पूर्व आणविक रसायन (अंग्रेज़ी) - रसायन विज्ञान का एक क्षेत्र जो सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं का अध्ययन करता है (दो या दो से अधिक अणुओं से मिलकर बने समूह); "आणविक पहनावा और अंतर-आणविक बांड की रसायन शास्त्र" (जेएम लीना द्वारा परिभाषा)।

विवरण

पारंपरिक रसायन विज्ञान परमाणुओं के बीच सहसंयोजक बंधों पर आधारित है। उसी समय, जटिल नैनोसिस्टम्स और आणविक उपकरणों के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है सहसंयोजक रसायनपर्याप्त नहीं है, क्योंकि ऐसी प्रणालियों में कई हजार परमाणु हो सकते हैं। इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन बचाव के लिए आते हैं - वे व्यक्तिगत अणुओं को सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं नामक जटिल पहनावा में संयोजित करने में मदद करते हैं।

सबसे सरल उदाहरणसुपरमॉलेक्यूलर संरचनाएं मेजबान-अतिथि परिसर हैं। मेजबान (रिसेप्टर) आमतौर पर एक बड़ा होता है कार्बनिक अणुकेंद्र में एक गुहा के साथ, और अतिथि एक सरल अणु या आयन है। उदाहरण के लिए, विभिन्न आकारों के चक्रीय पॉलीएस्टर (क्राउन ईथर) आयनों को मजबूती से बांधते हैं। क्षारीय धातु(चित्र .1)।

सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं को निम्नलिखित गुणों की विशेषता है।

1. मेजबान में एक नहीं, बल्कि कई बाध्यकारी केंद्रों की उपस्थिति। क्राउन ईथर में, यह भूमिका ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा साझा नहीं किए गए इलेक्ट्रॉन जोड़े के साथ निभाई जाती है।

2. पूरकता: ज्यामितीय संरचनाएं और इलेक्ट्रॉनिक गुणमेजबान और अतिथि एक दूसरे के पूरक हैं। क्राउन ईथर में, यह इस तथ्य में प्रकट होता है कि गुहा का व्यास आयन त्रिज्या के अनुरूप होना चाहिए। पूरकता मेजबान को एक कड़ाई से परिभाषित संरचना के मेहमानों के चयनात्मक बंधन करने की अनुमति देती है। सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री में, इस घटना को "" (अंग्रेजी - आणविक मान्यता) (चित्र 2) कहा जाता है।

3. परिसरों के साथ एक लंबी संख्यापूरक मेजबान और अतिथि के बीच संबंध एक उच्च संरचनात्मक संगठन है।

सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाएं प्रकृति में बहुत व्यापक हैं। जीवित जीवों में सभी प्रतिक्रियाएं प्रोटीन उत्प्रेरक की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती हैं। एंजाइम आदर्श मेजबान अणु हैं। प्रत्येक एंजाइम के सक्रिय केंद्र को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि केवल वह पदार्थ (सब्सट्रेट) जो आकार और ऊर्जा से मेल खाता है, उसमें प्रवेश कर सकता है; एंजाइम अन्य सबस्ट्रेट्स के साथ प्रतिक्रिया नहीं करेगा। सुपरमॉलेक्यूलर जैव रासायनिक संरचनाओं का एक अन्य उदाहरण अणु हैं जिनमें दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं कई हाइड्रोजन बांडों के माध्यम से एक दूसरे से पूरक रूप से जुड़ी हुई हैं। प्रत्येक श्रृंखला दूसरी श्रृंखला के लिए अतिथि और मेजबान दोनों है।

मुख्य प्रकार के गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाएं जो सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाएं बनाती हैं, आयनिक हैं, और। सभी गैर-सहसंयोजक इंटरैक्शन सहसंयोजक की तुलना में कमजोर होते हैं - उनकी ऊर्जा शायद ही कभी 100 kJ / mol तक पहुंचती है, हालांकि बड़ी संख्यामेजबान और अतिथि के बीच के बंधन सुपरमॉलेक्यूलर असेंबलियों की उच्च स्थिरता सुनिश्चित करते हैं। गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाएं व्यक्तिगत रूप से कमजोर होती हैं लेकिन सामूहिक रूप से मजबूत होती हैं।

सुपरमॉलेक्यूलर पहनावा का निर्माण अनायास हो सकता है - इस घटना को कहा जाता है। यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें छोटे आणविक घटक अनायास एक साथ जुड़कर बहुत बड़े और अधिक जटिल सुपरमॉलेक्यूलर बनाते हैं। स्व-संयोजन के दौरान, सिस्टम की एन्ट्रापी कम हो जाती है, एस

Δ जी = Δ एच – टीΔ एस

यह आवश्यक है कि एचएच| > | टीΔ एस|. इसका मतलब है कि बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ स्व-संयोजन होता है। घर प्रेरक शक्तिसेल्फ-असेंबली नए रासायनिक बंधों के निर्माण के माध्यम से गिब्स ऊर्जा को कम करने के लिए रासायनिक प्रणालियों की इच्छा है, यहां पर एन्ट्रापी का प्रभाव एन्ट्रापी पर होता है।

सुपरमॉलेक्यूलर यौगिकों के मुख्य वर्ग कैविटैंड्स, क्रिप्टैंड्स, कैलीक्सैरेन्स, गेस्ट-होस्ट कॉम्प्लेक्स, कैटेनेन्स, हैं। सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं को भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री के तरीके ढूंढते हैं विस्तृत आवेदनमें रासायनिक विश्लेषण, दवा,

सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री नामक विज्ञान के क्षेत्र के विकास का विश्लेषण किया जाता है। इस अनुशासन की मुख्य परिभाषाएँ और अवधारणाएँ दी गई हैं। एक ऐतिहासिक संदर्भ में, सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान की नींव रखने वाले अध्ययनों पर विचार किया जाता है। इसकी कुछ विशिष्ट वस्तुओं, क्लैथ्रेट्स और साइक्लोडेक्सट्रिन के उदाहरण दिए गए हैं। यह ध्यान दिया जाता है कि सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान में नवीनतम उपलब्धियां और सबसे अधिक आशाजनक क्षेत्रइसके उपयोग स्व-संयोजन और स्व-संगठन की प्रक्रियाओं से जुड़े हैं, जो विशेष रूप से, सुपरमॉलेक्यूलर संश्लेषण और आणविक और सुपरमॉलेक्यूलर उपकरणों के निर्माण में लागू किया जा सकता है।

सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री। पार्श्वभूमि

सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री सबसे कम उम्र की और एक ही समय में तेजी से है विकासशील क्षेत्ररसायन विज्ञान। अपने अस्तित्व के 25-30 वर्षों के लिए, यह पहले से ही कई मील के पत्थर, लेकिन साथ ही, इस अनुशासन के मूल विचार और अवधारणाएं अभी तक प्रसिद्ध नहीं हैं और आम तौर पर स्वीकार की जाती हैं। इस समीक्षा में, हमने सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री नामक विज्ञान के क्षेत्र के विकास का पता लगाने की कोशिश की है, ताकि इसके मुख्य कार्यों की सबसे सफल परिभाषाओं की पहचान की जा सके और सबसे महत्वपूर्ण अवधारणाएंऔर वर्तमान स्थिति और संभावनाओं की रूपरेखा तैयार करें।

शब्द "सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री" और इस अनुशासन की बुनियादी अवधारणाओं को फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे.एम. द्वारा पेश किया गया था। अधिक के विकास और सामान्यीकरण के हिस्से के रूप में 1978 में लेनोम शुरुआती काम(विशेष रूप से, 1973 में उनके कार्यों में "सुपरमोलेक्यूल" शब्द दिखाई दिया)। सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री को शब्दों द्वारा परिभाषित किया गया था: "जिस तरह सहसंयोजक बंधों पर आधारित आणविक रसायन विज्ञान का एक क्षेत्र है, उसी तरह सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान का एक क्षेत्र भी है, आणविक पहनावा और अंतर-आणविक बंधनों का रसायन।" इसके बाद, इस पहली परिभाषा में कई बार सुधार किया गया। लेन द्वारा दी गई एक अन्य परिभाषा का एक उदाहरण: "सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री "अणु से परे एक रसायन है" जो कि दो या दो से अधिक रासायनिक प्रजातियों के संघों की संरचना और कार्य का अध्ययन करता है जो अंतर-आणविक बलों द्वारा एक साथ होते हैं"।

कई मामलों में, सुपरमॉलेक्यूलर सिस्टम बनाने वाले घटकों को कहा जा सकता है आणविक जीव विज्ञान) आणविक रिसेप्टर और सब्सट्रेट, बाद वाला छोटा घटक होता है जिसे बाध्य करने की आवश्यकता होती है।

किसी रासायनिक वस्तु का पर्याप्त रूप से वर्णन करने के लिए, उसके तत्वों और उनके बीच के बंधनों के प्रकार, साथ ही स्थानिक (ज्यामितीय, टोपोलॉजिकल) विशेषताओं को इंगित करना आवश्यक है। सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान की वस्तुओं, सुपरमॉलेक्यूल्स में वही निश्चितता होती है जो उन्हें बनाने वाले अलग-अलग अणुओं में होती है। यह कहा जा सकता है कि "सुपरमोलेक्यूल्स अणुओं के संबंध में हैं जो अणु परमाणुओं के संबंध में हैं, और सुपरमोलेक्यूल्स में सहसंयोजक बंधों की भूमिका इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन द्वारा निभाई जाती है"।

लेहन के अनुसार, सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान को दो व्यापक, अतिव्यापी क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है:

- सुपरमॉलेक्यूल्स का रसायन - स्पष्ट रूप से परिभाषित ओलिगोमोलेक्यूलर कण जो कई घटकों के इंटरमॉलिक्युलर एसोसिएशन से उत्पन्न होते हैं - रिसेप्टर और इसके सब्सट्रेट (सब्सट्रेट) और आणविक मान्यता के सिद्धांत पर निर्मित;

- आणविक पहनावा का रसायन विज्ञान - पॉलीमॉलेक्यूलर सिस्टम जो एक विशिष्ट चरण में संक्रमण के साथ अनिश्चित संख्या के घटकों के सहज जुड़ाव के परिणामस्वरूप बनते हैं, जिसमें कम या ज्यादा स्पष्ट रूप से परिभाषित सूक्ष्म संगठन और इसकी प्रकृति पर निर्भर विशेषताएं होती हैं (उदाहरण के लिए, क्लैथ्रेट्स, झिल्ली, पुटिका, मिसेल)।

सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं को घटकों की स्थानिक व्यवस्था, उनकी वास्तुकला, "सुपरस्ट्रक्चर", साथ ही साथ घटकों को एक साथ रखने वाले इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के प्रकारों की विशेषता हो सकती है। सुपरमॉलेक्यूलर पहनावा में अच्छी तरह से परिभाषित संरचनात्मक, गठनात्मक, थर्मोडायनामिक, गतिज और गतिशील गुण होते हैं; उनमें विभिन्न प्रकार की बातचीत को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, उनकी ताकत, दिशात्मकता, दूरियों और कोणों पर निर्भरता में भिन्नता: धातु आयनों, इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों, हाइड्रोजन के साथ समन्वय बातचीत बांड, वैन-डेर वाल्स इंटरैक्शन, डोनर-स्वीकर्ता इंटरैक्शन, आदि। इंटरैक्शन की ताकत अलग-अलग हो सकती है विस्तृत श्रृंखला, कमजोर या मध्यम से, जैसे हाइड्रोजन बांड के निर्माण में, मजबूत और बहुत मजबूत तक, जैसे धातु के साथ समन्वय बंधन के निर्माण में। हालांकि, सामान्य तौर पर, इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की तुलना में कमजोर होते हैं सहसंयोजी आबंध, ताकि सुपरमॉलेक्यूलर सहयोगी अणुओं की तुलना में कम थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर, काइनेटिक रूप से अधिक लैबाइल और गतिशील रूप से अधिक लचीले हों।

इस प्रकार, सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान एक एकीकृत दृष्टिकोण से सभी प्रकार के आणविक सहयोगियों पर विचार करना संभव बनाता है, सबसे छोटे संभव (डिमर) से लेकर सबसे बड़े (संगठित चरणों) तक। उसी समय, एक बार फिर इस बात पर जोर देना आवश्यक है कि सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान की वस्तुओं में आवश्यक रूप से ऐसे भाग (उप-प्रणालियाँ) होते हैं जो सहसंयोजक बंधित नहीं होते हैं।

लेहन ने अंजीर में दिखाई गई योजना के साथ आणविक से सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान में संक्रमण का वर्णन करने का प्रस्ताव रखा। एक ।

सुपरमोलेक्यूल्स के मुख्य कार्य: आणविक मान्यता, परिवर्तन (उत्प्रेरण) और स्थानांतरण। आणविक और सुपरमॉलेक्यूलर उपकरणों को बनाने के लिए संगठित पॉलीमॉलेक्यूलर असेंबलियों और चरणों के साथ कार्यात्मक सुपरमोलेक्यूल्स का उपयोग किया जा सकता है।

लेहन के अलावा, किसी को सी जे पेडर्सन और डी जे क्रुम का भी उल्लेख करना चाहिए, जिनके काम और शोध ने सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। 1987 में, इन तीन वैज्ञानिकों को रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था (मेक्रोथेरोसायक्लिक यौगिकों के रसायन विज्ञान के विकास में उनके निर्णायक योगदान के लिए जो मेजबान-अतिथि आणविक परिसरों का चयन करने में सक्षम थे)।

अनुसंधान जिसने सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री की नींव रखी

सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री की बुनियादी अवधारणाओं की उत्पत्ति अतीत में और इस सदी की शुरुआत में किए गए कार्यों में पाई जा सकती है। इसलिए, 1906 में पी। एर्लिच ने वास्तव में रिसेप्टर और सब्सट्रेट की अवधारणाओं को पेश किया, इस बात पर जोर देते हुए कि अणु एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं यदि वे पहले एक निश्चित बंधन में प्रवेश नहीं करते हैं। हालाँकि, बंधन कोई नहीं, बल्कि चयनात्मक होना चाहिए। ई. फिशर ने 1894 में इस पर जोर दिया था, जब उन्होंने अपना "की-लॉक" सिद्धांत तैयार किया था, एक सिद्धांत जो बताता है कि स्टेरिक पत्राचार, रिसेप्टर और सब्सट्रेट की ज्यामितीय संपूरकता, आणविक मान्यता का आधार है। अंत में, चयनात्मक बंधन के लिए भागीदारों के बीच बातचीत, आत्मीयता की आवश्यकता होती है, और इस विचार की जड़ों को ए। वर्नर के कार्यों में खोजा जा सकता है, जो इस संबंध में सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान को सामान्यीकरण और समन्वय रसायन विज्ञान का विकास बनाता है।

जे-एम के अनुसार। लेन, इन तीन अवधारणाओं - निर्धारण (बाध्यकारी), मान्यता और समन्वय - ने सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान की नींव रखी।

सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री की कुछ अन्य अवधारणाएँ भी लंबे समय से जानी जाती हैं। यहां तक ​​कि टर्म « "बेरमोलेक्यूल", यानी। सुपर-, या सुपरमोलेक्यूल, पहले से ही 30 के दशक के मध्य में पेश किया गया था। हमारी सदी के समन्वय से संतृप्त अणुओं के जुड़ाव से उत्पन्न होने वाले संगठन के उच्च स्तर का वर्णन करने के लिए (उदाहरण के लिए, एक डिमर के गठन के दौरान) सिरका अम्ल) अच्छी तरह से जाना जाता था आवश्यक भूमिकाजीव विज्ञान में सुपरमॉलेक्यूलर संगठन।

हालांकि, सिस्टम में एक स्वतंत्र क्षेत्र के रूप में सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री का उदय और विकास रासायनिक विज्ञानबहुत बाद में हुआ। यहाँ वही है जो जे.-एम. लेन ने अपनी पुस्तक में: "... उभरने के लिए और त्वरित विकासनवीन व वैज्ञानिक अनुशासनतीन स्थितियों के संयोजन की आवश्यकता है। सबसे पहले, एक नए प्रतिमान को पहचानना आवश्यक है जो असमान के महत्व को दर्शाता है और पहली नज़र में नहीं संबंधित अवलोकन, डेटा, परिणाम और उन्हें एक सुसंगत संपूर्ण में संयोजित करना। दूसरे, इस क्षेत्र में वस्तुओं का अध्ययन करने के लिए उपकरणों की आवश्यकता होती है, और यहाँ आधुनिक तकनीकों के विकास ने सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान के लिए एक निर्णायक भूमिका निभाई है। भौतिक तरीकेसंरचना और गुण अध्ययन (आईआर, यूवी और विशेष रूप से एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी, मास स्पेक्ट्रोमेट्री, एक्स - रे विवर्तनआदि), जो कम-ऊर्जा गैर-सहसंयोजक अंतःक्रियाओं की विशेषता वाले अपेक्षाकृत प्रयोगशाला सुपरमॉलेक्यूलर एनसेंबल का भी अध्ययन करना संभव बनाता है। तीसरा, आपको तैयार रहने की जरूरत है वैज्ञानिक समुदायनए प्रतिमान को अपनाएं ताकि नया अनुशासनन केवल इसमें सीधे तौर पर शामिल विशेषज्ञों के बीच, बल्कि विज्ञान के निकट (और बहुत करीब नहीं) क्षेत्रों में भी प्रतिक्रिया मिल सकती है। यह सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री के साथ हुआ है, जहाँ तक पिछले 25 वर्षों में इसके विकास और अन्य विषयों में प्रवेश की तीव्र गति से अंदाजा लगाया जा सकता है।

लेहन के अनुसार, "... सुपरमॉलेक्यूलर केमिस्ट्री, जैसा कि हम आज जानते हैं, प्राकृतिक और सिंथेटिक मैक्रोसाइक्लिक और मैक्रोपॉलीसाइक्लिक लिगैंड्स, क्राउन ईथर और क्रिप्टैंड द्वारा क्षार धातु के पिंजरों के चयनात्मक बंधन के अध्ययन के साथ शुरू हुआ"।

इस प्रकार के प्राकृतिक यौगिकों में सबसे पहले एंटीबायोटिक वैलिनोमाइसिन का उल्लेख किया जाना चाहिए। 1963 में इसकी संरचना को परिभाषित करते हुए, जिसमें बहुत बड़ा योगदानयू.ए. ओविचिनिकोव के नेतृत्व में सोवियत वैज्ञानिकों द्वारा पेश किया गया, सामान्य खोज से बहुत आगे निकल गया। यह चक्रीय डिप्सिपेप्टाइड (यह एमाइड और एस्टर बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े अमीनो और हाइड्रॉक्सी एसिड अवशेषों से बनाया गया है) झिल्ली-सक्रिय परिसरों, या आयनोफोर्स में पहला निकला। इस तरह के नाम समाधान में क्षार धनायनों के साथ जटिल यौगिक बनाने और बाध्य धनायन को के माध्यम से स्थानांतरित करने की इन पदार्थों की क्षमता को दर्शाते हैं जैविक झिल्ली. आयनोफोर्स की खोज के साथ, जीवित प्रणालियों में आयन प्रवाह के उद्देश्यपूर्ण विनियमन की संभावना एक वास्तविक संभावना बन गई। झिल्ली-सक्रिय परिसरों के क्षेत्र में काम के लिए, ओविचिनिकोव और उनके सहकर्मियों को 1978 में सम्मानित किया गया था लेनिन पुरस्कार.

रसायन कार्बनिक। आणविक संरचना
A. कार्बन के रासायनिक बांड
कार्बन की रासायनिक प्रकृति, धातुओं और विशिष्ट गैर-धातुओं के बीच मध्यवर्ती, इसे बड़ी संख्या में तत्वों के साथ सहसंयोजक बंधन बनाने की अनुमति देती है, अक्सर हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हैलोजन, सल्फर और फास्फोरस के साथ। कार्बन किसके साथ बंध बनाता है? एक उच्च डिग्रीअधिक विद्युत धनात्मक धातुओं के साथ आयनिक प्रकृति, लेकिन ऐसे पदार्थ अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं और संश्लेषण में मध्यवर्ती के रूप में उपयोग किए जाते हैं। कार्बन-कार्बन बांड सहसंयोजक प्रकृति के होते हैं और सरल (एकल), दोहरे, तिहरे और सुगंधित होते हैं
(अणु संरचना देखें)।
सुगंधित प्रणाली।बेंजीन - सुगंधित यौगिकों के वर्ग के पूर्वज - में एक अद्वितीय स्थिरता होती है और रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करती है जो गैर-सुगंधित प्रणालियों की प्रतिक्रियाओं से भिन्न होती हैं। अन्य सुगंधित प्रणालियाँ हैं, जिनमें से सबसे आम में पी-ऑर्बिटल्स हैं जो रिंग के प्रत्येक परमाणु पर पी-बॉन्ड बनाने के लिए उपलब्ध हैं। दो संयुग्मित (अर्थात, एकल के साथ बारी-बारी से) दोहरे बंधन वाले पांच-सदस्यीय रिंग सिस्टम और इलेक्ट्रॉनों की एक अकेली जोड़ी वाले पांचवें परमाणु भी उनके गुणों में सुगंधित होते हैं। नीचे इनमें से कुछ प्रणालियां दी गई हैं:

सुगंधितता की अवधारणा को जर्मन रसायनज्ञ ई। हकल द्वारा सामान्यीकृत किया गया था। हकल के नियम के अनुसार, 4n + 2 p-इलेक्ट्रॉनों के साथ तलीय चक्रीय संयुग्मित प्रणालियाँ सुगंधित और स्थिर होती हैं, जबकि 4n p-इलेक्ट्रॉनों वाली समान प्रणालियाँ एंटीरोमैटिक और अस्थिर होती हैं।
चक्रीय प्रणालियों की स्थिरता।एक अस्थिर में संयोजकता कोण (बंधों के बीच का कोण) टुकड़ा सी-सी-सी 109 डिग्री है, और इस मान को बनाए रखने वाले छल्ले उन लोगों की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं जहां कोण इस मान से बहुत अधिक विचलित होते हैं। बंधन कोणों के विरूपण के परिणामस्वरूप चक्रीय प्रणालियों में उत्पन्न होने वाले तनाव को बायर वोल्टेज कहा जाता है - के बाद जर्मन रसायनज्ञए. बेयर, जिन्होंने सबसे पहले संतृप्त वलयों की स्थिरता के लिए ऐसी व्याख्या प्रस्तावित की थी। इस प्रकार, तीन-सदस्यीय वलयों में, जहां बंध कोण केवल 60° होता है, वलय दृढ़ता से तनावग्रस्त होते हैं और आसानी से टूट जाते हैं; उनकी कुछ अभिक्रियाएँ C=C द्विबंध अभिक्रियाओं से मिलती-जुलती हैं। चार-सदस्यीय वलय भी तनावपूर्ण होते हैं (बंध कोण 90°), लेकिन उतनी दृढ़ता से नहीं। पाँच-सदस्यीय वलय लगभग सपाट हैं और उनके कोण 108° हैं; इसलिए वे अस्थिर और स्थिर हैं। छह-सदस्यीय वलयों जैसे साइक्लोहेक्सेन में, कार्बन परमाणु एक ही तल में नहीं होते हैं; ऐसे चक्रों को मोड़ा जाता है, जिससे रिंग का तनाव कम होता है। पांच- और छह-सदस्यीय छल्ले सबसे आम हैं। बड़े वलय भी झुर्रियों से कोणीय तनाव को कम करने में सक्षम हैं, लेकिन उनमें से कुछ (सात से बारह-सदस्यीय) हाइड्रोजन परमाणु प्रति विपरीत दिशाएंअंगूठियां इतनी अधिक पहुंचती हैं कि उनका प्रतिकर्षण कनेक्शन को कम स्थिर बनाता है (प्रीलॉग वोल्टेज, स्विस केमिस्ट वी। प्रीलॉग के नाम पर, जिन्होंने इस प्रभाव की खोज की)।
निरंकुशता।यदि एक अणु या आयन को कई संरचनाओं के रूप में दर्शाया जा सकता है जो केवल इलेक्ट्रॉनों के वितरण में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, तो इन संरचनाओं को गुंजयमान कहा जाता है, और गुंजयमान रूप एक दूसरे के साथ संतुलन में नहीं होते हैं, अणु की वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक संरचना है इन चरम सीमाओं के बीच में कुछ। हालाँकि, ऐसी परिस्थितियाँ होती हैं जिनमें परमाणु एक अणु में गति करते हैं जब सामान्य स्थितिइतनी तेजी से कि विभिन्न आणविक रूपों के बीच एक संतुलन स्वतः स्थापित हो जाता है। इस घटना को टॉटोमेरिज्म कहा जाता है। एक उदाहरण कीटोन और एनोल (कीटो-एनोल टॉटोमेरिज्म) के बीच संतुलन है:

यहाँ, दो यौगिक केवल हाइड्रोजन धनायन और इलेक्ट्रॉनों के युग्म (p-आबंध में) की व्यवस्था में भिन्न हैं। संतुलन जल्दी स्थापित हो जाता है, लेकिन दृढ़ता से कीटो रूप की ओर स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, -सी = सी-ओएच संरचना वाले अल्कोहल आमतौर पर अस्थिर होते हैं और जल्दी से कीटो रूप में बदल जाते हैं, जब तक कि कुछ संरचनात्मक विशेषताएं नहीं होती हैं जो एनोल फॉर्म को स्थिर करती हैं, उदाहरण के लिए, फिनोल में, जो संक्रमण पर अपने सुगंधित चरित्र को खो देंगे। कीटो फॉर्म:

अणुओं में टॉटोमेरिज्म आम है जिनकी संरचना -सीएच = एक्स या -सी = एक्सएच है, जहां एक्स एस, ओ या एन है। इस प्रकार, एच 2 सी = सी (एनएच 2) -सीएच 3 अणु तेजी से एच 3 सी-सी (= एनएच) में पुनर्व्यवस्थित होता है। )- CH3, और R-C(OH)=NH imides को R-C(=O)NH2 एमाइड में पुनर्व्यवस्थित करता है। बार्बिट्यूरिक एसिड और संबंधित यौगिकों जैसे जैविक रूप से महत्वपूर्ण हेट्रोसायक्लिक सिस्टम में टॉटोमेरिज्म आम है:

टॉटोमेरिक संतुलन में ऐसे पदार्थ अक्सर दोनों रूपों की विशेषता प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं।
अन्य तेज संतुलन।संबंधित संरचनाओं वाले अणुओं के बीच अन्य तेज संतुलन को भी जाना जाता है। यदि OH, SH, या NH2 समूहों में से कोई भी दो एक ही कार्बन परमाणु पर हैं, तो यौगिक आमतौर पर दोगुने बंधित रूप की तुलना में अस्थिर होता है:

ऐसे मामले हैं जहां यह संतुलन डायहाइड्रॉक्सी यौगिक की ओर स्थानांतरित हो जाता है। गैसीय फॉर्मेल्डिहाइड की संरचना CH2=O होती है, लेकिन in जलीय घोलयह एक पानी के अणु को जोड़ता है, HO-CH2-OH को प्रमुख रूप में प्राप्त करता है। क्लोरल हाइड्रेट Cl3CCH(OH)2 तीन क्लोरीन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन-निकासी प्रभाव के परिणामस्वरूप डायहाइड्रॉक्सिल रूप में स्थिर है।
बी आइसोमेरिया
कार्बन श्रृंखला का समरूपता।अणु जो केवल कार्बन श्रृंखला की शाखाओं में भिन्न होते हैं, चेन आइसोमर्स कहलाते हैं। एक उदाहरण पहले ही दिया जा चुका है - यह एन-ब्यूटेन और आइसोब्यूटेन की एक आइसोमेरिक जोड़ी है।
संवयविता कार्यात्मक समूह. एक ही सकल सूत्रों वाले अणु लेकिन विभिन्न कार्यात्मक समूह कार्यात्मक आइसोमर होते हैं, उदाहरण के लिए इथेनॉल C2H5OH और डाइमिथाइल ईथर CH3-O-CH3।
स्थिति समरूपता।स्थितीय समावयवों के सकल सूत्र और कार्यात्मक समूह समान होते हैं, लेकिन उनके अणुओं में कार्यात्मक समूहों की स्थिति भिन्न होती है। इस प्रकार, 1-क्लोरोप्रोपेन CH3CH2CH2Cl और 2-क्लोरोप्रोपेन CH3CHClCH3 स्थितीय आइसोमर हैं।
ज्यामितीय समरूपता।ज्यामितीय समावयवों में समान क्रम में जुड़े हुए समान परमाणु होते हैं, लेकिन इन परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था में भिन्नता होती है दोहरा बंधनया अंगूठियां। ओलेफिन के सीआईएस-ट्रांस आइसोमेरिज्म और ऑक्सिम्स के सिन-एंटी-आइसोमेरिज्म इस प्रकार के हैं।

ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म।अणु ऑप्टिकल आइसोमर कहलाते हैं जब वे एक ही तरह से जुड़े हुए समान परमाणुओं से बने होते हैं, लेकिन इन परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था में उसी तरह भिन्न होते हैं जैसे कि दायाँ हाथबाएं से अलग। ऐसा समावयवता तभी संभव है जब अणु असममित हो, अर्थात्। जब इसमें सममिति का तल नहीं होता है। सबसे आसान तरीकाऐसी स्थिति में - चार अलग-अलग समूहों का कार्बन परमाणु से लगाव। तब अणु असममित हो जाता है और दो आइसोमेरिक रूपों में मौजूद होता है। अणु केवल केंद्रीय कार्बन परमाणु से लगाव के क्रम में भिन्न होते हैं, जिसे एक असममित कार्बन परमाणु या एक चिरल केंद्र कहा जाता है, क्योंकि यह चार से जुड़ा होता है। विभिन्न समूह. ध्यान दें कि दो ऑप्टिकल आइसोमर हैं दर्पण छविएक-दूसरे से; उन्हें "एनेंटिओमर्स" या "ऑप्टिकल एंटीपोड" कहा जाता है और उनके पास समान भौतिक और रासायनिक गुण, सिवाय इसके कि वे ध्रुवीकृत प्रकाश के तल को में घुमाते हैं विपरीत दिशाओं मेऔर उन यौगिकों के साथ अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं जो स्वयं ऑप्टिकल आइसोमर हैं। एक आइसोमर जो ध्रुवीकृत प्रकाश के तल को दक्षिणावर्त घुमाता है उसे d- ("डेक्सट्रो" से - दाएं) या (+) - आइसोमर कहा जाता है; आइसोमर जो प्रकाश को वामावर्त घुमाता है उसे l- ("बाएं" से - बाएं) या (-) - आइसोमर कहा जाता है। जब एक अणु में एक से अधिक असममित केंद्र मौजूद होते हैं, तो ऑप्टिकल आइसोमर्स की अधिकतम संभव संख्या 2n होती है, जहां n असममित केंद्रों की संख्या होती है। कभी-कभी इनमें से कुछ आइसोमर्स समान होते हैं, और इससे ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या कम हो जाती है। इस प्रकार, मेसो-आइसोमर ऑप्टिकल आइसोमर होते हैं जो वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय होते हैं क्योंकि उनके पास समरूपता का एक विमान होता है। प्रकाशिक समावयवी जो दर्पण प्रतिबिम्ब नहीं हैं, "डायस्टेरेमर्स" कहलाते हैं; वे भौतिक और रासायनिक गुणों में उसी तरह भिन्न होते हैं जैसे कि ज्यामितीय आइसोमर उनमें भिन्न होते हैं। इन अंतरों को छह-कार्बन सीधी-श्रृंखला वाली शर्करा के उदाहरण से स्पष्ट किया जा सकता है निम्नलिखित संरचना: CH2OH-*CHOH-*CHOH-*CHOH-*CHOH-CHO। यहां, चार असममित परमाणु, एक तारक के साथ चिह्नित, प्रत्येक चार अलग-अलग समूहों से जुड़े हुए हैं; इस प्रकार, 24, या 16, समावयवी संभव हैं। ये 16 आइसोमर्स 8 जोड़े एनैन्टीओमर बनाते हैं; कोई भी जोड़ा जो एनैन्टीओमर नहीं है, डायस्टेरोमर हैं। इन 16 शर्कराओं में से छह को तथाकथित रूप से नीचे प्रस्तुत किया गया है। फिशर अनुमान।

एनैन्टीओमर्स के लिए पदनाम डी- और एल- रोटेशन की दिशा (डी या एल के रूप में चिह्नित) का उल्लेख नहीं करते हैं, लेकिन सबसे कम (फिशर प्रोजेक्शन में) असममित कार्बन पर ओएच की स्थिति के लिए: जब ओएच दाईं ओर है, आइसोमर को डी के रूप में निरूपित किया जाता है, जब बाईं ओर, एल। डी - और एल-ग्लूकोज के गलनांक, घुलनशीलता आदि समान होते हैं। दूसरी ओर, ग्लूकोज और गैलेक्टोज, डायस्टेरेओमर होने के कारण, विभिन्न बिंदुपिघलने, घुलनशीलता, आदि

कोलियर इनसाइक्लोपीडिया। - खुला समाज. 2000 .

देखें कि "जैविक रसायन। आणविक संरचना" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

कोलियर विश्वकोश

रसायन विज्ञान की वह शाखा जो कार्बन यौगिकों का अध्ययन करती है, जिसमें सबसे पहले वे पदार्थ शामिल हैं जो बनाते हैं अधिकांशजीवित पदार्थ (प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, न्यूक्लिक एसिड, विटामिन, टेरपेन्स, एल्कलॉइड, आदि); दूसरे, कई पदार्थ, ... ... कोलियर विश्वकोश

इस शब्द के अन्य अर्थ हैं, रसायन विज्ञान (अर्थ) देखें। रसायन विज्ञान (अरबी کيمياء‎‎ से, जो संभवतः मिस्र के शब्द km.t (काला) से उत्पन्न हुआ है, जहाँ से मिस्र का नाम, काली मिट्टी और सीसा "काली ... ... विकिपीडिया

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C2H2, N2H2 और H202 जैसे अणुओं की रसायन विज्ञान px - और py - A के संयोजन द्वारा गठित ऑर्बिटल्स द्वारा निर्धारित की जाती है। रैखिक एसिटिलीन में, ये ऑर्बिटल्स भरे हुए tsv - और फ्री icg - ऑर्बिटल्स (ch। अणु) को जन्म देते हैं। , ज़ाहिर है, अक्षीय समरूपता है।

कार्बन मोनोऑक्साइड अणु के रसायन विज्ञान को इस रूप से आंशिक रूप से अच्छी तरह से समझाया जा सकता है, जिसके समकक्ष आणविक कक्षीय सिद्धांत के संदर्भ में यहां नहीं माना जाता है। इस संरचना में, कार्बन में इलेक्ट्रॉनों की एक अलग जोड़ी और एक खाली कक्षा होती है, क्योंकि कार्बन नाभिक सामान्य ऑक्टेट के बजाय केवल इलेक्ट्रॉनों के एक सेक्सेट से घिरा होता है। इन विचारों के आधार पर, यह उम्मीद की जा सकती है कि कार्बन मोनोऑक्साइड न्यूक्लियोफिलिक समूहों के साथ बातचीत करने में भी सक्षम है, जैसे कि बेस, जो एक ऑक्टेट को भरने के लिए इलेक्ट्रॉनों का स्रोत हो सकता है। दरअसल, समान कार्बन मोनोऑक्साइड प्रतिक्रियाएं ज्ञात हैं; उनमें से कुछ पर नीचे भी चर्चा की जाएगी।

अणुओं का रसायन आधुनिक कार्बनिक रसायन बना हुआ है। हालांकि, अकार्बनिक यौगिकों के लिए, किसी पदार्थ के अस्तित्व का आणविक रूप केवल गैस और वाष्प अवस्था के लिए विशेषता है।

अणुओं का रसायन आधुनिक कार्बनिक रसायन बना हुआ है, और अधिकांश अकार्बनिक पदार्थों में नहीं है आणविक संरचना. पर अंतिम मामलामैक्रोबॉडी या तो उसी के परमाणुओं से बने होते हैं रासायनिक तत्व, या परमाणुओं से विभिन्न तत्व. एक ठोस पदार्थ के अस्तित्व के गैर-आणविक रूप की मान्यता से रासायनिक परमाणु विज्ञान के कुछ प्रावधानों को संशोधित करने की आवश्यकता होती है, बुनियादी कानूनों और अवधारणाओं को आधुनिक बनाने के लिए जो वायवीय (गैस) रसायन विज्ञान के लिए मान्य हैं।

आणविक रसायन विज्ञान में, दो बुनियादी सिद्धांत हैं।

आणविक रसायन विज्ञान के रूप में, एक्ज़ोथिर्मिक और ऊष्माशोषी अभिक्रियाएँ. द्रव्यमान और ऊर्जा के तुल्यता के नियम का उपयोग करके प्रतिक्रियाओं के ऊष्मीय प्रभाव के परिमाण और संकेत का निर्धारण किया जा सकता है।

आणविक रसायन विज्ञान की तुलना में समूह सिद्धांत यहां अधिक व्यापक रूप से लागू होता है। उसी समय, कण द्रव्यमान स्पेक्ट्रम की नियमितताओं को मूलभूत सिद्धांतों से प्राप्त करने की क्षमता, जैसे कि, जियोमेट्रोडायनामिक्स से, श्रोडिंगर समीकरण का उपयोग करके एक अणु की बाध्यकारी ऊर्जा की गणना करने की क्षमता से कहीं अधिक समस्याग्रस्त है।

विचारों और सिद्धांतों को फैलाने की ऐसी इच्छा जो की आंत में विकसित हो गई है कार्बनिक रसायन शास्त्र(अणुओं का रसायन), अकार्बनिक रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, जैसा कि अब हमारे लिए स्पष्ट है, मुख्य रूप से अवैध हो गया क्योंकि अकार्बनिक यौगिकएक नियम के रूप में, गैर-आणविक प्रणाली हैं। समान प्रणालियों में, सहसंयोजक नहीं, लेकिन आयोनिक बांड. विशिष्ट विशेषता जटिल यौगिकयह है कि वे अणुओं के यौगिक हैं, परमाणु नहीं।

सबसे पहले, यह केवल कॉफ़ैक्टर्स के बारे में था, हालांकि, अक्सर क्रिस्टलीय संरचनात्मक संघों के विश्लेषण के आधार पर पाए जाते थे और आणविक रसायन विज्ञान में स्थानांतरित हो जाते थे, आणविक रसायन विज्ञान और क्रिस्टल रसायन विज्ञान के बीच संबंधों पर सामग्री की कमी के बावजूद। कुछ वर्गों के यौगिकों के लिए, ये संबंध इतने सरल हैं कि वे कुछ निश्चित संयोजकता को कणों को पूर्वनिर्धारित करने की अनुमति देते हैं, जिससे वास्तविक गुणांक प्राप्त किए जा सकते हैं। इस बात को नज़रअंदाज़ नहीं किया जाना चाहिए कि यह नियमितता (जिसे अनेक कठिनाइयों के कारण हल्के में नहीं लिया जा सकता है) रासायनिक यौगिकसामान्य तौर पर) इतनी जल्दी केवल एक भू-रासायनिक कारण के लिए मान्यता प्राप्त की। ऑक्सीजन है आवश्यक तत्वबाहरी स्थलमंडल, और ठीक ऑक्सीजन परमाणुओं और अन्य तत्वों की संख्या के बीच संबंध के आधार पर ऑक्सीजन यौगिकएक नियम काटा गया था कि विद्युत तटस्थ संघों के लिए कोई भी स्टोइकोमेट्रिक अनुपात असंभव है।

सबसे पहले, यह केवल गुणांक के बारे में था, हालांकि, अक्सर क्रिस्टलीय संरचनात्मक संघों के विश्लेषण के आधार पर पाए जाते थे और आणविक रसायन विज्ञान और क्रिस्टल रसायन विज्ञान के बीच संबंधों पर सामग्री की कमी के बावजूद आणविक रसायन शास्त्र में स्थानांतरित हो जाते थे। वर्तमान समय में, हम विचार कर सकते हैं कि विद्युत रूप से तटस्थ परमाणु संघों में, सामान्य परिस्थितियों में, कुछ प्रकार के परमाणु सरल स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में दूसरों के लिए खड़े होते हैं। कुछ वर्गों के यौगिकों के लिए, ये संबंध इतने सरल हैं कि वे कुछ निश्चित संयोजकता को कणों को पूर्वनिर्धारित करने की अनुमति देते हैं, जिससे वास्तविक गुणांक प्राप्त किए जा सकते हैं। इस बात को नज़रअंदाज नहीं किया जाना चाहिए कि यह नियमितता (जो कई कठिनाइयों के कारण, सामान्य रूप से रासायनिक यौगिकों के लिए नहीं दी जा सकती है) को केवल एक भू-रासायनिक कारण के लिए इतनी जल्दी पहचान लिया गया था। ऑक्सीजन बाहरी स्थलमंडल का सबसे महत्वपूर्ण तत्व है, और यह ऑक्सीजन यौगिकों में ऑक्सीजन परमाणुओं और अन्य तत्वों की संख्या के बीच अनुपात के आधार पर था कि नियम प्राप्त किया गया था कि विद्युत तटस्थ संघों के लिए कोई भी स्टोइकोमेट्रिक अनुपात असंभव है।

पॉलीएटोमिक सिस्टम में इलेक्ट्रॉनिक-कंपन (या, संक्षेप में, वाइब्रोनिक) इंटरैक्शन की अभिव्यक्तियां, जो साहित्य में संयुक्त हैं साधारण नामजाह्न-टेलर प्रभाव, वर्तमान में अणुओं और क्रिस्टल के भौतिकी और रसायन विज्ञान में एक नई तेजी से विकासशील दिशा बनाता है।

यह देखना आसान है कि प्रतिक्रियाओं I और II के बीच हैं मूलभूत अंतर. प्रतिक्रिया मैं अणुओं के रसायन विज्ञान का प्रतिनिधित्व करता हूं; उनके अभिकर्मकों की सक्रियता में केवल ऊर्जा कारक भाग लेते हैं। प्रतिक्रियाएं II संपूर्ण रसायन विज्ञान का प्रतिनिधित्व करती हैं, अणुओं का परिवर्तन जिसमें मुख्य रूप से बर्थोलाइड सिस्टम की भागीदारी के साथ किया जाता है। प्रतिक्रियाओं की दिशा और दर I पूरी तरह से प्रतिक्रियाशील अणुओं की रासायनिक संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है। प्रतिक्रिया II की दिशा और दर प्रतिक्रिया करने वाले अणुओं की रासायनिक संरचना और दोनों द्वारा निर्धारित की जाती है रासायनिक संगठनउत्प्रेरक प्रणाली।

चूँकि वलय के निर्माण के लिए बंद है हाइड्रोजन बांड, ज़रूरी उत्साहित राज्य, जाहिरा तौर पर, कार्बनिक रसायन विज्ञान की पारंपरिक प्रतिक्रियाओं पर डेटा का उपयोग करके चक्रीकरण प्रक्रिया पर प्रतिस्थापन के विभिन्न समूहों के प्रभाव का विस्तार से अध्ययन करने का कोई मतलब नहीं है। यह कहा जा सकता है कि फोटोकैमिस्ट्री का संबंध जमीनी अवस्था के बजाय उत्तेजित अवस्था में अणुओं के रसायन विज्ञान से है।

मैं त्रिक अवस्था में अणुओं की प्रतिक्रियाशीलता के प्रश्न पर संक्षेप में ध्यान देना चाहता था। यह प्रश्न, सामान्यतया, बहुत बड़ा है, क्योंकि त्रिक अवस्था में अणुओं का रसायन एक स्वतंत्र क्षेत्र है। मैं केवल त्रिक अवस्था में अणुओं को शामिल करने वाली प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा की गुणात्मक विशेषता पर ध्यान दूंगा। ऐसे अणु और मूलक में क्या अंतर है। सबसे सरल उदाहरण O2 अणु है, जिसके लिए त्रिक अवस्था जमीनी अवस्था है। पर इस मामले मेंजाहिर है, कोई सक्रियण ऊर्जा नहीं है।

रसायन विज्ञान, जिन बुनियादी अवधारणाओं पर हम विचार करेंगे, एक विज्ञान है जो पदार्थों और उनके परिवर्तनों का अध्ययन करता है जो संरचना और संरचना में परिवर्तन के साथ होते हैं, और इसलिए गुण। सबसे पहले, यह परिभाषित करना आवश्यक है कि "पदार्थ" के रूप में इस तरह के शब्द का क्या अर्थ है। अगर हम इसके बारे में बात करते हैं वृहद मायने में, यह पदार्थ का एक रूप है जिसमें एक विश्राम द्रव्यमान होता है। कोई भी पदार्थ है प्राथमिक कण, उदाहरण के लिए, एक न्यूट्रॉन। रसायन शास्त्र में, इस अवधारणा का प्रयोग संकुचित अर्थ में किया जाता है।

आरंभ करने के लिए, आइए हम संक्षेप में रसायन विज्ञान, परमाणु और आणविक विज्ञान के बुनियादी शब्दों और अवधारणाओं का वर्णन करें। उसके बाद, हम उन्हें समझाएंगे, और कुछ की रूपरेखा भी देंगे महत्वपूर्ण कानूनइस विज्ञान की।

रसायन विज्ञान (पदार्थ, परमाणु, अणु) की बुनियादी अवधारणाएँ हम में से प्रत्येक को स्कूल से परिचित हैं। नीचे दिया गया है का संक्षिप्त विवरणउन्हें, साथ ही अन्य, इतने स्पष्ट शब्द और घटनाएं नहीं।

परमाणुओं

सबसे पहले, रसायन शास्त्र में अध्ययन किए जाने वाले सभी पदार्थ परमाणु नामक छोटे कणों से बने होते हैं। न्यूट्रॉन इस विज्ञान के अध्ययन का विषय नहीं हैं। यह भी कहा जाना चाहिए कि परमाणु एक दूसरे के साथ जुड़ सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक बंधन बनते हैं। इस बंधन को तोड़ने के लिए, ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता होती है। नतीजतन, परमाणु सामान्य परिस्थितियों ("महान गैसों" के अपवाद के साथ) के तहत व्यक्तिगत रूप से मौजूद नहीं हैं। वे कम से कम जोड़े में एक दूसरे से जुड़ते हैं।

निरंतर तापीय गति

निरंतर तापीय गति उन सभी कणों की विशेषता है जिनका अध्ययन रसायन विज्ञान द्वारा किया जाता है। इस विज्ञान की मूल अवधारणाओं को इसके बारे में बात किए बिना नहीं बताया जा सकता है। कणों की निरंतर गति के साथ, यह तापमान के समानुपाती होता है (हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अलग-अलग कणों की ऊर्जा अलग-अलग होती है)। एकिन = केटी/2, जहां के - बोल्ट्जमान नियतांक. यह सूत्र किसी भी प्रकार के आंदोलन के लिए मान्य है। चूंकि एकिन = एमवी 2/2, बड़े कणों की गति धीमी होती है। उदाहरण के लिए, यदि तापमान समान है, तो ऑक्सीजन के अणु कार्बन अणुओं की तुलना में औसतन 4 गुना धीमी गति से चलते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनका द्रव्यमान 16 गुना अधिक है। आंदोलन ऑसिलेटरी, ट्रांसलेशनल और रोटेशनल है। कंपन तरल और ठोस दोनों में देखा जाता है, और में गैसीय पदार्थ. लेकिन गैसों में अनुवाद और घूर्णी सबसे आसानी से किया जाता है। तरल पदार्थों में यह अधिक कठिन होता है, लेकिन में ठोस- और भी मुश्किल।

अणुओं

हम रसायन विज्ञान की मूल अवधारणाओं और परिभाषाओं का वर्णन करना जारी रखते हैं। यदि परमाणु एक दूसरे के साथ मिलकर छोटे समूह बनाते हैं (उन्हें अणु कहा जाता है), तो ऐसे समूह थर्मल गति में भाग लेते हैं, एक पूरे के रूप में कार्य करते हैं। विशिष्ट अणुओं में 100 तक परमाणु मौजूद होते हैं, और उनकी संख्या तथाकथित . में होती है मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक 105 तक पहुंच सकता है।

गैर-आणविक पदार्थ

हालांकि, परमाणु अक्सर 107 से 1027 तक विशाल समूहों में एकजुट होते हैं। इस रूप में, वे व्यावहारिक रूप से थर्मल गति में भाग नहीं लेते हैं। इन संघों का अणुओं से बहुत कम समानता है। वे टुकड़ों की तरह अधिक हैं। ठोस बॉडी. इन पदार्थों को आमतौर पर गैर-आणविक कहा जाता है। इस मामले में तापीय गतिटुकड़े के अंदर किया जाता है, लेकिन यह एक अणु की तरह उड़ता नहीं है। वे भी हैं संक्रमण क्षेत्रआकार, जिसमें 105 से 107 की मात्रा में परमाणुओं से युक्त संघ शामिल हैं। ये कण हैं या बहुत बड़े अणु, या पाउडर के छोटे दाने हैं।

आयनों

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि परमाणु और उनके समूह हो सकते हैं आवेश. इस मामले में, उन्हें रसायन विज्ञान जैसे विज्ञान में आयन कहा जाता है, जिनकी मूल अवधारणाएं हम अध्ययन करते हैं। चूँकि एक ही नाम के आवेश हमेशा एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, एक पदार्थ जहाँ कुछ आवेशों की अधिकता होती है, वह स्थिर नहीं हो सकता। नकारात्मक और सकारात्मक आरोपअंतरिक्ष में हमेशा वैकल्पिक। और पदार्थ समग्र रूप से विद्युत रूप से तटस्थ रहता है। ध्यान दें कि आवेश, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक्स में बड़े माने जाते हैं, रसायन विज्ञान की दृष्टि से नगण्य हैं (105-1015 परमाणुओं के लिए - 1e)।

रसायन विज्ञान में अध्ययन की वस्तुएं

यह स्पष्ट किया जाना चाहिए कि रसायन विज्ञान में अध्ययन की वस्तुएं वे घटनाएं हैं जिनमें परमाणु उत्पन्न नहीं होते हैं और नष्ट नहीं होते हैं, बल्कि केवल पुन: समूह होते हैं, अर्थात वे एक नए तरीके से जुड़ते हैं। कुछ कड़ियाँ टूट जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप दूसरों का निर्माण होता है। दूसरे शब्दों में, संरचना में मौजूद परमाणुओं से नए पदार्थ प्रकट होते हैं आरंभिक सामग्री. यदि, हालांकि, दोनों परमाणु और उनके बीच मौजूद बंधन संरक्षित हैं (उदाहरण के लिए, आणविक पदार्थों के वाष्पीकरण के दौरान), तो ये प्रक्रियाएं अब रसायन विज्ञान के अध्ययन के क्षेत्र से संबंधित नहीं हैं, बल्कि आणविक भौतिकी के हैं। मामले में जब परमाणु बनते या नष्ट होते हैं, तो हम परमाणु के अध्ययन के विषयों के बारे में बात कर रहे हैं या परमाणु भौतिकी. हालांकि, रासायनिक और के बीच की सीमा भौतिक घटनाएंधुंधला सब के बाद, में विभाजन व्यक्तिगत विज्ञानसशर्त, जबकि प्रकृति अविभाज्य है। इसलिए रसायनज्ञों के लिए भौतिकी का ज्ञान बहुत उपयोगी है।

हमने संक्षेप में रसायन विज्ञान की बुनियादी अवधारणाओं को रेखांकित किया। अब हम आपको उन पर अधिक विस्तार से विचार करने के लिए आमंत्रित करते हैं।

परमाणुओं के बारे में

परमाणु और अणु वे हैं जिन्हें कई रसायन विज्ञान से जोड़ते हैं। इन बुनियादी अवधारणाओं को स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए। तथ्य यह है कि परमाणु मौजूद हैं दो हजार साल पहले शानदार ढंग से अनुमान लगाया गया था। फिर, पहले से ही 19 वीं शताब्दी में, वैज्ञानिकों के पास प्रायोगिक डेटा (अभी भी अप्रत्यक्ष) था। इसके बारे मेंअवोगाद्रो के बहु अनुपात के बारे में, रचना की स्थिरता के नियम (नीचे हम रसायन विज्ञान की इन बुनियादी अवधारणाओं पर विचार करेंगे)। 20वीं शताब्दी में परमाणु की खोज जारी रही, जब कई प्रत्यक्ष प्रायोगिक साक्ष्य. वे स्पेक्ट्रोस्कोपी डेटा पर आधारित थे, एक्स-रे, अल्फा कणों, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉनों आदि के बिखरने पर। इन कणों का आकार लगभग 1 ई = 1o -10 मीटर है। उनका द्रव्यमान लगभग 10 -27 - 10 -25 है किलोग्राम। इन कणों के केंद्र में एक धनावेशित नाभिक होता है, जिसके चारों ओर ऋणात्मक आवेश वाले इलेक्ट्रॉन चलते हैं। कोर का आकार लगभग 10-15 मीटर है। यह पता चला है कि इलेक्ट्रॉन कवचपरमाणु का आकार निर्धारित करता है, लेकिन इसका द्रव्यमान लगभग पूरी तरह से नाभिक में केंद्रित होता है। रसायन विज्ञान की बुनियादी अवधारणाओं पर विचार करते हुए एक और परिभाषा पेश की जानी चाहिए। एक प्रकार का परमाणु जिसमें समान परमाणु आवेश होता है।

यह अक्सर रासायनिक रूप से अविभाज्य पदार्थ के सबसे छोटे कण के रूप में पाया जाता है। जैसा कि हमने पहले ही नोट किया है, घटना का भौतिक और रासायनिक में विभाजन सशर्त है। लेकिन परमाणुओं का अस्तित्व बिना शर्त है। इसलिए, उनके माध्यम से रसायन विज्ञान को परिभाषित करना बेहतर है, न कि इसके विपरीत, रसायन विज्ञान के माध्यम से परमाणुओं को।

रसायनिक बंध

यह वही है जो परमाणुओं को एक साथ रखता है। यह उन्हें तापीय गति के प्रभाव में बिखरने नहीं देता है। हम बांड की मुख्य विशेषताओं पर ध्यान देते हैं - यह आंतरिक दूरी और ऊर्जा है। ये रसायन विज्ञान की मूल अवधारणाएँ भी हैं। बांड की लंबाई प्रयोगात्मक रूप से पर्याप्त रूप से उच्च सटीकता के साथ निर्धारित की जाती है। ऊर्जा - भी, लेकिन हमेशा नहीं। उदाहरण के लिए, निष्पक्ष रूप से यह निर्धारित करना असंभव है कि यह किस संबंध में है अलग कनेक्शनएक जटिल अणु में। हालांकि, सभी मौजूदा बंधनों को तोड़ने के लिए आवश्यक किसी पदार्थ की परमाणु ऊर्जा हमेशा निर्धारित होती है। बंधन की लंबाई जानने के बाद, आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि कौन से परमाणु बंधे हैं (उनकी दूरी कम है) और कौन से नहीं हैं (उनकी लंबी दूरी है)।

समन्वय संख्या और समन्वय

बुनियादी अवधारणाओं विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्रइन दो शब्दों को शामिल करता है। वे किस लिए खड़े हैं? आइए इसका पता लगाते हैं।

समन्वय संख्या किसी दिए गए के निकटतम पड़ोसियों की संख्या है विशिष्ट परमाणु. दूसरे शब्दों में, यह उन लोगों की संख्या है जिनके साथ वह रासायनिक रूप से जुड़ा हुआ है। समन्वय है आपसी व्यवस्था, प्रकार और पड़ोसियों की संख्या। दूसरे शब्दों में, यह अवधारणा अधिक सार्थक है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन की समन्वय संख्या, अमोनिया के अणुओं की विशेषता और नाइट्रिक एसिड, वही - 3. हालांकि, उनका समन्वय अलग है - गैर-प्लानर और फ्लैट। यह बंधन की प्रकृति के बारे में विचारों की परवाह किए बिना निर्धारित किया जाता है, जबकि ऑक्सीकरण और वैधता की डिग्री सशर्त अवधारणाएं हैं जो समन्वय और संरचना की अग्रिम भविष्यवाणी करने के लिए बनाई गई हैं।

अणु परिभाषा

हम संक्षेप में रसायन विज्ञान की बुनियादी अवधारणाओं और नियमों पर विचार करते हुए इस अवधारणा को पहले ही छू चुके हैं। आइए अब इस पर अधिक विस्तार से ध्यान दें। पाठ्यपुस्तकें अक्सर एक अणु को किसी पदार्थ के सबसे छोटे तटस्थ कण के रूप में परिभाषित करती हैं जिसमें इसके रासायनिक गुण होते हैं और यह स्वतंत्र रूप से अस्तित्व में भी सक्षम होता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह परिभाषा है इस पलपहले से ही पुराना। पहला, जिसे सभी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ एक अणु कहते हैं, वह पदार्थ के गुणों को संरक्षित नहीं करता है। पानी अलग हो जाता है, लेकिन इसके लिए कम से कम 2 अणुओं की आवश्यकता होती है। पानी के पृथक्करण की डिग्री 10 -7 है। दूसरे शब्दों में, 10 मिलियन में से केवल एक अणु इस प्रक्रिया से गुजर सकता है। यदि आपके पास एक अणु है, या सौ भी है, तो आप इसके पृथक्करण का अनुमान नहीं लगा पाएंगे। तथ्य यह है कि थर्मल प्रभावरसायन विज्ञान में प्रतिक्रियाओं में आमतौर पर अणुओं के बीच बातचीत की ऊर्जा शामिल होती है। इसलिए, वे उनमें से किसी एक को नहीं मिल सकते हैं। रासायनिक और दोनों भौतिक पदार्थकेवल अणुओं के एक बड़े समूह से निर्धारित किया जा सकता है। इसके अलावा, ऐसे पदार्थ भी हैं जिनमें स्वतंत्र रूप से मौजूद "सबसे छोटा" कण अनिश्चित काल तक बड़ा है और सामान्य अणुओं से बहुत अलग है। अणु वास्तव में परमाणुओं का एक समूह है जो विद्युत आवेशित नहीं होता है। किसी विशेष मामले में, यह एक परमाणु हो सकता है, उदाहरण के लिए, Ne। यह समूह प्रसार में भाग लेने में सक्षम होना चाहिए, साथ ही साथ अन्य प्रकार की तापीय गति में, समग्र रूप से कार्य करना।

जैसा कि आप देख सकते हैं, रसायन विज्ञान की मूल अवधारणाएँ इतनी सरल नहीं हैं। एक अणु एक ऐसी चीज है जिसका सावधानीपूर्वक अध्ययन करने की आवश्यकता है। इसके अपने गुण होने के साथ-साथ आणविक भार भी है। हम अब बाद के बारे में बात करेंगे।

मॉलिक्यूलर मास्स

प्रयोगात्मक रूप से आणविक भार का निर्धारण कैसे करें? एक तरीका अवोगाद्रो के नियम पर आधारित है, जिसके अनुसार आपेक्षिक घनत्वजोड़ा। सबसे सटीक तरीका मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक है। एक अणु से एक इलेक्ट्रॉन खटखटाया जाता है। परिणामी आयन को पहले विद्युत क्षेत्र में त्वरित किया जाता है, फिर चुंबकीय रूप से विक्षेपित किया जाता है। आवेश से द्रव्यमान का अनुपात विचलन के परिमाण द्वारा सटीक रूप से निर्धारित किया जाता है। समाधान के गुणों के आधार पर विधियां भी हैं। हालांकि, इन सभी मामलों में अणु निश्चित रूप से गति में होना चाहिए - समाधान में, निर्वात में, गैस में। यदि वे गतिमान नहीं हैं, तो उनके द्रव्यमान की वस्तुनिष्ठ गणना करना असंभव है। और इस मामले में उनके अस्तित्व का पता लगाना मुश्किल है।

गैर-आणविक पदार्थों की विशेषताएं

उनके बारे में बोलते हुए, वे ध्यान देते हैं कि वे परमाणुओं से बने होते हैं, अणुओं से नहीं। हालांकि, महान गैसों के लिए भी यही सच है। ये परमाणु स्वतंत्र रूप से चलते हैं, इसलिए, उन्हें एकपरमाणुक अणु के रूप में सोचना बेहतर है। हालाँकि, यह मुख्य बात नहीं है। इससे भी महत्वपूर्ण बात, में गैर-आणविक पदार्थबहुत सारे परमाणु एक साथ जुड़े हुए हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी पदार्थों का गैर-आणविक और आणविक में विभाजन अपर्याप्त है। कनेक्टिविटी द्वारा विभाजन अधिक सार्थक है। उदाहरण के लिए, ग्रेफाइट और हीरे के गुणों में अंतर पर विचार करें। दोनों कार्बन हैं, लेकिन पूर्व नरम है और बाद वाला कठोर है। वे एक दूसरे से कैसे भिन्न हैं? अंतर ठीक उनकी कनेक्टिविटी में है। यदि हम ग्रेफाइट की संरचना पर विचार करें, तो हम देखेंगे कि मजबूत बंधन केवल दो आयामों में मौजूद हैं। लेकिन तीसरे में, अंतर-परमाणु दूरियां बहुत महत्वपूर्ण हैं, इसलिए कोई मजबूत बंधन नहीं है। ग्रेफाइट इन परतों पर आसानी से फिसलता और विभाजित होता है।

संरचना कनेक्टिविटी

अन्यथा, इसे स्थानिक आयाम कहा जाता है। यह अंतरिक्ष के आयामों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है, इस तथ्य की विशेषता है कि उनके पास एक सतत (लगभग अनंत) कोर सिस्टम है ( मज़बूत संबंध) इसके द्वारा लिए जा सकने वाले मान 0, 1, 2 और 3 हैं। इसलिए, त्रि-आयामी रूप से जुड़े, स्तरित, श्रृंखला और द्वीप (आणविक) संरचनाओं के बीच अंतर करना आवश्यक है।

रचना की स्थिरता का नियम

हम पहले ही रसायन विज्ञान की बुनियादी अवधारणाओं को सीख चुके हैं। पदार्थ की हमारे द्वारा संक्षिप्त समीक्षा की गई थी। अब बात करते हैं उस पर लागू होने वाले कानून की। यह आमतौर पर निम्नानुसार तैयार किया जाता है: कोई भी व्यक्तिगत पदार्थ (अर्थात, शुद्ध), चाहे वह कैसे भी प्राप्त किया गया हो, उसकी मात्रात्मक और समान होती है गुणात्मक रचना. लेकिन अवधारणा का क्या अर्थ है?आइए देखते हैं।

दो हजार साल पहले, जब पदार्थों की संरचना का अभी तक प्रत्यक्ष तरीकों से अध्ययन नहीं किया जा सकता था, जब हमें परिचित रसायन विज्ञान की बुनियादी रासायनिक अवधारणाएं और नियम अभी तक मौजूद नहीं थे, यह वर्णनात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। उदाहरण के लिए, पानी वह तरल है जो समुद्रों और नदियों का आधार बनता है। इसमें कोई गंध, रंग, स्वाद नहीं है। इसमें ऐसे-ऐसे जमने और पिघलने वाले तापमान होते हैं, यह नीला हो जाता है।समुद्र का खारा पानी इसलिए है क्योंकि यह साफ नहीं है। हालांकि, आसवन द्वारा लवण को अलग किया जा सकता है। कमोबेश ऐसे ही, वर्णनात्मक विधिबुनियादी रासायनिक अवधारणाओं और रसायन विज्ञान के नियमों का निर्धारण किया गया।

के लिए वैज्ञानिकसमय, यह स्पष्ट नहीं था कि जो तरल छोड़ा गया था विभिन्न तरीके(हाइड्रोजन दहन, विट्रियल निर्जलीकरण, समुद्री जल आसवन), की संरचना समान है। विज्ञान में एक महान खोज इस तथ्य का प्रमाण थी। यह स्पष्ट हो गया कि ऑक्सीजन और हाइड्रोजन का अनुपात सुचारू रूप से नहीं बदल सकता है। इसका मतलब है कि तत्व परमाणुओं से बने होते हैं - अविभाज्य भाग। तो पदार्थों के सूत्र प्राप्त हुए, और अणुओं के बारे में वैज्ञानिकों का विचार उचित था।

आजकल, किसी भी पदार्थ को स्पष्ट रूप से या परोक्ष रूप से सूत्र द्वारा परिभाषित किया जाता है, न कि गलनांक, स्वाद या रंग द्वारा। पानी एच 2 ओ है। यदि अन्य अणु मौजूद हैं, तो यह अब शुद्ध नहीं होगा। इसलिए, शुद्ध आणविक पदार्थवह है जो केवल एक प्रकार के अणुओं से बना होता है।

हालांकि, इस मामले में इलेक्ट्रोलाइट्स के बारे में क्या? आखिरकार, उनमें केवल अणु ही नहीं, आयन होते हैं। अधिक कठोर परिभाषा की आवश्यकता है। एक शुद्ध आणविक पदार्थ वह होता है जो एक ही प्रकार के अणुओं से बना होता है, और संभवतः, उनके प्रतिवर्ती तीव्र परिवर्तन (आइसोमेराइजेशन, एसोसिएशन, पृथक्करण) के उत्पाद भी होते हैं। इस संदर्भ में "तेज" शब्द का अर्थ है कि हम इन उत्पादों से छुटकारा नहीं पा सकते हैं, वे तुरंत फिर से प्रकट होते हैं। शब्द "प्रतिवर्ती" इंगित करता है कि परिवर्तन पूरा नहीं हुआ है। अगर लाया जाए तो यह कहना बेहतर है कि यह अस्थिर है। इस मामले में, यह एक शुद्ध पदार्थ नहीं है।

पदार्थ के द्रव्यमान के संरक्षण का नियम

इस नियम को प्राचीन काल से रूपक रूप में जाना जाता रहा है। उन्होंने कहा कि पदार्थ अविनाशी और अविनाशी है। फिर इसका मात्रात्मक सूत्रीकरण आया। इसके अनुसार वजन (और 17वीं शताब्दी के अंत से - द्रव्यमान) किसी पदार्थ की मात्रा का एक माप है।

यह नियम अपने सामान्य रूप में 1748 में लोमोनोसोव द्वारा खोजा गया था। 1789 में, इसे एक फ्रांसीसी वैज्ञानिक ए. लावोज़ियर द्वारा पूरक बनाया गया था। इसका आधुनिक सूत्रीकरण इस तरह लगता है: रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों का द्रव्यमान इसके परिणामस्वरूप प्राप्त पदार्थों के द्रव्यमान के बराबर होता है।

अवोगाद्रो का नियम, गैसों के आयतन अनुपात का नियम

इनमें से अंतिम को 1808 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे एल गे-लुसाक द्वारा तैयार किया गया था। इस नियम को अब गे-लुसाक के नियम के रूप में जाना जाता है। उनके अनुसार, प्रतिक्रिया करने वाली गैसों की मात्रा एक दूसरे से संबंधित होती है, साथ ही परिणामी गैसीय उत्पादों की मात्रा, छोटे पूर्णांक के रूप में।

गे-लुसाक ने जिस पैटर्न की खोज की, वह उस कानून की व्याख्या करता है जिसे 1811 में एक इतालवी वैज्ञानिक एमेडियो अवोगाद्रो द्वारा खोजा गया था। यह बताता है कि समान आयतन वाली गैसों में समान परिस्थितियों (दबाव और तापमान) में अणुओं की संख्या समान होती है।

अवोगाद्रो के नियम से दो महत्वपूर्ण परिणाम मिलते हैं। पहला यह है कि जब समान शर्तेंकिसी भी गैस का एक मोल बराबर आयतन लेता है। सामान्य परिस्थितियों में उनमें से किसी की मात्रा (जो 0 डिग्री सेल्सियस का तापमान है, साथ ही 101.325 केपीए का दबाव है) 22.4 लीटर है। इस नियम का दूसरा परिणाम निम्नलिखित है: समान परिस्थितियों में, समान आयतन वाली गैसों के द्रव्यमान का अनुपात उनके दाढ़ द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होता है।

एक और कानून है, जिसका निश्चित रूप से उल्लेख किया जाना चाहिए। आइए इसके बारे में संक्षेप में बात करते हैं।

आवर्त नियम और सारणी

डी. आई. मेंडेलीव, तत्वों के रासायनिक गुणों के आधार पर और परमाणु और आणविक विज्ञानइस कानून की खोज की। यह घटना 1 मार्च, 1869 को हुई थी। आवधिक कानूनप्रकृति में सबसे महत्वपूर्ण में से एक है। इसे निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: तत्वों के गुण और जटिल और सरल पदार्थउनके परमाणुओं के नाभिक के आवेशों पर आवधिक निर्भरता होती है।

मेंडलीफ द्वारा बनाई गई आवर्त सारणी में सात आवर्त और आठ समूह हैं। समूह इसके लंबवत स्तंभ हैं। उनमें से प्रत्येक के तत्वों में समान भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं। समूह, बदले में, उपसमूहों (मुख्य और माध्यमिक) में विभाजित है।

इस तालिका की क्षैतिज पंक्तियों को आवर्त कहा जाता है। उनमें जो तत्व हैं वे एक दूसरे से भिन्न हैं, लेकिन उनमें यह भी समानता है - कि उनके अंतिम इलेक्ट्रॉन समान ऊर्जा स्तर पर स्थित हैं। प्रथम आवर्त में केवल दो तत्व हैं। ये हाइड्रोजन एच और हीलियम हे हैं। द्वितीय आवर्त में आठ तत्व होते हैं। उनमें से चौथे में पहले से ही 18 हैं मेंडेलीव ने इस अवधि को पहली बड़ी अवधि के रूप में नामित किया। पांचवें में भी 18 तत्व हैं, इसकी संरचना चौथे के समान है। छठे में 32 तत्व होते हैं। सातवां पूरा नहीं हुआ है। यह अवधि फ्रांसियम (Fr) से शुरू होती है। हम यह मान सकते हैं कि इसमें 32 तत्व होंगे, जैसे कि छठा तत्व। हालांकि अभी तक 24 ही मिले हैं।

रोलबैक नियम

रोलबैक नियम के अनुसार, 8-इलेक्ट्रॉन नोबल गैस कॉन्फ़िगरेशन उनके सबसे करीब होने के लिए सभी तत्व एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त या खो देते हैं। आयनीकरण ऊर्जा एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को अलग करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है। रोलबैक नियम बताता है कि बाएं से दाएं जाने पर आवर्त सारणीज़रूरी ज्यादा उर्जाएक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए। इसलिए, बाईं ओर के तत्व एक इलेक्ट्रॉन खो देते हैं। इसके विपरीत, जिनके साथ स्थित हैं दाईं ओरइसे खरीदना चाहते हैं।

हमने संक्षेप में रसायन विज्ञान के नियमों और बुनियादी अवधारणाओं की रूपरेखा तैयार की। निश्चित रूप से, यह केवल है सामान्य जानकारी. एक लेख के ढांचे के भीतर इतने गंभीर विज्ञान के बारे में विस्तार से बात करना असंभव है। हमारे लेख में संक्षेप में रसायन विज्ञान की बुनियादी अवधारणाएँ और नियम केवल हैं एक प्रारंभिक बिंदुआगे के अध्ययन के लिए। दरअसल, इस विज्ञान में कई खंड हैं। उदाहरण के लिए, जैविक है अकार्बनिक रसायन शास्त्र. इस विज्ञान के प्रत्येक खंड की मूल अवधारणाओं का अध्ययन बहुत लंबे समय तक किया जा सकता है। लेकिन जो ऊपर प्रस्तुत किए गए हैं वे संदर्भित करते हैं सामान्य मुद्दे. इसलिए, हम कह सकते हैं कि ये कार्बनिक रसायन विज्ञान के साथ-साथ अकार्बनिक की मूल अवधारणाएँ हैं।