एओ संकरण- यह आकार और ऊर्जा में संयोजकता AO का संरेखण है रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान.

1. केवल वे AOs जिनकी ऊर्जाएँ काफी करीब हैं (उदाहरण के लिए, 2s- और 2p-परमाणु कक्षक) संकरण में भाग ले सकते हैं।

2. रिक्तियां (मुक्त) एओ, अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों वाले कक्षक और असाझा इलेक्ट्रॉन जोड़े संकरण में भाग ले सकते हैं।

3. संकरण के परिणामस्वरूप, नए हाइब्रिड ऑर्बिटल्स दिखाई देते हैं, जो अंतरिक्ष में इस तरह से उन्मुख होते हैं कि अन्य परमाणुओं के ऑर्बिटल्स के साथ ओवरलैप होने के बाद, इलेक्ट्रॉन जोड़े यथासंभव दूर होते हैं। अणु की यह स्थिति समान-आवेशित इलेक्ट्रॉनों के अधिकतम प्रतिकर्षण के कारण न्यूनतम ऊर्जा से मेल खाती है।

4. संकरण का प्रकार (संकरण के दौर से गुजर रहे AO की संख्या) किसी दिए गए परमाणु पर "हमला" करने वाले परमाणुओं की संख्या और किसी दिए गए परमाणु में गैर-साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े की संख्या से निर्धारित होता है।

उदाहरण।बीएफ 3। बंधन निर्माण के समय, बी परमाणु के एओ को उत्तेजित अवस्था में गुजरते हुए पुनर्व्यवस्थित किया जाता है: В 1s 2 2s 2 2p 1 ® B* 1s 2 2s 1 2p 2 ।

हाइब्रिड AO 120 o के कोण पर स्थित होते हैं। अणु का सही आकार होता है त्रिकोण(फ्लैट, त्रिकोणीय):

3. एसपी 3-संकरण।इस प्रकार का संकरण चौथे समूह के परमाणुओं के लिए विशिष्ट है ( जैसे कार्बन, सिलिकॉन, जर्मेनियम) ईएच 4 प्रकार के अणुओं में, साथ ही हीरे में सी परमाणु, अल्केन अणुओं के लिए, एनएच 3 अणु में एन परमाणु के लिए, एनएच 4 +, एच 2 ओ अणु में ओ परमाणु, आदि।

उदाहरण 1सीएच 4। आबंध बनने के समय, C परमाणु का AO पुनर्व्यवस्थित होता है, उत्तेजित अवस्था में गुजरता है: C 1s 2 2s 2 2p 2 ® C* 1s 2 2s 1 2p 3 ।

हाइब्रिड एओ 109 लगभग 28" के कोण पर स्थित हैं।

उदाहरण 2एनएच 3 और एनएच 4+।

एन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना: 1s 2 2s 2 2p 3। 3 AO जिसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं और 1 AO जिसमें एक असाझा इलेक्ट्रॉन युग्म है, संकरण से गुजरता है। एस-बॉन्ड के इलेक्ट्रॉन जोड़े से एकाकी इलेक्ट्रॉन जोड़े के मजबूत प्रतिकर्षण के कारण, अमोनिया अणु में बंधन कोण 107.3 o (टेट्राहेड्रल के करीब, और निर्देशित करने के लिए नहीं) है।

अणु में एक त्रिभुज पिरामिड का आकार होता है:

एसपी 3 संकरण की अवधारणाएं अमोनियम आयन के गठन की संभावना और उसमें बांड की समानता की व्याख्या करना संभव बनाती हैं।

उदाहरण 3एच 2 ओ.

परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना О 1s 2 2s 2 2p 4 । 2 AO जिसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं और 2 AO जिसमें असहभाजित इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं, संकरण से गुजरते हैं। पानी के अणु में बंधन कोण 104.5° (सीधे के बजाय टेट्राहेड्रल के करीब भी) है।

अणु का कोणीय आकार होता है:

एसपी 3 संकरण की अवधारणा एक ऑक्सोनियम (हाइड्रॉक्सोनियम) आयन के गठन और बर्फ की संरचना में प्रत्येक अणु द्वारा 4 हाइड्रोजन बांड के गठन की संभावना की व्याख्या करना संभव बनाती है।

4. एसपी 3 डी-संकरण।इस प्रकार का संकरण EX 5 प्रकार के अणुओं में 5 वें समूह (पी से शुरू) के तत्वों के परमाणुओं के लिए विशिष्ट है।

उदाहरण। पीसीएल 5. जमीन में P परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और उत्तेजित अवस्थाएँ: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ® P* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 1 । अणु आकार - हेक्साहेड्रोन (अधिक सटीक) - त्रिकोणीय द्विपिरामिड):

5. एसपी 3 डी 2 संकरण।इस प्रकार का संकरण EX 6 प्रकार के अणुओं में 6 वें समूह (एस से शुरू) के तत्वों के परमाणुओं के लिए विशिष्ट है।

उदाहरण। एसएफ6. जमीन में S परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और उत्तेजित अवस्थाएँ: S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ® P* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 2 ।

अणु आकार - अष्टफलक :

6. एसपी 3 डी 3 संकरण।इस प्रकार का संकरण EX 7 प्रकार के अणुओं में समूह 7 तत्वों (सीएल से शुरू) के परमाणुओं के लिए विशिष्ट है।

उदाहरण। IF7. जमीन में एफ परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और उत्तेजित अवस्था: I 5s 2 3p 5 ® I* 5s 1 3p 3 3d 3 । अणु आकार - डेकाहेड्रॉन (अधिक सटीक रूप से - पंचकोणीय द्विपिरामिड):

7. एसपी 3 डी 4 संकरण।इस प्रकार का संकरण EX 8 प्रकार के अणुओं में समूह 8 तत्वों (He और Ne को छोड़कर) के परमाणुओं के लिए विशिष्ट है।

उदाहरण। एक्सईएफ 8. जमीन में Xe परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और उत्तेजित अवस्थाएँ: Xe 5s 2 3p 6 ® Xe* 5s 1 3p 3 3d 4 ।

अणु आकार - द्वादशफ़लक:

अन्य प्रकार के AO संकरण हो सकते हैं।

तथ्यों की व्याख्या करने के लिए जब एक परमाणु अपनी जमीनी अवस्था (उदाहरण के लिए, एक कार्बन परमाणु) में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या की तुलना में अधिक संख्या में बंध बनाता है, तो ऊर्जा के करीब परमाणु कक्षाओं के संकरण के अभिधारणा का उपयोग किया जाता है। AO संकरण होता है सहसंयोजक बंधन के निर्माण के दौरान, यदि इसका परिणाम ऑर्बिटल्स के अधिक कुशल ओवरलैप में होता है। कार्बन परमाणु का संकरण इसके उत्तेजना और 2 . से इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के साथ होता है एस- 2 . को आर-एओ:

कार्बन परमाणु की जमीनी और उत्तेजित अवस्थाएँ।

एओ संकरण- यह किसी दिए गए परमाणु के परमाणु ऑर्बिटल्स की परस्पर क्रिया (मिश्रण) है जो प्रकार में भिन्न होते हैं, लेकिन समान आकार और ऊर्जा के हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के गठन के साथ ऊर्जा के करीब होते हैं।

उदाहरण के लिए, 2s-AO को 2 . के साथ मिलाना पी-AO दो संकर 2 . देता है एसपी-एओ:

AO ऊर्जा में बड़े अंतर के साथ (उदाहरण के लिए, 1 एसऔर 2 आर) संकरण में प्रवेश न करें। संकरण में शामिल संख्या के आधार पर पी-AO निम्नलिखित प्रकार के संकरण संभव हैं:

कार्बन और नाइट्रोजन परमाणुओं के लिए - एसपी 3 , एसपी 2 और एसपी;

ऑक्सीजन परमाणु के लिए - एसपी 3 , एसपी 2 ;

हलोजन के लिए - एसपी 3 .

संकर AO असममित है और नाभिक (अनियमित आकृति-आठ आकार) से एक दिशा में दृढ़ता से लम्बा है।

गैर-संकर के विपरीत एस- या आर-एओ, उसके पास एक है एक बड़ा हिस्सा, जो अच्छी तरह से एक रासायनिक बंधन बनाता है, और एक छोटा अंश, जिसे आमतौर पर चित्रित भी नहीं किया जाता है। विभिन्न प्रकार के ऑर्बिटल्स के साथ परस्पर क्रिया करने वाले हाइब्रिडाइज्ड एओ ( एस-, आर- या संकर AO) अन्य परमाणुओं के आमतौर पर s-MO देते हैं, अर्थात। फॉर्म एस-बॉन्ड। यह बंधन गैर-संकर AO के इलेक्ट्रॉनों द्वारा अधिक कुशल अतिव्यापन के कारण बनने वाले बंधन से अधिक मजबूत होता है।

3.3.1. एसपी 3-संकरण (टेट्राहेड्रल)।

एक एस- और तीन आर चाररूप और ऊर्जा में समान एसपी 3-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स।

एसपी 3-संकरित अवस्था में एक परमाणु का कक्षीय मॉडल।

कार्बन परमाणु और दूसरी अवधि के अन्य तत्वों के लिए, यह प्रक्रिया योजना के अनुसार होती है:

2s + 2p x + 2p y + 2p z = 4 (2sp 3)

परमाणु कक्षकों के एसपी 3 संकरण की योजना।

एसपी 3-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की कुल्हाड़ियों को एक नियमित टेट्राहेड्रोन के शीर्षों की ओर निर्देशित किया जाता है। उनके बीच चतुष्फलकीय कोण 109°28" है, जो सबसे कम इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण ऊर्जा के अनुरूप है।

पहली बार, टेट्राहेड्रोन के कोनों पर कार्बन परमाणु की आत्मीयता (वैधता) की इकाइयों की दिशा के विचार को 1874 में वैंट हॉफ और ले बेल द्वारा स्वतंत्र रूप से सामने रखा गया था।

sp 3 -ऑर्बिटल्स अन्य परमाणुओं के साथ चार s-आबंध बना सकते हैं या इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े से भरे जा सकते हैं।

और चित्र में एसपी 3 अवस्था में परमाणु की स्थानिक संरचना को नेत्रहीन रूप से कैसे चित्रित किया जाए?

इस मामले में एसपी 3-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स को इलेक्ट्रॉन बादलों के रूप में नहीं, बल्कि ऑर्बिटल के स्थानिक अभिविन्यास के आधार पर सीधी रेखाओं या वेजेज के रूप में दर्शाया गया है। अणुओं के स्टीरियोकेमिकल (स्थानिक) सूत्र लिखते समय इस तरह के एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व का उपयोग किया जाता है।

कक्षीय मॉडल (ए) से स्थानिक सूत्र (बी) में संक्रमण।

एक मीथेन अणु के उदाहरण का उपयोग करते हुए, तीन-आयामी मॉडल और एक अणु के एक स्थानिक (स्टीरियोकेमिकल) सूत्र को एसपी 3-कार्बन परमाणु के साथ दिखाया गया है।

मीथेन अणु का मॉडल

एसपी 3 - एक संकरित अवस्था एक परमाणु की विशेषता होती है यदि उसके साथ जुड़े परमाणुओं की संख्या और उसके असंबद्ध इलेक्ट्रॉन जोड़े की संख्या का योग 4 है।

एसपी 3 हाइब्रिड अवस्था में कार्बन एक साधारण पदार्थ - हीरा में पाया जाता है। यह अवस्था C, N, O, आदि के लिए विशिष्ट है। एकल बंधों द्वारा अन्य परमाणुओं से जुड़े परमाणु (sp 3-परमाणु लाल रंग में हाइलाइट किए जाते हैं):

साथ मेंएच4, आर सीएच 3, एनएच 3, आर एनएच2, एच2 हे, आर हेएच, आर2 हे;

साथ ही आयनों जैसे:

R3 सी: - , आर हे - .

एसपी 3 परमाणु की चतुष्फलकीय संरचना का एक परिणाम एक ऐसे यौगिक में दो ऑप्टिकल स्टीरियोइसोमर्स के अस्तित्व की संभावना है जिसमें चार अलग-अलग प्रतिस्थापन (वेंट हॉफ, ले बेल, 1874) के साथ ऐसे परमाणु होते हैं।

3.3.2. सपा 2 -संकरण (विमान-त्रिकोणीय)।

एक एस- और दो पीऑर्बिटल्स मिक्स एंड फॉर्म तीनसमकक्ष एसपी 2-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स एक ही तल में 120° (नीले रंग में हाइलाइट किए गए) के कोण पर स्थित होते हैं। वे तीन एस-बांड बना सकते हैं। तीसरा आर-ऑर्बिटल अनहाइब्रिडाइज़्ड रहता है और हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के स्थान के समतल पर लंबवत उन्मुख होता है। यह आर-एओ पी-बॉन्ड के निर्माण में शामिल है।

दूसरी अवधि के तत्वों के लिए, प्रक्रिया एसपी 2-संकरण योजना के अनुसार होता है:

2s + 2p x + 2p y = 3 (2sp 2) 2p z -AO संकरण में शामिल नहीं है।

एसपी 2 अवस्था में परमाणुओं की स्थानिक संरचना को चित्रित करने के लिए, उसी तकनीक का उपयोग किया जाता है जैसा कि एसपी 3 परमाणुओं के मामले में किया जाता है:

एक परमाणु के कक्षीय मॉडल से sp 2 -संकरित अवस्था (a) में स्थानिक सूत्र (b) में संक्रमण। एसपी 2 परमाणुओं वाले अणुओं की संरचना उनके मॉडल में परिलक्षित होती है:

एथिलीन अणु के मॉडल

एसपी 2 - एक संकरित अवस्था एक परमाणु की विशेषता है यदि इसके साथ जुड़े परमाणुओं की संख्या और इसके असंबद्ध इलेक्ट्रॉन जोड़े की संख्या के बराबर है3

एसपी 2-हाइब्रिड अवस्था में कार्बन एक साधारण पदार्थ ग्रेफाइट बनाता है। यह अवस्था C, N, O, आदि परमाणुओं के लिए एक दोहरे बंधन के साथ विशिष्ट है (sp 2-परमाणु लाल रंग में हाइलाइट किए गए हैं):

एच 2 सी=सीएच2, एच2 सी=सीएचआर, आर2 सी=एनआर, आर- एन=एन-आर, आर2 सी=हे, आर- एन=हे,

और प्रकार के उद्धरणों के लिए भी

R3 सी+ और मुक्त कण R 3 सी · .

संकरण की अवधारणा

संयोजकता परमाणु कक्षकों के संकरण की अवधारणाअमेरिकी रसायनज्ञ लिनुस पॉलिंग द्वारा इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए प्रस्तावित किया गया था कि, यदि केंद्रीय परमाणु में अलग-अलग (s, p, d) वैलेंस ऑर्बिटल्स हैं, तो एक ही लिगैंड वाले पॉलीएटोमिक अणुओं में इसके द्वारा बनाए गए बॉन्ड उनकी ऊर्जा और स्थानिक विशेषताओं के बराबर हैं। .

संकरण के बारे में विचार वैलेंस बांड की विधि के लिए केंद्रीय हैं। संकरण अपने आप में एक वास्तविक भौतिक प्रक्रिया नहीं है, बल्कि केवल एक सुविधाजनक मॉडल है जो अणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना की व्याख्या करना संभव बनाता है, विशेष रूप से, सहसंयोजक रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान परमाणु कक्षाओं के काल्पनिक संशोधन, विशेष रूप से, रासायनिक के संरेखण एक अणु में बंधन लंबाई और बंधन कोण।

संकरण की अवधारणा को सरल अणुओं के गुणात्मक विवरण पर सफलतापूर्वक लागू किया गया था, लेकिन बाद में इसे और अधिक जटिल लोगों तक बढ़ा दिया गया। आणविक ऑर्बिटल्स के सिद्धांत के विपरीत, यह सख्ती से मात्रात्मक नहीं है, उदाहरण के लिए, यह पानी जैसे सरल अणुओं के भी फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रा की भविष्यवाणी करने में सक्षम नहीं है। यह वर्तमान में मुख्य रूप से पद्धतिगत उद्देश्यों और सिंथेटिक कार्बनिक रसायन विज्ञान में उपयोग किया जाता है।

यह सिद्धांत इलेक्ट्रॉन जोड़े के प्रतिकर्षण के गिलेस्पी-न्योहोम सिद्धांत में परिलक्षित होता है। पहला और सबसे महत्वपूर्ण नियम जो इस प्रकार तैयार किया गया था:

"इलेक्ट्रॉनिक जोड़े परमाणु के संयोजकता कोश पर ऐसी व्यवस्था करते हैं, जिसमें वे एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं, अर्थात इलेक्ट्रॉन जोड़े ऐसा व्यवहार करते हैं मानो वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित कर रहे हों।"

दूसरा नियम यह है कि "वैलेंस इलेक्ट्रॉन शेल में शामिल सभी इलेक्ट्रॉन जोड़े को नाभिक से समान दूरी पर स्थित माना जाता है".

संकरण के प्रकार

सपा संकरण

एक s- और एक p-कक्षकों को मिलाने पर होता है। दो समतुल्य sp-परमाणु कक्षक बनते हैं, जो 180 डिग्री के कोण पर रैखिक रूप से स्थित होते हैं और कार्बन परमाणु के नाभिक से अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित होते हैं। शेष दो गैर-हाइब्रिड पी-ऑर्बिटल्स परस्पर लंबवत विमानों में स्थित हैं और π-बॉन्ड के निर्माण में भाग लेते हैं, या इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े द्वारा कब्जा कर लिया जाता है।

सपा 2 संकरण

एक s- और दो p-कक्षकों को मिलाने पर होता है। एक ही तल में स्थित कुल्हाड़ियों के साथ तीन संकर कक्षक बनते हैं और 120 डिग्री के कोण पर त्रिभुज के शीर्षों की ओर निर्देशित होते हैं। गैर-संकर पी-परमाणु कक्षीय विमान के लंबवत है और, एक नियम के रूप में, -बंधों के निर्माण में भाग लेता है

सपा 3 संकरण

एक s- और तीन p-ऑर्बिटल्स को मिलाने पर होता है, जिससे समान आकार और ऊर्जा के चार sp3-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स बनते हैं। वे अन्य परमाणुओं के साथ चार -बंध बना सकते हैं या इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े से भरे जा सकते हैं।

Sp3-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की कुल्हाड़ियों को एक नियमित टेट्राहेड्रोन के शीर्षों की ओर निर्देशित किया जाता है। उनके बीच चतुष्फलकीय कोण 109°28" है, जो सबसे कम इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण ऊर्जा के अनुरूप है। Sp3 कक्षक अन्य परमाणुओं के साथ चार -बंध भी बना सकते हैं या इलेक्ट्रॉनों के साझा जोड़े से भरे जा सकते हैं।

संकरण और आणविक ज्यामिति

परमाणु ऑर्बिटल्स के संकरण के बारे में विचार इलेक्ट्रॉन जोड़े के प्रतिकर्षण के गिलेस्पी-न्योहोम सिद्धांत के अंतर्गत आते हैं। प्रत्येक प्रकार का संकरण केंद्रीय परमाणु के संकर कक्षाओं के एक कड़ाई से परिभाषित स्थानिक अभिविन्यास से मेल खाता है, जो इसे अकार्बनिक रसायन विज्ञान में स्टीरियोकेमिकल अवधारणाओं के आधार के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है।

तालिका सबसे सामान्य प्रकार के संकरण और अणुओं की ज्यामितीय संरचना के बीच पत्राचार के उदाहरण दिखाती है, यह मानते हुए कि सभी हाइब्रिड ऑर्बिटल्स रासायनिक बंधों के निर्माण में भाग लेते हैं (कोई असंबद्ध इलेक्ट्रॉन जोड़े नहीं हैं)।

संकरण का प्रकार	संख्या संकर कक्षक	ज्यामिति	संरचना	उदाहरण
एसपी	2	रैखिक		BeF 2 , CO 2 , NO 2 +
सपा 2	3	त्रिकोणीय		बीएफ 3, संख्या 3 -, सीओ 3 2-
सपा 3	4	चतुष्फलकीय		सीएच 4, सीएलओ 4 -, एसओ 4 2-, एनएच 4 +
डीएसपी2	4	फ्लैट स्क्वायर		नी (सीओ) 4, एक्सईएफ 4
सपा 3 डी	5	षट्फलकीय		पीसीएल 5, एएसएफ 5
एसपी 3 डी 2	6	अष्टभुजाकार		एसएफ 6, फे (सीएन) 6 3-, सीओएफ 6 3-

लिंक

साहित्य

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• मिंकिन वी। आई।, सिम्किन बी। हां।, मिनियेव आर। एम।अणुओं की संरचना का सिद्धांत। - रोस्तोव-ऑन-डॉन: फीनिक्स, 1997. - एस। 397-406। - आईएसबीएन 5-222-00106-7
• गिलेस्पी आर.अणुओं की ज्यामिति / प्रति। अंग्रेज़ी से। ई. जेड. ज़सोरिना और वी. एस. मास्त्र्युकोव, एड. यू ए पेंटिना। - एम।: मीर, 1975. - 278 पी।

यह सभी देखें

टिप्पणियाँ

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

सबसे आम संकरण हैं sp, sp 2 , sp 3 और sp 3 d 2 । प्रत्येक प्रकार का संकरण पदार्थ के अणुओं की एक निश्चित स्थानिक संरचना से मेल खाता है।

सपा संकरण. इस प्रकार का संकरण तब देखा जाता है जब एक परमाणु s-कक्षीय और एक ही p-कक्षीय (समान ऊर्जा स्तर के) में स्थित इलेक्ट्रॉनों के कारण दो बंध बनाता है। इस मामले में, 180 के कोण पर विपरीत दिशाओं में निर्देशित दो संकर q-कक्षक बनते हैं (चित्र 22)।

चावल। 22. एसपी-संकरण की योजना

एसपी-संकरण के दौरान, एबी 2 प्रकार के रैखिक त्रिकोणीय अणु बनते हैं, जहां ए केंद्रीय परमाणु होता है, जिसमें संकरण होता है, और बी संलग्न परमाणु होते हैं, जिसमें संकरण नहीं होता है। ऐसे अणु बेरिलियम, मैग्नीशियम, साथ ही एसिटिलीन (सी 2 एच 2) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) में कार्बन परमाणुओं द्वारा बनते हैं।

उदाहरण 5 BeH 2 और BeF 2 अणुओं में रासायनिक बंधन और इन अणुओं की संरचना की व्याख्या करें।

फेसला।सामान्य अवस्था में बेरिलियम परमाणु रासायनिक बंध नहीं बनाते, क्योंकि अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होते (2s 2)। उत्तेजित अवस्था (2s 1 2p 1) में, इलेक्ट्रॉन विभिन्न कक्षाओं में होते हैं; इसलिए, जब बांड बनते हैं, तो चित्र में दिखाई गई योजना के अनुसार sp संकरण होता है। 22. दो हाइड्रोजन या फ्लोरीन परमाणु दो संकर कक्षाओं से जुड़े होते हैं, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 23.

1) 2)

चावल। 23. BeH 2 (1) और BeF 2 (2) अणुओं के निर्माण की योजना

परिणामी अणु रैखिक होते हैं, बंधन कोण 180º होता है।

उदाहरण 6प्रायोगिक आंकड़ों के अनुसार, CO 2 अणु रैखिक है, और ऑक्सीजन के साथ कार्बन के दोनों बंधन लंबाई (0.116 एनएम) और ऊर्जा (800 kJ / mol) में समान हैं। इस डेटा को कैसे समझाया गया है?

फेसला. कार्बन डाइऑक्साइड अणु के इन आंकड़ों को इसके गठन के निम्नलिखित मॉडल द्वारा समझाया गया है।

कार्बन परमाणु एक उत्तेजित अवस्था में बंध बनाता है जिसमें उसके चार अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं: 2s 1 2p 3। जब बंध बनते हैं, तो कक्षकों का sp संकरण होता है। हाइब्रिड ऑर्बिटल्स को परमाणु नाभिक से विपरीत दिशाओं में एक सीधी रेखा में निर्देशित किया जाता है, और शेष दो शुद्ध (गैर-हाइब्रिड) पी-ऑर्बिटल्स एक-दूसरे और हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के लंबवत स्थित होते हैं। सभी कक्षकों (संकर और गैर-संकर) में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है।

प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु, जिसमें दो परस्पर लंबवत पी-ऑर्बिटल्स में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, एक कार्बन परमाणु से एक एस-बॉन्ड और एक पी-बॉन्ड के साथ जुड़ा होता है: एक हाइब्रिड कार्बन ऑर्बिटल की भागीदारी के साथ एक एस-बॉन्ड बनता है, और कार्बन परमाणुओं और ऑक्सीजन के शुद्ध पी-ऑर्बिटल्स को ओवरलैप करके एक पी-बॉन्ड बनता है। CO2 अणु में बंधों का बनना चित्र में दिखाया गया है। 24.

चावल। 24. CO2 अणु के निर्माण की योजना

दो के बराबर बंधन गुणन अधिक बंधन शक्ति की व्याख्या करता है, और एसपी संकरण अणु की रैखिक संरचना की व्याख्या करता है।

एक s और दो p कक्षकों का मिश्रण कहलाता है सपा 2 संकरण. इस संकरण के साथ, तीन समतुल्य q-कक्षक प्राप्त होते हैं, जो एक ही तल में 120º के कोण पर स्थित होते हैं (चित्र 25)।

चावल। 25. एसपी 2 संकरण की योजना

इस संकरण के दौरान बनने वाले AB 3 प्रकार के अणुओं में एक समतल नियमित त्रिभुज का आकार होता है, जिसके केंद्र में A परमाणु और इसके शीर्ष पर B परमाणु होते हैं। ऐसा संकरण बोरॉन और तीसरे समूह के अन्य तत्वों के परमाणुओं में और कार्बन परमाणुओं में सी 2 एच 4 अणु और सीओ 3 2- आयन में होता है।

उदाहरण 7 3 अणु में रासायनिक बंधों के बनने और इसकी संरचना की व्याख्या कीजिए।

फेसला।प्रायोगिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि BH 3 अणु में सभी तीन B-H बंध एक ही तल में स्थित होते हैं, बंधों के बीच का कोण 120º होता है। अणु की इस संरचना को इस तथ्य से समझाया गया है कि अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों (2s 1 2p 2) द्वारा कब्जा कर लिया गया वैलेंस ऑर्बिटल्स उत्तेजित अवस्था में बोरॉन परमाणु में मिश्रित होते हैं और यह sp 2 हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के साथ बॉन्ड बनाता है। VN 3 अणु का आरेख चित्र में दिखाया गया है। 26.

चावल। 26. 3 अणु . के निर्माण की योजना

यदि एक s- और तीन p-कक्षक संकरण में भाग लेते हैं ( सपा 3 संकरण), फिर परिणामस्वरूप चार हाइब्रिड ऑर्बिटल्स बनते हैं, जो टेट्राहेड्रोन के शीर्षों की ओर निर्देशित होते हैं, अर्थात। एक दूसरे से 109º28¢ (~109.5º) के कोणों पर उन्मुख। परिणामी अणुओं में एक चतुष्फलकीय संरचना होती है। इस प्रकार का संकरण संतृप्त हाइड्रोकार्बन की संरचना, हैलोजन के साथ कार्बन यौगिकों, कई सिलिकॉन यौगिकों, अमोनियम केशन NH 4 + आदि की व्याख्या करता है। इस संकरण का एक उत्कृष्ट उदाहरण मीथेन अणु CH 4 (चित्र। 27) है।

चावल। 27. सीएच 4 अणु में रासायनिक बंधों के निर्माण की योजना

यदि एक s-, तीन p- और दो d-कक्षक संकरण में भाग लेते हैं ( एसपी 3 डी 2 - संकरण), फिर छह संकर कक्षाएँ दिखाई देती हैं, जो अष्टफलक के शीर्षों की ओर निर्देशित होती हैं, अर्थात्। एक दूसरे से 90º कोण पर उन्मुख। परिणामी अणुओं में एक अष्टफलकीय संरचना होती है। इस प्रकार का संकरण सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम के यौगिकों की संरचना को हैलोजन के साथ समझाता है, उदाहरण के लिए, एसएफ 6 और एसईएफ 6, और कई जटिल आयन: 2-, 3-, आदि। अंजीर पर। 28 सल्फर हेक्साफ्लोराइड अणु के गठन को दर्शाता है।

चावल। 28. एसएफ 6 अणु की योजना

हाइब्रिड ऑर्बिटल्स वाले रासायनिक बंधन बहुत मजबूत होते हैं। यदि "शुद्ध" s-कक्षकों द्वारा निर्मित s-आबंध ऊर्जा को एकता के रूप में लिया जाता है, तो sp संकरण के दौरान बंध ऊर्जा 1.43 होगी, sp 2 संकरण के साथ 1.99, sp 3 संकरण के साथ 2.00, और sp 3 d 2 संकरण के साथ 2.92 . रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान गैर-संकर वाले के साथ हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के अधिक पूर्ण ओवरलैप द्वारा बॉन्ड की ताकत में वृद्धि को समझाया गया है।

संकरण के प्रकारों के अलावा, एसपी 2 डी, एसपी 3 डी, एसपी 3 डी 3, एसपी 3 डी 3 और अन्य संकरण रासायनिक यौगिकों में होते हैं। एसपी 2 डी-संकरण के साथ, अणुओं और आयनों का एक चौकोर आकार होता है, एसपी 3 डी-संकरण के साथ, उनके पास एक त्रिकोणीय द्विपिरामिड का आकार होता है, और एसपी 3 डी 3 संकरण के साथ, एक पंचकोनाल द्विपिरामिड होता है। अन्य प्रकार के संकरण दुर्लभ हैं।

उदाहरण 8दो समान प्रतिक्रियाओं के समीकरण दिए गए हैं:

1) सीएफ 4 + 2एचएफ = एच 2 सीएफ 6; 2) SiF 4 + 2HF = H 2 SiF 6

इनमें से कौन रासायनिक बंधों के निर्माण की दृष्टि से असंभव है?

फेसला। H 2 CF 6 के निर्माण के लिए sp 3 d 2 संकरण आवश्यक है, लेकिन कार्बन परमाणु में संयोजकता इलेक्ट्रॉन दूसरे ऊर्जा स्तर पर होते हैं, जिसमें d-कक्षक नहीं होते हैं। इसलिए, पहली प्रतिक्रिया सिद्धांत रूप में असंभव है। दूसरी प्रतिक्रिया संभव है क्योंकि सिलिकॉन में sp 3 d 2 संकरण संभव है।

हम संकर के बारे में बहुत कुछ सुनते हैं। फिल्में और किताबें उनके बारे में बताती हैं और विज्ञान भी उन्हें मानता है। पहले दो स्रोतों में, संकर बहुत खतरनाक जीव हैं। वे बहुत सारी बुराई ला सकते हैं। लेकिन संकरण हमेशा एक बुरी बात नहीं है। अक्सर यह अच्छा होता है।

संकरण का एक उदाहरण प्रत्येक व्यक्ति है। हम सभी दो लोगों के संकर हैं - पिता और माता। इस प्रकार अंडाणु और शुक्राणु का संलयन भी एक प्रकार का संकरण ही है। यह वह तंत्र है जो विकास को आगे बढ़ने की अनुमति देता है। इस मामले में, एक नकारात्मक संकेत के साथ संकरण भी होता है। आइए इस घटना को सामान्य रूप से देखें।

संकरण का सामान्य विचार

हालांकि, न केवल जीव विज्ञान में यह अवधारणा शामिल है। और आइए परिचय में, एक उदाहरण को संकर के साथ एक समझ से बाहर जैविक प्रजातियों के पूर्ण व्यक्तियों के रूप में माना जाता था। हालाँकि, इस अवधारणा का उपयोग अन्य विज्ञानों में किया जा सकता है। और इस शब्द का अर्थ कुछ अलग होगा। लेकिन साथ ही, अभी भी कुछ समान है। यह "संघ" शब्द है, जो इस शब्द के सभी संभावित अर्थों को जोड़ता है।

यह अवधारणा कहां मौजूद है?

"संकरण" शब्द का प्रयोग कई विज्ञानों में किया जाता है। और चूंकि वर्तमान में मौजूद अधिकांश विषय प्रतिच्छेद करते हैं, इसलिए हम किसी भी विज्ञान में इस शब्द के प्रत्येक अर्थ के उपयोग के बारे में सुरक्षित रूप से बात कर सकते हैं, एक तरह से या किसी अन्य प्राकृतिक अनुसंधान शाखाओं से जुड़ा हुआ है। हालाँकि, इस शब्द का सबसे अधिक सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है:

1. जीव विज्ञान। यहीं से हाइब्रिड की अवधारणा आई। हालांकि, हमेशा की तरह, विज्ञान से रोजमर्रा की जिंदगी में जाने पर, तथ्यों में कुछ विकृति आई। हम एक संकर को दो अन्य प्रजातियों के संकरण के परिणामस्वरूप एक व्यक्ति के रूप में समझते हैं। हालांकि ऐसा हमेशा नहीं होता है।
2. रसायन विज्ञान। इस अवधारणा का अर्थ है कई ऑर्बिटल्स को मिलाना - इलेक्ट्रॉनों की गति के लिए एक तरह का पथ।
3. जैव रसायन। यहां प्रमुख अवधारणा डीएनए संकरण है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, तीसरा बिंदु दो विज्ञानों के संगम पर है। और यह बिल्कुल सामान्य अभ्यास है। एक और एक ही शब्द दो विज्ञानों के संगम पर पूरी तरह से भिन्न अर्थ बना सकते हैं। आइए इन विज्ञानों में संकरण की अवधारणा पर करीब से नज़र डालें।

एक संकर क्या है?

एक संकर एक प्राणी है जो संकरण की प्रक्रिया में निकला है। यह अवधारणा जीव विज्ञान को संदर्भित करती है। संकर संयोग और उद्देश्य दोनों से प्राप्त किए जा सकते हैं। पहले मामले में, यह ऐसे जानवर हो सकते हैं जो दो अलग-अलग प्रजातियों के जीवों के संभोग की प्रक्रिया में बनाए जाते हैं।

उदाहरण के लिए, वे इस बारे में बात करते हैं कि कैसे बिल्लियों और कुत्तों के बच्चे होते हैं जो उनमें से एक नहीं हैं। कभी-कभी संकर उद्देश्य पर बनाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, जब एक चेरी खुबानी से जुड़ी होती है, तो हम एक विशेष संकरण के साथ काम कर रहे होते हैं।

जीव विज्ञान में संकरण

जीव विज्ञान एक दिलचस्प विज्ञान है। और इसमें संकरण की अवधारणा भी कम आकर्षक नहीं है। यह शब्द विभिन्न कोशिकाओं की आनुवंशिक सामग्री के संयोजन को एक में संदर्भित करता है। यह या तो एक प्रजाति या कई के प्रतिनिधि हो सकते हैं। तदनुसार, संकरण की ऐसी किस्मों में एक विभाजन है।

• इंट्रास्पेसिफिक संकरण। यह तब होता है जब एक ही प्रजाति के दो व्यक्ति वंशज बनाते हैं। इंट्रास्पेसिफिक संकरण का एक उदाहरण एक व्यक्ति माना जा सकता है। यह एक जैविक प्रजाति के प्रतिनिधियों के रोगाणु कोशिकाओं के विलय की प्रक्रिया में निकला।
• इंटरस्पेसिफिक संकरण। यह तब होता है जब समान, लेकिन विभिन्न प्रजातियों से संबंधित, जानवर परस्पर क्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, घोड़े और ज़ेबरा का एक संकर।
• दूर संकरण। यह तब होता है जब कम से कम एक प्रजाति के प्रतिनिधि परस्पर जुड़े होते हैं, लेकिन साथ ही वे पारिवारिक संबंधों से एकजुट नहीं होते हैं।

इनमें से प्रत्येक किस्म न केवल विकास में मदद करती है। वैज्ञानिक भी सक्रिय रूप से विभिन्न प्रकार के जीवों को पार करने की कोशिश कर रहे हैं। यह पौधों के साथ सबसे अच्छा काम करता है। इसके अनेक कारण हैं:

• गुणसूत्रों की भिन्न संख्या। प्रत्येक प्रजाति में न केवल गुणसूत्रों की एक विशिष्ट संख्या होती है, बल्कि उनमें से एक समूह भी होता है। यह सब संतानों के प्रजनन को रोकता है।
• केवल संकर पौधे ही प्रजनन कर सकते हैं। और हमेशा ऐसा नहीं होता है।
• केवल पौधे पॉलीप्लोइड हो सकते हैं। एक पौधे को पुनरुत्पादित करने के लिए, उसे पॉलीप्लोइड बनना चाहिए। जानवरों के मामले में, यह निश्चित मौत है।
• वानस्पतिक संकरण की संभावना। यह कई पौधों के संकर बनाने का एक बहुत ही सरल और सुविधाजनक तरीका है।

यही कारण है कि दो पौधों को पार करना बहुत आसान और अधिक कुशल है। जानवरों के मामले में, शायद भविष्य में प्रजनन की संभावना हासिल करना संभव होगा। लेकिन फिलहाल, जीव विज्ञान में इस राय को आधिकारिक माना जाता है कि संकर जानवर प्रजनन करने की क्षमता खो देते हैं, क्योंकि ये व्यक्ति आनुवंशिक रूप से अस्थिर होते हैं। इसलिए, यह ज्ञात नहीं है कि उनके प्रजनन से क्या हो सकता है।

जीव विज्ञान में संकरण के प्रकार

जीव विज्ञान अपनी विशेषज्ञता में काफी व्यापक विज्ञान है। दो प्रकार के संकरण हैं जो यह प्रदान करता है:

1. अनुवांशिक। यह तब होता है जब दो कोशिकाओं को एक में गुणसूत्रों के एक अद्वितीय सेट के साथ बनाया जाता है।
2. जैव रासायनिक। इस प्रजाति का एक उदाहरण डीएनए संकरण है। यह तब होता है जब पूरक न्यूक्लिक एसिड मिलकर एक डीएनए बनाते हैं।

अधिक किस्मों में विभाजित किया जा सकता है। लेकिन हमने इसे पिछले उपखंड में किया था। इस प्रकार, दूर और अंतःविशिष्ट संकरण पहले प्रकार के घटक हैं। और वहाँ वर्गीकरण और भी अधिक फैलता है।

वानस्पतिक संकरण की अवधारणा

वनस्पति संकरण जीव विज्ञान में एक अवधारणा है जिसका अर्थ है दो पौधों का एक प्रकार का क्रॉसिंग, जिसमें एक प्रजाति का हिस्सा दूसरे पर जड़ लेता है। यानी शरीर के दो अलग-अलग हिस्सों के मिलने से हाइब्रिडाइजेशन होता है। हां, इस तरह पौधे की विशेषता हो सकती है। आखिरकार, उसके अपने अंग भी होते हैं, जो एक पूरी प्रणाली में संयुक्त होते हैं। इसलिए, यदि आप किसी पौधे को जीव कहते हैं, तो इसमें कुछ भी गलत नहीं है।

वनस्पति संकरण के कई फायदे हैं। ये है:

• सुविधा।
• सादगी।
• क्षमता।
• व्यावहारिकता।

ये फायदे इस प्रकार के क्रॉसिंग को बागवानों के बीच बहुत लोकप्रिय बनाते हैं। दैहिक संकरण जैसी कोई चीज भी होती है। यह तब होता है जब रोगाणु कोशिकाओं को पार नहीं किया जाता है, लेकिन दैहिक, या बल्कि, उनके प्रोटोप्लास्ट। यह क्रॉसिंग विधि तब की जाती है जब कई पौधों के बीच मानक यौन साधनों द्वारा एक संकर बनाना असंभव होता है।

रसायन विज्ञान में संकरण

लेकिन अब हम जीव विज्ञान से थोड़ा हटकर दूसरे विज्ञान के बारे में बात करेंगे। रसायन विज्ञान में एक अवधारणा है, इसे "परमाणु कक्षाओं का संकरण" कहा जाता है। यह एक बहुत ही जटिल शब्द है, लेकिन अगर आप रसायन विज्ञान के बारे में थोड़ा समझ लें, तो इसमें कुछ भी जटिल नहीं है। सबसे पहले आपको यह समझाने की जरूरत है कि एक कक्षीय क्या है।

यह एक प्रकार का पथ है जिसके साथ इलेक्ट्रॉन चलता है। हमें यह स्कूल में सिखाया गया था। और यदि ऐसा होता है कि विभिन्न प्रकार के इन कक्षकों को मिश्रित किया जाता है, तो एक संकर प्राप्त होता है। "कक्षीय संकरण" नामक तीन प्रकार की घटनाएँ हैं। ये किस्में हैं:

• सपा संकरण - एक एस और दूसरा पी कक्षीय;
• एसपी 2 संकरण - एक एस और दो पी ऑर्बिटल्स;
• एसपी 3 संकरण - एक एस और तीन पी ऑर्बिटल्स जुड़े हुए हैं।

यह विषय अध्ययन करने के लिए काफी जटिल है, और इसे शेष सिद्धांत से अविभाज्य रूप से माना जाना चाहिए। इसके अलावा, ऑर्बिटल्स के संकरण की अवधारणा इस विषय के अंत से संबंधित है, न कि शुरुआत से। आखिरकार, आपको ऑर्बिटल्स की अवधारणा का अध्ययन करने की आवश्यकता है, वे क्या हैं, और इसी तरह।

जाँच - परिणाम

इसलिए, हमने "संकरण" की अवधारणा का अर्थ निकाला। यह काफी दिलचस्प साबित होता है। कई लोगों के लिए, यह एक खोज थी कि रसायन विज्ञान में भी यह अवधारणा है। लेकिन अगर ऐसे लोगों को यह नहीं पता होता तो वे क्या सीखते? और इसलिए, विकास है। यह महत्वपूर्ण है कि प्रशिक्षण विद्वता को न रोकें, क्योंकि यह निश्चित रूप से आपको अच्छे पक्ष में चिह्नित करेगा।