ba), 2 क्लोरीन परमाणु (Cl) होते हैं। पदार्थ H 2 SO 4 में: 2 हाइड्रोजन परमाणु (H), 1 सल्फर परमाणु (S) और 4 ऑक्सीजन परमाणु (O)। समीकरण के दाईं ओर: BaSO 4 पदार्थ में 1 बेरियम परमाणु (Ba), 1 सल्फर परमाणु (S) और 4 ऑक्सीजन परमाणु (O) हैं, HCl पदार्थ में: 1 हाइड्रोजन परमाणु (H) और 1 क्लोरीन है परमाणु (सीएल)। इसका तात्पर्य यह है कि समीकरण के दाईं ओर हाइड्रोजन और क्लोरीन परमाणुओं की संख्या बाईं ओर की तुलना में आधी है। इसलिए, समीकरण के दाईं ओर एचसीएल सूत्र से पहले गुणांक "2" डालना आवश्यक है। यदि अब हम इस प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले तत्वों के बाईं और दाईं ओर के परमाणुओं की संख्या को जोड़ते हैं, तो हमें निम्नलिखित संतुलन प्राप्त होता है:
समीकरण के दोनों पक्षों में, प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले तत्वों के परमाणुओं की संख्या बराबर है, इसलिए यह सही ढंग से बना है।
रासायनिक समीकरण और रासायनिक प्रतिक्रियाएँ
जैसा कि हम पहले ही पता लगा चुके हैं, रासायनिक समीकरण रासायनिक प्रतिक्रियाओं का प्रतिबिंब हैं। रासायनिक अभिक्रियाएँ वे घटनाएँ हैं जिनके दौरान एक पदार्थ का दूसरे पदार्थ में परिवर्तन होता है। उनकी विविधता के बीच, दो मुख्य प्रकारों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:
1). यौगिक प्रतिक्रियाएँ
2). अपघटन प्रतिक्रियाएँ.
रासायनिक प्रतिक्रियाओं का भारी बहुमत अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं से संबंधित है, क्योंकि किसी व्यक्तिगत पदार्थ के साथ इसकी संरचना में परिवर्तन शायद ही कभी हो सकता है यदि यह बाहरी प्रभावों (विघटन, हीटिंग, प्रकाश के संपर्क) के संपर्क में नहीं है। दो या दो से अधिक पदार्थों की परस्पर क्रिया के दौरान होने वाले परिवर्तनों से बेहतर कोई भी चीज़ किसी रासायनिक घटना या प्रतिक्रिया की विशेषता नहीं बता सकती। ऐसी घटनाएं अनायास घटित हो सकती हैं और तापमान में वृद्धि या कमी, प्रकाश प्रभाव, रंग परिवर्तन, तलछट निर्माण, गैसीय उत्पादों की रिहाई और शोर के साथ हो सकती हैं।
स्पष्टता के लिए, हम यौगिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रियाओं को दर्शाते हुए कई समीकरण प्रस्तुत करते हैं, जिसके दौरान हम प्राप्त करते हैं सोडियम क्लोराइड(NaCl), जिंक क्लोराइड(ZnCl2), सिल्वर क्लोराइड अवक्षेप(एजीसीएल), एल्यूमीनियम क्लोराइड(एसीएल 3)
सीएल 2 + 2एनए = 2एनएसीएल (4)
CuCl 2 + Zn = ZnCl 2 + Cu (5)
AgNO 3 + KCl = AgCl + 2KNO 3 (6)
3HCl + Al(OH) 3 = AlCl 3 + 3H 2 O (7)
यौगिक की प्रतिक्रियाओं में निम्नलिखित का विशेष उल्लेख किया जाना चाहिए: : प्रतिस्थापन (5), अदला-बदली (6), और विनिमय प्रतिक्रिया के एक विशेष मामले के रूप में - प्रतिक्रिया विफल करना (7).
प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में वे शामिल होते हैं जिनमें एक साधारण पदार्थ के परमाणु किसी जटिल पदार्थ के किसी एक तत्व के परमाणुओं को प्रतिस्थापित कर देते हैं। उदाहरण (5) में, जस्ता परमाणु CuCl 2 घोल से तांबे के परमाणुओं की जगह लेते हैं, जबकि जस्ता घुलनशील नमक ZnCl 2 में चला जाता है, और तांबा धातु अवस्था में घोल से निकल जाता है।
विनिमय प्रतिक्रियाओं में वे प्रतिक्रियाएँ शामिल होती हैं जिनमें दो जटिल पदार्थ अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं। प्रतिक्रिया (6) के मामले में, घुलनशील लवण AgNO3 और KCl, जब दोनों समाधान विलय हो जाते हैं, तो AgCl नमक का एक अघुलनशील अवक्षेप बनता है। साथ ही, वे अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं - धनायन और ऋणायन। पोटेशियम धनायन K + को NO 3 आयनों में जोड़ा जाता है, और सिल्वर धनायन Ag + को सीएल - आयनों में जोड़ा जाता है।
विनिमय प्रतिक्रियाओं का एक विशेष, विशेष मामला तटस्थीकरण प्रतिक्रिया है। उदासीनीकरण प्रतिक्रियाओं में वे प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं जिनमें अम्ल, क्षारों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप नमक और पानी बनता है। उदाहरण (7) में, हाइड्रोक्लोरिक एसिड HCl, आधार Al(OH) 3 के साथ प्रतिक्रिया करके नमक AlCl 3 और पानी बनाता है। इस मामले में, आधार से एल्यूमीनियम धनायन अल 3+ का आदान-प्रदान एसिड से सीएल - आयनों के साथ किया जाता है। आख़िर में क्या होता है हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उदासीनीकरण।
अपघटन प्रतिक्रियाओं में वे शामिल हैं जिनमें एक जटिल पदार्थ से दो या दो से अधिक नए सरल या जटिल पदार्थ, लेकिन सरल संरचना के, बनते हैं। प्रतिक्रियाओं के उदाहरणों में वे शामिल हैं जिनकी प्रक्रिया में 1) विघटित हो जाती है। पोटेशियम नाइट्रेट(KNO 3) पोटेशियम नाइट्राइट (KNO 2) और ऑक्सीजन (O 2) के निर्माण के साथ; 2). पोटेशियम परमैंगनेट(KMnO4): पोटैशियम मैंगनेट (K2 MnO4) बनता है, मैंगनीज ऑक्साइड(एमएनओ2) और ऑक्सीजन (ओ2); 3). कैल्शियम कार्बोनेट या संगमरमर; इस प्रक्रिया में बनते हैं कोयला कागैस(CO2) और कैल्शियम ऑक्साइड(CaO)
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 = CaO + CO 2 (10)
प्रतिक्रिया (8) में एक जटिल पदार्थ से एक जटिल और एक सरल पदार्थ बनता है। प्रतिक्रिया (9) में दो जटिल और एक सरल है। प्रतिक्रिया (10) में दो जटिल पदार्थ होते हैं, लेकिन संरचना में सरल होते हैं
जटिल पदार्थों के सभी वर्ग अपघटन के अधीन हैं:
1). ऑक्साइड: सिल्वर ऑक्साइड 2एजी 2 ओ = 4एजी + ओ 2 (11)
2). हाइड्रोक्साइड्स: आयरन हाइड्रॉक्साइड 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)
3). अम्ल: सल्फ्यूरिक एसिडएच 2 एसओ 4 = एसओ 3 + एच 2 ओ (13)
4). नमक: कैल्शियम कार्बोनेटसीएसीओ 3 = सीएओ + सीओ 2 (14)
5). कार्बनिक पदार्थ: ग्लूकोज का अल्कोहलिक किण्वन
सी 6 एच 12 ओ 6 = 2सी 2 एच 5 ओएच + 2सीओ 2 (15)
एक अन्य वर्गीकरण के अनुसार, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: वे प्रतिक्रियाएँ जो ऊष्मा छोड़ती हैं, कहलाती हैं ऊष्माक्षेपी, और ऊष्मा के अवशोषण के साथ होने वाली प्रतिक्रियाएँ - एंडोथर्मिक. ऐसी प्रक्रियाओं के लिए मानदंड है प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव.एक नियम के रूप में, एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं, अर्थात। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के साथ अंतःक्रिया मीथेन दहन:
सीएच 4 + 2ओ 2 = सीओ 2 + 2एच 2 ओ + क्यू (16)
और एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए - अपघटन प्रतिक्रियाएं पहले से ही ऊपर दी गई हैं (11) - (15)। समीकरण के अंत में Q चिह्न इंगित करता है कि प्रतिक्रिया के दौरान ऊष्मा निकलती है (+Q) या अवशोषित होती है (-Q):
CaCO 3 = CaO+CO 2 - Q (17)
आप सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर उनके परिवर्तनों में शामिल तत्वों के ऑक्सीकरण की डिग्री में परिवर्तन के प्रकार के अनुसार भी विचार कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया (17) में, इसमें भाग लेने वाले तत्व अपनी ऑक्सीकरण अवस्था नहीं बदलते हैं:
Ca +2 C +4 O 3 -2 = Ca +2 O -2 +C +4 O 2 -2 (18)
और प्रतिक्रिया (16) में, तत्व अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बदलते हैं:
2एमजी 0 + ओ 2 0 = 2एमजी +2 ओ -2
इस प्रकार की प्रतिक्रियाएँ हैं रिडॉक्स . उन पर अलग से विचार किया जाएगा. इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण बनाने के लिए, आपको इसका उपयोग करना चाहिए अर्ध-प्रतिक्रिया विधिऔर आवेदन करें इलेक्ट्रॉनिक संतुलन समीकरण.
विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रस्तुत करने के बाद, आप रासायनिक समीकरणों की रचना के सिद्धांत पर आगे बढ़ सकते हैं, या, दूसरे शब्दों में, बाईं और दाईं ओर गुणांक का चयन कर सकते हैं।
रासायनिक समीकरणों की रचना के लिए तंत्र।
रासायनिक प्रतिक्रिया चाहे किसी भी प्रकार की हो, उसकी रिकॉर्डिंग (रासायनिक समीकरण) इस शर्त के अनुरूप होनी चाहिए कि प्रतिक्रिया से पहले और बाद में परमाणुओं की संख्या बराबर हो।
ऐसे समीकरण (17) हैं जिनके लिए समीकरण की आवश्यकता नहीं है, अर्थात। गुणांकों की नियुक्ति. लेकिन ज्यादातर मामलों में, जैसा कि उदाहरण (3), (7), (15) में है, समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों को बराबर करने के उद्देश्य से कार्रवाई करना आवश्यक है। ऐसे मामलों में किन सिद्धांतों का पालन किया जाना चाहिए? क्या ऑड्स चुनने की कोई व्यवस्था है? वहाँ है, और केवल एक ही नहीं. ऐसी प्रणालियों में शामिल हैं:
1). दिए गए सूत्रों के अनुसार गुणांकों का चयन.
2). प्रतिक्रियाशील पदार्थों की संयोजकता द्वारा संकलन।
3). ऑक्सीकरण अवस्था के अनुसार अभिकारक पदार्थों की व्यवस्था।
पहले मामले में, यह माना जाता है कि हम प्रतिक्रिया से पहले और बाद में प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों के सूत्र जानते हैं। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित समीकरण दिया गया है:
एन 2 + ओ 2 →एन 2 ओ 3 (19)
यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि जब तक प्रतिक्रिया से पहले और बाद में तत्वों के परमाणुओं के बीच समानता स्थापित नहीं हो जाती, तब तक समीकरण में बराबर चिह्न (=) नहीं रखा जाता है, बल्कि उसे एक तीर (→) से बदल दिया जाता है। अब आइये वास्तविक समायोजन पर आते हैं। समीकरण के बाईं ओर 2 नाइट्रोजन परमाणु (एन 2) और दो ऑक्सीजन परमाणु (ओ 2) हैं, और दाईं ओर दो नाइट्रोजन परमाणु (एन 2) और तीन ऑक्सीजन परमाणु (ओ 3) हैं। नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या के संदर्भ में इसे बराबर करने की कोई आवश्यकता नहीं है, लेकिन ऑक्सीजन के संदर्भ में समानता प्राप्त करना आवश्यक है, क्योंकि प्रतिक्रिया से पहले इसमें दो परमाणु शामिल थे, और प्रतिक्रिया के बाद तीन परमाणु शामिल थे। आइए निम्नलिखित चित्र बनाएं:
प्रतिक्रिया से पहले प्रतिक्रिया के बाद
ओ 2 ओ 3
आइए परमाणुओं की दी गई संख्या के बीच सबसे छोटा गुणज निर्धारित करें, यह "6" होगा।
ओ 2 ओ 3
\ 6 /
आइए ऑक्सीजन समीकरण के बाईं ओर की इस संख्या को "2" से विभाजित करें। हमें संख्या "3" मिलती है और इसे हल किए जाने वाले समीकरण में डालते हैं:
एन 2 + 3ओ 2 →एन 2 ओ 3
हम समीकरण के दाईं ओर की संख्या "6" को भी "3" से विभाजित करते हैं। हमें संख्या "2" मिलती है, और इसे हल किए जाने वाले समीकरण में भी डालते हैं:
एन 2 + 3ओ 2 → 2एन 2 ओ 3
समीकरण के बाएँ और दाएँ दोनों पक्षों पर ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या क्रमशः 6 परमाणुओं के बराबर हो गई:
लेकिन समीकरण के दोनों पक्षों पर नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या एक दूसरे के अनुरूप नहीं होगी:
बाएँ वाले में दो परमाणु हैं, दाएँ वाले में चार परमाणु हैं। इसलिए, समानता प्राप्त करने के लिए, समीकरण के बाईं ओर नाइट्रोजन की मात्रा को दोगुना करना आवश्यक है, गुणांक को "2" पर सेट करना:
इस प्रकार, नाइट्रोजन में समानता देखी जाती है और, सामान्य तौर पर, समीकरण इस प्रकार होता है:
2एन 2 + 3ओ 2 → 2एन 2 ओ 3
अब समीकरण में आप तीर के स्थान पर बराबर का चिह्न लगा सकते हैं:
2एन 2 + 3ओ 2 = 2एन 2 ओ 3 (20)
चलिए एक और उदाहरण देते हैं. निम्नलिखित प्रतिक्रिया समीकरण दिया गया है:
पी + सीएल 2 → पीसीएल 5
समीकरण के बाईं ओर 1 फॉस्फोरस परमाणु (पी) और दो क्लोरीन परमाणु (सीएल 2) हैं, और दाईं ओर एक फॉस्फोरस परमाणु (पी) और पांच ऑक्सीजन परमाणु (सीएल 5) हैं। फॉस्फोरस परमाणुओं की संख्या के संदर्भ में इसे बराबर करने की कोई आवश्यकता नहीं है, लेकिन क्लोरीन के संदर्भ में समानता हासिल करना आवश्यक है, क्योंकि प्रतिक्रिया से पहले दो परमाणु शामिल थे, और प्रतिक्रिया के बाद पांच परमाणु शामिल थे। आइए निम्नलिखित चित्र बनाएं:
प्रतिक्रिया से पहले प्रतिक्रिया के बाद
सीएल 2 सीएल 5
आइए परमाणुओं की दी गई संख्या के बीच सबसे छोटा गुणज निर्धारित करें, यह "10" होगा।
सीएल 2 सीएल 5
\ 10 /
क्लोरीन समीकरण के बाईं ओर इस संख्या को "2" से विभाजित करें। आइए संख्या "5" प्राप्त करें और इसे हल किए जाने वाले समीकरण में डालें:
पी + 5सीएल 2 → पीसीएल 5
हम समीकरण के दाईं ओर की संख्या "10" को भी "5" से विभाजित करते हैं। हमें संख्या "2" मिलती है, और इसे हल किए जाने वाले समीकरण में भी डालते हैं:
पी + 5सीएल 2 → 2पीसीएल 5
समीकरण के बाएँ और दाएँ दोनों पक्षों पर क्लोरीन परमाणुओं की संख्या क्रमशः 10 परमाणुओं के बराबर हो गई:
लेकिन समीकरण के दोनों पक्षों पर फॉस्फोरस परमाणुओं की संख्या एक दूसरे के अनुरूप नहीं होगी:
इसलिए, समानता प्राप्त करने के लिए, गुणांक "2" सेट करके समीकरण के बाईं ओर फॉस्फोरस की मात्रा को दोगुना करना आवश्यक है:
इस प्रकार, फॉस्फोरस के लिए समानता देखी जाती है और, सामान्य तौर पर, समीकरण इस प्रकार होता है:
2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)
समीकरण बनाते समय संयोजकता द्वारा दिया जाना चाहिए संयोजकता निर्धारणऔर सबसे प्रसिद्ध तत्वों के लिए मान निर्धारित करें। वैलेंस पहले इस्तेमाल की गई अवधारणाओं में से एक है, लेकिन वर्तमान में कई स्कूल कार्यक्रमों में इसका उपयोग नहीं किया जाता है। लेकिन इसकी मदद से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण बनाने के सिद्धांतों को समझाना आसान है। वैलेंस के रूप में समझा जाता है रासायनिक बंधों की संख्या जो एक परमाणु दूसरे या अन्य परमाणुओं के साथ बना सकता है . संयोजकता में कोई चिह्न (+ या -) नहीं होता है और इसे रोमन अंकों द्वारा दर्शाया जाता है, आमतौर पर रासायनिक तत्वों के प्रतीकों के ऊपर, उदाहरण के लिए:
ये मूल्य कहां से आते हैं? रासायनिक समीकरण लिखते समय उनका उपयोग कैसे करें? तत्वों की संयोजकता के संख्यात्मक मान डी.आई. मेंडेलीव (तालिका 1) द्वारा रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी की उनकी समूह संख्या के साथ मेल खाते हैं।
अन्य तत्वों के लिए संयोजकता मानअन्य मान भी हो सकते हैं, लेकिन कभी भी उस समूह की संख्या से अधिक नहीं, जिसमें वे स्थित हैं। इसके अलावा, सम समूह संख्याओं (IV और VI) के लिए, तत्वों की संयोजकता केवल सम मान लेती है, और विषम संख्याओं के लिए उनमें सम और विषम दोनों मान हो सकते हैं (तालिका 2)।
बेशक, कुछ तत्वों के लिए वैलेंस मानों के अपवाद हैं, लेकिन प्रत्येक विशिष्ट मामले में ये बिंदु आमतौर पर निर्दिष्ट होते हैं। आइए अब कुछ तत्वों के लिए दी गई संयोजकता के आधार पर रासायनिक समीकरण बनाने के सामान्य सिद्धांत पर विचार करें। अक्सर, यह विधि सरल पदार्थों के यौगिकों की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण तैयार करने के मामले में स्वीकार्य होती है, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के साथ बातचीत करते समय ( ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं). मान लीजिए कि आपको ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया प्रदर्शित करने की आवश्यकता है अल्युमीनियम. लेकिन हमें याद रखें कि धातुओं को एकल परमाणुओं (अल) द्वारा नामित किया जाता है, और गैसीय अवस्था में गैर-धातुओं को सूचकांक "2" - (ओ 2) द्वारा नामित किया जाता है। सबसे पहले, आइए सामान्य प्रतिक्रिया योजना लिखें:
अल + ओ 2 → अल ओ
इस स्तर पर, यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि एल्युमीनियम ऑक्साइड की सही वर्तनी क्या होनी चाहिए। और ठीक इसी चरण में तत्वों की संयोजकता का ज्ञान हमारी सहायता के लिए आएगा। एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन के लिए, आइए उन्हें इस ऑक्साइड के अपेक्षित सूत्र से ऊपर रखें:
तृतीय द्वितीय
अल ओ
उसके बाद, इन तत्व प्रतीकों के लिए "क्रॉस"-ऑन-"क्रॉस" हम संबंधित सूचकांकों को नीचे रखेंगे:
तृतीय द्वितीय
अल 2 ओ 3
एक रासायनिक यौगिक की संरचनाअल 2 ओ 3 निर्धारित। प्रतिक्रिया समीकरण का आगे का आरेख इस प्रकार होगा:
अल+ओ 2 →अल 2 ओ 3
जो कुछ बचा है वह इसके बाएँ और दाएँ भागों को बराबर करना है। आइए हम उसी तरह आगे बढ़ें जैसे समीकरण (19) बनाने के मामले में। आइए सबसे छोटे गुणज को खोजकर ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या को बराबर करें:
प्रतिक्रिया से पहले प्रतिक्रिया के बाद
ओ 2 ओ 3
\ 6 /
आइए ऑक्सीजन समीकरण के बाईं ओर की इस संख्या को "2" से विभाजित करें। आइए संख्या "3" प्राप्त करें और इसे हल किए जा रहे समीकरण में डालें। हम समीकरण के दाईं ओर की संख्या "6" को भी "3" से विभाजित करते हैं। हमें संख्या "2" मिलती है, और इसे हल किए जाने वाले समीकरण में भी डालते हैं:
अल + 3O 2 → 2Al 2 O 3
एल्यूमीनियम में समानता प्राप्त करने के लिए, गुणांक को "4" पर सेट करके समीकरण के बाईं ओर इसकी मात्रा को समायोजित करना आवश्यक है:
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
इस प्रकार, एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन के लिए समानता देखी जाती है और, सामान्य तौर पर, समीकरण अपना अंतिम रूप लेगा:
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 (22)
वैलेंस विधि का उपयोग करके, आप यह अनुमान लगा सकते हैं कि रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान कौन सा पदार्थ बनता है और उसका सूत्र कैसा दिखेगा। आइए मान लें कि यौगिक ने संबंधित संयोजकता III और I के साथ नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया की। आइए सामान्य प्रतिक्रिया योजना लिखें:
एन 2 + एन 2 → एनएच
नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के लिए, आइए इस यौगिक के अपेक्षित सूत्र के ऊपर संयोजकता रखें:
पहले की तरह, इन तत्व प्रतीकों के लिए "क्रॉस"-ऑन-"क्रॉस", आइए संबंधित सूचकांकों को नीचे रखें:
तृतीय मैं
एनएच 3
प्रतिक्रिया समीकरण का आगे का आरेख इस प्रकार होगा:
एन 2 + एन 2 → एनएच 3
"6" के बराबर हाइड्रोजन के सबसे छोटे गुणज के माध्यम से, एक प्रसिद्ध तरीके से समीकरण करने पर, हमें आवश्यक गुणांक और संपूर्ण समीकरण प्राप्त होता है:
एन 2 + 3एच 2 = 2एनएच 3 (23)
के अनुसार समीकरण बनाते समय ऑक्सीकरण अवस्थाएँअभिकारकों, यह याद रखना आवश्यक है कि किसी विशेष तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान स्वीकार किए गए या छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या है। यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्थामूल रूप से, यह संख्यात्मक रूप से तत्व के वैलेंस मानों से मेल खाता है। लेकिन वे संकेत में भिन्न हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन के लिए, संयोजकता I है, और ऑक्सीकरण अवस्था (+1) या (-1) है। ऑक्सीजन के लिए, संयोजकता II है, और ऑक्सीकरण अवस्था -2 है। नाइट्रोजन के लिए, संयोजकताएँ I, II, III, IV, V हैं, और ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) हैं। , वगैरह। । समीकरणों में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ तालिका 3 में दी गई हैं।
यौगिक प्रतिक्रियाओं के मामले में, ऑक्सीकरण अवस्थाओं द्वारा समीकरणों को संकलित करने का सिद्धांत संयोजकता द्वारा संकलित करने के समान ही है। उदाहरण के लिए, आइए ऑक्सीजन के साथ क्लोरीन के ऑक्सीकरण के लिए समीकरण दें, जिसमें क्लोरीन +7 की ऑक्सीकरण अवस्था के साथ एक यौगिक बनाता है। आइए अपेक्षित समीकरण लिखें:
सीएल 2 + ओ 2 → सीएलओ
आइए हम संबंधित परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को प्रस्तावित यौगिक क्लो पर रखें:
पिछले मामलों की तरह, हम यह स्थापित करते हैं कि आवश्यक है यौगिक सूत्ररूप लेगा:
7 -2
सीएल 2 ओ 7
प्रतिक्रिया समीकरण निम्नलिखित रूप लेगा:
सीएल 2 + ओ 2 → सीएल 2 ओ 7
ऑक्सीजन के लिए समीकरण, दो और सात के बीच सबसे छोटा गुणक, "14" के बराबर खोजने पर, हम अंततः समानता स्थापित करते हैं:
2सीएल 2 + 7ओ 2 = 2सीएल 2 ओ 7 (24)
विनिमय, उदासीनीकरण और प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं की रचना करते समय ऑक्सीकरण अवस्थाओं के साथ थोड़ी अलग विधि का उपयोग किया जाना चाहिए। कुछ मामलों में, यह पता लगाना मुश्किल है: जटिल पदार्थों की परस्पर क्रिया के दौरान कौन से यौगिक बनते हैं?
कैसे पता करें: प्रतिक्रिया प्रक्रिया में क्या होगा?
दरअसल, आप कैसे जानते हैं कि किसी विशेष प्रतिक्रिया के दौरान कौन से प्रतिक्रिया उत्पाद उत्पन्न हो सकते हैं? उदाहरण के लिए, जब बेरियम नाइट्रेट और पोटेशियम सल्फेट प्रतिक्रिया करते हैं तो क्या बनता है?
बा(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → ?
शायद BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? या बा + NO 3 SO 4 + K 2? या कुछ और? बेशक, इस प्रतिक्रिया के दौरान निम्नलिखित यौगिक बनते हैं: BaSO 4 और KNO 3। ये कैसे पता चलता है? और पदार्थों के सूत्रों को सही ढंग से कैसे लिखें? आइए उस चीज़ से शुरू करें जिसे सबसे अधिक बार अनदेखा किया जाता है: "विनिमय प्रतिक्रिया" की अवधारणा। इसका मतलब यह है कि इन प्रतिक्रियाओं में पदार्थ एक दूसरे के साथ अपने घटक भागों को बदलते हैं। चूंकि विनिमय प्रतिक्रियाएं ज्यादातर क्षारों, एसिड या लवणों के बीच की जाती हैं, जिन भागों के साथ उनका आदान-प्रदान किया जाएगा वे धातु धनायन (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), H + आयन या हैं OH -, आयन - अम्ल अवशेष, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-)। सामान्य तौर पर, विनिमय प्रतिक्रिया निम्नलिखित संकेतन में दी जा सकती है:
Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)
जहां Kt1 और Kt2 धातु धनायन (1) और (2) हैं, और An1 और An2 उनके संगत आयन (1) और (2) हैं। इस मामले में, यह ध्यान रखना आवश्यक है कि प्रतिक्रिया से पहले और बाद में यौगिकों में, धनायन हमेशा पहले स्थान पर स्थापित होते हैं, और आयन दूसरे स्थान पर होते हैं। इसलिए, यदि प्रतिक्रिया होती है पोटेशियम क्लोराइडऔर सिल्वर नाइट्रेट, दोनों विघटित अवस्था में हैं
KCl + AgNO 3 →
फिर इसकी प्रक्रिया में पदार्थ KNO 3 और AgCl बनते हैं और संबंधित समीकरण का रूप ले लेंगे:
KCl + AgNO 3 =KNO 3 + AgCl (26)
उदासीनीकरण प्रतिक्रियाओं के दौरान, एसिड (H+) से प्रोटॉन हाइड्रॉक्सिल आयनों (OH-) के साथ मिलकर पानी (H2O) बनाएंगे:
एचसीएल + केओएच = केसीएल + एच 2 ओ (27)
धातु धनायनों की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ और अम्लीय अवशेषों के ऋणायनों के आवेशों को पदार्थों (पानी में अम्ल, लवण और क्षार) की घुलनशीलता की तालिका में दर्शाया गया है। क्षैतिज रेखा धातु धनायनों को दर्शाती है, और ऊर्ध्वाधर रेखा अम्ल अवशेषों के आयनों को दर्शाती है।
इसके आधार पर, विनिमय प्रतिक्रिया के लिए समीकरण बनाते समय, सबसे पहले इस रासायनिक प्रक्रिया में प्राप्त कणों की ऑक्सीकरण अवस्था को बाईं ओर स्थापित करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, आपको कैल्शियम क्लोराइड और सोडियम कार्बोनेट के बीच परस्पर क्रिया के लिए एक समीकरण लिखना होगा। आइए इस प्रतिक्रिया का प्रारंभिक आरेख बनाएं:
CaCl + NaCO 3 →
सीए 2+ सीएल - + ना + सीओ 3 2- →
पहले से ही ज्ञात "क्रॉस"-ऑन-"क्रॉस" क्रिया करने के बाद, हम शुरुआती पदार्थों के वास्तविक सूत्र निर्धारित करते हैं:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 →
धनायनों और ऋणायनों के आदान-प्रदान के सिद्धांत (25) के आधार पर, हम प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले पदार्थों के लिए प्रारंभिक सूत्र स्थापित करेंगे:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl
आइए हम संबंधित आवेशों को उनके धनायनों और ऋणायनों के ऊपर रखें:
सीए 2+ सीओ 3 2- + ना + सीएल -
पदार्थ सूत्रधनायन और ऋणायन के आवेश के अनुसार सही ढंग से लिखा गया है। आइए सोडियम और क्लोरीन के बाएँ और दाएँ पक्षों को बराबर करते हुए एक संपूर्ण समीकरण बनाएँ:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl (28)
एक अन्य उदाहरण के रूप में, यहां बेरियम हाइड्रॉक्साइड और फॉस्फोरिक एसिड के बीच तटस्थता प्रतिक्रिया के लिए समीकरण दिया गया है:
वॉन + एनपीओ 4 →
आइए हम धनायनों और ऋणायनों पर संगत आवेश रखें:
बा 2+ ओएच - + एच + पीओ 4 3- →
आइए आरंभिक पदार्थों के वास्तविक सूत्र निर्धारित करें:
बा(ओएच) 2 + एच 3 पीओ 4 →
धनायनों और ऋणायनों (25) के आदान-प्रदान के सिद्धांत के आधार पर, हम प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले पदार्थों के लिए प्रारंभिक सूत्र स्थापित करेंगे, यह ध्यान में रखते हुए कि विनिमय प्रतिक्रिया के दौरान पदार्थों में से एक पदार्थ आवश्यक रूप से पानी होना चाहिए:
बा(ओएच) 2 + एच 3 पीओ 4 → बा 2+ पीओ 4 3- + एच 2 ओ
आइए हम प्रतिक्रिया के दौरान बने नमक के सूत्र के लिए सही संकेतन निर्धारित करें:
बा(ओएच) 2 + एच 3 पीओ 4 → बा 3 (पीओ 4) 2 + एच 2 ओ
आइए बेरियम के समीकरण के बाईं ओर को बराबर करें:
3Ba (OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
चूंकि समीकरण के दाईं ओर ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड अवशेष दो बार लिया जाता है, (पीओ 4) 2, तो बाईं ओर इसकी मात्रा को दोगुना करना भी आवश्यक है:
3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
यह पानी के दाहिनी ओर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या से मेल खाना बाकी है। चूँकि बाईं ओर हाइड्रोजन परमाणुओं की कुल संख्या 12 है, दाईं ओर भी यह बारह के अनुरूप होनी चाहिए, इसलिए पानी के सूत्र से पहले यह आवश्यक है गुणांक निर्धारित करें"6" (चूंकि पानी के अणु में पहले से ही 2 हाइड्रोजन परमाणु होते हैं)। ऑक्सीजन के लिए, समानता भी देखी जाती है: बाईं ओर 14 है और दाईं ओर 14 है। इसलिए, समीकरण का सही लिखित रूप है:
3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O (29)
रासायनिक प्रतिक्रियाओं की संभावना
संसार अनेक प्रकार के पदार्थों से बना है। उनके बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकारों की संख्या भी अनगिनत है। लेकिन क्या हम कागज पर यह या वह समीकरण लिखकर कह सकते हैं कि कोई रासायनिक प्रतिक्रिया इसके अनुरूप होगी? एक ग़लतफ़हमी है कि क्या ये सही है संभावनाएँ निर्धारित करेंसमीकरण में, तो यह व्यवहार में संभव होगा। उदाहरण के लिए, यदि हम लें सल्फ्यूरिक एसिड समाधानऔर इसे इसमें डाल दें जस्ता, तो आप हाइड्रोजन विकास की प्रक्रिया का निरीक्षण कर सकते हैं:
Zn+ H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 (30)
लेकिन यदि तांबे को उसी घोल में डाल दिया जाए तो गैस बनने की प्रक्रिया नहीं देखी जाएगी। प्रतिक्रिया संभव नहीं है.
Cu+ H 2 SO 4 ≠
यदि सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड लिया जाए, तो यह तांबे के साथ प्रतिक्रिया करेगा:
Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)
नाइट्रोजन और हाइड्रोजन गैसों के बीच प्रतिक्रिया (23) में, हम देखते हैं थर्मोडायनामिक संतुलन,वे। कितने अणुप्रति इकाई समय में अमोनिया एनएच 3 बनता है, उनकी समान मात्रा वापस नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में विघटित हो जाएगी। रासायनिक संतुलन बदलावदबाव बढ़ाकर और तापमान घटाकर प्राप्त किया जा सकता है
एन 2 + 3एच 2 = 2एनएच 3
यदि आप लेवें पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधानऔर उस पर डालो सोडियम सल्फेट घोल, तो कोई परिवर्तन नहीं देखा जाएगा, प्रतिक्रिया संभव नहीं होगी:
KOH + Na 2 SO 4 ≠
सोडियम क्लोराइड घोलब्रोमीन के साथ बातचीत करते समय, यह ब्रोमीन नहीं बनाएगा, इस तथ्य के बावजूद कि इस प्रतिक्रिया को प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है:
NaCl + Br 2 ≠
ऐसी विसंगतियों के क्या कारण हैं? मुद्दा यह है कि केवल सही ढंग से निर्धारित करना ही पर्याप्त नहीं है यौगिक सूत्र, एसिड के साथ धातुओं की बातचीत की बारीकियों को जानना, पदार्थों की घुलनशीलता की तालिका का कुशलता से उपयोग करना और धातुओं और हैलोजन की गतिविधि श्रृंखला में प्रतिस्थापन के नियमों को जानना आवश्यक है। यह आलेख कैसे के केवल सबसे बुनियादी सिद्धांतों को रेखांकित करता है प्रतिक्रिया समीकरणों में गुणांक निर्दिष्ट करें, कैसे आणविक समीकरण लिखें, कैसे किसी रासायनिक यौगिक की संरचना निर्धारित करें।
एक विज्ञान के रूप में रसायन विज्ञान अत्यंत विविध और बहुआयामी है। उपरोक्त लेख वास्तविक दुनिया में होने वाली प्रक्रियाओं का केवल एक छोटा सा हिस्सा दर्शाता है। प्रकार, थर्मोकेमिकल समीकरण, इलेक्ट्रोलिसिस,कार्बनिक संश्लेषण की प्रक्रियाएँ और भी बहुत कुछ। लेकिन भविष्य के लेखों में इस पर और अधिक जानकारी दी जाएगी।
वेबसाइट, सामग्री को पूर्ण या आंशिक रूप से कॉपी करते समय, स्रोत के लिंक की आवश्यकता होती है।
खैर, अल्कोहल के साथ हमारे परिचय को पूरा करने के लिए, मैं एक अन्य प्रसिद्ध पदार्थ - कोलेस्ट्रॉल का सूत्र भी दूंगा। हर कोई नहीं जानता कि यह एक मोनोहाइड्रिक अल्कोहल है!
|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #ए_(ए-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\
मैंने इसमें हाइड्रॉक्सिल समूह को लाल रंग से चिह्नित किया।
कार्बोक्जिलिक एसिड
कोई भी वाइन निर्माता जानता है कि वाइन को हवा तक पहुंच के बिना संग्रहित किया जाना चाहिए। नहीं तो यह खट्टा हो जाएगा. लेकिन रसायनज्ञ इसका कारण जानते हैं - यदि आप अल्कोहल में एक और ऑक्सीजन परमाणु जोड़ते हैं, तो आपको एक एसिड मिलता है।आइए एसिड के उन सूत्रों पर नजर डालें जो पहले से परिचित अल्कोहल से प्राप्त होते हैं:
| पदार्थ | कंकाल सूत्र | स्थूल सूत्र | ||
|---|---|---|---|---|
| मीथेन एसिड (चींटी का तेजाब) |
H/C`|O|\OH | HCOOH | ओ//ओएच | |
| ईथेनोइक एसिड (एसीटिक अम्ल) |
एच-सी-सी\ओह; एच|#सी|एच | CH3-COOH | /`|O|\OH | |
| प्रोपेनिक एसिड (मिथाइलएसेटिक एसिड) |
एच-सी-सी-सी\ओह; एच|#2|एच; एच|#3|एच | CH3-CH2-COOH | \/`|ओ|\ओएच | |
| ब्यूटेनोइक एसिड (ब्यूट्रिक एसिड) |
एच-सी-सी-सी-सी\ओह; एच|#2|एच; एच|#3|एच; एच|#4|एच | CH3-CH2-CH2-COOH | /\/`|O|\OH | |
| सामान्यीकृत सूत्र | (आर)-सी\ओह | (R)-COOH या (R)-CO2H | (आर)/`|ओ|\ओएच |
कार्बनिक अम्लों की एक विशिष्ट विशेषता कार्बोक्सिल समूह (COOH) की उपस्थिति है, जो ऐसे पदार्थों को अम्लीय गुण प्रदान करती है।
जिसने भी सिरका आज़माया है वह जानता है कि यह बहुत खट्टा होता है। इसका कारण इसमें मौजूद एसिटिक एसिड है। आमतौर पर टेबल सिरका में 3 से 15% एसिटिक एसिड होता है, बाकी (अधिकतर) पानी होता है। बिना पतला किए एसिटिक एसिड का सेवन जीवन के लिए खतरा पैदा करता है।
कार्बोक्जिलिक एसिड में कई कार्बोक्सिल समूह हो सकते हैं। इस मामले में उन्हें कहा जाता है: द्विक्षारकीय, जनजातीयवगैरह...
खाद्य उत्पादों में कई अन्य कार्बनिक अम्ल होते हैं। यहां उनमें से कुछ दिए गए हैं:
इन एसिड का नाम उन खाद्य उत्पादों से मेल खाता है जिनमें वे शामिल हैं। वैसे, कृपया ध्यान दें कि यहां ऐसे एसिड होते हैं जिनमें हाइड्रॉक्सिल समूह भी होता है, जो अल्कोहल की विशेषता है। ऐसे पदार्थ कहलाते हैं हाइड्रोक्सीकार्बोक्सिलिक एसिड(या हाइड्रॉक्सी एसिड)।
सबसे नीचे, प्रत्येक अम्ल के नीचे, कार्बनिक पदार्थों के उस समूह का नाम बताने वाला एक चिन्ह होता है जिससे वह संबंधित है।
रेडिकल्स
रेडिकल्स एक और अवधारणा है जिसने रासायनिक सूत्रों को प्रभावित किया है। यह शब्द शायद सभी को पता है, लेकिन रसायन विज्ञान में, कट्टरपंथियों का राजनेताओं, विद्रोहियों और सक्रिय स्थिति वाले अन्य नागरिकों से कोई लेना-देना नहीं है।
यहां ये सिर्फ अणुओं के टुकड़े हैं। और अब हम यह पता लगाएंगे कि उन्हें क्या खास बनाता है और रासायनिक सूत्र लिखने के एक नए तरीके से परिचित होंगे।
सामान्यीकृत सूत्रों का उल्लेख पहले ही पाठ में कई बार किया जा चुका है: अल्कोहल - (आर)-ओएच और कार्बोक्जिलिक एसिड - (आर)-सीओओएच। मैं आपको याद दिला दूं कि -OH और -COOH कार्यात्मक समूह हैं। लेकिन आर एक कट्टरपंथी है. यह अकारण नहीं है कि उसे आर अक्षर के रूप में दर्शाया गया है।
अधिक विशिष्ट होने के लिए, एक मोनोवालेंट रेडिकल एक अणु का एक हिस्सा है जिसमें एक हाइड्रोजन परमाणु की कमी होती है। ठीक है, यदि आप दो हाइड्रोजन परमाणुओं को घटाते हैं, तो आपको एक द्विसंयोजक मूलक प्राप्त होता है।
रसायन विज्ञान में कट्टरपंथियों को अपने नाम प्राप्त हुए। उनमें से कुछ को तत्वों के पदनामों के समान लैटिन पदनाम भी प्राप्त हुए। और इसके अलावा, कभी-कभी सूत्रों में मूलांक को संक्षिप्त रूप में दर्शाया जा सकता है, जो स्थूल सूत्रों की अधिक याद दिलाता है।
यह सब निम्नलिखित तालिका में प्रदर्शित किया गया है।
| नाम | संरचनात्मक सूत्र | पद का नाम | संक्षिप्त सूत्र | शराब का उदाहरण | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| मिथाइल | CH3-() | मुझे | सीएच3 | (मैं)-ओह | CH3OH | |
| एथिल | CH3-CH2-() | एट | C2H5 | (एट)-ओह | C2H5OH | |
| मैंने काट दिया | CH3-CH2-CH2-() | पीआर | C3H7 | (पीआर)-ओह | C3H7OH | |
| isopropyl | H3C\CH(*`/H3C*)-() | मैं जनसंपर्क | C3H7 | (आई-पीआर)-ओएच | (CH3)2CHOH | |
| फिनाइल | `/`=`\//-\\-{} | पीएचडी | सी6एच5 | (Ph)-OH | C6H5OH | |
मुझे लगता है कि यहां सब कुछ स्पष्ट है. मैं आपका ध्यान केवल उस कॉलम की ओर आकर्षित करना चाहता हूं जहां अल्कोहल के उदाहरण दिए गए हैं। कुछ रेडिकल ऐसे रूप में लिखे जाते हैं जो स्थूल सूत्र के समान होते हैं, लेकिन कार्यात्मक समूह अलग से लिखा जाता है। उदाहरण के लिए, CH3-CH2-OH C2H5OH में बदल जाता है।
और आइसोप्रोपिल जैसी शाखित श्रृंखलाओं के लिए, ब्रैकेट वाली संरचनाओं का उपयोग किया जाता है।
ऐसी भी एक घटना है मुक्त कण. ये कट्टरपंथी हैं, जो किसी कारण से, कार्यात्मक समूहों से अलग हो गए हैं। इस मामले में, जिन नियमों से हमने सूत्रों का अध्ययन शुरू किया था उनमें से एक का उल्लंघन किया गया है: रासायनिक बंधों की संख्या अब परमाणुओं में से किसी एक की वैधता से मेल नहीं खाती है। ठीक है, या हम कह सकते हैं कि एक छोर पर एक कनेक्शन खुला हो जाता है। मुक्त कण आमतौर पर थोड़े समय के लिए जीवित रहते हैं क्योंकि अणु स्थिर अवस्था में लौट आते हैं।
नाइट्रोजन का परिचय. अमीन
मैं एक अन्य तत्व से परिचित होने का प्रस्ताव करता हूं जो कई कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा है। यह नाइट्रोजन.
इसे लैटिन अक्षर से दर्शाया जाता है एनऔर इसकी वैधता तीन है।
आइए देखें कि यदि परिचित हाइड्रोकार्बन में नाइट्रोजन मिलाया जाए तो कौन से पदार्थ प्राप्त होते हैं:
| पदार्थ | विस्तारित संरचनात्मक सूत्र | सरलीकृत संरचनात्मक सूत्र | कंकाल सूत्र | स्थूल सूत्र |
|---|---|---|---|---|
| अमीनोमेथेन (मिथाइलमाइन) |
एच-सी-एन\H;H|#C|H | CH3-NH2 | \NH2 | |
| अमीनोइथेन (एथिलैमाइन) |
एच-सी-सी-एन\H;H|#C|H;H|#3|H | CH3-CH2-NH2 | /\NH2 | |
| डाइमिथाइलमाइन | एच-सी-एन<`|H>-सी-एच; एच|#-3|एच; एच|#2|एच | $L(1.3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3 | /एन<_(y-.5)H>\ | |
| अमीनोबेंजीन (एनिलीन) |
H\N|सी\\सी|सी<\H>`//सी<|H>`\सी<`/H>`||सी<`\H>/ | NH2|C\\CH|CH`//C<_(y.5)H>`\एचसी`||एचसी/ | NH2|\|`/`\`|/_o | |
| ट्राइएथिलैमाइन | $ढलान(45)एच-सी-सी/एन\सी-सी-एच;एच|#2|एच; एच|#3|एच; एच|#5|एच;एच|#6|एच; #एन`|सी<`-H><-H>`|सी<`-H><-H>`|एच | CH3-CH2-एन<`|CH2-CH3>-CH2-CH3 | \/एन<`|/>\| |
जैसा कि आप शायद पहले ही नामों से अनुमान लगा चुके हैं, ये सभी पदार्थ सामान्य नाम के तहत एकजुट हैं अमीन. क्रियात्मक समूह ()-NH2 कहलाता है अमीनो समूह. यहां अमीनों के कुछ सामान्य सूत्र दिए गए हैं:
सामान्य तौर पर, यहां कोई विशेष नवाचार नहीं हैं। यदि ये सूत्र आपके लिए स्पष्ट हैं, तो आप पाठ्यपुस्तक या इंटरनेट का उपयोग करके कार्बनिक रसायन विज्ञान के आगे के अध्ययन में सुरक्षित रूप से संलग्न हो सकते हैं।
लेकिन मैं अकार्बनिक रसायन विज्ञान के सूत्रों के बारे में भी बात करना चाहूंगा। आप देखेंगे कि कार्बनिक अणुओं की संरचना का अध्ययन करने के बाद उन्हें समझना कितना आसान हो जाएगा।
तर्कसंगत सूत्र
इससे यह निष्कर्ष नहीं निकाला जाना चाहिए कि अकार्बनिक रसायन विज्ञान कार्बनिक रसायन विज्ञान की तुलना में आसान है। निःसंदेह, अकार्बनिक अणु अधिक सरल दिखते हैं क्योंकि वे हाइड्रोकार्बन जैसी जटिल संरचनाएँ नहीं बनाते हैं। लेकिन फिर हमें आवर्त सारणी बनाने वाले सौ से अधिक तत्वों का अध्ययन करना होगा। और ये तत्व अपने रासायनिक गुणों के अनुसार संयोजित होते हैं, लेकिन कई अपवादों के साथ।
इसलिए, मैं आपको इसके बारे में कुछ नहीं बताऊंगा। मेरे लेख का विषय रासायनिक सूत्र है। और उनके साथ सब कुछ अपेक्षाकृत सरल है।
अक्सर अकार्बनिक रसायन विज्ञान में उपयोग किया जाता है तर्कसंगत सूत्र. और अब हम यह पता लगाएंगे कि वे उन लोगों से कैसे भिन्न हैं जिनसे हम पहले से परिचित हैं।
सबसे पहले, आइए एक अन्य तत्व - कैल्शियम से परिचित हों। यह भी एक बहुत सामान्य तत्व है.
यह नामित है सीएऔर इसकी संयोजकता दो है। आइए देखें कि यह कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के साथ कौन से यौगिक बनाता है जिन्हें हम जानते हैं।
| पदार्थ | संरचनात्मक सूत्र | तर्कसंगत सूत्र | स्थूल सूत्र |
|---|---|---|---|
| कैल्शियम ऑक्साइड | सीए=ओ | काओ | |
| कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड | एच-ओ-सीए-ओ-एच | Ca(OH)2 | |
| कैल्शियम कार्बोनेट | $ढलान(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1 | CaCO3 | |
| कैल्शियम बाइकार्बोनेट | HO/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH | Ca(HCO3)2 | |
| कार्बोनिक एसिड | H|O\C|O`|/O`|H | H2CO3 |
पहली नज़र में, आप देख सकते हैं कि तर्कसंगत सूत्र संरचनात्मक और स्थूल सूत्र के बीच का कुछ है। लेकिन यह अभी तक बहुत स्पष्ट नहीं है कि इन्हें कैसे प्राप्त किया जाता है। इन सूत्रों का अर्थ समझने के लिए, आपको उन रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर विचार करने की आवश्यकता है जिनमें पदार्थ भाग लेते हैं।
कैल्शियम अपने शुद्ध रूप में एक नरम सफेद धातु है। यह प्रकृति में नहीं होता है. लेकिन इसे केमिकल स्टोर से खरीदना काफी संभव है। इसे आमतौर पर हवा की पहुंच के बिना विशेष जार में संग्रहित किया जाता है। क्योंकि हवा में यह ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। दरअसल, इसीलिए यह प्रकृति में नहीं होता है।
तो, ऑक्सीजन के साथ कैल्शियम की प्रतिक्रिया:
2Ca + O2 -> 2CaO
किसी पदार्थ के सूत्र से पहले संख्या 2 का मतलब है कि प्रतिक्रिया में 2 अणु शामिल हैं।
कैल्शियम और ऑक्सीजन कैल्शियम ऑक्साइड का उत्पादन करते हैं। यह पदार्थ भी प्रकृति में नहीं पाया जाता क्योंकि यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है:
CaO + H2O -> Ca(OH2)
परिणाम कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड है। यदि आप इसके संरचनात्मक सूत्र (पिछली तालिका में) को करीब से देखें, तो आप देख सकते हैं कि यह एक कैल्शियम परमाणु और दो हाइड्रॉक्सिल समूहों द्वारा बनता है, जिनसे हम पहले से ही परिचित हैं।
ये रसायन विज्ञान के नियम हैं: यदि किसी कार्बनिक पदार्थ में एक हाइड्रॉक्सिल समूह जोड़ा जाता है, तो एक अल्कोहल प्राप्त होता है, और यदि इसे किसी धातु में जोड़ा जाता है, तो एक हाइड्रॉक्साइड प्राप्त होता है।
लेकिन हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति के कारण कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड प्रकृति में नहीं होता है। मुझे लगता है कि हर किसी ने इस गैस के बारे में सुना है। यह लोगों और जानवरों के श्वसन, कोयले और पेट्रोलियम उत्पादों के दहन, आग और ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान बनता है। इसलिए, यह हमेशा हवा में मौजूद रहता है। लेकिन यह पानी में भी काफी अच्छी तरह घुल जाता है, जिससे कार्बोनिक एसिड बनता है:
CO2 + H2O<=>H2CO3
संकेत<=>इंगित करता है कि प्रतिक्रिया समान परिस्थितियों में दोनों दिशाओं में आगे बढ़ सकती है।
इस प्रकार, पानी में घुला कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, कार्बोनिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है और थोड़ा घुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट में बदल जाता है:
Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O
नीचे तीर का मतलब है कि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप पदार्थ अवक्षेपित होता है।
पानी की उपस्थिति में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट के आगे संपर्क से, एक अम्लीय नमक - कैल्शियम बाइकार्बोनेट बनाने के लिए एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया होती है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है।
CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HCO3)2
यह प्रक्रिया पानी की कठोरता को प्रभावित करती है। जब तापमान बढ़ता है, तो बाइकार्बोनेट वापस कार्बोनेट में बदल जाता है। इसलिए, कठोर जल वाले क्षेत्रों में केतली में स्केल बन जाते हैं।
चाक, चूना पत्थर, संगमरमर, टफ और कई अन्य खनिज बड़े पैमाने पर कैल्शियम कार्बोनेट से बने होते हैं। यह मूंगे, मोलस्क के गोले, जानवरों की हड्डियों आदि में भी पाया जाता है...
लेकिन यदि कैल्शियम कार्बोनेट को बहुत अधिक ताप पर गर्म किया जाए तो यह कैल्शियम ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड में बदल जाएगा।
प्रकृति में कैल्शियम चक्र के बारे में इस लघु कहानी से यह स्पष्ट होना चाहिए कि तर्कसंगत सूत्रों की आवश्यकता क्यों है। इसलिए, तर्कसंगत सूत्र लिखे जाते हैं ताकि कार्यात्मक समूह दिखाई दे सकें। हमारे मामले में यह है:
इसके अलावा, व्यक्तिगत तत्व - Ca, H, O (ऑक्साइड में) - भी स्वतंत्र समूह हैं।आयनों
मुझे लगता है कि अब आयनों से परिचित होने का समय आ गया है। यह शब्द शायद हर किसी से परिचित है। और कार्यात्मक समूहों का अध्ययन करने के बाद, हमें यह पता लगाने में कुछ भी खर्च नहीं करना पड़ेगा कि ये आयन क्या हैं।
सामान्य तौर पर, रासायनिक बंधों की प्रकृति आमतौर पर यह होती है कि कुछ तत्व इलेक्ट्रॉन छोड़ देते हैं जबकि अन्य उन्हें प्राप्त कर लेते हैं। इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक आवेश वाले कण होते हैं। इलेक्ट्रॉनों के पूर्ण पूरक वाले तत्व पर शून्य आवेश होता है। यदि उसने कोई इलेक्ट्रॉन दे दिया तो उसका आवेश धनात्मक हो जाता है और यदि उसने उसे स्वीकार कर लिया तो वह ऋणात्मक हो जाता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, जिसे वह बहुत आसानी से छोड़ देता है, एक सकारात्मक आयन में बदल जाता है। रासायनिक सूत्रों में इसके लिए एक विशेष प्रविष्टि है:
H2O<=>एच^+ + ओएच^-
यहाँ हम उसे परिणाम के रूप में देखते हैं इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करणपानी एक धनात्मक आवेशित हाइड्रोजन आयन और एक ऋणात्मक आवेशित OH समूह में टूट जाता है। OH^- आयन कहलाता है हाइड्रॉक्साइड आयन. इसे हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, जो आयन नहीं है, बल्कि किसी प्रकार के अणु का हिस्सा है। ऊपरी दाएं कोने में + या - चिह्न आयन के आवेश को दर्शाता है।
लेकिन कार्बोनिक एसिड कभी भी एक स्वतंत्र पदार्थ के रूप में मौजूद नहीं होता है। वास्तव में, यह हाइड्रोजन आयनों और कार्बोनेट आयनों (या बाइकार्बोनेट आयनों) का मिश्रण है:
H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-
कार्बोनेट आयन का आवेश 2- होता है। इसका मतलब है कि इसमें दो इलेक्ट्रॉन जुड़ गए हैं।
ऋणावेशित आयन कहलाते हैं ऋणायन. आमतौर पर इनमें अम्लीय अवशेष शामिल होते हैं।
धनावेशित आयन - फैटायनों. अधिकतर ये हाइड्रोजन और धातु होते हैं।
और यहां आप संभवतः तर्कसंगत सूत्रों का अर्थ पूरी तरह से समझ सकते हैं। उनमें पहले धनायन लिखा जाता है, उसके बाद ऋणायन। भले ही सूत्र में कोई शुल्क न हो.
आप शायद पहले से ही अनुमान लगा चुके हैं कि आयनों का वर्णन न केवल तर्कसंगत सूत्रों द्वारा किया जा सकता है। यहाँ बाइकार्बोनेट आयन का कंकाल सूत्र है:
यहां आवेश को सीधे ऑक्सीजन परमाणु के बगल में दर्शाया गया है, जिसने एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्राप्त किया और इसलिए एक रेखा खो दी। सीधे शब्दों में कहें तो प्रत्येक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन संरचनात्मक सूत्र में दर्शाए गए रासायनिक बंधों की संख्या को कम कर देता है। दूसरी ओर, यदि संरचनात्मक सूत्र के किसी नोड में + चिह्न है, तो इसमें एक अतिरिक्त छड़ी है। हमेशा की तरह, इस तथ्य को एक उदाहरण के साथ प्रदर्शित करने की आवश्यकता है। लेकिन जिन पदार्थों से हम परिचित हैं उनमें एक भी ऐसा धनायन नहीं है जिसमें कई परमाणु हों।
और ऐसा ही एक पदार्थ है अमोनिया. इसका जलीय घोल प्रायः कहा जाता है अमोनियाऔर किसी भी प्राथमिक चिकित्सा किट में शामिल है। अमोनिया हाइड्रोजन और नाइट्रोजन का एक यौगिक है और इसका तर्कसंगत सूत्र NH3 है। उस रासायनिक प्रतिक्रिया पर विचार करें जो अमोनिया को पानी में घोलने पर होती है:
NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-
वही बात, लेकिन संरचनात्मक सूत्रों का उपयोग करना:
एच|एन<`/H>\H + H-O-H<=>एच|एन^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-# -H
दाहिनी ओर हमें दो आयन दिखाई देते हैं। इनका निर्माण एक हाइड्रोजन परमाणु के पानी के अणु से अमोनिया के अणु में स्थानांतरित होने के परिणामस्वरूप हुआ था। लेकिन यह परमाणु अपने इलेक्ट्रॉन के बिना ही गति करता रहा। आयन पहले से ही हमसे परिचित है - यह एक हाइड्रॉक्साइड आयन है। और धनायन कहा जाता है अमोनियम. यह धातुओं के समान गुण प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, यह अम्लीय अवशेष के साथ मिल सकता है। अमोनियम को कार्बोनेट आयन के साथ मिलाने से बनने वाला पदार्थ अमोनियम कार्बोनेट कहलाता है: (NH4)2CO3।
यहां कार्बोनेट आयन के साथ अमोनियम की परस्पर क्रिया के लिए प्रतिक्रिया समीकरण दिया गया है, जो संरचनात्मक सूत्रों के रूप में लिखा गया है:
2H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H + O^-\C|O`|/O^-<=>एच|एन^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H`|0O^-\C|O`|/O^-|0H_(A-15,d-)N^+<_(A105,w+)H><\H>`|एच
लेकिन इस रूप में प्रतिक्रिया समीकरण प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए दिया गया है। आमतौर पर समीकरण तर्कसंगत सूत्रों का उपयोग करते हैं:
2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3
पहाड़ी तंत्र
इसलिए, हम मान सकते हैं कि हमने पहले ही संरचनात्मक और तर्कसंगत सूत्रों का अध्ययन कर लिया है। लेकिन एक और मुद्दा है जिस पर अधिक विस्तार से विचार करने लायक है। स्थूल सूत्र तर्कसंगत सूत्रों से किस प्रकार भिन्न होते हैं?
हम जानते हैं कि कार्बोनिक एसिड का तर्कसंगत सूत्र H2CO3 क्यों लिखा जाता है, किसी अन्य तरीके से नहीं। (दो हाइड्रोजन धनायन पहले आते हैं, उसके बाद कार्बोनेट आयन आते हैं।) लेकिन स्थूल सूत्र CH2O3 क्यों लिखा जाता है?
सिद्धांत रूप में, कार्बोनिक एसिड के तर्कसंगत सूत्र को सही सूत्र माना जा सकता है, क्योंकि इसमें कोई दोहराव वाला तत्व नहीं है। NH4OH या Ca(OH)2 के विपरीत।
लेकिन स्थूल सूत्रों पर अक्सर एक अतिरिक्त नियम लागू किया जाता है, जो तत्वों का क्रम निर्धारित करता है। नियम काफी सरल है: पहले कार्बन, फिर हाइड्रोजन और फिर शेष तत्वों को वर्णानुक्रम में रखा जाता है।
तो CH2O3 निकलता है - कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन। इसे हिल प्रणाली कहा जाता है। इसका प्रयोग लगभग सभी रासायनिक सन्दर्भ पुस्तकों में किया जाता है। और इस लेख में भी.
EasyChem प्रणाली के बारे में थोड़ा
निष्कर्ष के बजाय, मैं ईज़ीकेम प्रणाली के बारे में बात करना चाहूँगा। इसे इस प्रकार डिज़ाइन किया गया है कि जिन सभी सूत्रों पर हमने यहां चर्चा की है उन्हें आसानी से पाठ में डाला जा सकता है। दरअसल, इस आलेख के सभी सूत्र easyChem का उपयोग करके तैयार किए गए हैं।
हमें सूत्र निकालने के लिए किसी प्रकार की प्रणाली की आवश्यकता क्यों है? बात यह है कि इंटरनेट ब्राउज़र में जानकारी प्रदर्शित करने का मानक तरीका हाइपरटेक्स्ट मार्कअप लैंग्वेज (HTML) है। यह पाठ्य सूचना के प्रसंस्करण पर केंद्रित है।
पाठ का उपयोग करके तर्कसंगत और स्थूल सूत्रों को दर्शाया जा सकता है। यहां तक कि कुछ सरलीकृत संरचनात्मक सूत्र भी पाठ में लिखे जा सकते हैं, उदाहरण के लिए अल्कोहल CH3-CH2-OH। हालाँकि इसके लिए आपको HTML में निम्नलिखित प्रविष्टि का उपयोग करना होगा: CH 3-सीएच 2-ओह।
इससे बेशक कुछ कठिनाइयाँ पैदा होती हैं, लेकिन आप उनके साथ रह सकते हैं। लेकिन संरचनात्मक सूत्र का चित्रण कैसे करें? सिद्धांत रूप में, आप एक मोनोस्पेस फ़ॉन्ट का उपयोग कर सकते हैं:
एच एच | | एच-सी-सी-ओ-एच | | एचएच बेशक यह बहुत अच्छा नहीं लगता, लेकिन यह करने योग्य भी है।
वास्तविक समस्या तब आती है जब बेंजीन के छल्ले खींचने की कोशिश की जाती है और कंकाल सूत्रों का उपयोग किया जाता है। रैस्टर इमेज कनेक्ट करने के अलावा कोई रास्ता नहीं बचा है. रैस्टर्स को अलग-अलग फाइलों में संग्रहित किया जाता है। ब्राउज़र GIF, PNG या JPEG प्रारूप में छवियां शामिल कर सकते हैं।
ऐसी फ़ाइलें बनाने के लिए एक ग्राफिक संपादक की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, फ़ोटोशॉप. लेकिन मैं फ़ोटोशॉप से 10 वर्षों से अधिक समय से परिचित हूं और मैं निश्चित रूप से कह सकता हूं कि यह रासायनिक सूत्रों को चित्रित करने के लिए बहुत उपयुक्त नहीं है।
आणविक संपादक इस कार्य को बेहतर ढंग से संभालते हैं। लेकिन बड़ी संख्या में सूत्रों के साथ, जिनमें से प्रत्येक को एक अलग फ़ाइल में संग्रहीत किया जाता है, उनमें भ्रमित होना काफी आसान है।
उदाहरण के लिए, इस आलेख में सूत्रों की संख्या है. उन्हें ग्राफ़िक छवियों के रूप में प्रदर्शित किया जाता है (बाकी HTML टूल का उपयोग करके)।
EasyChem प्रणाली आपको सभी सूत्रों को सीधे HTML दस्तावेज़ में टेक्स्ट रूप में संग्रहीत करने की अनुमति देती है। मेरी राय में, यह बहुत सुविधाजनक है.
इसके अलावा, इस आलेख में सकल सूत्रों की गणना स्वचालित रूप से की जाती है। क्योंकि easyChem दो चरणों में काम करता है: पहले पाठ विवरण को एक सूचना संरचना (ग्राफ़) में परिवर्तित किया जाता है, और फिर इस संरचना पर विभिन्न क्रियाएं की जा सकती हैं। उनमें से, निम्नलिखित कार्यों पर ध्यान दिया जा सकता है: आणविक भार की गणना, एक सकल सूत्र में रूपांतरण, पाठ, ग्राफिक और पाठ प्रतिपादन के रूप में आउटपुट की संभावना की जांच करना।
इस प्रकार, इस लेख को तैयार करने के लिए, मैंने केवल एक टेक्स्ट एडिटर का उपयोग किया। इसके अलावा, मुझे यह सोचने की ज़रूरत नहीं थी कि कौन सा सूत्र ग्राफिक होगा और कौन सा टेक्स्ट होगा।
यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं जो किसी लेख का पाठ तैयार करने के रहस्य को उजागर करते हैं: बाएं कॉलम के विवरण स्वचालित रूप से दूसरे कॉलम में सूत्रों में बदल जाते हैं।
पहली पंक्ति में, तर्कसंगत सूत्र का वर्णन प्रदर्शित परिणाम के समान है। अंतर केवल इतना है कि संख्यात्मक गुणांक अंतःरेखीय रूप से प्रदर्शित होते हैं।
दूसरी पंक्ति में, विस्तारित सूत्र एक प्रतीक द्वारा अलग की गई तीन अलग-अलग श्रृंखलाओं के रूप में दिया गया है; मुझे लगता है कि यह देखना आसान है कि पाठ्य विवरण कई मायनों में उन कार्यों की याद दिलाता है जो कागज पर एक पेंसिल के साथ सूत्र को चित्रित करने के लिए आवश्यक होंगे।
तीसरी पंक्ति \ और / प्रतीकों का उपयोग करके तिरछी रेखाओं के उपयोग को दर्शाती है। ` (बैकटिक) चिह्न का मतलब है कि रेखा दाएं से बाएं (या नीचे से ऊपर) खींची गई है।
यहां easyChem सिस्टम का उपयोग करने पर अधिक विस्तृत दस्तावेज़ मौजूद हैं।
मैं इस लेख को समाप्त करता हूँ और रसायन विज्ञान का अध्ययन करने के लिए आपको शुभकामनाएँ देता हूँ।
