अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण

संयोजकता बंध विधि इस आधार पर आधारित है कि किसी रासायनिक कण में परमाणुओं का प्रत्येक युग्म एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन युग्मों द्वारा आपस में जुड़ा रहता है। इलेक्ट्रॉनों के ये जोड़े दो बंधुआ परमाणुओं से संबंधित हैं और उनके बीच की जगह में स्थानीयकृत हैं। इन इलेक्ट्रॉनों के लिए बाध्य परमाणुओं के नाभिक के आकर्षण के कारण एक रासायनिक बंधन उत्पन्न होता है।

अतिव्यापी परमाणु कक्षक

एक रासायनिक कण की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का वर्णन करते समय, सामाजिक सहित इलेक्ट्रॉनों को व्यक्तिगत परमाणुओं के रूप में संदर्भित किया जाता है और उनके राज्यों को परमाणु कक्षाओं द्वारा वर्णित किया जाता है। श्रोडिंगर समीकरण को हल करते समय, अनुमानित तरंग फ़ंक्शन को चुना जाता है ताकि यह सिस्टम की न्यूनतम इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा, यानी बाध्यकारी ऊर्जा का सबसे बड़ा मूल्य दे। यह स्थिति एक बंधन से संबंधित ऑर्बिटल्स के सबसे बड़े ओवरलैप के साथ हासिल की जाती है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों का एक युग्म जो दो परमाणुओं को बांधता है, उनके परमाणु कक्षकों के अतिव्यापन के क्षेत्र में होता है।

ओवरलैप किए गए ऑर्बिटल्स में इंटरन्यूक्लियर अक्ष के बारे में समान समरूपता होनी चाहिए।

परमाणुओं के नाभिक को जोड़ने वाली रेखा के अनुदिश परमाणु कक्षकों के अतिव्यापन से -आबंध का निर्माण होता है। एक रासायनिक कण में दो परमाणुओं के बीच केवल एक -बंध संभव है। सभी -आबंधों में आंतरिक अक्ष के बारे में अक्षीय समरूपता होती है। रासायनिक कणों के टुकड़े परमाणु ऑर्बिटल्स के ओवरलैप की डिग्री का उल्लंघन किए बिना आंतरिक परमाणु अक्ष के चारों ओर घूम सकते हैं जो -बॉन्ड बनाते हैं। निर्देशित, सख्ती से स्थानिक रूप से उन्मुख -बॉन्ड का एक सेट एक रासायनिक कण की संरचना बनाता है।

आबंध रेखा के लंबवत परमाणु कक्षकों के अतिरिक्त अतिव्यापन के साथ, आबंध बनते हैं।

नतीजतन, परमाणुओं के बीच कई बंधन दिखाई देते हैं:

सिंगल (σ)	डबल (σ + )	ट्रिपल (σ + + π)
एफ-एफ	ओ = ओ	नूनी

एक -बंधन की उपस्थिति के साथ जिसमें अक्षीय समरूपता नहीं होती है, -बंध के चारों ओर एक रासायनिक कण के टुकड़ों का मुक्त घुमाव असंभव हो जाता है, क्योंकि इससे -बंधन का टूटना हो सकता है। - और -बंधों के अलावा, एक अन्य प्रकार के बंधन का निर्माण संभव है - -बंधन:

आमतौर पर, ऐसा बंधन परमाणुओं की उपस्थिति में परमाणुओं द्वारा - और -बंधों के बनने के बाद बनता है डी- और एफ-ऑर्बिटल्स अपनी "पंखुड़ियों" को एक साथ चार स्थानों पर ओवरलैप करके। नतीजतन, संचार की बहुलता 4-5 तक बढ़ सकती है।
उदाहरण के लिए, ऑक्टाक्लोरोडाइरेनेट (III)-आयन 2- में, रेनियम परमाणुओं के बीच चार बंधन बनते हैं।

सहसंयोजक बंधों के निर्माण के लिए तंत्र

सहसंयोजक बंधन के निर्माण के लिए कई तंत्र हैं: अदला-बदली(समकक्ष), दाता स्वीकर्ता, संप्रदान कारक.

विनिमय तंत्र का उपयोग करते समय, एक बंधन के गठन को परमाणुओं के मुक्त इलेक्ट्रॉनों के स्पिन की जोड़ी के परिणामस्वरूप माना जाता है। इस मामले में, पड़ोसी परमाणुओं के दो परमाणु ऑर्बिटल्स ओवरलैप करते हैं, जिनमें से प्रत्येक पर एक इलेक्ट्रॉन का कब्जा होता है। इस प्रकार, प्रत्येक बंधित परमाणु समाजीकरण के लिए इलेक्ट्रॉनों के जोड़े आवंटित करता है, जैसे कि उनका आदान-प्रदान कर रहा हो। उदाहरण के लिए, जब एक बोरॉन ट्राइफ्लोराइड अणु परमाणुओं से बनता है, तो बोरॉन के तीन परमाणु ऑर्बिटल्स, जिनमें से प्रत्येक में एक इलेक्ट्रॉन होता है, तीन फ्लोरीन परमाणुओं के तीन परमाणु ऑर्बिटल्स के साथ ओवरलैप होता है (उनमें से प्रत्येक में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन भी होता है)। इलेक्ट्रॉन युग्मन के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों के तीन जोड़े संबंधित परमाणु कक्षाओं के अतिव्यापी क्षेत्रों में दिखाई देते हैं, परमाणुओं को एक अणु में बांधते हैं।

दाता-स्वीकर्ता तंत्र के अनुसार, एक परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के साथ एक कक्षीय और दूसरे परमाणु का एक मुक्त कक्षीय ओवरलैप होता है। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी भी ओवरलैप क्षेत्र में दिखाई देती है। दाता-स्वीकर्ता तंत्र के अनुसार, उदाहरण के लिए, एक बोरॉन ट्राइफ्लोराइड अणु में फ्लोराइड आयन का योग होता है। खाली आर-बोरॉन ऑर्बिटल (इलेक्ट्रॉन जोड़ी स्वीकर्ता) बीएफ 3 अणु में के साथ ओवरलैप होता है आरएफ - आयन का कक्षीय, जो एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी दाता के रूप में कार्य करता है। परिणामी आयन में, सभी चार बोरॉन-फ्लोरीन सहसंयोजक बंधन उनके गठन के तंत्र में अंतर के बावजूद लंबाई और ऊर्जा में बराबर होते हैं।

परमाणु जिनके बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश में केवल होता है एस- और आर-ऑर्बिटल्स इलेक्ट्रॉन युग्म के दाता या स्वीकर्ता हो सकते हैं। परमाणु जिनके बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल में शामिल हैं डी-ऑर्बिटल्स इलेक्ट्रॉन जोड़े के दाता और स्वीकर्ता दोनों के रूप में कार्य कर सकते हैं। इस मामले में, बांड गठन के मूल तंत्र पर विचार किया जाता है। एक बंधन के निर्माण में मूल तंत्र के प्रकट होने का एक उदाहरण दो क्लोरीन परमाणुओं की परस्पर क्रिया है। Cl 2 अणु में दो क्लोरीन परमाणु विनिमय तंत्र द्वारा सहसंयोजक बंधन बनाते हैं, उनके अयुग्मित 3 . को मिलाकर आर-इलेक्ट्रॉन। इसके अलावा, ओवरलैप 3 . है आर-कक्षीय परमाणु Cl-1, जिस पर इलेक्ट्रॉनों का एक युग्म होता है, और रिक्त 3 डी Cl-2 परमाणु के -ऑर्बिटल्स, साथ ही ओवरलैप 3 आर-ऑर्बिटल्स परमाणु Cl-2, जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी होती है, और खाली 3 डी Cl-1 परमाणु के -ऑर्बिटल्स। मूल तंत्र की क्रिया से बंधन शक्ति में वृद्धि होती है। इसलिए, Cl 2 अणु F 2 अणु से अधिक मजबूत होता है, जिसमें सहसंयोजक बंधन केवल विनिमय तंत्र द्वारा बनता है:

परमाणु कक्षकों का संकरण

रासायनिक कण के ज्यामितीय आकार का निर्धारण करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि केंद्रीय परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉनों के जोड़े, जिनमें रासायनिक बंधन नहीं बनाते हैं, एक दूसरे से यथासंभव दूर अंतरिक्ष में स्थित हैं।

सहसंयोजक रासायनिक बंधों पर विचार करते समय, केंद्रीय परमाणु की कक्षाओं के संकरण की अवधारणा का अक्सर उपयोग किया जाता है - उनकी ऊर्जा और आकार का संरेखण। संकरण एक औपचारिक तकनीक है जिसका उपयोग मुक्त परमाणुओं की तुलना में रासायनिक कणों में ऑर्बिटल्स के पुनर्व्यवस्था के क्वांटम-रासायनिक विवरण के लिए किया जाता है। परमाणु ऑर्बिटल्स के संकरण का सार यह है कि एक बाध्य परमाणु के नाभिक के पास एक इलेक्ट्रॉन की विशेषता एक अलग परमाणु कक्षीय नहीं होती है, बल्कि एक ही प्रमुख क्वांटम संख्या वाले परमाणु ऑर्बिटल्स के संयोजन से होती है। इस संयोजन को एक संकर (संकरित) कक्षीय कहा जाता है। एक नियम के रूप में, संकरण इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा किए गए ऊर्जा परमाणु कक्षाओं में केवल उच्च और करीब को प्रभावित करता है।

संकरण के परिणामस्वरूप, नए हाइब्रिड ऑर्बिटल्स दिखाई देते हैं (चित्र 24), जो अंतरिक्ष में इस तरह से उन्मुख होते हैं कि उन पर स्थित इलेक्ट्रॉन जोड़े (या अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन) एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं, जो इससे मेल खाती है इंटरइलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण की न्यूनतम ऊर्जा। इसलिए, संकरण का प्रकार अणु या आयन की ज्यामिति को निर्धारित करता है।

संकरण के प्रकार

संकरण का प्रकार	ज्यामितीय आकार	बंधों के बीच का कोण	उदाहरण
एसपी	रैखिक	180o	BeCl2
एसपी 2	त्रिकोणीय	120o	बीसीएल 3
एसपी 3	चतुष्फलकीय	109.5o	सीएच 4
एसपी 3 डी	पिरामिडनुमा त्रिकोण	90o; 120o	पीसीएल 5
एसपी 3 डी 2	अष्टभुजाकार	90o	SF6

संकरण में न केवल इलेक्ट्रॉनों को जोड़ना शामिल है, बल्कि असंबद्ध इलेक्ट्रॉन जोड़े भी शामिल हैं। उदाहरण के लिए, एक पानी के अणु में ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच दो सहसंयोजक रासायनिक बंधन होते हैं।

हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सामान्य इलेक्ट्रॉनों के दो जोड़े के अलावा, ऑक्सीजन परमाणु में बाहरी इलेक्ट्रॉनों के दो जोड़े होते हैं जो बंधन गठन (अकेला इलेक्ट्रॉन जोड़े) में भाग नहीं लेते हैं। इलेक्ट्रॉनों के सभी चार जोड़े ऑक्सीजन परमाणु के चारों ओर अंतरिक्ष में कुछ क्षेत्रों पर कब्जा कर लेते हैं।
चूँकि इलेक्ट्रॉन एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, इलेक्ट्रॉन बादल यथासंभव दूर स्थित होते हैं। इस मामले में, संकरण के परिणामस्वरूप, परमाणु कक्षाओं का आकार बदल जाता है, वे बढ़े हुए होते हैं और टेट्राहेड्रोन के कोने की ओर निर्देशित होते हैं। इसलिए, पानी के अणु का कोणीय आकार होता है, और ऑक्सीजन-हाइड्रोजन बांड के बीच का कोण 104.5 o होता है।

संकरण के प्रकार की भविष्यवाणी करने के लिए, इसका उपयोग करना सुविधाजनक है दाता-स्वीकर्ता तंत्रबंध निर्माण: एक कम विद्युत ऋणात्मक तत्व के रिक्त कक्षक और अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व के कक्षक उन पर इलेक्ट्रॉनों के युग्मों के साथ अतिव्यापन करते हैं। परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को संकलित करते समय, उन्हें ध्यान में रखा जाता है ऑक्सीकरण अवस्थाएक सशर्त संख्या है जो एक यौगिक में एक परमाणु के आवेश को दर्शाती है, जिसकी गणना पदार्थ की आयनिक संरचना की धारणा के आधार पर की जाती है।

संकरण के प्रकार और रासायनिक कण के आकार को निर्धारित करने के लिए, निम्नानुसार आगे बढ़ें:

केंद्रीय परमाणु का पता लगाएं और -आबंधों की संख्या निर्धारित करें (टर्मिनल परमाणुओं की संख्या के अनुसार);

कण में परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों का निर्धारण;

वांछित ऑक्सीकरण अवस्था में केंद्रीय परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास बना सकेंगे;

यदि आवश्यक हो, तो टर्मिनल परमाणुओं के लिए भी ऐसा ही करें;

कक्षाओं में केंद्रीय परमाणु के संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की वितरण योजना का चित्रण कर सकेंगे, जबकि हंड के नियम के विपरीत, इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी यथासंभव अधिक होगी;

टर्मिनल परमाणुओं के साथ बंधों के निर्माण में शामिल ऑर्बिटल्स पर ध्यान दें;

बंधनों के निर्माण में शामिल सभी ऑर्बिटल्स के साथ-साथ असंबद्ध इलेक्ट्रॉनों को ध्यान में रखते हुए, संकरण के प्रकार का निर्धारण करें; यदि पर्याप्त वैलेंस ऑर्बिटल्स नहीं हैं, तो बाद के ऊर्जा स्तरों के ऑर्बिटल्स का उपयोग किया जाता है;

संकरण का प्रकार रासायनिक कण की ज्यामिति को निर्धारित करता है।

बांड की उपस्थिति संकरण के प्रकार को प्रभावित नहीं करती है। हालांकि, अतिरिक्त बॉन्डिंग की उपस्थिति बॉन्ड कोणों में बदलाव ला सकती है, क्योंकि कई बॉन्ड के इलेक्ट्रॉन एक दूसरे को अधिक मजबूती से पीछे हटाते हैं। इस कारण से, उदाहरण के लिए, NO 2 अणु में बंध कोण ( एसपी 2-संकरण) 120 o से 134 o तक बढ़ जाता है।

इस अणु में नाइट्रोजन-ऑक्सीजन बंधन की बहुलता 1.5 है, जहां एक एक σ-बंध से मेल खाती है, और 0.5 संकरण में भाग नहीं लेने वाले नाइट्रोजन परमाणु की कक्षाओं की संख्या के अनुपात के बराबर है (1) की संख्या के लिए ऑक्सीजन परमाणु में शेष सक्रिय इलेक्ट्रॉन जोड़े, बांड (2) बनाते हैं। इस प्रकार, -बॉन्ड का निरूपण देखा जाता है (डेलोकलाइज़्ड बॉन्ड सहसंयोजक बंध होते हैं, जिनमें से बहुलता को पूर्णांक के रूप में व्यक्त नहीं किया जा सकता है)।

कब एसपी, एसपी 2 , एसपी 3 , एसपी 3 डीएक रासायनिक कण की ज्यामिति का वर्णन करने वाले पॉलीहेड्रॉन में एक शीर्ष के 2 संकरण समतुल्य हैं, और इसलिए कई बंधन और इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े उनमें से किसी पर भी कब्जा कर सकते हैं। हालांकि एसपी 3 डी-संकरण जिम्मेदार है त्रिकोणीय द्विपिरामिड, जिसमें पिरामिड (भूमध्यरेखीय तल) के आधार पर स्थित परमाणुओं के लिए बंध कोण 120 o हैं, और द्विपिरामिड के शीर्ष पर स्थित परमाणुओं को शामिल करने वाले बंध कोण 90 o हैं। प्रयोग से पता चलता है कि असहभाजित इलेक्ट्रॉन जोड़े हमेशा त्रिकोणीय द्विपिरामिड के भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं। इस आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला जाता है कि उन्हें बंधन निर्माण में शामिल इलेक्ट्रॉनों के जोड़े की तुलना में अधिक खाली स्थान की आवश्यकता होती है। एक एकल इलेक्ट्रॉन युग्म की ऐसी व्यवस्था वाले कण का एक उदाहरण सल्फर टेट्राफ्लोराइड (चित्र 27) है। यदि केंद्रीय परमाणु में एक साथ इलेक्ट्रॉनों के अकेले जोड़े होते हैं और कई बंधन बनाते हैं (उदाहरण के लिए, XeOF 2 अणु में), तो मामले में एसपी 3 डी-संकरण, वे त्रिकोणीय द्विपिरामिड (चित्र 28) के भूमध्यरेखीय तल में स्थित हैं।

अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण

एक आदर्श सहसंयोजक बंधन केवल समान परमाणुओं (एच 2, एन 2, आदि) वाले कणों में मौजूद होता है। यदि विभिन्न परमाणुओं के बीच एक बंधन बनता है, तो इलेक्ट्रॉन घनत्व परमाणुओं के नाभिक में से एक में स्थानांतरित हो जाता है, अर्थात बंधन ध्रुवीकृत हो जाता है। एक बंधन की ध्रुवीयता इसके द्विध्रुवीय क्षण की विशेषता है।

एक अणु का द्विध्रुवीय क्षण उसके रासायनिक बंधों के द्विध्रुवीय क्षणों के सदिश योग के बराबर होता है (इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े की उपस्थिति को ध्यान में रखते हुए)। यदि ध्रुवीय बंधन अणु में सममित रूप से स्थित होते हैं, तो सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज एक दूसरे की भरपाई करते हैं, और अणु समग्र रूप से गैर-ध्रुवीय होता है। ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड अणु के साथ। ध्रुवीय बंधों (और इसलिए इलेक्ट्रॉन घनत्व) की असममित व्यवस्था वाले बहुपरमाणुक अणु आम तौर पर ध्रुवीय होते हैं। यह विशेष रूप से पानी के अणु पर लागू होता है।

अणु के द्विध्रुवीय क्षण का परिणामी मूल्य इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी से प्रभावित हो सकता है। तो, NH 3 और NF 3 अणुओं में एक चतुष्फलकीय ज्यामिति होती है (इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी को ध्यान में रखते हुए)। नाइट्रोजन-हाइड्रोजन और नाइट्रोजन-फ्लोरीन बॉन्ड की आयनिकता की डिग्री क्रमशः 15 और 19% है, और उनकी लंबाई क्रमशः 101 और 137 बजे है। इसके आधार पर, कोई यह निष्कर्ष निकाल सकता है कि द्विध्रुवीय क्षण NF 3 बड़ा है। हालाँकि, प्रयोग इसके विपरीत दिखाता है। द्विध्रुवीय क्षण की अधिक सटीक भविष्यवाणी के साथ, एकाकी जोड़े के द्विध्रुवीय क्षण की दिशा को ध्यान में रखा जाना चाहिए (चित्र 29)।

निरंतरता। शुरुआत के लिए देखें № 15, 16/2004

पाठ 5
कार्बन के परमाणु कक्षक

एक सहसंयोजक रासायनिक बंधन प्रकार के सामान्य बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़े का उपयोग करके बनता है:

एक रासायनिक बंधन बनाएं, यानी। केवल अयुग्मित इलेक्ट्रॉन दूसरे परमाणु से "विदेशी" इलेक्ट्रॉन के साथ एक सामान्य इलेक्ट्रॉन युग्म बना सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखते समय, अयुग्मित इलेक्ट्रॉन एक-एक करके कक्षीय कक्ष में स्थित होते हैं।
परमाणु कक्षीयएक फ़ंक्शन है जो परमाणु के नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर इलेक्ट्रॉन बादल के घनत्व का वर्णन करता है। एक इलेक्ट्रॉन बादल अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जिसमें एक इलेक्ट्रॉन को उच्च संभावना के साथ पाया जा सकता है।
कार्बन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और इस तत्व की संयोजकता में सामंजस्य स्थापित करने के लिए कार्बन परमाणु के उत्तेजना की अवधारणाओं का उपयोग किया जाता है। सामान्य (अप्रत्याशित) अवस्था में, कार्बन परमाणु में दो अयुग्मित 2 . होते हैं आर 2 इलेक्ट्रॉन। उत्तेजित अवस्था में (जब ऊर्जा अवशोषित होती है) 2 . में से एक एस 2-इलेक्ट्रॉन मुक्त में जा सकते हैं आर-कक्षीय। तब कार्बन परमाणु में चार अयुग्मित इलेक्ट्रॉन प्रकट होते हैं:

याद रखें कि परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र में (उदाहरण के लिए, कार्बन 6 सी -1 . के लिए) एस 2 2एस 2 2पी 2) अक्षरों के सामने बड़ी संख्या - 1, 2 - ऊर्जा स्तर की संख्या को दर्शाती है। पत्र एसऔर आरइलेक्ट्रॉन क्लाउड (ऑर्बिटल्स) के आकार को इंगित करें, और अक्षरों के ऊपर दाईं ओर की संख्याएं किसी दिए गए ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को दर्शाती हैं। सभी एस- गोलाकार कक्षाएँ:

2 . को छोड़कर दूसरे ऊर्जा स्तर पर एस-तीन कक्षक हैं 2 आर-कक्षीय। ये 2 आर-ऑर्बिटल्स में डम्बल के समान एक दीर्घवृत्ताकार आकार होता है, और एक दूसरे से 90 ° के कोण पर अंतरिक्ष में उन्मुख होते हैं। 2 आर-ऑर्बिटल्स 2 . को निरूपित करते हैं पी एक्स, 2आपऔर 2 pzकुल्हाड़ियों के अनुसार जिसके साथ ये कक्षाएँ स्थित हैं।

जब रासायनिक बंधन बनते हैं, तो इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स समान आकार प्राप्त करते हैं। तो, संतृप्त हाइड्रोकार्बन में, एक एस-कक्षीय और तीन आर-एक कार्बन परमाणु के कक्षक चार समरूप (संकर) बनाते हैं एसपी 3-कक्षक:

ये है - एसपी 3 - संकरण।
संकरण- परमाणु कक्षकों का संरेखण (मिश्रण) ( एसऔर आर) नए परमाणु कक्षकों के निर्माण के साथ, जिन्हें कहा जाता है संकर कक्षक.

हाइब्रिड ऑर्बिटल्स में एक असममित आकार होता है, जो संलग्न परमाणु की ओर बढ़ता है। इलेक्ट्रॉन बादल एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और एक दूसरे से यथासंभव दूर अंतरिक्ष में स्थित होते हैं। उसी समय, चार . की कुल्हाड़ियों एसपी 3-संकर कक्षकटेट्राहेड्रोन (नियमित त्रिकोणीय पिरामिड) के कोने की ओर निर्देशित किया जाता है।
तदनुसार, इन कक्षकों के बीच के कोण चतुष्फलकीय होते हैं, जो 109°28" के बराबर होते हैं।
इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स के शीर्ष अन्य परमाणुओं के ऑर्बिटल्स के साथ ओवरलैप कर सकते हैं। यदि इलेक्ट्रॉन बादल परमाणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा के साथ ओवरलैप करते हैं, तो ऐसे सहसंयोजक बंधन को कहा जाता है सिग्मा () - बांड. उदाहरण के लिए, सी 2 एच 6 ईथेन अणु में, दो कार्बन परमाणुओं के बीच दो हाइब्रिड ऑर्बिटल्स को ओवरलैप करके एक रासायनिक बंधन बनता है। यह एक कनेक्शन है। इसके अलावा, प्रत्येक कार्बन परमाणु अपने तीन . के साथ एसपी 3-ऑर्बिटल्स ओवरलैप करते हैं एस-तीन हाइड्रोजन परमाणुओं के कक्षक, तीन-बंध बनाते हैं।

कुल मिलाकर, कार्बन परमाणु के लिए विभिन्न प्रकार के संकरण के साथ तीन वैलेंस राज्य संभव हैं। के अलावा एसपी 3-संकरण मौजूद है एसपी 2 - और एसपी-संकरण।
एसपी 2 -संकरण- एक मिश्रण एस- और दो आर-कक्षीय। नतीजतन, तीन संकर एसपी 2-कक्षीय। ये एसपी 2-कक्षक एक ही तल में स्थित होते हैं (कुल्हाड़ियों के साथ एक्स, पर) और 120° के कक्षकों के बीच के कोण वाले त्रिभुज के शीर्षों की ओर निर्देशित होते हैं। असंकरणित
आर-कक्षीय तीन संकरों के तल के लंबवत है एसपी 2 कक्षक (अक्ष के अनुदिश उन्मुख) जेड) ऊपरी आधा आर-ऑर्बिटल्स प्लेन के ऊपर होते हैं, निचला आधा प्लेन के नीचे होता है।
प्रकार एसपीकार्बन का 2-संकरण एक दोहरे बंधन वाले यौगिकों में होता है: सी = सी, सी = ओ, सी = एन। इसके अलावा, दो परमाणुओं के बीच केवल एक बंधन (उदाहरण के लिए, सी = सी) एक बंधन हो सकता है। (परमाणु के अन्य आबंध कक्षक विपरीत दिशाओं में निर्देशित होते हैं।) दूसरा बंधन गैर-संकर के अतिव्यापन के परिणामस्वरूप बनता है। आर-परमाणुओं के नाभिक को जोड़ने वाली रेखा के दोनों ओर के कक्षक।

पार्श्व ओवरलैप द्वारा गठित सहसंयोजक बंधन आर-पड़ोसी कार्बन परमाणुओं के कक्षक कहलाते हैं पीआई () - बांड.

शिक्षा - संचार

ऑर्बिटल्स के कम ओवरलैप के कारण -बॉन्ड -बॉन्ड से कम मजबूत होता है।
एसपी-संकरणएक का मिश्रण (रूप और ऊर्जा में संरेखण) है एस-और एक
आर-ऑर्बिटल्स दो संकरों के गठन के साथ एसपी-कक्षीय। एसपी- ऑर्बिटल्स एक ही लाइन (180 ° के कोण पर) पर स्थित होते हैं और कार्बन परमाणु के नाभिक से विपरीत दिशाओं में निर्देशित होते हैं। दो
आर-ऑर्बिटल्स अनहाइब्रिडाइज्ड रहते हैं। उन्हें एक दूसरे के लंबवत रखा गया है।
दिशा - कनेक्शन। छवि पर एसपी-ऑर्बिटल्स अक्ष के साथ दिखाए जाते हैं आप, और अनहाइब्रिडाइज़्ड दो
आर-ऑर्बिटल्स - कुल्हाड़ियों के साथ एक्सऔर जेड.

ट्रिपल कार्बन-कार्बन बॉन्ड CC में एक -बॉन्ड होता है जो अतिव्यापी होने पर होता है
एसपी-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स, और टू-बॉन्ड।
संलग्न समूहों की संख्या, संकरण के प्रकार और बनने वाले रासायनिक बंधों के प्रकार के रूप में कार्बन परमाणु के ऐसे मापदंडों के बीच संबंध तालिका 4 में दिखाया गया है।

तालिका 4

कार्बन के सहसंयोजक बंधन

समूहों की संख्या संबंधित कार्बन के साथ	प्रकार संकरण	प्रकार भाग लेने वाले रासायनिक बन्ध	यौगिक सूत्रों के उदाहरण
4	एसपी 3	चार - कनेक्शन
3	एसपी 2	तीन - कनेक्शन और एक कनेक्शन है
2	एसपी	दो - कनेक्शन और दो कनेक्शन	एच-सीसी-एच

अभ्यास.

1. परमाणुओं के कौन से इलेक्ट्रॉन (उदाहरण के लिए, कार्बन या नाइट्रोजन) अयुग्मित कहलाते हैं?

2. सहसंयोजक बंधन वाले यौगिकों में "साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े" की अवधारणा का क्या अर्थ है (उदाहरण के लिए, सीएच 4 याएच 2 एस )?

3. परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाएँ क्या हैं (उदाहरण के लिए, C याएन ) बेसिक कहलाते हैं, और कौन उत्साहित हैं?

4. परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक सूत्र में संख्याओं और अक्षरों का क्या अर्थ है (उदाहरण के लिए, C याएन )?

5. एक परमाणु कक्षीय क्या है? C परमाणु के दूसरे ऊर्जा स्तर में कितने कक्षक होते हैं और वे कैसे भिन्न हैं?

6. हाइब्रिड ऑर्बिटल्स और मूल ऑर्बिटल्स में क्या अंतर है जिससे वे बने थे?

7. कार्बन परमाणु के लिए किस प्रकार के संकरण ज्ञात हैं और वे क्या हैं?

8. कार्बन परमाणु की किसी एक इलेक्ट्रॉनिक अवस्था के लिए कक्षकों की स्थानिक व्यवस्था का चित्र बनाइए।

9. रासायनिक बंध किसे कहते हैं और क्या? उल्लिखित करना-और-कनेक्शन में कनेक्शन:

10. नीचे दिए गए यौगिकों के कार्बन परमाणुओं के लिए इंगित करें: क) संकरण का प्रकार; बी) इसके रासायनिक बंधनों के प्रकार; ग) बंधन कोण।

विषय 1 के लिए अभ्यास के उत्तर

पाठ 5

1. इलेक्ट्रॉन जो प्रति कक्षक एक होते हैं, कहलाते हैं अयुग्मित इलेक्ट्रॉन. उदाहरण के लिए, एक उत्तेजित कार्बन परमाणु के इलेक्ट्रॉन विवर्तन सूत्र में, चार अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, और नाइट्रोजन परमाणु में तीन होते हैं:

2. एक रासायनिक बंधन के निर्माण में भाग लेने वाले दो इलेक्ट्रॉनों को कहा जाता है आम इलेक्ट्रॉन जोड़ी. आमतौर पर, रासायनिक बंधन के निर्माण से पहले, इस जोड़ी के इलेक्ट्रॉनों में से एक एक परमाणु का था, और दूसरा इलेक्ट्रॉन दूसरे परमाणु का था:

3. परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक अवस्था, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक ऑर्बिटल्स के भरने का क्रम देखा जाता है: 1 एस 2 , 2एस 2 , 2पी 2 , 3एस 2 , 3पी 2 , 4एस 2 , 3डी 2 , 4पी 2 आदि कहलाते हैं मुख्य राज्य. पर उत्साहित राज्यपरमाणु के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों में से एक उच्च ऊर्जा के साथ एक मुक्त कक्षीय में रहता है, ऐसा संक्रमण युग्मित इलेक्ट्रॉनों के पृथक्करण के साथ होता है। योजनाबद्ध रूप से यह इस तरह लिखा गया है:

जबकि जमीनी अवस्था में केवल दो वैलेंस अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, उत्तेजित अवस्था में ऐसे चार इलेक्ट्रॉन होते हैं।

5. एक परमाणु कक्षीय एक ऐसा कार्य है जो किसी दिए गए परमाणु के नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर एक इलेक्ट्रॉन बादल के घनत्व का वर्णन करता है। कार्बन परमाणु के द्वितीय ऊर्जा स्तर पर चार कक्षक होते हैं - 2 एस, 2पी एक्स, 2आप, 2pz. ये ऑर्बिटल्स हैं:
ए) इलेक्ट्रॉन बादल का आकार ( एस- गेंद, आर- डम्बल);
बी) आर-ऑर्बिटल्स का अंतरिक्ष में अलग-अलग झुकाव होता है - परस्पर लंबवत अक्षों के साथ एक्स, आपऔर जेड, वे निरूपित हैं पी एक्स, आप, pz.

6. हाइब्रिड ऑर्बिटल्स आकार और ऊर्जा में मूल (गैर-हाइब्रिड) ऑर्बिटल्स से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, एस-कक्षीय - एक गोले का आकार, आर- सममित आंकड़ा आठ, एसपी-संकर कक्षीय - असममित आकृति आठ।
ऊर्जा अंतर: इ(एस) < इ(एसपी) < इ(आर) इस प्रकार, एसपी-ऑर्बिटल - आकार और ऊर्जा में औसत एक कक्षीय, प्रारंभिक . को मिलाकर प्राप्त किया जाता है एस- और पी-कक्षीय।

7. कार्बन परमाणु के लिए तीन प्रकार के संकरण ज्ञात हैं: एसपी 3 , एसपी 2 और एसपी (पाठ 5 का पाठ देखें).

9. -बॉन्ड - परमाणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली एक रेखा के साथ ऑर्बिटल्स के ललाट अतिव्यापी द्वारा गठित एक सहसंयोजक बंधन।
-बॉन्ड - पार्श्व ओवरलैप द्वारा गठित एक सहसंयोजक बंधन आर-परमाणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा के दोनों ओर कक्षक।
- बंध जुड़े हुए परमाणुओं के बीच दूसरी और तीसरी रेखाओं द्वारा दिखाए जाते हैं।

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 से मेल खाती है। Sp3 ऑर्बिटल्स 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

• पॉलिंग एल.रासायनिक बंधन की प्रकृति / प्रति। अंग्रेज़ी से। एम। ई। डायटकिना। ईडी। प्रो वाई के सिरकिना। - एम।; एल।: गोशिमिज़दत, 1947. - 440 पी।
• पॉलिंग एल.सामान्य रसायन शास्त्र। प्रति. अंग्रेज़ी से। - एम।: मीर, 1974। - 846 पी।
• 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.

अनुदेश

सबसे सरल संतृप्त हाइड्रोकार्बन, मीथेन के एक अणु पर विचार करें। यह इस तरह दिखता है: CH4। अणु का स्थानिक मॉडल एक चतुष्फलक है। एक कार्बन परमाणु चार हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ बंध बनाता है जो लंबाई और ऊर्जा में बिल्कुल समान होते हैं। उपरोक्त उदाहरण के अनुसार, उनमें 3 - पी इलेक्ट्रॉन और 1 एस - एक इलेक्ट्रॉन शामिल है जिसका कक्षक ठीक वैसा ही हो गया है जैसा कि अन्य तीन इलेक्ट्रॉनों के कक्षों के परिणामस्वरूप हुआ था। इस प्रकार के संकरण को sp^3 संकरण कहा जाता है। यह सभी परम में निहित है।

लेकिन असंतृप्त का सबसे सरल प्रतिनिधि एथिलीन है। इसका सूत्र इस प्रकार है: C2H4। इस पदार्थ के अणु में कार्बन में किस प्रकार का संकरण निहित है? नतीजतन, तीन ऑर्बिटल्स असममित "आठ" के रूप में एक ही विमान में एक दूसरे से 120 ^ 0 के कोण पर स्थित होते हैं। वे 1 - एस और 2 - पी इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनाए गए थे। अंतिम 3 पी - इलेक्ट्रॉन ने अपने कक्षीय को संशोधित नहीं किया, अर्थात यह एक नियमित "आठ" के रूप में बना रहा। इस प्रकार के संकरण को sp^2 संकरण कहा जाता है।

अणु में बंध कैसे बनते हैं? प्रत्येक परमाणु के दो संकरित कक्षक दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ प्रवेश करते हैं। तीसरे हाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल ने दूसरे के समान ऑर्बिटल के साथ एक बॉन्ड बनाया। क्या शेष R कक्षक हैं? वे अणु के तल के दोनों ओर एक दूसरे के प्रति "आकर्षित" होते हैं। कार्बन परमाणुओं के बीच एक बंधन बन गया है। यह एक "डबल" बॉन्ड वाला परमाणु है जिसमें एसपी ^ 2 निहित है।

और एसिटिलीन अणु में क्या होता है या? इसका सूत्र इस प्रकार है: C2H2। प्रत्येक कार्बन परमाणु में, केवल दो इलेक्ट्रॉन संकरण से गुजरते हैं: 1 - एस और 1 - पी। शेष दो ऑर्बिटल्स "नियमित आठ" के रूप में अणु के तल में और इसके दोनों किनारों पर अतिव्यापी होते हैं। इसलिए इस प्रकार के संकरण को sp - संकरण कहते हैं। यह ट्रिपल बॉन्ड वाले परमाणुओं में निहित है।

सभी शब्द, किसी विशेष भाषा में विद्यमान, को कई समूहों में विभाजित किया जा सकता है। यह अर्थ और व्याकरणिक कार्यों दोनों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण है। शब्द. इसे एक निश्चित करने के लिए असाइन करना प्रकार, आप इसे नियमों के अनुसार संशोधित कर सकते हैं, भले ही आपने इसे पहले नहीं देखा हो। तत्व प्रकार शब्दलेक्सिकोलॉजी भाषा की रनोगो रचना से संबंधित है।

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संकरण संकर प्राप्त करने की प्रक्रिया है - विभिन्न किस्मों और नस्लों के क्रॉसिंग से निकले पौधे या जानवर। हाइब्रिड (हाइब्रिडा) शब्द का लैटिन से "मिश्रण" के रूप में अनुवाद किया गया है।

संकरण: प्राकृतिक और कृत्रिम

संकरण की प्रक्रिया विभिन्न व्यक्तियों से विभिन्न कोशिकाओं की आनुवंशिक सामग्री के एक कोशिका में संयोजन पर आधारित होती है। इंट्रास्पेसिफिक और रिमोट में अंतर होता है, जिसमें विभिन्न जीनोम का कनेक्शन होता है। प्रकृति में, प्राकृतिक संकरण हुआ है और हर समय मानवीय हस्तक्षेप के बिना होता रहता है। यह एक प्रजाति के भीतर इंटरब्रीडिंग द्वारा था कि पौधे बदल गए और बेहतर हुए और जानवरों की नई किस्में और नस्लें दिखाई दीं। दृष्टिकोण से, डीएनए, न्यूक्लिक एसिड, परमाणु और अंतःपरमाणु स्तरों पर परिवर्तन का संकरण होता है।

अकादमिक रसायन विज्ञान में, संकरण को किसी पदार्थ के अणुओं में परमाणु कक्षाओं की एक विशिष्ट बातचीत के रूप में समझा जाता है। लेकिन यह एक वास्तविक भौतिक प्रक्रिया नहीं है, बल्कि केवल एक काल्पनिक मॉडल, अवधारणा है।

फसल उत्पादन में संकर

1694 में, जर्मन वैज्ञानिक आर। कैमरारियस ने कृत्रिम रूप से प्राप्त करने का प्रस्ताव रखा। और 1717 में, अंग्रेजी टी। फेयरचाइल्ड ने पहली बार विभिन्न प्रकार के कार्नेशन्स को पार किया। आज, उच्च उपज या अनुकूलित प्राप्त करने के लिए पौधों का अंतःविशिष्ट संकरण किया जाता है, उदाहरण के लिए, ठंढ-प्रतिरोधी किस्में। रूपों और किस्मों का संकरण पादप प्रजनन के तरीकों में से एक है। इस प्रकार, बड़ी संख्या में आधुनिक फसल किस्मों का निर्माण किया गया है।

दूर के संकरण के साथ, जब विभिन्न प्रजातियों के प्रतिनिधियों को पार किया जाता है और विभिन्न जीनोमों को जोड़ा जाता है, तो परिणामी संकर ज्यादातर मामलों में संतान नहीं देते हैं या कम गुणवत्ता वाले क्रॉसब्रीड का उत्पादन नहीं करते हैं। यही कारण है कि बगीचे में पके हुए संकर खीरे के बीज छोड़ने और हर बार एक विशेष स्टोर में उनके बीज खरीदने का कोई मतलब नहीं है।

पशुपालन में चयन

दुनिया में, प्राकृतिक संकरण, इंट्रास्पेसिफिक और दूर दोनों तरह से होता है। हमारे युग से दो हजार साल पहले से खच्चरों को मनुष्य जानता है। और वर्तमान में, खच्चर और हिनी घर में अपेक्षाकृत सस्ते काम करने वाले जानवर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। सच है, ऐसा संकरण प्रतिच्छेदन है, इसलिए संकर नर अनिवार्य रूप से बाँझ पैदा होते हैं। मादाएं बहुत कम ही संतान देती हैं।

खच्चर घोड़ी और गधे का संकर है। एक घोड़े और एक गधे को पार करने से प्राप्त एक संकर को हिनी कहा जाता है। खच्चर विशेष रूप से पाले जाते हैं। वे एक हिनी से लम्बे और मजबूत होते हैं।

लेकिन एक घरेलू कुत्ते को भेड़िये के साथ पार करना शिकारियों के बीच एक बहुत ही सामान्य गतिविधि थी। फिर, परिणामी संतानों को आगे के चयन के अधीन किया गया, परिणामस्वरूप, कुत्तों की नई नस्लों का निर्माण किया गया। आज, पशु प्रजनन पशुधन उद्योग की सफलता का एक महत्वपूर्ण घटक है। निर्दिष्ट मापदंडों पर ध्यान देने के साथ, संकरण उद्देश्यपूर्ण ढंग से किया जाता है।

संकरण- परमाणु कक्षकों का संरेखण (मिश्रण) ( एसऔर आर) नए परमाणु कक्षकों के निर्माण के साथ, जिन्हें कहा जाता है संकर कक्षक.

परमाणु कक्षीयएक फ़ंक्शन है जो परमाणु के नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर इलेक्ट्रॉन बादल के घनत्व का वर्णन करता है। एक इलेक्ट्रॉन बादल अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जिसमें एक इलेक्ट्रॉन को उच्च संभावना के साथ पाया जा सकता है।

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 केंद्रीय 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।

Sp2 संकरण

Sp2 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

तालिका सबसे सामान्य प्रकार के संकरण और अणुओं की ज्यामितीय संरचना के बीच पत्राचार के उदाहरण दिखाती है, यह मानते हुए कि सभी संकर कक्षाएँ रासायनिक बंधों के निर्माण में शामिल हैं (कोई साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े नहीं हैं)

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

4. इलेक्ट्रोवैलेंट, सहसंयोजक, दाता-स्वीकर्ता, हाइड्रोजन बांड। और बांड की इलेक्ट्रॉनिक संरचना। सहसंयोजक बंधन की मुख्य विशेषताएं: बंधन ऊर्जा, लंबाई, बंधन कोण, ध्रुवीयता, ध्रुवीकरण।

यदि दो परमाणुओं या परमाणुओं के दो समूहों के बीच एक इलेक्ट्रोस्टैटिक संपर्क होता है जिससे मजबूत आकर्षण होता है और एक रासायनिक बंधन बनता है, तो ऐसे बंधन को कहा जाता है इलेक्ट्रोवैलेंट या हेटरोपोलर।

सहसंयोजक बंधन- वैलेंस इलेक्ट्रॉन बादलों की एक जोड़ी के ओवरलैप द्वारा गठित एक रासायनिक बंधन। संचार प्रदान करने वाले इलेक्ट्रॉन बादलों को एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी कहा जाता है।

दाता-स्वीकर्ता बंधन - यह दो परमाणुओं या परमाणुओं के समूह के बीच एक रासायनिक बंधन है, जो एक परमाणु (दाता) के इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी और दूसरे परमाणु (स्वीकर्ता) के मुक्त स्तर के कारण होता है। यह बंधन इलेक्ट्रॉन बंधन की उत्पत्ति में सहसंयोजक बंधन से भिन्न होता है।

हाइड्रोजन बंध - यह एक अणु में परमाणुओं की रासायनिक बातचीत का एक प्रकार है, जिसमें एक हाइड्रोजन परमाणु, जो पहले से ही अन्य परमाणुओं के साथ एक सहसंयोजक बंधन से बंधा होता है, इसमें एक महत्वपूर्ण भाग लेता है।

बंधन पहला और मजबूत बंधन है जो तब बनता है जब इलेक्ट्रॉन बादल परमाणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली सीधी रेखा की दिशा में ओवरलैप करते हैं।

बंधन हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ कार्बन परमाणुओं का सामान्य सहसंयोजक बंधन है। संतृप्त कार्बन के अणुओं में केवल आबंध होते हैं।

बंधन एक कमजोर बंधन है जो तब बनता है जब नाभिक के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन विमान अतिव्याप्त होते हैं

और बांड के इलेक्ट्रॉन एक विशेष परमाणु से अपना संबंध खो देते हैं।

और π बांड की विशेषताएं: 1) एक अणु में कार्बन परमाणुओं का घूर्णन संभव है यदि वे एक बंधन से जुड़े हुए हैं; 2) एक बंधन की उपस्थिति कार्बन परमाणु को मुक्त रोटेशन के अणु से वंचित करती है।

संचार लंबाई- बंधित परमाणुओं के केंद्रों के बीच की दूरी है।

संयोजकता कोण- दो बंधों के बीच का कोण है जिसमें एक सामान्य परमाणु होता है।

संचार ऊर्जा- एक रसायन के निर्माण के दौरान जारी ऊर्जा। बंधन और इसकी ताकत द्वारा विशेषता

विचारों में भिन्नता कनेक्शन परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर के कारण इलेक्ट्रॉन घनत्व के असमान वितरण के कारण होता है। इस आधार पर, सहसंयोजक बंधों को गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय में विभाजित किया जाता है। polarizability बंधन एक बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में बंधन इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन में व्यक्त किया जाता है, जिसमें एक अन्य प्रतिक्रियाशील कण भी शामिल है। ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉन गतिशीलता द्वारा निर्धारित किया जाता है। सहसंयोजक बंधों की ध्रुवीयता और ध्रुवीकरण ध्रुवीय अभिकर्मकों के संबंध में अणुओं की प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करते हैं।

5. आयनिक बंधन (इलेक्ट्रोवैलेंट) -इलेक्ट्रोनगेटिविटी में बड़े अंतर वाले परमाणुओं के बीच एक बहुत मजबूत रासायनिक बंधन, जिसमें आम इलेक्ट्रॉन जोड़ी मुख्य रूप से अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाले परमाणु से गुजरती है। सहसंयोजक बंधन - एक विनिमय तंत्र के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन जोड़े के समाजीकरण के कारण होता है, जब प्रत्येक परस्पर क्रिया करने वाले परमाणु एक इलेक्ट्रॉन की आपूर्ति करते हैं। दाता-स्वीकर्ता बंधन (समन्वय बंधन) दो परमाणुओं या परमाणुओं के समूह के बीच एक रासायनिक बंधन है, जो एक परमाणु (दाता) के इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी और दूसरे परमाणु (स्वीकर्ता) के मुक्त कक्षीय के कारण होता है। उदाहरण NH4 के लिए हाइड्रोजन बांड की घटना, यह महत्वपूर्ण है कि किसी पदार्थ के अणुओं में परमाणु छोटे लेकिन इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं के लिए हाइड्रोजन बांड होते हैं, उदाहरण के लिए: ओ, एन, एफ। यह हाइड्रोजन परमाणुओं पर ध्यान देने योग्य आंशिक सकारात्मक चार्ज बनाता है। दूसरी ओर, यह महत्वपूर्ण है कि इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं में एकाकी इलेक्ट्रॉन जोड़े हों। जब एक अणु (स्वीकर्ता) का एक इलेक्ट्रॉन-रहित हाइड्रोजन परमाणु दूसरे अणु (दाता) के N, O, या F परमाणु पर एक असाझा इलेक्ट्रॉन युग्म के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के समान एक बंधन उत्पन्न होता है। जब कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में एक सहसंयोजक बंधन बनता है, तो एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी बंधन आणविक कक्षा को आबाद करती है, जिसमें कम ऊर्जा होती है। MO - -MO या π-MO के रूप के आधार पर - परिणामी बांडों को - या p-प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। -आबंध - एक सहसंयोजक बंधन जो बंधित परमाणुओं के नाभिक को जोड़ने वाले अक्ष के साथ s-, p- और हाइब्रिड AO को ओवरलैप करके बनता है (अर्थात, AO के अक्षीय ओवरलैप के साथ)। -बंध - एक सहसंयोजक बंधन जो गैर-संकर पी-एओ के पार्श्व ओवरलैप के दौरान होता है। ऐसा अतिव्यापन परमाणुओं के नाभिक को जोड़ने वाली सीधी रेखा के बाहर होता है।
-बंध पहले से ही -बंध से जुड़े परमाणुओं के बीच उत्पन्न होते हैं (इस मामले में, दोहरे और तिहरे सहसंयोजक बंधन बनते हैं)। पी-एओ के कम पूर्ण ओवरलैप के कारण -बॉन्ड -बॉन्ड से कमजोर है। - और π-आणविक ऑर्बिटल्स की विभिन्न संरचना σ- और -बॉन्ड की विशिष्ट विशेषताओं को निर्धारित करती है। 1.σ-बंध -बंध से अधिक मजबूत होता है। यह -MOs के निर्माण के दौरान AOs के अधिक कुशल अक्षीय ओवरलैप और नाभिक के बीच -इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण है। 2. -बॉन्ड द्वारा, परमाणुओं का इंट्रामोल्युलर रोटेशन संभव है, क्योंकि -MO का रूप बिना बॉन्ड को तोड़े इस तरह के रोटेशन की अनुमति देता है (एनिम देखें। नीचे चित्र))। बंध को तोड़े बिना एक डबल (σ + π) बॉन्ड के साथ घूमना असंभव है! 3. -MO पर इलेक्ट्रान, इंटरन्यूक्लियर स्पेस से बाहर होने के कारण, -इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक गतिशीलता रखते हैं। इसलिए, बंधन की ध्रुवीकरण क्षमता बंधन की तुलना में बहुत अधिक है।

एक सहसंयोजक बंधन के विशिष्ट गुण - दिशात्मकता, संतृप्ति, ध्रुवता, ध्रुवीकरण - यौगिकों के रासायनिक और भौतिक गुणों को निर्धारित करते हैं।

बंधन की दिशा पदार्थ की आणविक संरचना और उनके अणु के ज्यामितीय आकार के कारण होती है। दो बंधों के बीच के कोणों को बंध कोण कहा जाता है।

संतृप्ति - परमाणुओं की सीमित संख्या में सहसंयोजक बंध बनाने की क्षमता। किसी परमाणु द्वारा बनने वाले बंधों की संख्या उसके बाहरी परमाणु कक्षकों की संख्या से सीमित होती है।

बंधन की ध्रुवीयता परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर के कारण इलेक्ट्रॉन घनत्व के असमान वितरण के कारण होती है। इस आधार पर, सहसंयोजक बंधन गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय में विभाजित होते हैं (गैर-ध्रुवीय - एक द्विपरमाणुक अणु में समान परमाणु (एच 2, सीएल 2, एन 2) होते हैं और प्रत्येक परमाणु के इलेक्ट्रॉन बादलों को इनके संबंध में सममित रूप से वितरित किया जाता है। परमाणु; ध्रुवीय - एक द्विपरमाणुक अणु में विभिन्न रासायनिक तत्वों के परमाणु होते हैं, और सामान्य इलेक्ट्रॉन बादल परमाणुओं में से एक की ओर शिफ्ट हो जाता है, जिससे अणु में विद्युत आवेश के वितरण में एक विषमता उत्पन्न होती है, जिससे अणु का द्विध्रुवीय क्षण उत्पन्न होता है)।

एक बंधन की ध्रुवीकरण एक बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में बंधन इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन में व्यक्त की जाती है, जिसमें एक अन्य प्रतिक्रियाशील कण भी शामिल है। ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉन गतिशीलता द्वारा निर्धारित किया जाता है। सहसंयोजक बंधों की ध्रुवीयता और ध्रुवीकरण ध्रुवीय अभिकर्मकों के संबंध में अणुओं की प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करते हैं।

6. नामकरणनियमों की एक प्रणाली है जो आपको प्रत्येक व्यक्तिगत कनेक्शन को एक अद्वितीय नाम देने की अनुमति देती है। चिकित्सा के लिए, नामकरण के सामान्य नियमों के ज्ञान का विशेष महत्व है, क्योंकि कई दवाओं के नाम उनके अनुसार बनाए जाते हैं। वर्तमान में आम तौर पर स्वीकृत IUPAC व्यवस्थित नामकरण(आईयूपीएसी - इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री)*।

हालांकि, वे अभी भी संरक्षित हैं और व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं (विशेषकर चिकित्सा में) तुच्छ(साधारण) और अर्ध-तुच्छ नाम पदार्थ की संरचना के ज्ञात होने से पहले ही उपयोग किए जाते थे। ये नाम प्राकृतिक स्रोतों और तैयारी के तरीकों, विशेष रूप से ध्यान देने योग्य गुणों और अनुप्रयोगों को दर्शा सकते हैं। उदाहरण के लिए, लैक्टोज (दूध चीनी) को दूध से अलग किया जाता है (अक्षांश से। लैक्टम- दूध), पामिटिक एसिड - ताड़ के तेल से, टार्टरिक एसिड के पायरोलिसिस द्वारा प्राप्त पाइरुविक एसिड, ग्लिसरीन का नाम इसके मीठे स्वाद को दर्शाता है (ग्रीक से। ग्लाइकिस- मिठाई)।

तुच्छ नामों में विशेष रूप से अक्सर प्राकृतिक यौगिक होते हैं - अमीनो एसिड, कार्बोहाइड्रेट, एल्कलॉइड, स्टेरॉयड। IUPAC नियमों द्वारा कुछ स्थापित तुच्छ और अर्ध-तुच्छ नामों के उपयोग की अनुमति है। ऐसे नामों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, "ग्लिसरॉल" और कई प्रसिद्ध सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव के नाम।

संतृप्त हाइड्रोकार्बन का परिमेय नामकरण

तुच्छ नामों के विपरीत, वे अणुओं की संरचना पर आधारित होते हैं। जटिल संरचनाओं के नाम अणु के मुख्य सबसे महत्वपूर्ण स्थल से जुड़े उन रेडिकल्स के ब्लॉकों के नाम से बने होते हैं; इस नामकरण के अनुसार, अल्केन्स को मीथेन के डेरिवेटिव के रूप में माना जाता है जिसमें हाइड्रोजन परमाणुओं को संबंधित रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है . मीथेन कार्बन का चुनाव मनमाना है, इसलिए 1 यौगिक के कई नाम हो सकते हैं। इस नामकरण के अनुसार, एल्केन्स को एथिलीन और एल्काइन्स-एसिटिलीन के डेरिवेटिव के रूप में माना जाता है।

7. कार्बनिक यौगिकों की समरूपताया होमोलॉग्स का कानून- इस तथ्य में शामिल हैं कि एक ही रासायनिक कार्य और एक ही संरचना के पदार्थ, जो एक दूसरे से भिन्न होते हैं परउनकी परमाणु संरचना केवल nCH 2 है, वे समेकित हो जाते हैं और उनके सभी शेष रसायन में। चरित्र, और उनके भौतिक गुणों में अंतर बढ़ता है या आम तौर पर सही ढंग से बदलता है क्योंकि सीएच 2 समूहों की संख्या n द्वारा निर्धारित संरचना में अंतर बढ़ता है। ऐसा रसायन। समान यौगिक तथाकथित बनाते हैं। एक घरेलू श्रृंखला, जिसके सभी सदस्यों की परमाणु संरचना श्रृंखला के पहले सदस्य की संरचना और कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर एक सामान्य सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है; एक नाम के कार्बनिक पदार्थ जैसे केवल अल्केन्स।

आइसोमर्स ऐसे यौगिक होते हैं जिनकी संरचना समान होती है लेकिन संरचना और गुण भिन्न होते हैं।

8.न्यूक्लियोफऔरविद्युत और वैद्युतकणसंचलनऔरले रिएक्टेंट्सइएनटीएस. प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में शामिल अभिकर्मकों को न्यूक्लियोफिलिक और इलेक्ट्रोफिलिक में विभाजित किया गया है। न्यूक्लियोफिलिक अभिकर्मक, या न्यूक्लियोफाइल, एक नया बंधन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों की अपनी जोड़ी प्रदान करते हैं और पुराने बंधन बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के साथ आरएक्स अणु से छोड़ने वाले समूह (एक्स) को विस्थापित करते हैं, उदाहरण के लिए:

(जहाँ R एक कार्बनिक मूलक है)।

न्यूक्लियोफाइल में ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन (Hal - , OH - , CN - , NO 2 - OR - RS - , NH 2 - , RCOO - और अन्य) शामिल हैं, इलेक्ट्रॉनों की एक मुक्त जोड़ी के साथ तटस्थ अणु (उदाहरण के लिए, H 2 O , NH3, R 3 N, R 2 S, R 3 P, ROH, RCOOH), और ऑर्गोमेटेलिक। पर्याप्त रूप से ध्रुवीकृत C-Me + बंधन के साथ R-Me यौगिक, अर्थात, R-कार्बनियन दाता होने में सक्षम। न्यूक्लियोफाइल (न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन) से जुड़ी प्रतिक्रियाएं मुख्य रूप से स्निग्ध यौगिकों की विशेषता होती हैं, उदाहरण के लिए, हाइड्रोलिसिस (OH - , H 2 O), अल्कोहलिसिस (RO - , ROH), एसिडोलिसिस (RCOO - , RCOOH), एमिनेशन (NH - 2, NH) 3, आरएनएच 2, आदि), साइनाइडेशन (सीएन -), आदि।

इलेक्ट्रोफिलिक अभिकर्मक, या इलेक्ट्रोफाइल, जब एक नया बंधन बनता है, इलेक्ट्रॉन जोड़ी स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है और एक सकारात्मक चार्ज कण के रूप में छोड़ने वाले समूह को विस्थापित करता है। इलेक्ट्रोफाइल में सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन (उदाहरण के लिए, एच +, एनओ 2 +), इलेक्ट्रॉन घाटे वाले तटस्थ अणु, उदाहरण के लिए एसओ 3, और अत्यधिक ध्रुवीकृत अणु (सीएच 3 सीओओ - बीआर +, आदि) शामिल हैं, और ध्रुवीकरण विशेष रूप से प्रभावी है। गुणांक लुईस (HAL + - Hal - A, R + - Cl - A, RCO + - Cl - A, जहां A \u003d A1C1 3, SbCl 5, BF 3, आदि) के साथ जटिल गठन द्वारा प्राप्त किया गया। इलेक्ट्रोफाइल (इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन) से जुड़ी प्रतिक्रियाओं में सुगंधित हाइड्रोकार्बन की सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएं शामिल हैं (उदाहरण के लिए, नाइट्रेशन, हैलोजनेशन, सल्फोनेशन, फ्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रिया):

(ई + \u003d हाल +, नहीं + 2, आरसीओ +, आर +, आदि)

कुछ प्रणालियों में, न्यूक्लियोफाइल से जुड़ी प्रतिक्रियाएं सुगंधित श्रृंखला में की जाती हैं, और इलेक्ट्रोफाइल से जुड़ी प्रतिक्रियाएं स्निग्ध श्रृंखला में होती हैं (अक्सर ऑर्गोमेटेलिक यौगिकों की श्रृंखला में)।

53. ऑक्सो यौगिकों का ऑर्गेनोमेटैलिक्स (कीटोन या एल्डिहाइड प्लस ऑर्गोमेटेलिक्स) के साथ परस्पर क्रिया

अल्कोहल प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जब एक ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक (R-MgX) को फॉर्मलाडेहाइड में जोड़ा जाता है, तो एक प्राथमिक अल्कोहल बनता है, दूसरा एल्डिहाइड द्वितीयक होता है, और केटोन्स ट्रिटरी अल्कोहल होते हैं