चित्र एक। तत्वों की कक्षीय त्रिज्या (r a) और एक-इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंध की लंबाई (d)

सबसे सरल एक-इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधन एकल वैलेंस इलेक्ट्रॉन द्वारा बनाया गया है। यह पता चला है कि एक इलेक्ट्रॉन एक ही पूरे में दो धनात्मक आवेशित आयनों को धारण करने में सक्षम होता है। एक-इलेक्ट्रॉन बंधन में, धनात्मक आवेशित कणों के कूलम्ब प्रतिकर्षण बलों की भरपाई इन कणों के ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन के आकर्षण के कूलम्ब बलों द्वारा की जाती है। संयोजकता इलेक्ट्रॉन अणु के दो नाभिकों के लिए उभयनिष्ठ हो जाता है।

ऐसे रासायनिक यौगिकों के उदाहरण आणविक आयन हैं: एच 2 +, ली 2 +, ना 2 +, के 2 +, आरबी 2 +, सीएस 2 +:

एक ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन विषम नाभिकीय द्विपरमाणुक अणुओं में होता है (चित्र 3)। एक ध्रुवीय रासायनिक बंधन में बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़ी एक उच्च प्रथम आयनीकरण क्षमता वाले परमाणु के करीब है।

परमाणु नाभिक के बीच की दूरी d, जो ध्रुवीय अणुओं की स्थानिक संरचना की विशेषता है, लगभग संबंधित परमाणुओं के सहसंयोजक त्रिज्या के योग के रूप में माना जा सकता है।

कुछ ध्रुवीय पदार्थों की विशेषता

बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन युग्म के ध्रुवीय अणु के किसी एक नाभिक में शिफ्ट होने से एक विद्युत द्विध्रुव (इलेक्ट्रोडायनामिक्स) (चित्र 4) का आभास होता है।

धनात्मक तथा ऋणात्मक आवेशों के गुरुत्व केन्द्रों के बीच की दूरी को द्विध्रुव की लंबाई कहते हैं। अणु की ध्रुवीयता, साथ ही बंधन की ध्रुवीयता, द्विध्रुवीय क्षण μ के मूल्य से अनुमानित होती है, जो कि इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के मूल्य से द्विध्रुवीय एल की लंबाई का उत्पाद है:

एकाधिक सहसंयोजक बंधन

एकाधिक सहसंयोजक बंधन असंतृप्त कार्बनिक यौगिकों द्वारा दर्शाए जाते हैं जिनमें डबल और ट्रिपल रासायनिक बंधन होते हैं। असंतृप्त यौगिकों की प्रकृति का वर्णन करने के लिए, एल. पॉलिंग ने सिग्मा और बांड, परमाणु कक्षाओं के संकरण की अवधारणाओं का परिचय दिया।

दो एस- और दो पी-इलेक्ट्रॉनों के लिए पॉलिंग के संकरण ने रासायनिक बांडों की दिशात्मकता को समझाया, विशेष रूप से मीथेन के टेट्राहेड्रल कॉन्फ़िगरेशन को समझाया। एथिलीन की संरचना की व्याख्या करने के लिए, एक p-इलेक्ट्रॉन को चार समतुल्य Sp3 - कार्बन परमाणु के इलेक्ट्रॉनों से अलग करना आवश्यक है ताकि एक अतिरिक्त बंधन बनाया जा सके, जिसे π-बंध कहा जाता है। इस मामले में, तीन शेष Sp 2 -हाइब्रिड ऑर्बिटल्स विमान में 120 ° के कोण पर स्थित होते हैं और मुख्य बॉन्ड बनाते हैं, उदाहरण के लिए, एक फ्लैट एथिलीन अणु (चित्र। 5)।

पॉलिंग के नए सिद्धांत में, सभी बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन अणु के नाभिक को जोड़ने वाली रेखा से समान और समान दूरी पर बन गए। पॉलिंग के बेंट केमिकल बॉन्ड के सिद्धांत ने एम। बॉर्न, इलेक्ट्रॉनों के कूलम्ब इलेक्ट्रॉन सहसंबंध द्वारा तरंग फ़ंक्शन की सांख्यिकीय व्याख्या को ध्यान में रखा। एक भौतिक अर्थ प्रकट हुआ - रासायनिक बंधन की प्रकृति पूरी तरह से नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के विद्युत संपर्क से निर्धारित होती है। जितने अधिक बंधन वाले इलेक्ट्रॉन, उतनी ही छोटी आंतरिक दूरी और कार्बन परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन उतना ही मजबूत होता है।

तीन-केंद्र रासायनिक बंधन

रासायनिक बंधन के बारे में विचारों का और विकास अमेरिकी भौतिक रसायनज्ञ डब्ल्यू लिप्सकॉम्ब द्वारा दिया गया था, जिन्होंने दो-इलेक्ट्रॉन तीन-केंद्र बांड के सिद्धांत और एक टोपोलॉजिकल सिद्धांत विकसित किया था जो कुछ और बोरॉन हाइड्राइड्स (बोरोहाइड्राइड्स) की संरचना की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है।

तीन-केंद्र रासायनिक बंधन में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी तीन परमाणु नाभिकों के लिए सामान्य हो जाती है। तीन-केंद्र रासायनिक बंधन के सबसे सरल प्रतिनिधि में - आणविक हाइड्रोजन आयन एच 3 +, एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी एक पूरे में तीन प्रोटॉन रखती है (चित्र 6)।

अंजीर। 7. डिबोरान

"पुल" हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ उनके दो-इलेक्ट्रॉन तीन-केंद्र बंधनों के साथ बोरेन के अस्तित्व ने वैधता के विहित सिद्धांत का उल्लंघन किया। हाइड्रोजन परमाणु, जिसे पहले एक मानक असमान तत्व माना जाता था, दो बोरॉन परमाणुओं के साथ समान बंधनों से बंधा हुआ निकला और औपचारिक रूप से एक द्विसंयोजक तत्व बन गया। बोरेन्स की संरचना को समझने पर डब्ल्यू लिप्सकॉम्ब के काम ने रासायनिक बंधन की समझ का विस्तार किया। नोबेल समिति ने 1976 में रसायन विज्ञान में विलियम नन लिप्सकॉम्ब पुरस्कार से सम्मानित किया, "बोरेन (बोरोहाइड्राइट्स) की संरचना में उनकी जांच के लिए जो रासायनिक बांड की समस्याओं को स्पष्ट करते हैं"।

बहुकेंद्र रासायनिक बंधन

अंजीर। 8. फेरोसीन अणु

अंजीर। 9. डिबेंजीनक्रोमियम

अंजीर। 10. यूरेनोसिन

फेरोसिन अणु में सभी दस बांड (C-Fe) समतुल्य हैं, Fe-c की आंतरिक दूरी 2.04 है। फेरोसिन अणु में सभी कार्बन परमाणु संरचनात्मक और रासायनिक रूप से समतुल्य हैं, प्रत्येक सीसी बांड की लंबाई 1.40 - 1.41 है (तुलना के लिए, बेंजीन में सीसी बांड की लंबाई 1.39 है)। लोहे के परमाणु के चारों ओर एक 36-इलेक्ट्रॉन खोल दिखाई देता है।

रासायनिक बंधन गतिकी

रासायनिक बंधन काफी गतिशील है। इस प्रकार, धातु के वाष्पीकरण के दौरान एक चरण संक्रमण के दौरान एक धातु बंधन एक सहसंयोजक बंधन में बदल जाता है। एक ठोस से वाष्प अवस्था में धातु के संक्रमण के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता होती है।

वाष्प में, इन धातुओं में व्यावहारिक रूप से होमोन्यूक्लियर डायटोमिक अणु और मुक्त परमाणु होते हैं। जब धातु वाष्प संघनित होता है, तो सहसंयोजक बंधन धातु में बदल जाता है।

क्षार धातु फ्लोराइड जैसे विशिष्ट आयनिक बंधन के साथ लवण के वाष्पीकरण से आयनिक बंधन का विनाश होता है और ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के साथ हेटेरोन्यूक्लियर डायटोमिक अणुओं का निर्माण होता है। इस मामले में, ब्रिजिंग बॉन्ड के साथ डिमेरिक अणुओं का निर्माण होता है।

क्षार धातु फ्लोराइड और उनके डिमर के अणुओं में रासायनिक बंधन की विशेषता।

क्षार धातु फ्लोराइड के वाष्पों के संघनन के दौरान, ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन नमक के संबंधित क्रिस्टल जाली के गठन के साथ एक आयनिक में बदल जाता है।

एक सहसंयोजक के धात्विक बंधन में संक्रमण का तंत्र

चित्र.11. एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी की कक्षीय त्रिज्या के बीच संबंध r e और एक सहसंयोजक रासायनिक बंधन की लंबाई d

Fig.12. द्विपरमाणुक अणुओं के द्विध्रुवों का अभिविन्यास और क्षार धातु वाष्पों के संघनन के दौरान एक विकृत अष्टफलकीय क्लस्टर खंड का निर्माण

अंजीर। 13. क्षार धातु क्रिस्टल में नाभिक की शरीर-केंद्रित घन व्यवस्था और एक कड़ी

फैलाव आकर्षण (लंदन बलों) के कारण अंतर-परमाणु संपर्क और क्षार धातु परमाणुओं से होमोन्यूक्लियर डायटोमिक अणुओं का निर्माण होता है।

धातु-धातु सहसंयोजक बंधन का निर्माण परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले के विरूपण से जुड़ा होता है - वैलेंस इलेक्ट्रॉन एक बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़ी बनाते हैं, जिसका इलेक्ट्रॉन घनत्व परिणामी अणु के परमाणु नाभिक के बीच की जगह में केंद्रित होता है। क्षार धातुओं के होमोन्यूक्लियर डायटोमिक अणुओं की एक विशेषता सहसंयोजक बंधन की लंबी लंबाई (हाइड्रोजन अणु में बंधन की लंबाई का 3.6-5.8 गुना) और इसके टूटने की कम ऊर्जा है।

रे और डी के बीच संकेतित अनुपात अणु में विद्युत आवेशों के असमान वितरण को निर्धारित करता है - अणु के मध्य भाग में, बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन जोड़ी का ऋणात्मक विद्युत आवेश केंद्रित होता है, और अणु के सिरों पर, सकारात्मक विद्युत आवेश दो परमाणु कोर के।

विद्युत आवेशों का असमान वितरण प्राच्य बलों (वैन डेर वाल्स बलों) के कारण अणुओं की परस्पर क्रिया के लिए परिस्थितियाँ बनाता है। क्षार धातुओं के अणु अपने आप को इस तरह से उन्मुख करते हैं कि पड़ोस में विपरीत विद्युत आवेश दिखाई देते हैं। नतीजतन, आकर्षक बल अणुओं के बीच कार्य करते हैं। उत्तरार्द्ध की उपस्थिति के कारण, क्षार धातु के अणु एक दूसरे के पास आते हैं और कमोबेश मजबूती से एक साथ खींचे जाते हैं। इसी समय, उनमें से प्रत्येक का कुछ विरूपण पड़ोसी अणुओं के निकट स्थित ध्रुवों की कार्रवाई के तहत होता है (चित्र 12)।

वास्तव में, मूल द्विपरमाणुक अणु के बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन, क्षार धातु के अणुओं के चार धनात्मक आवेशित परमाणु कोर के विद्युत क्षेत्र में गिरते हैं, परमाणु की कक्षीय त्रिज्या से टूट जाते हैं और मुक्त हो जाते हैं।

इस मामले में, छह उद्धरणों वाले सिस्टम के लिए भी बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़ी सामान्य हो जाती है। धातु के क्रिस्टल जाली का निर्माण क्लस्टर चरण में शुरू होता है। क्षार धातुओं के क्रिस्टल जाली में, कनेक्टिंग लिंक की संरचना स्पष्ट रूप से व्यक्त की जाती है, जिसमें एक विकृत तिरछा ऑक्टाहेड्रोन का आकार होता है - एक वर्ग द्विपिरामिड, जिसकी ऊंचाई और आधार के किनारे निरंतर अनुवाद के मूल्य के बराबर होते हैं जाली a w (चित्र 13)।

एक क्षार धातु क्रिस्टल के ट्रांसलेशनल जाली स्थिरांक का मूल्य एक क्षार धातु अणु के सहसंयोजक बंधन की लंबाई से काफी अधिक है, इसलिए आमतौर पर यह स्वीकार किया जाता है कि धातु में इलेक्ट्रॉन एक मुक्त अवस्था में हैं:

धातु में मुक्त इलेक्ट्रॉनों के गुणों से जुड़े गणितीय निर्माण को आमतौर पर "फर्मी सतह" से पहचाना जाता है, जिसे एक ज्यामितीय स्थान के रूप में माना जाना चाहिए जहां इलेक्ट्रॉन रहते हैं, धातु की मुख्य संपत्ति प्रदान करते हैं - विद्युत प्रवाह का संचालन करने के लिए।

गैसों के संघनन की प्रक्रिया के साथ क्षार धातुओं के वाष्पों के संघनन की प्रक्रिया की तुलना करते समय, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन, धातु के गुणों में एक विशिष्ट विशेषता दिखाई देती है। इसलिए, यदि हाइड्रोजन के संघनन के दौरान कमजोर इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन दिखाई देते हैं, तो धातु वाष्प के संघनन के दौरान, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की विशेषता वाली प्रक्रियाएं होती हैं। धातु वाष्प का संघनन स्वयं कई चरणों में होता है और निम्नलिखित जुलूस द्वारा वर्णित किया जा सकता है: एक मुक्त परमाणु → एक सहसंयोजक बंधन के साथ एक डायटोमिक अणु → एक धातु क्लस्टर → एक धातु बंधन के साथ एक कॉम्पैक्ट धातु।

क्षार धातु हैलाइड अणुओं की परस्पर क्रिया उनके डिमराइजेशन के साथ होती है। एक डिमेरिक अणु को विद्युत चौगुना माना जा सकता है (चित्र 15)। वर्तमान में, क्षार धातु हैलाइड डिमर (रासायनिक बंधन लंबाई और बंधन कोण) की मुख्य विशेषताएं ज्ञात हैं।

क्षार धातु हैलाइड (ई 2 एक्स 2) (गैस चरण) के डिमर में रासायनिक बंधन लंबाई और बंधन कोण।

ई 2 एक्स 2	एक्स = एफ		एक्स = सीएल		एक्स = ब्र		एक्स = मैं
	डी ईएफ,		डी ईसीएल,		डी ईबीआर,		डी ईआई,
ली 2 एक्स 2	1,75	105	2,23	108	2,35	110	2,54	116
ना 2 एक्स 2	2,08	95	2,54	105	2,69	108	2,91	111
K2X2	2,35	88	2,86	98	3,02	101	3,26	104
सीएस 2 एक्स 2	2,56	79	3,11	91	3,29	94	3,54	94

संक्षेपण की प्रक्रिया में, प्राच्य बलों की कार्रवाई को बढ़ाया जाता है, अंतःक्रियात्मक बातचीत समूहों के गठन के साथ होती है, और फिर एक ठोस। क्षार धातु के हलाइड्स एक साधारण घन और शरीर-केंद्रित घन जाली के साथ क्रिस्टल बनाते हैं।

क्षार धातु हैलाइड के लिए जाली प्रकार और अनुवादकीय जाली स्थिरांक।

क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया में, अंतर-परमाणु दूरी में और वृद्धि होती है, जिससे एक क्षार धातु परमाणु की कक्षीय त्रिज्या से एक इलेक्ट्रॉन को हटा दिया जाता है और संबंधित आयनों के निर्माण के साथ एक इलेक्ट्रॉन को हलोजन परमाणु में स्थानांतरित कर दिया जाता है। आयनों के बल क्षेत्र अंतरिक्ष में सभी दिशाओं में समान रूप से वितरित होते हैं। इस संबंध में, क्षार धातु क्रिस्टल में, प्रत्येक आयन का बल क्षेत्र विपरीत संकेत के साथ किसी भी तरह से एक आयन का समन्वय नहीं करता है, क्योंकि यह गुणात्मक रूप से आयनिक बंधन (Na + Cl -) का प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रथागत है।

आयनिक यौगिकों के क्रिस्टल में, Na + Cl - और Cs + Cl प्रकार के सरल दो-आयन अणुओं की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है, क्योंकि क्षार धातु आयन छह क्लोराइड आयनों (सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल में) और आठ से जुड़ा होता है। क्लोरीन आयन (सीज़ियम क्लोराइड क्रिस्टल में। इस मामले में, क्रिस्टल में सभी अंतर-आयनिक दूरियां समान दूरी पर होती हैं।

टिप्पणियाँ

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यह सभी देखें

• रासायनिक बंध- ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया का लेख
• रासायनिक बंध- Chemport.ru
• रासायनिक बंध- भौतिक विश्वकोश

परमाणुओं को एक दूसरे से बाँधने वाले बल समान विद्युत प्रकृति के होते हैं। लेकिन इन बलों के गठन और अभिव्यक्ति के तंत्र में अंतर के कारण, रासायनिक बंधन विभिन्न प्रकार के हो सकते हैं।

अंतर करना तीनमेजर प्रकारसंयोजक रासायनिक बंध: सहसंयोजक, आयनिक और धात्विक।

उनके अलावा, बहुत महत्व और वितरण हैं: हाइड्रोजनकनेक्शन जो हो सकता है संयोजक तथा गैर-वैलेंटा, तथा गैर-वेलेंटाइन रासायनिक बंधन - एम अंतर-आणविक (या वैन डेर वाल्सो),अणुओं और विशाल आणविक टुकड़ियों के अपेक्षाकृत छोटे सहयोगियों का निर्माण - सुपर- और सुपरमॉलेक्यूलर नैनोस्ट्रक्चर।

सहसंयोजक रासायनिक बंधन (परमाणु, होमोपोलर) -

ये है रासायनिक बंधन किया गया सामान्य परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं के लिए एक-तीनइलेक्ट्रॉनों के जोड़े .

यह कनेक्शन है दो इलेक्ट्रॉनतथा दो-केंद्र(2 परमाणु नाभिकों को बांधता है)।

इस मामले में, सहसंयोजक बंधन है सबसे आम और सबसे आम प्रकार बाइनरी यौगिकों में संयोजकता रासायनिक बंधन - के बीच एक) अधातुओं के परमाणु और b) उभयधर्मी धातुओं और अधातुओं के परमाणु।

उदाहरण: एच-एच (हाइड्रोजन अणु एच 2 में); चार एसओ बांड (एसओ 4 2- आयन में); तीन अल-एच बांड (एएलएच 3 अणु में); Fe-S (FeS अणु में), आदि।

peculiarities सहसंयोजक बंधन - अभिविन्यासतथा संतृप्ति.

अभिविन्यास - सहसंयोजक बंधन की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति, से

जो अणुओं और रासायनिक यौगिकों की संरचना (विन्यास, ज्यामिति) पर निर्भर करता है। सहसंयोजक बंधन का स्थानिक अभिविन्यास पदार्थ की रासायनिक और क्रिस्टल-रासायनिक संरचना को निर्धारित करता है। सहसंयोजक बंधन हमेशा संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के परमाणु कक्षकों के अधिकतम अतिव्यापन की दिशा में निर्देशित होता है एक आम इलेक्ट्रॉन बादल और सबसे मजबूत रासायनिक बंधन के गठन के साथ परस्पर क्रिया करने वाले परमाणु. अभिविन्यास विभिन्न पदार्थों के अणुओं और ठोस पदार्थों के क्रिस्टल में परमाणुओं के बंधन की दिशाओं के बीच कोणों के रूप में व्यक्त किया जाता है।

संतृप्ति एक संपत्ति है, जो सहसंयोजक बंधन को अन्य सभी प्रकार के कण अंतःक्रिया से अलग करता है, में प्रकट होता है परमाणुओं की सीमित संख्या में सहसंयोजक बंध बनाने की क्षमता, क्योंकि बाध्यकारी इलेक्ट्रॉनों की प्रत्येक जोड़ी केवल बनती है संयोजकविपरीत उन्मुख स्पिन वाले इलेक्ट्रॉन, जिनमें से एक परमाणु में संख्या सीमित होती है संयोजकता, 1 - 8.इस मामले में, सहसंयोजक बंधन (पॉली सिद्धांत) बनाने के लिए एक ही परमाणु कक्षीय का दो बार उपयोग करना मना है।

वैलेंस - यह एक परमाणु की वैलेंस रासायनिक बंधों के निर्माण के साथ एक निश्चित संख्या में अन्य परमाणुओं को जोड़ने या बदलने की क्षमता है।

स्पिन सिद्धांत के अनुसार सहसंयोजक बंधन संयोजक निर्धारित जमीन या उत्तेजित अवस्था में एक परमाणु में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या .

इस प्रकार, विभिन्न तत्वों के लिए सहसंयोजक बंधों की एक निश्चित संख्या बनाने की क्षमता प्राप्त करने तक सीमित उनके परमाणुओं की उत्तेजित अवस्था में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या।

एक परमाणु की उत्तेजित अवस्था - यह एक परमाणु की वह अवस्था है जिसमें उसे बाहर से अतिरिक्त ऊर्जा प्राप्त होती है, जिसके कारण गुस्सेएक परमाणु कक्षीय पर कब्जा करने वाले विरोधी समानांतर इलेक्ट्रॉन, यानी। इन इलेक्ट्रॉनों में से एक का युग्मित अवस्था से मुक्त (रिक्त) कक्षक में संक्रमण वही या बंद करना ऊर्जा स्तर।

उदाहरण के लिए, योजना भरने एस-, आर-एओतथा संयोजक (पर)कैल्शियम परमाणु पर एसए अधिकतर तथा उत्साहित राज्य निम्नलिखित:

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि परमाणु संतृप्त वैलेंस बांड के साथबना सकते हैं अतिरिक्त सहसंयोजक बंधनएक दाता-स्वीकर्ता या अन्य तंत्र द्वारा (जैसे, उदाहरण के लिए, जटिल यौगिकों में)।

सहसंयोजक बंधन शायदध्रुवीय तथागैर-ध्रुवीय .

सहसंयोजक बंधन गैर-ध्रुवीय , इयदि सामाजिक संयोजकता इलेक्ट्रॉन के बराबर परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं के नाभिकों के बीच वितरित, अतिव्यापी परमाणु कक्षक (इलेक्ट्रॉन बादल) का क्षेत्र दोनों नाभिकों द्वारा समान बल से आकर्षित होता है और इसलिए अधिकतम कुल इलेक्ट्रॉन घनत्व उनमें से किसी के प्रति पक्षपाती नहीं है।

इस प्रकार का सहसंयोजक बंधन तब होता है जब दो सदृशतत्व परमाणु। समान परमाणुओं के बीच सहसंयोजक बंधन यह भी कहा जाता है परमाणु या होम्योपोलर .

ध्रुवीय संबंध पैदा होती है विभिन्न रासायनिक तत्वों के दो परमाणुओं की परस्पर क्रिया के दौरान, यदि परमाणुओं में से एक का मान अधिक होने के कारणवैद्युतीयऋणात्मकता वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से आकर्षित करता है, और फिर कुल इलेक्ट्रॉन घनत्व कमोबेश इस परमाणु की ओर स्थानांतरित हो जाता है।

एक ध्रुवीय बंधन के साथ, एक परमाणु के नाभिक में एक इलेक्ट्रॉन के मिलने की संभावना दूसरे की तुलना में अधिक होती है।

ध्रुवीय की गुणात्मक विशेषता संचार -

सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता का अंतर (|‌‌‌‌‌ |)‌‌‌ सम्बंधित परमाणुओं : यह जितना बड़ा होता है, सहसंयोजक बंधन उतना ही अधिक ध्रुवीय होता है।

ध्रुवीय की मात्रात्मक विशेषताएं संचार,वे। एक बंधन और एक जटिल अणु की ध्रुवीयता का एक उपाय - द्विध्रुवीय विद्युत क्षण μ अनुसूचित जनजाति। , के बराबर कामप्रभावी चार्ज δ प्रति द्विध्रुवीय लंबाई l डी : μ अनुसूचित जनजाति। = δ ∙ मैं डी . माप की इकाई μ अनुसूचित जनजाति।- देबी। 1देबी = 3,3.10 -30 सी / एम।

विद्युत द्विध्रुव - यह दो विद्युत आवेशों की एक विद्युत रूप से तटस्थ प्रणाली है जो साइन + . में बराबर और विपरीत है δ तथा - δ .

द्विध्रुव आघूर्ण (द्विध्रुव का विद्युत क्षण μ अनुसूचित जनजाति। ) – वेक्टर क्वांटिटी . यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि (+) से (-) तक सदिश दिशा माचिस कुल इलेक्ट्रॉन घनत्व क्षेत्र के विस्थापन की दिशा के साथ(कुल इलेक्ट्रॉन बादल) ध्रुवीकृत परमाणु.

एक जटिल बहुपरमाणुक अणु का सामान्य द्विध्रुव आघूर्ण इसमें ध्रुवीय बंधों की संख्या और स्थानिक अभिविन्यास पर निर्भर करता है। इस प्रकार, द्विध्रुवीय क्षणों का निर्धारण न केवल अणुओं में बंधों की प्रकृति, बल्कि अंतरिक्ष में उनके स्थान का भी न्याय करना संभव बनाता है, अर्थात। अणु के स्थानिक विन्यास के बारे में।

वैद्युतीयऋणात्मकता के अंतर में वृद्धि के साथ | ‌‌‌‌ओईई|‌‌‌‌‌ एक बंधन बनाने वाले परमाणु, द्विध्रुवीय का विद्युत क्षण बढ़ जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बंधन द्विध्रुवीय क्षण का निर्धारण एक जटिल और हमेशा हल करने योग्य समस्या नहीं है (बॉन्ड इंटरैक्शन, अज्ञात दिशा μ अनुसूचित जनजाति।आदि।)।

एक सहसंयोजक बंधन का वर्णन करने के लिए क्वांटम-यांत्रिक तरीके – समझाना सहसंयोजक बंधन के गठन का तंत्र।

डब्ल्यू. गेटलर और एफ. लंदन, जर्मन द्वारा संचालित। वैज्ञानिकों (1927), हाइड्रोजन अणु एच 2 में एक सहसंयोजक बंधन के गठन के ऊर्जा संतुलन की गणना ने इसे बनाना संभव बना दिया निष्कर्ष: सहसंयोजक बंधन की प्रकृति, किसी भी अन्य प्रकार के रासायनिक बंधन की तरह, में निहित हैक्वांटम मैकेनिकल माइक्रोसिस्टम की शर्तों के तहत होने वाली विद्युत बातचीत।

एक सहसंयोजक रासायनिक बंधन के गठन के तंत्र का वर्णन करने के लिए, उपयोग करें दो अनुमानित क्वांटम यांत्रिक तरीके :

संयोजकता बांड तथा आण्विक कक्षक – अनन्य नहीं, बल्कि परस्पर पूरक।

2.1. वैलेंस बांड विधि (एमवीएस यास्थानीयकृत इलेक्ट्रॉन जोड़े ), 1927 में डब्ल्यू. गेटलर और एफ. लंदन द्वारा प्रस्तावित, निम्नलिखित पर आधारित है प्रावधानों :

1) दो परमाणुओं के बीच एक रासायनिक बंधन परमाणु ऑर्बिटल्स के आंशिक ओवरलैप के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है, जिसमें विपरीत स्पिन वाले इलेक्ट्रॉनों की एक संयुक्त जोड़ी के एक सामान्य इलेक्ट्रॉन घनत्व का निर्माण होता है, जो प्रत्येक नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष के अन्य क्षेत्रों की तुलना में अधिक होता है;

2) सहसंयोजक एक बंधन तभी बनता है जब विरोधी समानांतर स्पिन वाले इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रिया करते हैं, अर्थात। विपरीत स्पिन क्वांटम संख्या के साथ एम एस = + 1/2 ;

3) एक सहसंयोजक बंधन (ऊर्जा, लंबाई, ध्रुवता, आदि) की विशेषताएं निर्धारित की जाती हैंदृश्य कनेक्शन –, π –, δ –), अतिव्यापी AO . की डिग्री(यह जितना बड़ा होगा, रासायनिक बंधन उतना ही मजबूत होगा, यानी बंधन ऊर्जा जितनी अधिक होगी और लंबाई उतनी ही कम होगी), वैद्युतीयऋणात्मकतापरस्पर क्रिया करने वाले परमाणु;

4) एमवीएस द्वारा एक सहसंयोजक बंधन बनाया जा सकता है दो तरीके (दो तंत्र) , मौलिक रूप से अलग, लेकिन एक ही परिणाम होने – दोनों परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं द्वारा संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के एक युग्म का समाजीकरण: a) विपरीत इलेक्ट्रॉन स्पिन के साथ एक-इलेक्ट्रॉन परमाणु ऑर्बिटल्स के ओवरलैप के कारण विनिमय, जब प्रत्येक परमाणु ओवरलैप करने के लिए प्रति बंधन एक इलेक्ट्रॉन का योगदान देता है - बंधन या तो ध्रुवीय या गैर-ध्रुवीय हो सकता है, बी) दाता-स्वीकर्ता, एक परमाणु के दो-इलेक्ट्रॉन एओ और दूसरे के मुक्त (रिक्त) कक्षीय के कारण, पर किसको एक परमाणु (दाता) एक युग्मित अवस्था में कक्षीय में इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी को जोड़ने के लिए प्रदान करता है, और दूसरा परमाणु (स्वीकर्ता) एक मुक्त कक्षीय प्रदान करता है।यह पैदा करता है ध्रुवीय बंधन.

2.2. जटिल (समन्वय) यौगिक, कई आणविक आयन जो जटिल हैं,(अमोनियम, बोरॉन टेट्राहाइड्राइड, आदि) एक दाता-स्वीकर्ता बंधन की उपस्थिति में बनते हैं - दूसरे शब्दों में, एक समन्वय बंधन।

उदाहरण के लिए, अमोनियम आयन के गठन की प्रतिक्रिया में NH 3 + H + = NH 4 + अमोनिया अणु NH 3 एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी दाता है, और H + प्रोटॉन एक स्वीकर्ता है।

प्रतिक्रिया में 3 + Н - = ВН 4 - हाइड्राइड आयन - एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी दाता की भूमिका निभाता है, और बोरॉन हाइड्राइड अणु ВН 3, जिसमें एक खाली एओ होता है, एक स्वीकर्ता की भूमिका निभाता है।

रासायनिक बंधन की बहुलता। सम्बन्ध σ -, π – , δ –.

विभिन्न प्रकार के एओ का अधिकतम ओवरलैप (सबसे मजबूत रासायनिक बंधनों की स्थापना के साथ) अंतरिक्ष में उनके विशिष्ट अभिविन्यास के साथ, उनकी ऊर्जा सतह के विभिन्न आकार के कारण प्राप्त किया जाता है।

AO का प्रकार और उनके अतिव्यापन की दिशा निर्धारित करती है σ -, π – , δ - सम्बन्ध:

σ (सिग्मा) – संबंध – यह हमेशा के लिए है के बारे मेंदीनार (सरल) बंधन आंशिक ओवरलैप से उत्पन्न होना एक जोड़ी एस -, पी एक्स -, डी - जेएससीअक्ष के अनुदिश , कोर को जोड़ना परस्पर क्रिया करने वाले परमाणु।

एकल बांड हमेशाहैं σ - सम्बन्ध।

एकाधिक बंधन – (पीआई) - (भी δ (डेल्टा )-सम्बन्ध),दोहरा या ट्रिपल सहसंयोजक बंधन क्रमशः किए गएदो यातीन जोड़े इलेक्ट्रॉनों जब उनके परमाणु कक्षक अतिव्यापन करते हैं।

(पीआई) - कनेक्शनअतिव्यापी द्वारा किया गया आर आप -, पी जेड - तथा डी - जेएससीपर नाभिक को जोड़ने वाली धुरी के दोनों ओर परमाणु, परस्पर लंबवत विमानों में ;

δ (डेल्टा )- कनेक्शनअतिव्यापी होने पर होता है दो डी ऑर्बिटल्स स्थित समानांतर विमानों में .

का सबसे टिकाऊ σ -, π – , δ - सम्बन्धहै - बंधन , लेकिन π - कनेक्शन के आधार पर σ - बंधन, रूप और भी मजबूत एकाधिक बंधन: डबल और ट्रिपल।

कोई डबल बंधन शामिल एक σ – तथा एक π – सम्बन्ध, ट्रिपल - से एकσ – तथा दोπ – सम्बन्ध।

सरल (एकल) बंधन जैव कार्बनिक यौगिकों में बांड के प्रकार।

मापदण्ड नाम	अर्थ
लेख विषय:	सरल (एकल) बंधन जैव कार्बनिक यौगिकों में बांड के प्रकार।
रूब्रिक (विषयगत श्रेणी)	रसायन शास्त्र

सहसंयोजक बंधन। एकाधिक कनेक्शन। गैर-ध्रुवीय कनेक्शन। ध्रुवीय कनेक्शन।

अणु की संयोजन क्षमता। संकर (संकरित) कक्षीय। लिंक की लंबाई

खोजशब्द।

जैव कार्बनिक यौगिकों में रासायनिक बंधों की विशेषता

सुगंध

व्याख्यान 1

कनेक्टेड सिस्टम: चक्रीय और चक्रीय।

1. जैव कार्बनिक यौगिकों में रासायनिक बंधों के लक्षण। कार्बन परमाणु के कक्षकों का संकरण।

2. संयुग्म प्रणालियों का वर्गीकरण: चक्रीय और चक्रीय।

3 प्रकार के संयुग्मन: , और , p

4. संयुग्मित प्रणालियों की स्थिरता के लिए मानदंड - संयुग्मन ऊर्जाʼʼ

5. चक्रीय (गैर-चक्रीय) संयुग्म प्रणाली, संयुग्मन के प्रकार। मुख्य प्रतिनिधि (alkadienes, असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड, विटामिन ए, कैरोटीन, लाइकोपीन)।

6. चक्रीय सहायक प्रणालियाँ। सुगंधित मानदंड। हकल का नियम। सुगंधित प्रणालियों के निर्माण में -π-, -ρ-संयुग्मन की भूमिका।

7. कार्बोसायक्लिक सुगंधित यौगिक: (बेंजीन, नेफ़थलीन, एन्थ्रेसीन, फेनेंथ्रीन, फिनोल, एनिलिन, बेंजोइक एसिड) - संरचना, एक सुगंधित प्रणाली का गठन।

8. विषमचक्रीय सुगंधित यौगिक (पाइरीडीन, पाइरीमिडीन, पाइरोल, प्यूरीन, इमिडाजोल, फुरान, थियोफीन) - संरचना, एक सुगंधित प्रणाली के गठन की विशेषताएं। पांच- और छह-सदस्यीय हेटेरोएरोमैटिक यौगिकों के निर्माण में नाइट्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक ऑर्बिटल्स का संकरण।

9. संयुग्मित बंधन प्रणालियों, और सुगंधित प्राकृतिक यौगिकों का औषधीय-जैविक महत्व।

विषय में महारत हासिल करने के लिए ज्ञान का प्रारंभिक स्तर (स्कूल रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम):

तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, सल्फर, हैलोजन), 'ऑर्बिटल' की अवधारणा, ऑर्बिटल्स का संकरण और 2 अवधि के तत्वों के ऑर्बिटल्स का स्थानिक अभिविन्यास, रासायनिक बंधों के प्रकार, सहसंयोजक के गठन की विशेषताएं - और -बॉन्ड, एक अवधि और समूह में तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में परिवर्तन, वर्गीकरण और कार्बनिक यौगिकों के नामकरण के सिद्धांत।

कार्बनिक अणु सहसंयोजक बंधों के माध्यम से बनते हैं। इलेक्ट्रॉनों की एक सामान्य (सामाजिक) जोड़ी के कारण दो परमाणु नाभिकों के बीच सहसंयोजक बंधन उत्पन्न होते हैं। यह विधि विनिमय तंत्र को संदर्भित करती है। गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय बंधन बनते हैं।

गैर-ध्रुवीय बंधों को दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन घनत्व के एक सममित वितरण की विशेषता है जो यह बंधन जोड़ता है।

ध्रुवीय बंधन इलेक्ट्रॉन घनत्व के एक असममित (गैर-समान) वितरण की विशेषता है; यह एक अधिक विद्युतीय परमाणु की ओर स्थानांतरित हो जाता है।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी श्रृंखला (नीचे की ओर बनी)

ए) तत्व: एफ> ओ> एन> सी 1> ब्र> आई ~~ एस> सी> एच

बी) कार्बन परमाणु: सी (एसपी)> सी (एसपी 2)> सी (एसपी 3)

सहसंयोजक बंधन दो प्रकार के होते हैं: सिग्मा (σ) और पाई (π)।

कार्बनिक अणुओं में, सिग्मा (σ) बांड हाइब्रिड (संकरित) ऑर्बिटल्स पर स्थित इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनते हैं, इलेक्ट्रॉन घनत्व उनके बंधन की सशर्त रेखा पर परमाणुओं के बीच स्थित होता है।

-बॉन्ड (पी-बॉन्ड) तब उत्पन्न होते हैं जब दो अनहाइब्रिडाइज्ड पी-ऑर्बिटल्स ओवरलैप होते हैं। उनके मुख्य अक्ष एक दूसरे के समानांतर और -बंध रेखा के लंबवत होते हैं। और बंधों के संयोजन को दोहरा (बहुविकल्पी) आबंध कहते हैं, इसमें दो इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं। एक ट्रिपल बॉन्ड में तीन जोड़े इलेक्ट्रॉन होते हैं - एक - और दो π -बॉन्ड। (यह बायोऑर्गेनिक यौगिकों में अत्यंत दुर्लभ है)।

σ - बांड अणु के कंकाल के निर्माण में शामिल होते हैं, वे मुख्य हैं, और π -बॉन्ड को अतिरिक्त माना जा सकता है, लेकिन अणुओं को विशेष रासायनिक गुण प्रदान करते हैं।

1.2. कार्बन परमाणु के कक्षकों का संकरण 6C

कार्बन परमाणु की अप्रकाशित अवस्था का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

1s 2 2s 2 2p 2 इलेक्ट्रॉनों के वितरण द्वारा व्यक्त किया जाता है।

इसी समय, बायोऑर्गेनिक यौगिकों के साथ-साथ अधिकांश अकार्बनिक पदार्थों में, कार्बन परमाणु की संयोजकता चार के बराबर होती है।

2s इलेक्ट्रॉनों में से एक का एक मुक्त 2p कक्षक में संक्रमण होता है। कार्बन परमाणु की उत्तेजित अवस्थाएँ उत्पन्न होती हैं, जिससे तीन संकर अवस्थाएँ बनने की संभावना पैदा होती है, जिन्हें sp 3 , sp 2 , sp के रूप में निरूपित किया जाता है।

एक हाइब्रिड ऑर्बिटल में "शुद्ध" एस, पी, डी ऑर्बिटल्स से अलग विशेषताएं होती हैं और यह दो या दो से अधिक प्रकार के अनहाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स का "मिश्रण" होता है।.

हाइब्रिड ऑर्बिटल्स केवल अणुओं में परमाणुओं की विशेषता है।

संकरण की अवधारणा 1931 में नोबेल पुरस्कार विजेता एल. पॉलिंग द्वारा पेश की गई थी।

अंतरिक्ष में संकर कक्षकों की व्यवस्था पर विचार करें।

सी एसपी 3 -------

उत्तेजित अवस्था में 4 समतुल्य संकर कक्षक बनते हैं। बंधों का स्थान एक नियमित चतुष्फलक के केंद्रीय कोणों की दिशा से मेल खाता है, किन्हीं दो बंधों के बीच का कोण 109 0 28, के बराबर होता है।

अल्केन्स और उनके डेरिवेटिव (अल्कोहल, हेलोकेन्स, एमाइन) में, सभी कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन परमाणु एक ही एसपी 3 हाइब्रिड अवस्था में होते हैं। एक कार्बन परमाणु चार बनाता है, एक नाइट्रोजन परमाणु तीन, एक ऑक्सीजन परमाणु दो सहसंयोजक σ -सम्बन्ध। इन बंधों के चारों ओर, अणु के भाग एक दूसरे के सापेक्ष स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।

उत्तेजित अवस्था sp 2 में, तीन समतुल्य संकर कक्षक उत्पन्न होते हैं, उन पर स्थित इलेक्ट्रॉन तीन . बनाते हैं σ -बंध जो एक ही तल में स्थित होते हैं, बंधों के बीच का कोण 120 0 होता है। दो पड़ोसी परमाणुओं के असंकरित 2p कक्षक बनते हैं π -कनेक्शन। यह उस तल के लंबवत स्थित है जिसमें वे हैं σ -सम्बन्ध। इस मामले में p-इलेक्ट्रॉनों की परस्पर क्रिया को पार्श्व अतिव्यापनʼʼ कहा जाता है। एक दोहरा बंधन अपने चारों ओर अणु के कुछ हिस्सों के मुक्त घूमने की अनुमति नहीं देता है। अणु के भागों की निश्चित स्थिति दो ज्यामितीय समतलीय समरूपी रूपों के निर्माण के साथ होती है, जिन्हें कहा जाता है: सीआईएस (सीआईएस) - और ट्रांस (ट्रांस) - आइसोमर्स। (सीआईएस- अक्षां- एक तरफ, ट्रांस- अक्षां- के माध्यम से)।

π -कनेक्शन

दोहरे बंधन से जुड़े परमाणु sp2 संकरण की स्थिति में होते हैं और

ऐल्कीनों, ऐरोमैटिक यौगिकों में उपस्थित होकर कार्बोनिल समूह बनाते हैं

>C=O, एज़ोमिथीन समूह (इमिनो समूह) -CH= N-

सपा 2 के साथ ------

एक कार्बनिक यौगिक के संरचनात्मक सूत्र को लुईस संरचनाओं का उपयोग करके दर्शाया गया है (परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की प्रत्येक जोड़ी को डैश द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है)

सी 2 एच 6 सीएच 3 - सीएच 3 एच एच

1.3. सहसंयोजक बंधों का ध्रुवीकरण

एक सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन को इलेक्ट्रॉन घनत्व के असमान वितरण की विशेषता है। इलेक्ट्रॉन घनत्व शिफ्ट की दिशा को इंगित करने के लिए दो सशर्त छवियों का उपयोग किया जाता है।

ध्रुवीय - बंधन. इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलाव संचार लाइन के साथ एक तीर द्वारा इंगित किया गया है। तीर का अंत अधिक विद्युतीय परमाणु की ओर इशारा करता है। आंशिक धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की उपस्थिति वांछित आवेश चिह्न के साथ bʼʼ डेल्टाʼʼ अक्षर का उपयोग करके इंगित की जाती है।

बी + बी- बी + बी + बी- बी + बी-

सीएच 3 -\u003e ओ<- Н СН 3 - >सी 1 सीएच 3 -\u003e एनएच 2

मेथनॉल क्लोरोमेथेन एमिनोमिथेन (मिथाइलमाइन)

ध्रुवीय बंधन. इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलाव को पीआई बांड के ऊपर एक अर्धवृत्ताकार (घुमावदार) तीर द्वारा इंगित किया जाता है, जिसे अधिक विद्युतीय परमाणु की ओर भी निर्देशित किया जाता है। ()

बी + बी- बी + बी-

एच 2 सी \u003d ओ सीएच 3 - सी \u003d== ओ

मेथनल |

सीएच 3 प्रोपेनोन -2

1. यौगिकों ए, बी, सी में कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन परमाणुओं के संकरण के प्रकार का निर्धारण करें। आईयूपीएसी नामकरण नियमों का उपयोग करके यौगिकों का नाम दें।

ए। सीएच 3 -सीएच 2 - सीएच 2 -ओएच बी। सीएच 2 \u003d सीएच - सीएच 2 - सीएच \u003d ओ

बी सीएच 3 - एन एच - सी 2 एच 5

2. यौगिकों में सभी संकेतित बंधों के ध्रुवीकरण की दिशा को दर्शाने वाले पदनाम बनाएं (ए - डी)

ए. सीएच 3 - बीआर बी। सी 2 एच 5 - ओ-एच सी। सीएच 3 -एनएच-सी 2 एच 5

जी. सी 2 एच 5 - सीएच \u003d ओ

सरल (एकल) बंधन जैव कार्बनिक यौगिकों में बांड के प्रकार। - अवधारणा और प्रकार। वर्गीकरण और श्रेणी की विशेषताएं "एकल (एकल) बंधन जैव कार्बनिक यौगिकों में बांड के प्रकार।" 2017, 2018।

सहसंयोजक रासायनिक बंधनपरमाणुओं के बीच अणुओं में सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े के गठन के कारण होता है। सहसंयोजक बंधन के प्रकार को इसके गठन के तंत्र और बंधन की ध्रुवीयता दोनों के रूप में समझा जा सकता है। सामान्य तौर पर, सहसंयोजक बंधों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

• गठन के तंत्र के अनुसार, एक सहसंयोजक बंधन एक विनिमय या दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बनाया जा सकता है।
• सहसंयोजक बंधन की ध्रुवीयता गैर-ध्रुवीय या ध्रुवीय हो सकती है।
• सहसंयोजक बंधन की बहुलता के अनुसार, यह सिंगल, डबल या ट्रिपल हो सकता है।

इसका मतलब है कि अणु में एक सहसंयोजक बंधन में तीन विशेषताएं होती हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन क्लोराइड (HCl) के एक अणु में विनिमय तंत्र द्वारा एक सहसंयोजक बंधन बनता है, यह ध्रुवीय और एकल होता है। अमोनियम धनायन (NH 4 +) में, अमोनिया (NH 3) और हाइड्रोजन धनायन (H +) के बीच एक सहसंयोजक बंधन दाता-स्वीकर्ता तंत्र के अनुसार बनता है, इसके अलावा, यह बंधन ध्रुवीय है, एकल है। नाइट्रोजन अणु (एन 2) में, सहसंयोजक बंधन विनिमय तंत्र द्वारा बनता है, यह गैर-ध्रुवीय है, यह ट्रिपल है।

पर विनिमय तंत्रएक सहसंयोजक बंधन के गठन, प्रत्येक परमाणु में एक मुक्त इलेक्ट्रॉन (या कई इलेक्ट्रॉन) होते हैं। विभिन्न परमाणुओं के मुक्त इलेक्ट्रॉन एक सामान्य इलेक्ट्रॉन बादल के रूप में जोड़े बनाते हैं।

पर दाता-स्वीकर्ता तंत्रएक सहसंयोजक बंधन का निर्माण, एक परमाणु में एक मुक्त इलेक्ट्रॉन युग्म होता है, और दूसरे में एक खाली कक्षीय होता है। पहला (दाता) दूसरे (स्वीकर्ता) के साथ सामान्य उपयोग के लिए एक जोड़ी देता है। तो अमोनियम केशन में, नाइट्रोजन का एक अकेला जोड़ा होता है, और हाइड्रोजन आयन में एक मुक्त कक्षीय होता है।

गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधनएक ही रासायनिक तत्व के परमाणुओं के बीच बनता है। अतः हाइड्रोजन (H2), ऑक्सीजन (O2) आदि के अणुओं में आबंध अध्रुवीय होता है। इसका मतलब यह है कि आम इलेक्ट्रॉन जोड़ी समान रूप से दोनों परमाणुओं से संबंधित है, क्योंकि उनके पास समान इलेक्ट्रोनगेटिविटी है।

ध्रुवीय सहसंयोजक बंधनविभिन्न रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के बीच बनता है। एक अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन युग्म को अपनी ओर विस्थापित करता है। परमाणुओं की वैद्युतीयऋणात्मकता में जितना अधिक अंतर होगा, उतने ही अधिक इलेक्ट्रॉन विस्थापित होंगे, और बंधन अधिक ध्रुवीय होगा। तो सीएच 4 में, हाइड्रोजन परमाणुओं से कार्बन परमाणु में सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े का स्थानांतरण इतना बड़ा नहीं है, क्योंकि कार्बन हाइड्रोजन की तुलना में अधिक विद्युतीय नहीं है। हालांकि, हाइड्रोजन फ्लोराइड में, एचएफ बंधन अत्यधिक ध्रुवीय है, क्योंकि हाइड्रोजन और फ्लोरीन के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर महत्वपूर्ण है।

एकल सहसंयोजक बंधनतब बनता है जब परमाणु एक ही इलेक्ट्रॉन युग्म साझा करते हैं दोहरा- अगर दो ट्रिपल- अगर तीन। एकल सहसंयोजक बंधन का एक उदाहरण हाइड्रोजन अणु (एच 2), हाइड्रोजन क्लोराइड (एचसीएल) हो सकता है। दोहरे सहसंयोजक बंधन का एक उदाहरण एक ऑक्सीजन अणु (O 2) है, जहां प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। ट्रिपल सहसंयोजक बंधन का एक उदाहरण नाइट्रोजन अणु (एन 2) है।

सहसंयोजक बंधन। एकाधिक कनेक्शन। गैर-ध्रुवीय कनेक्शन। ध्रुवीय कनेक्शन।

अणु की संयोजन क्षमता। संकर (संकरित) कक्षीय। लिंक की लंबाई

खोजशब्द।

जैव कार्बनिक यौगिकों में रासायनिक बंधों की विशेषता

सुगंध

व्याख्यान 1

कनेक्टेड सिस्टम: चक्रीय और चक्रीय।

1. जैव कार्बनिक यौगिकों में रासायनिक बंधों की विशेषता। कार्बन परमाणु के कक्षकों का संकरण।

2. संयुग्म प्रणालियों का वर्गीकरण: चक्रीय और चक्रीय।

3 प्रकार के संयुग्मन: , और , p

4. संयुग्मित प्रणालियों की स्थिरता के लिए मानदंड - "संयुग्मन ऊर्जा"

5. चक्रीय (गैर-चक्रीय) संयुग्म प्रणाली, संयुग्मन के प्रकार। मुख्य प्रतिनिधि (alkadienes, असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड, विटामिन ए, कैरोटीन, लाइकोपीन)।

6. चक्रीय सहायक प्रणालियाँ। सुगंधित मानदंड। हकल का नियम। सुगंधित प्रणालियों के निर्माण में -π-, -ρ-संयुग्मन की भूमिका।

7. कार्बोसायक्लिक सुगंधित यौगिक: (बेंजीन, नेफ़थलीन, एन्थ्रेसीन, फेनेंथ्रीन, फिनोल, एनिलिन, बेंजोइक एसिड) - संरचना, एक सुगंधित प्रणाली का गठन।

8. विषमचक्रीय सुगंधित यौगिक (पाइरीडीन, पाइरीमिडीन, पाइरोल, प्यूरीन, इमिडाजोल, फुरान, थियोफीन) - संरचना, एक सुगंधित प्रणाली के गठन की विशेषताएं। पांच- और छह-सदस्यीय हेटेरोएरोमैटिक यौगिकों के निर्माण में नाइट्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स का संकरण।

9. संयुग्मित बंधन प्रणालियों, और सुगंधित प्राकृतिक यौगिकों का औषधीय-जैविक महत्व।

विषय में महारत हासिल करने के लिए ज्ञान का प्रारंभिक स्तर (स्कूल रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम):

तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, सल्फर, हैलोजन), "कक्षीय" की अवधारणा, कक्षा के संकरण और दूसरी अवधि के तत्वों की कक्षा के स्थानिक अभिविन्यास।, रासायनिक बंधनों के प्रकार, की विशेषताएं सहसंयोजक - और π-बंधों का निर्माण, अवधि और समूह में तत्वों की विद्युत ऋणात्मकता में परिवर्तन, कार्बनिक यौगिकों के नामकरण के वर्गीकरण और सिद्धांत।

कार्बनिक अणु सहसंयोजक बंधों के माध्यम से बनते हैं। इलेक्ट्रॉनों की एक सामान्य (सामाजिक) जोड़ी के कारण दो परमाणु नाभिकों के बीच सहसंयोजक बंधन उत्पन्न होते हैं। यह विधि विनिमय तंत्र को संदर्भित करती है। गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय बंधन बनते हैं।

गैर-ध्रुवीय बंधों को दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन घनत्व के एक सममित वितरण की विशेषता है जो यह बंधन जोड़ता है।

ध्रुवीय बंधनों को इलेक्ट्रॉन घनत्व के एक असममित (गैर-समान) वितरण की विशेषता है; यह एक अधिक विद्युतीय परमाणु की ओर स्थानांतरित हो जाता है।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी श्रृंखला (नीचे की ओर बनी)

ए) तत्व: एफ> ओ> एन> सी 1> ब्र> आई ~~ एस> सी> एच

बी) कार्बन परमाणु: सी (एसपी)> सी (एसपी 2)> सी (एसपी 3)

सहसंयोजक बंधन दो प्रकार के हो सकते हैं: सिग्मा (σ) और पाई (π)।

कार्बनिक अणुओं में, सिग्मा (σ) बांड हाइब्रिड (संकरित) ऑर्बिटल्स पर स्थित इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनते हैं, इलेक्ट्रॉन घनत्व उनके बंधन की सशर्त रेखा पर परमाणुओं के बीच स्थित होता है।

-बॉन्ड (पी-बॉन्ड) तब उत्पन्न होते हैं जब दो अनहाइब्रिडाइज्ड पी-ऑर्बिटल्स ओवरलैप होते हैं। उनके मुख्य अक्ष एक दूसरे के समानांतर और -बंध रेखा के लंबवत होते हैं। और बंधों के संयोजन को दोहरा (बहुविकल्पी) आबंध कहते हैं, इसमें दो इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं। एक ट्रिपल बॉन्ड में तीन जोड़े इलेक्ट्रॉन होते हैं - एक - और दो π -बॉन्ड। (यह बायोऑर्गेनिक यौगिकों में अत्यंत दुर्लभ है)।

σ - बांड अणु के कंकाल के निर्माण में शामिल होते हैं, वे मुख्य हैं, और π -बॉन्ड को अतिरिक्त माना जा सकता है, लेकिन अणुओं को विशेष रासायनिक गुण प्रदान करते हैं।

1.2. कार्बन परमाणु के कक्षकों का संकरण 6C

कार्बन परमाणु की अप्रकाशित अवस्था का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

1s 2 2s 2 2p 2 इलेक्ट्रॉनों के वितरण द्वारा व्यक्त किया जाता है।

हालांकि, बायोऑर्गेनिक यौगिकों के साथ-साथ अधिकांश अकार्बनिक पदार्थों में, कार्बन परमाणु की संयोजकता चार होती है।

2s इलेक्ट्रॉनों में से एक का एक मुक्त 2p कक्षक में संक्रमण होता है। कार्बन परमाणु की उत्तेजित अवस्थाएँ उत्पन्न होती हैं, जिससे तीन संकर अवस्थाएँ बनने की संभावना पैदा होती है, जिन्हें sp 3 , sp 2 , sp के रूप में निरूपित किया जाता है।

एक हाइब्रिड ऑर्बिटल में "शुद्ध" एस, पी, डी ऑर्बिटल्स से अलग विशेषताएं होती हैं और यह दो या दो से अधिक प्रकार के अनहाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स का "मिश्रण" होता है।.

हाइब्रिड ऑर्बिटल्स केवल अणुओं में परमाणुओं की विशेषता है।

संकरण की अवधारणा 1931 में नोबेल पुरस्कार विजेता एल. पॉलिंग द्वारा पेश की गई थी।

अंतरिक्ष में संकर कक्षकों की व्यवस्था पर विचार करें।

सी एसपी 3 -------

उत्तेजित अवस्था में 4 समतुल्य संकर कक्षक बनते हैं। बंधों का स्थान एक नियमित चतुष्फलक के केंद्रीय कोणों की दिशा से मेल खाता है, किन्हीं दो बंधों के बीच का कोण 109 0 28, के बराबर होता है।

अल्केन्स और उनके डेरिवेटिव (अल्कोहल, हेलोकेन्स, एमाइन) में, सभी कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन परमाणु एक ही एसपी 3 हाइब्रिड अवस्था में होते हैं। एक कार्बन परमाणु चार बनाता है, एक नाइट्रोजन परमाणु तीन, एक ऑक्सीजन परमाणु दो सहसंयोजक σ -सम्बन्ध। इन बंधों के चारों ओर, अणु के भाग एक दूसरे के सापेक्ष स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।

उत्तेजित अवस्था sp 2 में, तीन समतुल्य संकर कक्षक उत्पन्न होते हैं, उन पर स्थित इलेक्ट्रॉन तीन . बनाते हैं σ -बंध जो एक ही तल में स्थित होते हैं, बंधों के बीच का कोण 120 0 होता है। दो पड़ोसी परमाणुओं के असंकरित 2p कक्षक बनते हैं π -कनेक्शन। यह उस तल के लंबवत स्थित है जिसमें वे हैं σ -सम्बन्ध। इस मामले में पी-इलेक्ट्रॉनों की बातचीत को "पार्श्व ओवरलैप" कहा जाता है। एक दोहरा बंधन अपने चारों ओर अणु के कुछ हिस्सों के मुक्त घूमने की अनुमति नहीं देता है। अणु के भागों की निश्चित स्थिति दो ज्यामितीय समतलीय समरूपी रूपों के निर्माण के साथ होती है, जिन्हें कहा जाता है: सीआईएस (सीआईएस) - और ट्रांस (ट्रांस) - आइसोमर्स। (सीआईएस- अक्षां- एक तरफ, ट्रांस- अक्षां- के माध्यम से)।

π -कनेक्शन

दोहरे बंधन से जुड़े परमाणु sp2 संकरण की स्थिति में होते हैं और

ऐल्कीनों, ऐरोमैटिक यौगिकों में उपस्थित होकर कार्बोनिल समूह बनाते हैं

>C=O, एज़ोमिथीन समूह (इमिनो समूह) -CH= N-

सपा 2 के साथ ------

एक कार्बनिक यौगिक के संरचनात्मक सूत्र को लुईस संरचनाओं का उपयोग करके दर्शाया गया है (परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की प्रत्येक जोड़ी को डैश द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है)

सी 2 एच 6 सीएच 3 - सीएच 3 एच एच

1.3. सहसंयोजक बंधों का ध्रुवीकरण

एक सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन को इलेक्ट्रॉन घनत्व के असमान वितरण की विशेषता है। इलेक्ट्रॉन घनत्व शिफ्ट की दिशा को इंगित करने के लिए दो सशर्त छवियों का उपयोग किया जाता है।

ध्रुवीय - बंधन. इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलाव संचार लाइन के साथ एक तीर द्वारा इंगित किया गया है। तीर का अंत अधिक विद्युतीय परमाणु की ओर इशारा करता है। आंशिक धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की उपस्थिति वांछित आवेश चिह्न के साथ "b" "डेल्टा" अक्षर का उपयोग करके इंगित की जाती है।

बी + बी- बी + बी + बी- बी + बी-

सीएच 3 -\u003e ओ<- Н СН 3 - >सी 1 सीएच 3 -\u003e एनएच 2

मेथनॉल क्लोरोमेथेन एमिनोमिथेन (मिथाइलमाइन)

ध्रुवीय बंधन. इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलाव को पीआई बांड के ऊपर एक अर्धवृत्ताकार (घुमावदार) तीर द्वारा इंगित किया जाता है, जिसे अधिक विद्युतीय परमाणु की ओर भी निर्देशित किया जाता है। ()

बी + बी- बी + बी-

एच 2 सी \u003d ओ सीएच 3 - सी \u003d== ओ

मेथनल |

सीएच 3 प्रोपेनोन -2

1. यौगिकों ए, बी, सी में कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन परमाणुओं के संकरण के प्रकार का निर्धारण करें। आईयूपीएसी नामकरण नियमों का उपयोग करके यौगिकों का नाम दें।

ए। सीएच 3 -सीएच 2 - सीएच 2 -ओएच बी। सीएच 2 \u003d सीएच - सीएच 2 - सीएच \u003d ओ

बी सीएच 3 - एन एच - सी 2 एच 5

2. यौगिकों में सभी संकेतित बंधों के ध्रुवीकरण की दिशा को दर्शाने वाले पदनाम बनाएं (ए - डी)

ए. सीएच 3 - बीआर बी। सी 2 एच 5 - ओ-एच सी। सीएच 3 -एनएच-सी 2 एच 5