ऑर्बिटल्स इस बात की परवाह किए बिना मौजूद हैं कि कोई इलेक्ट्रॉन उन पर है (कब्जे वाले ऑर्बिटल्स) या अनुपस्थित (रिक्त ऑर्बिटल्स)। प्रत्येक तत्व का परमाणु, हाइड्रोजन से शुरू होकर अब तक प्राप्त अंतिम तत्व पर समाप्त होता है, सभी इलेक्ट्रॉनिक स्तरों पर सभी ऑर्बिटल्स का एक पूरा सेट होता है। उनका इलेक्ट्रॉनों से भरना क्रम संख्या के रूप में होता है, अर्थात नाभिक का आवेश बढ़ता है।

एस- ऑर्बिटल्स, जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, का एक गोलाकार आकार होता है और इसलिए, त्रि-आयामी निर्देशांक के प्रत्येक अक्ष की दिशा में समान इलेक्ट्रॉन घनत्व होता है:

प्रत्येक परमाणु के पहले इलेक्ट्रॉनिक स्तर में केवल एक होता है एस-कक्षीय दूसरे इलेक्ट्रॉनिक स्तर से शुरू, इसके अलावा एस-कक्षक भी तीन दिखाई देते हैं आर-कक्षीय। उनके पास स्वैच्छिक आठों का आकार है, यह वही है जो सबसे संभावित स्थान का क्षेत्र दिखता है आर-परमाणु नाभिक के क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन। प्रत्येक आर-ऑर्बिटल तीन परस्पर लंबवत अक्षों में से एक के साथ स्थित है, इसके अनुसार शीर्षक में आर-ऑर्बिटल्स इंगित करते हैं, संबंधित सूचकांक का उपयोग करते हुए, वह अक्ष जिसके साथ इसका अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व स्थित है:

आधुनिक रसायन विज्ञान में, एक कक्षीय एक परिभाषित अवधारणा है जो किसी को रासायनिक बंधों के निर्माण की प्रक्रियाओं पर विचार करने और उनके गुणों का विश्लेषण करने की अनुमति देता है, जबकि ध्यान उन इलेक्ट्रॉनों की कक्षाओं पर केंद्रित होता है जो रासायनिक बंधनों के निर्माण में भाग लेते हैं, अर्थात संयोजकता इलेक्ट्रॉन, आमतौर पर ये अंतिम स्तर के इलेक्ट्रॉन होते हैं।

दूसरे (अंतिम) इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर अपनी प्रारंभिक अवस्था में कार्बन परमाणु में प्रति दो इलेक्ट्रॉन होते हैं एस-ऑर्बिटल्स (नीले रंग में चिह्नित) और प्रति दो इलेक्ट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन आर-ऑर्बिटल्स (लाल और पीले रंग में चिह्नित), तीसरा ऑर्बिटल - pz-खाली:

संकरण।

मामले में जब कार्बन परमाणु संतृप्त यौगिकों के निर्माण में शामिल होता है (जिसमें कई बंधन नहीं होते हैं), एक एस-कक्षीय और तीन आर-ऑर्बिटल्स नए ऑर्बिटल्स बनाने के लिए गठबंधन करते हैं जो मूल ऑर्बिटल्स के हाइब्रिड होते हैं (एक प्रक्रिया जिसे हाइब्रिडाइजेशन कहा जाता है)। हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की संख्या हमेशा मूल ऑर्बिटल्स की संख्या के बराबर होती है, इस मामले में, चार। परिणामी हाइब्रिड ऑर्बिटल्स आकार में समान होते हैं और बाहरी रूप से असममित आयतन आठ के समान होते हैं:

पूरी संरचना ऐसा प्रतीत होता है मानो एक नियमित टेट्राहेड्रोन में खुदा हुआ हो - एक प्रिज्म जिसे नियमित त्रिकोण से इकट्ठा किया गया हो। इस मामले में, हाइब्रिड ऑर्बिटल्स ऐसे टेट्राहेड्रोन के अक्षों के साथ स्थित होते हैं, किन्हीं दो अक्षों के बीच का कोण 109° होता है। कार्बन के चार संयोजकता इलेक्ट्रॉन इन संकर कक्षकों में स्थित हैं:

सरल रासायनिक बंधों के निर्माण में कक्षकों की भागीदारी।

चार समान कक्षकों में स्थित इलेक्ट्रॉनों के गुण क्रमशः समतुल्य होते हैं, एक ही प्रकार के परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करने पर इन इलेक्ट्रॉनों की भागीदारी से बनने वाले रासायनिक बंध समतुल्य होंगे।

चार हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ कार्बन परमाणु की परस्पर क्रिया के साथ गोलाकार हाइड्रोजन ऑर्बिटल्स के साथ लम्बी हाइब्रिड कार्बन ऑर्बिटल्स का परस्पर अतिव्यापन होता है। प्रत्येक कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन होता है, अतिव्यापन के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों का प्रत्येक युग्म संयुक्त-आणविक कक्षक के अनुदिश गति करने लगता है।

संकरण केवल एक परमाणु के भीतर कक्षकों के आकार में परिवर्तन की ओर ले जाता है, और दो परमाणुओं (संकर या साधारण) के कक्षकों के अतिव्यापी होने से उनके बीच एक रासायनिक बंधन का निर्माण होता है। इस मामले में ( सेमी. नीचे दिया गया चित्र) अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व दो परमाणुओं को जोड़ने वाली रेखा के साथ स्थित है। ऐसे बंधन को s-बंध कहते हैं।

परिणामी मीथेन की संरचना की पारंपरिक वर्तनी में, ओवरलैपिंग ऑर्बिटल्स के बजाय वैलेंस बार प्रतीक का उपयोग किया जाता है। संरचना की त्रि-आयामी छवि के लिए, आरेखण के तल से दर्शक तक निर्देशित संयोजकता को एक ठोस पच्चर के आकार की रेखा के रूप में दिखाया जाता है, और आरेखण के तल से आगे जाने वाली संयोजकता को धराशायी पच्चर के रूप में दिखाया जाता है- आकार की रेखा:

इस प्रकार, मीथेन अणु की संरचना कार्बन हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की ज्यामिति से निर्धारित होती है:

एथेन अणु का निर्माण ऊपर दर्शाई गई प्रक्रिया के समान है, अंतर यह है कि जब दो कार्बन परमाणुओं के संकर कक्षक अतिव्यापन करते हैं, तो एक C-C आबंध बनता है:

एथेन अणु की ज्यामिति मीथेन से मिलती-जुलती है, बंध कोण 109° हैं, जो कार्बन हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की स्थानिक व्यवस्था से निर्धारित होता है:

अनेक रासायनिक बंधों के निर्माण में कक्षकों की भागीदारी।

एथिलीन अणु भी संकर कक्षकों की भागीदारी से बनता है, हालांकि, एक एस-कक्षीय और केवल दो आर-ऑर्बिटल्स ( पी एक्सतथा आरयू), तीसरा कक्षीय है pz, अक्ष के साथ निर्देशित जेड, संकरों के निर्माण में भाग नहीं लेता है। प्रारंभिक तीन ऑर्बिटल्स से, तीन हाइब्रिड ऑर्बिटल्स उत्पन्न होते हैं, जो एक ही प्लेन में स्थित होते हैं, जो थ्री-बीम स्टार बनाते हैं, कुल्हाड़ियों के बीच के कोण 120 ° होते हैं:

दो कार्बन परमाणु चार हाइड्रोजन परमाणुओं को जोड़ते हैं, और एक दूसरे के साथ जुड़कर C-C s-आबंध बनाते हैं:

दो कक्षक pz, जिन्होंने संकरण में भाग नहीं लिया, पारस्परिक रूप से ओवरलैप किया, उनकी ज्यामिति ऐसी है कि ओवरलैप सीसी बॉन्ड लाइन के साथ नहीं, बल्कि इसके ऊपर और नीचे होता है। नतीजतन, बढ़े हुए इलेक्ट्रॉन घनत्व वाले दो क्षेत्र बनते हैं, जहां दो इलेक्ट्रॉनों (नीले और लाल रंग में चिह्नित) को रखा जाता है, जो इस बंधन के निर्माण में भाग लेते हैं। इस प्रकार, एक आणविक कक्षीय बनता है, जिसमें अंतरिक्ष में अलग-अलग दो क्षेत्र होते हैं। वह बंध जिसमें अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व दो परमाणुओं को जोड़ने वाली रेखा के बाहर स्थित हो, p-आबंध कहलाता है:

एक डबल बॉन्ड के पदनाम में दूसरी वैलेंस लाइन, जिसका व्यापक रूप से एक शताब्दी से अधिक के लिए असंतृप्त यौगिकों को चित्रित करने के लिए उपयोग किया गया है, आधुनिक अर्थों में सीसी बॉन्ड लाइन के विपरीत किनारों पर स्थित इलेक्ट्रॉन घनत्व में वृद्धि वाले दो क्षेत्रों की उपस्थिति का तात्पर्य है। .

एथिलीन अणु की संरचना हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की ज्यामिति द्वारा दी गई है, एच-सी-एच बॉन्ड कोण 120 डिग्री है:

एसिटिलीन के निर्माण में, एक एस-कक्षीय और एक पी एक्स-कक्षीय (कक्षीय) पीयूतथा pzसंकरों के निर्माण में शामिल नहीं हैं)। दो परिणामी संकर कक्षक अक्ष के अनुदिश एक ही रेखा पर स्थित होते हैं एक्स:

एक दूसरे के साथ और हाइड्रोजन परमाणुओं के ऑर्बिटल्स के साथ हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के परस्पर ओवरलैपिंग से एस-बॉन्ड सीसी और सीएच का निर्माण होता है, जिसे एक साधारण वैलेंस लाइन का उपयोग करके दर्शाया गया है:

शेष कक्षकों के दो जोड़े पीयूतथा pzओवरलैप। नीचे दिए गए चित्र में, रंगीन तीर दिखाते हैं कि, विशुद्ध रूप से स्थानिक विचारों से, समान सूचकांकों के साथ ऑर्बिटल्स के ओवरलैप होने की सबसे अधिक संभावना है एक्स-एक्सतथा बहुत खूब. नतीजतन, दो पी-बॉन्ड बनते हैं, जो एक साधारण एस-बॉन्ड सी-सी के आसपास होते हैं:

नतीजतन, एसिटिलीन अणु का एक रॉड के आकार का रूप होता है:

बेंजीन में, अणु की रीढ़ कार्बन परमाणुओं से इकट्ठी होती है, जिसमें एक से बना संकर कक्षाएँ होती हैं एस- और दो आर-ऑर्बिटल्स तीन-किरण तारे (जैसे एथिलीन) के रूप में व्यवस्थित होते हैं, आर-ऑर्बिटल्स जो संकरण में शामिल नहीं हैं, उन्हें पारभासी के रूप में दिखाया गया है:

रिक्तियां, अर्थात्, ऐसे कक्षक जिनमें इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं (), रासायनिक बंधों के निर्माण में भी भाग ले सकते हैं।

उच्च स्तरीय कक्षाएँ।

चौथे इलेक्ट्रॉनिक स्तर से शुरू होकर, परमाणुओं में पाँच . होते हैं डी-ऑर्बिटल्स, इलेक्ट्रॉनों के साथ उनका भरना स्कैंडियम से शुरू होने वाले संक्रमण तत्वों में होता है। चार डी-ऑर्बिटल्स में विशाल क्वाट्रोफिल का रूप होता है, जिसे कभी-कभी "क्लोवरलीफ" कहा जाता है, वे केवल अंतरिक्ष में अभिविन्यास में भिन्न होते हैं, पांचवां डी-ऑर्बिटल एक त्रि-आयामी आकृति है जो आठ को एक अंगूठी में पिरोया जाता है:

डीऑर्बिटल्स के साथ संकर बना सकते हैं एस-तथा पी-कक्षक विकल्प डी-ऑर्बिटल्स का उपयोग आमतौर पर संक्रमण धातु परिसरों में संरचना और वर्णक्रमीय गुणों के विश्लेषण में किया जाता है।

छठे इलेक्ट्रॉनिक स्तर से शुरू होकर, परमाणुओं में सात . होते हैं एफ-ऑर्बिटल्स, इलेक्ट्रॉनों के साथ उनका भरना लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के परमाणुओं में होता है। एफ-ऑर्बिटल्स का एक जटिल विन्यास होता है, नीचे दिया गया आंकड़ा सात ऐसे ऑर्बिटल्स में से तीन का आकार दिखाता है, जिनका आकार समान होता है और वे अलग-अलग तरीकों से अंतरिक्ष में उन्मुख होते हैं:

एफ-विभिन्न यौगिकों के गुणों की चर्चा करते समय ऑर्बिटल्स का उपयोग बहुत कम होता है, क्योंकि उन पर स्थित इलेक्ट्रॉन व्यावहारिक रूप से रासायनिक परिवर्तनों में भाग नहीं लेते हैं।

परिप्रेक्ष्य।

आठवें इलेक्ट्रॉनिक स्तर में नौ शामिल हैं जी-कक्षीय। इन कक्षकों में इलेक्ट्रॉन युक्त तत्व आठवें आवर्त में प्रकट होने चाहिए, जबकि वे उपलब्ध नहीं हैं (तत्व क्रमांक 118, आवर्त प्रणाली के सातवें आवर्त का अंतिम तत्व, निकट भविष्य में प्राप्त होने की आशा है, इसका संश्लेषण किया जाता है) दुबना में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान में)।

फार्म जी-ऑर्बिटल्स, क्वांटम केमिस्ट्री के तरीकों से परिकलित, की तुलना में कहीं अधिक जटिल हैं एफ-ऑर्बिटल्स, इस मामले में इलेक्ट्रॉन के सबसे संभावित स्थान का क्षेत्र बहुत विचित्र लगता है। नीचे ऐसे नौ कक्षकों में से एक का स्वरूप दिया गया है:

आधुनिक रसायन विज्ञान में, परमाणु और आणविक ऑर्बिटल्स की अवधारणाओं का व्यापक रूप से यौगिकों की संरचना और प्रतिक्रिया गुणों का वर्णन करने के साथ-साथ विभिन्न अणुओं के स्पेक्ट्रा का विश्लेषण करने और कुछ मामलों में प्रतिक्रियाओं की संभावना की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोग किया जाता है।

मिखाइल लेवित्स्की

परमाणु कक्षीय- किसी दिए गए परमाणु के लिए श्रोडिंगर समीकरण को हल करके प्राप्त एक-इलेक्ट्रॉन तरंग फ़ंक्शन; दिया गया है: प्रमुख n, कक्षीय l, और चुंबकीय m - क्वांटम संख्याएँ। हाइड्रोजन परमाणु का एकमात्र इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर एक गोलाकार कक्षीय कक्ष बनाता है - एक गोलाकार इलेक्ट्रॉन बादल, जैसे फूली हुई ऊन या कपास की गेंद की शिथिल घाव वाली गेंद।

वैज्ञानिक गोलाकार परमाणु कक्षीय को कॉल करने के लिए सहमत हुए रों कक्षीय. यह सबसे स्थिर है और कोर के काफी करीब स्थित है। एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा जितनी अधिक होती है, वह उतनी ही तेजी से घूमता है, उसके रहने का क्षेत्र उतना ही विस्तारित होता है और अंत में डंबल के आकार में बदल जाता है। पी कक्षीय:

कक्षकों का संकरण- एक बहुपरमाणुक अणु के केंद्रीय परमाणु के विभिन्न (एस, पी, डी, एफ) ऑर्बिटल्स को उनकी विशेषताओं के बराबर समान ऑर्बिटल्स की उपस्थिति के साथ मिलाने की एक काल्पनिक प्रक्रिया।

5.कार्बन परमाणु का टेट्राहेड्रल मॉडल। बटलरोव की संरचना का सिद्धांत

कार्बनिक पदार्थों की रासायनिक संरचना का सिद्धांत 1861 में ए.एम. बटलरोव द्वारा तैयार किया गया था।

प्रमुख बिंदु संरचनात्मक सिद्धांतनिम्नलिखित के लिए नीचे आओ:

1) अणुओं में परमाणु अपनी संयोजकता के अनुसार एक निश्चित क्रम में एक दूसरे से जुड़े होते हैं। परमाणुओं के बंधन क्रम को रासायनिक संरचना कहा जाता है;

2) किसी पदार्थ के गुण न केवल इस बात पर निर्भर करते हैं कि कौन से परमाणु और किस मात्रा में उसके अणु का हिस्सा है, बल्कि उस क्रम पर भी निर्भर करता है जिसमें वे परस्पर जुड़े हुए हैं, अर्थात अणु की रासायनिक संरचना पर;

3) परमाणु या परमाणुओं के समूह जो एक अणु बनाते हैं एक दूसरे को परस्पर प्रभावित करते हैं।

बटलरोव द्वारा निर्धारित रासायनिक संरचना के बारे में बुनियादी विचारों को वैंट हॉफ और ले बेल (1874) द्वारा पूरक किया गया था, जिन्होंने एक कार्बनिक अणु में परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था के विचार को विकसित किया था। इन-वा और अणुओं के स्थानिक विन्यास और रचना पर सवाल उठाया। वैन हॉफ के कार्य ने संगठन की दिशा की नींव रखी। रसायन विज्ञान - स्टीरियोकैमिस्ट्री - स्थानिक संरचना का अध्ययन। वैंट हॉफ ने कार्बन परमाणु का एक टेट्राहेड्रल मॉडल प्रस्तावित किया - मीथेन में कार्बन में एक परमाणु के चार संयोजक टेट्राहेड्रोन के चार कोनों को निर्देशित किए जाते हैं, जिसके केंद्र में एक कार्बन होता है परमाणु, और सबसे ऊपर हाइड्रोजन परमाणु हैं।

असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड

रासायनिक गुण।
असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड के रासायनिक गुण कार्बोक्सिल समूह के गुणों और दोहरे बंधन के गुणों दोनों के कारण होते हैं। कार्बोक्सिल समूह के करीब स्थित दोहरे बंधन वाले एसिड - अल्फा, बीटा-असंतृप्त एसिड - में विशिष्ट गुण होते हैं। इन अम्लों के लिए, हाइड्रोजन हैलाइड और जलयोजन का योग मार्कोवनिकोव के नियम के विरुद्ध जाता है:

सीएच 2 \u003d सीएच-सीओओएच + एचबीआर -> सीएच 2 ब्र-सीएच 2 -COOH

सावधानीपूर्वक ऑक्सीकरण के साथ, डाइहाइड्रॉक्सी एसिड बनते हैं:

सीएच 2 \u003d सीएच-सीओओएच + [ओ] + एच 2 0 -> एचओ-सीएच 2 -सीएच (ओएच) -कूह

जोरदार ऑक्सीकरण में, दोहरा बंधन टूट जाता है और विभिन्न उत्पादों का मिश्रण बनता है, जिससे दोहरे बंधन की स्थिति निर्धारित की जा सकती है। ओलिक एसिड सी 17 एच 33 सीओओएच सबसे महत्वपूर्ण उच्च असंतृप्त एसिड में से एक है। यह एक रंगहीन तरल है जो ठंड में कठोर हो जाता है। इसका संरचनात्मक सूत्र है: सीएच 3 - (सीएच 2) 7 -सीएच = सीएच- (सीएच 2) 7 -सीओओएच।

कार्बोक्जिलिक एसिड के व्युत्पन्न

कार्बोक्जिलिक एसिड के व्युत्पन्नऐसे यौगिक हैं जिनमें एक कार्बोक्जिलिक एसिड के हाइड्रॉक्सिल समूह को दूसरे कार्यात्मक समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

ईथर- कार्बनिक पदार्थ जिनका सूत्र R-O-R" होता है, जहाँ R और R" हाइड्रोकार्बन रेडिकल होते हैं। हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ऐसा समूह यौगिकों के अन्य कार्यात्मक समूहों का हिस्सा हो सकता है जो ईथर नहीं हैं।

एस्टर(या एस्टर) - सामान्य सूत्र R k E (= O) l (OH) m के साथ ऑक्सो एसिड (कार्बोक्जिलिक और अकार्बनिक दोनों) के डेरिवेटिव, जहां l ≠ 0, औपचारिक रूप से एसिड के हाइड्रॉक्सिल -OH के हाइड्रोजन परमाणुओं के प्रतिस्थापन के उत्पाद हैं। हाइड्रोकार्बन अवशेषों के लिए कार्य (स्निग्ध, एल्केनाइल, सुगंधित या हेटेरोएरोमैटिक); अल्कोहल के एसाइल डेरिवेटिव के रूप में भी माना जाता है। IUPAC नामकरण में, एस्टर में एल्कोहल (थियोल, सेलेनॉल्स, और टेल्यूरोल्स) के चाकोजेनाइड एनालॉग्स के एसाइल डेरिवेटिव भी शामिल हैं।

वे ईथर (ईथर) से भिन्न होते हैं, जिसमें दो हाइड्रोकार्बन रेडिकल एक ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े होते हैं (R 1-O-R 2)

एमाइड्स- ऑक्सो एसिड के डेरिवेटिव (कार्बोक्जिलिक और खनिज दोनों) आर के ई (= ओ) एल (ओएच) एम, (एल 0), जो औपचारिक रूप से हाइड्रॉक्सिल समूहों के प्रतिस्थापन के उत्पाद हैं - एक एमिनो समूह के साथ एसिड फ़ंक्शन के ओएच ( अप्रतिस्थापित और प्रतिस्थापित); अमाइन के एसाइल डेरिवेटिव के रूप में भी माना जाता है। नाइट्रोजन परमाणु पर एक, दो या तीन एसाइल प्रतिस्थापन वाले यौगिकों को प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक एमाइड कहा जाता है, द्वितीयक एमाइड को इमाइड भी कहा जाता है।

कार्बोक्जिलिक एसिड के एमाइड - कार्बोक्सामाइड्सआरसीओ-एनआर 1 आर 2 (जहां आर 1 और आर 2 हाइड्रोजन, एसाइल या एल्काइल, एरिल या अन्य हाइड्रोकार्बन रेडिकल हैं) को आम तौर पर आईयूपीएसी सिफारिशों के अनुसार, अन्य एसिड के मामले में, एमाइड के रूप में संदर्भित किया जाता है, जब नामकरण किया जाता है एक एमाइड, एसिड अवशेषों का नाम एक उपसर्ग के रूप में इंगित किया जाता है, उदाहरण के लिए, सल्फोनिक एसिड के एमाइड आरएस (= ओ 2 एनएच 2 को सल्फामाइड्स कहा जाता है।

कार्बोक्जिलिक एसिड क्लोराइड(एसाइल क्लोराइड) - एक कार्बोक्जिलिक एसिड का व्युत्पन्न जिसमें कार्बोक्सिल समूह में हाइड्रॉक्सिल समूह -OH -COOH को क्लोरीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। सामान्य सूत्र R-COCl है। आर = एच (फॉर्माइल क्लोराइड) के साथ पहला प्रतिनिधि मौजूद नहीं है, हालांकि गैटरमैन-कोच प्रतिक्रिया में सीओ और एचसीएल का मिश्रण फॉर्मिक एसिड क्लोराइड की तरह व्यवहार करता है।

रसीद

R-COOH + SOCl 2 → R-COCl + SO 2 + HCl

नाइट्राइल्स- सामान्य सूत्र R-C≡N के कार्बनिक यौगिक, जो औपचारिक रूप से C-प्रतिस्थापित हाइड्रोसायनिक एसिड डेरिवेटिव HC≡N हैं

कप्रोनो(पॉली-ε-कैप्रोमाइड, नायलॉन -6, पॉलियामाइड 6) - पेट्रोलियम से प्राप्त सिंथेटिक पॉलियामाइड फाइबर, कैप्रोलैक्टम पॉलीकोंडेशन का एक उत्पाद

[- एचएन (सीएच 2) 5 सीओ-] एन

उद्योग में, यह एक व्युत्पन्न के पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है

नायलॉन(अंग्रेज़ी) नायलॉन) मुख्य रूप से फाइबर उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले सिंथेटिक पॉलियामाइड्स का एक परिवार है।

दो प्रकार के नायलॉन सबसे आम हैं: पॉलीहेक्सामेथिलीन एडिपामाइड ( ऐनिडा(यूएसएसआर/रूस), नायलॉन 66 (यूएसए)), जिसे अक्सर नायलॉन उचित कहा जाता है, और पॉली-ए-कैप्रोमाइड ( कैप्रोन(यूएसएसआर/रूस), नायलॉन 6 (यूएसए))। अन्य प्रजातियों को भी जाना जाता है, जैसे पॉली-ए-एन्थोएमाइड ( Enant(यूएसएसआर/रूस), नायलॉन 7 (यूएसए)) और पॉली-ω-अंडेकेनामाइड ( अधपका(यूएसएसआर/रूस), नायलॉन 11 (यूएसए), रिल्सन (फ्रांस, इटली)

ऐनाइड फाइबर सूत्र: [-HN(CH 2) 6 NHOC(CH 2) 4 CO-] n. एडिपिक एसिड और हेक्सामेथिलीनडायमाइन के पॉलीकोंडेशन द्वारा एनाइड को संश्लेषित किया जाता है। अधिकतम आणविक भार के साथ एक बहुलक प्राप्त करने के लिए आवश्यक अभिकर्मकों के 1: 1 स्टोइकोमेट्रिक अनुपात को सुनिश्चित करने के लिए, एडिपिक एसिड और हेक्सामेथिलीनडायमाइन के नमक का उपयोग किया जाता है ( एजी-नमक):

आर \u003d (सीएच 2) 4, आर "\u003d (सीएच 2) 6

केप्रोन से फाइबर का सूत्र (नायलॉन -6): [-HN (CH 2) 5 CO-] n। कैप्रोलैक्टम से कैप्रोन का संश्लेषण कैप्रोलैक्टम के हाइड्रोलाइटिक पोलीमराइजेशन द्वारा "रिंग ओपनिंग - एडिशन" के तंत्र के अनुसार किया जाता है:

प्लास्टिक उत्पादों को उच्च दबाव में मोल्ड में तरल नायलॉन को इंजेक्ट करके कठोर नायलॉन - इकोलोन से बनाया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री का घनत्व अधिक होता है।

वर्गीकरण

कीटो एसिड- कार्बनिक पदार्थ जिनके अणुओं में कार्बोक्सिल (COOH-) और कार्बोनिल (-CO-) समूह शामिल हैं; कई यौगिकों के लिए अग्रदूत के रूप में काम करते हैं जो शरीर में महत्वपूर्ण जैविक कार्य करते हैं। कई रोग स्थितियों में होने वाले महत्वपूर्ण चयापचय संबंधी विकार मानव शरीर में कुछ कीटो एसिड की एकाग्रता में वृद्धि के साथ होते हैं।

कीटो एनोल टॉटोमेरिज्म

अल्फा और बीटा कीटो एसिड प्राप्त करने के तरीके

α-कीटो एसिड α-हाइड्रॉक्सी एसिड के ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।

β-कीटोएसिड, उनकी अस्थिरता के कारण, क्लेसेन संघनन द्वारा एस्टर से प्राप्त किए जाते हैं।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, "ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया" शब्द का अर्थ है कि यह ठीक है कार्बनिकयौगिक, जबकि ज्यादातर मामलों में ऑक्सीकरण एजेंट एक अकार्बनिक अभिकर्मक है।

अल्केनेस

केएमएनओ 4 और एच 2 ओ (तटस्थ माध्यम)

3CH2 \u003d CH2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O \u003d 3C 2 H 4 (OH) 2 + 2MnO 2 + 2KOH - पूर्ण समीकरण

(अम्लीय वातावरण)

दोहरा बंधन टूट गया है:

आर-सीएच 2 \u003d सीएच 2 -आर + [ओ] → 2आर-सीओओएच - योजनाबद्ध समीकरण

अल्काइलेरेनेस

ईट्लबेंजीन-एल्काइलेरेन

केटोन्स

केटोन्स ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई के लिए बहुत प्रतिरोधी हैं और गर्म होने पर केवल मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है। ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान, कार्बोनिल समूह के दोनों किनारों पर सीसी बांड टूट जाते हैं और सामान्य स्थिति में, चार कार्बोक्जिलिक एसिड का मिश्रण प्राप्त होता है:

कीटोन का ऑक्सीकरण इसके एनोलाइजेशन से पहले होता है, जो क्षारीय और अम्लीय वातावरण दोनों में हो सकता है:

वाइन एसिड(डायहाइड्रोक्सीसुक्निक एसिड, टार्टरिक एसिड, 2,3-डायहाइड्रॉक्सीब्यूटेनडियोइक एसिड) HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH एक डिबासिक हाइड्रॉक्सी एसिड है। टार्टरिक अम्ल के लवण और ऋणायन टार्ट्रेट कहलाते हैं।

टार्टरिक एसिड के तीन स्टीरियोइसोमेरिक रूपों को जाना जाता है: D-(-)-enantiomer (ऊपरी बाएँ), L-(+)-enantiomer (ऊपरी दाएँ) और मुझ-फॉर्म (मेसोटार्टरिक एसिड):

डायस्टेरोमर्स- स्टीरियोइसोमर्स जो एक दूसरे की मिरर इमेज नहीं हैं। डायस्टेरोमेरिज्म तब होता है जब एक यौगिक में कई स्टीरियोसेंटर होते हैं। यदि दो स्टीरियोइसोमर्स में उनके सभी संबंधित स्टीरियोसेंटर के विपरीत विन्यास होते हैं, तो वे एनैन्टीओमर होते हैं।

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पेज बनाने की तारीख: 2017-07-13

एमक्वांटम संख्याएं।

तरंग फ़ंक्शन की गणना एक-इलेक्ट्रॉन सन्निकटन (हार्ट्री-फॉक विधि) के भीतर श्रोडिंगर तरंग समीकरण के अनुसार परमाणु के अन्य सभी इलेक्ट्रॉनों के साथ परमाणु नाभिक द्वारा बनाए गए एक स्व-संगत क्षेत्र में एक इलेक्ट्रॉन के तरंग फ़ंक्शन के रूप में की जाती है।

ई। श्रोडिंगर ने स्वयं परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन को एक नकारात्मक रूप से आवेशित बादल के रूप में माना, जिसका घनत्व परमाणु के संबंधित बिंदु पर तरंग फ़ंक्शन के मूल्य के वर्ग के समानुपाती होता है। इस रूप में, एक इलेक्ट्रॉन बादल की अवधारणा को सैद्धांतिक रसायन विज्ञान में भी माना जाता था।

हालांकि, अधिकांश भौतिकविदों ने ई। श्रोडिंगर के विश्वासों को साझा नहीं किया - "नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए बादल" के रूप में एक इलेक्ट्रॉन के अस्तित्व का कोई सबूत नहीं था। मैक्स बॉर्न ने तरंग फलन के वर्ग की संभाव्य व्याख्या की पुष्टि की। 1950 में, ई। श्रोडिंगर ने लेख "एक प्राथमिक कण क्या है?" एम। बॉर्न के तर्कों से सहमत होने के लिए मजबूर किया गया, जिन्हें 1954 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, "क्वांटम यांत्रिकी के क्षेत्र में मौलिक अनुसंधान के लिए, विशेष रूप से तरंग फ़ंक्शन की सांख्यिकीय व्याख्या के लिए"।

क्वांटम संख्या और कक्षीय नामकरण

विभिन्न के लिए परमाणु कक्षकों के लिए रेडियल संभाव्यता घनत्व वितरण एनतथा मैं.

• मुख्य क्वांटम संख्या एनएक से शुरू होकर कोई भी धनात्मक पूर्णांक मान ले सकता है ( एन= 1,2,3, … ) और किसी दिए गए कक्षीय (ऊर्जा स्तर) में एक इलेक्ट्रॉन की कुल ऊर्जा निर्धारित करता है:

ऊर्जा के लिए एन= दिए गए ऊर्जा स्तर के लिए एकल-इलेक्ट्रॉन आयनीकरण ऊर्जा से मेल खाती है।

• कक्षीय क्वांटम संख्या (जिसे अज़ीमुथल या पूरक क्वांटम संख्या भी कहा जाता है) एक इलेक्ट्रॉन के कोणीय गति को निर्धारित करता है और 0 से पूर्णांक मान ले सकता है एन - 1 (मैं = 0,1, …, एन- एक)। इस स्थिति में कोणीय संवेग संबंध द्वारा दिया जाता है

परमाणु कक्षकों को आमतौर पर उनकी कक्षीय संख्या के अक्षर पदनाम के अनुसार नामित किया जाता है:

परमाणु स्पेक्ट्रा में वर्णक्रमीय रेखाओं के विवरण से उत्पन्न परमाणु ऑर्बिटल्स के अक्षर पदनाम: एस (तीखा) परमाणु स्पेक्ट्रा में एक तेज श्रृंखला है, पी (प्रधानाचार्य)- घर, डी (बिखरा हुआ) - फैलाना, एफ (मौलिक) मौलिक है।

• चुंबकीय क्वांटम संख्या एम एलचुंबकीय क्षेत्र की दिशा पर कक्षीय कोणीय गति के प्रक्षेपण को निर्धारित करता है और से सीमा में पूर्णांक मान ले सकता है - मैंइससे पहले मैं, 0 सहित ( एम एल = -मैं … 0 … मैं):

साहित्य में, ऑर्बिटल्स को क्वांटम संख्याओं के संयोजन द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें प्रमुख क्वांटम संख्या एक संख्या द्वारा निरूपित होती है, ऑर्बिटल क्वांटम संख्या संबंधित अक्षर द्वारा (नीचे तालिका देखें) और चुंबकीय क्वांटम संख्या एक सबस्क्रिप्ट अभिव्यक्ति द्वारा प्रक्षेपण दिखाती है कार्तीय अक्षों पर कक्षीय x, y, z, उदाहरण के लिए 2पी एक्स, 3डी xy, 4f z(x²-y²). बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल के ऑर्बिटल्स के लिए, अर्थात, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का वर्णन करने के मामले में, ऑर्बिटल के रिकॉर्ड में मुख्य क्वांटम संख्या, एक नियम के रूप में, छोड़ी जाती है।

ज्यामितीय प्रतिनिधित्व

एक परमाणु कक्षीय का ज्यामितीय प्रतिनिधित्व अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जो समान घनत्व (समानता सतह) की प्रायिकता या आवेश की सतह से घिरा होता है। सीमा की सतह पर संभाव्यता घनत्व को हल की जा रही समस्या के आधार पर चुना जाता है, लेकिन आमतौर पर इस तरह से कि एक सीमित क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना 0.9-0.99 की सीमा में होती है।

चूँकि एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा कूलम्ब अन्योन्यक्रिया द्वारा निर्धारित होती है और फलस्वरूप, नाभिक से दूरी से, मुख्य क्वांटम संख्या एनकक्षीय का आकार निर्धारित करता है।

कक्षक का आकार और समरूपता कक्षीय क्वांटम संख्याओं द्वारा दिया जाता है मैंतथा एम: एस-ऑर्बिटल्स गोलाकार रूप से सममित होते हैं, पी, डीतथा एफ-ऑर्बिटल्स का एक अधिक जटिल आकार होता है, जो तरंग फ़ंक्शन के कोणीय भागों द्वारा निर्धारित होता है - कोणीय कार्य। कोणीय कार्य Y lm (φ , θ) - क्वांटम संख्याओं के आधार पर वर्ग कोणीय गति ऑपरेटर L² के eigenfunctions मैंतथा एम(गोलाकार कार्य देखें), जटिल हैं और गोलाकार निर्देशांक (φ, ) में एक परमाणु के केंद्रीय क्षेत्र में एक इलेक्ट्रॉन को खोजने की संभावना की कोणीय निर्भरता का वर्णन करते हैं। इन कार्यों का रैखिक संयोजन कार्तीय निर्देशांक अक्षों के सापेक्ष कक्षकों की स्थिति निर्धारित करता है।

रैखिक संयोजनों के लिए Y lm निम्नलिखित संकेतन स्वीकार किया जाता है:

कक्षीय क्वांटम संख्या का मान	0	1	1	1	2	2	2	2	2
चुंबकीय क्वांटम संख्या का मान	0	0			0
रैखिक संयोजन
पद

एक अतिरिक्त कारक, जिसे कभी-कभी ज्यामितीय प्रतिनिधित्व में ध्यान में रखा जाता है, तरंग फ़ंक्शन (चरण) का संकेत होता है। कक्षीय क्वांटम संख्या वाले कक्षकों के लिए यह कारक आवश्यक है मैं, शून्य से भिन्न, अर्थात्, गोलाकार समरूपता नहीं है: नोडल विमान के विपरीत किनारों पर पड़ी उनकी "पंखुड़ियों" के तरंग कार्य का संकेत विपरीत है। तरंग फ़ंक्शन के संकेत को MO LCAO आणविक कक्षीय विधि (परमाणु कक्षकों के रैखिक संयोजन के रूप में आणविक कक्षीय) में ध्यान में रखा जाता है। आज, विज्ञान गणितीय समीकरणों को जानता है जो कक्षाओं का प्रतिनिधित्व करने वाले ज्यामितीय आंकड़ों का वर्णन करते हैं (समय से एक इलेक्ट्रॉन के निर्देशांक के आधार पर)। ये हार्मोनिक दोलनों के समीकरण हैं जो स्वतंत्रता की सभी उपलब्ध डिग्री में कणों के रोटेशन को दर्शाते हैं - कक्षीय रोटेशन, स्पिन, ... ऑर्बिटल्स के संकरण को दोलनों के हस्तक्षेप के रूप में दर्शाया जाता है।

इलेक्ट्रॉनों के साथ कक्षकों का भरना और परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

प्रत्येक कक्षीय में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते हैं, जो स्पिन क्वांटम संख्या के मूल्य में भिन्न होते हैं एस(पीछे)। यह निषेध पाउली सिद्धांत द्वारा निर्धारित किया जाता है। वह क्रम जिसमें इलेक्ट्रॉन समान स्तर के कक्षकों को भरते हैं (मूल क्वांटम संख्या के समान मान वाले कक्षक एन) क्लेचकोवस्की नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिस क्रम में इलेक्ट्रॉन एक ही सबलेवल (प्रमुख क्वांटम संख्या के समान मूल्यों वाले ऑर्बिटल्स) के भीतर ऑर्बिटल्स को भरते हैं एनऔर कक्षीय क्वांटम संख्या मैं) हुंड के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है।

परमाणु के विभिन्न इलेक्ट्रॉन कोशों पर एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के वितरण का एक संक्षिप्त रिकॉर्ड, उनके प्रमुख और कक्षीय क्वांटम संख्याओं को ध्यान में रखते हुए एनतथा मैंबुलाया

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, रासायनिक बंधन का आधुनिक सिद्धांत एक अणु के क्वांटम यांत्रिक विचार पर इलेक्ट्रॉनों और परमाणु नाभिक की एक प्रणाली के रूप में आधारित है।

अकार्बनिक रसायन विज्ञान और भौतिकी के पाठ्यक्रमों से यह ज्ञात होता है कि इलेक्ट्रॉन एक प्रकार का पदार्थ है जिसमें एक साथ एक कण और एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के गुण होते हैं।

क्वांटम सिद्धांत के अनुसार, चार क्वांटम संख्याओं का उपयोग करके एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की स्थिति का वर्णन किया जाता है। n मुख्य क्वांटम संख्या है, I अज़ीमुथल क्वांटम संख्या है, t

गौरवशाली क्वान-

मसपिटपो

क्वांटम संख्या और एल

स्पिन क्वांटम संख्या

एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन एक निश्चित परमाणु कक्षा में होता है

कमर। एक परमाणु कक्षीय (एओ) अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जिसके भीतर एक इलेक्ट्रॉन पाए जाने की सबसे अधिक संभावना है।

एक इलेक्ट्रॉन की अवस्था नाभिक से इलेक्ट्रॉन बादल की दूरी, उसके आकार, अंतरिक्ष में अभिविन्यास और अपनी धुरी के चारों ओर इलेक्ट्रॉन के घूमने से निर्धारित होती है।

एक परमाणु के नाभिक से एक इलेक्ट्रॉन की दूरी के आधार पर, इसकी गति के प्रक्षेपवक्र में परिवर्तन होता है, अर्थात परमाणु कक्षीय का आकार (चित्र। 2.1)। एल, पी, डी, /-परमाणु कक्षाएँ हैं, जो ऊर्जा की मात्रा में एक दूसरे से भिन्न होती हैं, और, परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन बादल के आकार में, अर्थात इलेक्ट्रॉन के प्रक्षेपवक्र में।

कक्षीय

/ओ-कक्षीय

के बारे में<-орбиталь

±यू^. 2.1. 1sym&1richs^yl shiumy d-, u- और u-th!imp^1l uiii1^1&i

^-प्रकार के परमाणु ऑर्बिटल्स को गोलाकार समरूपता की विशेषता होती है, पी-टाइप इलेक्ट्रॉनों के लिए एक ही ऊर्जा के तीन डंबल-आकार के ऑर्बिटल्स होते हैं, जो अलग-अलग होते हैं।

2. रासायनिक बंधन। कार्बनिक यौगिकों में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव

एक दूसरे से केवल अंतरिक्ष में अभिविन्यास द्वारा। पीएक्स, पी_^, पी^-एटोडेटा

कक्षक उनमें से प्रत्येक में पी-कक्षा का एक नोडल क्षेत्र होता है, जहां इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना शून्य होती है। n-परमाणु कक्षकों के लिए, पाँच और जटिल ज्यामितीय आकृतियाँ हैं।

5-कक्षक के इलेक्ट्रॉन परमाणु नाभिक के अधिक निकट होते हैं और p-इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक बल के साथ इसकी ओर आकर्षित होते हैं, जो अधिक दूर होते हैं और अधिक गतिशीलता वाले होते हैं। इलेक्ट्रॉन ऊर्जा अगली पंक्ति में गिरती है।

/ > वें > पी > 5

एक परमाणु कक्षक जो इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा नहीं किया जाता है उसे a-cant कक्षीय में कहा जाता है और इसे पारंपरिक रूप से के रूप में दर्शाया जाता है।

यह ^ यह है

सीमा के बारे में क्वांटम-मेलापिक विचारों के अनुसार

किसी दिए गए बंधन में, एक परमाणु द्वारा गठित सहसंयोजक बंधों की संख्या एक-इलेक्ट्रोपिल परमाणु और ऑर्बिटल्स की संख्या से निर्धारित होती है, अर्थात गैर-इलेक्ट्रोपिल इलेक्ट्रोपेबल्स की संख्या। वास्तव में, तत्वों के परमाणु उच्च ऊर्जा स्तर पर अद्वितीय इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक संख्या में सहसंयोजक बंधन बनाते हैं। उदाहरण के लिए, मूल (ne ^boizbuzhdepp) अवस्था में एक कार्बन परमाणु में दो गैर-समानांतर इलेक्ट्रॉन (I5 25 2p) होते हैं, और चार सहसंयोजक बंधन बनाते हैं। इसे संभावना द्वारा समझाया जा सकता है

एक 25-इलेक्ट्रॉन का 2p-उप-स्तर (І5 25 2p) में संक्रमण।

इस प्रकार, परमाणु के उच्च ऊर्जा स्तर पर

चार पेस्पारेप्पी इलेक्ट्रोपास पीले होते हैं: एक - 5 और तीन - आर। चूंकि लिमिक बॉन्ड वैलेंस इलेक्ट्रोपोल द्वारा बनते हैं, इसलिए बॉन्ड, उदाहरण के लिए, CI4 मेटापा के अणु में, प्रति-श्रृंखला होना चाहिए: एक सीएच बॉन्ड 5-इलेक्ट्रोम द्वारा बनता है, और अन्य तीन पी हैं। वास्तव में, एक मेटाप अणु में, सभी बंधन पूरी तरह बराबर होते हैं। इस तथ्य की व्याख्या करने के लिए, क्वांटम मेलापिक में परमाणु और धूल कक्षकों के संकरण की अवधारणा पेश की गई है। संकरण शब्द का अर्थ अंतःक्रिया है,

2पी 2पी 2पी 2पी 2पी 2पी

ओवरलैपिंग, मिश्रण। जब एक 5-इलेक्ट्रॉन बादल तीन/-इलेक्ट्रॉन बादलों के साथ ओवरलैप करता है, तो चार गुणात्मक रूप से नए संकरित इलेक्ट्रॉन बादल या परमाणु कक्षा बनते हैं:

इस प्रकार, आकार में कई अलग-अलग और ऊर्जा में समान AOs, संयोजन (मिश्रण, संयोजन) द्वारा, समान संख्या में आकार और ऊर्जा में समान संकरणित परमाणु ऑर्बिटल्स बनते हैं:

हाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स गैर-हाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स की तुलना में अधिक ज्यामितीय रूप से फायदेमंद होते हैं, क्योंकि वे अन्य परमाणुओं के ऑर्बिटल्स के साथ ओवरलैप के क्षेत्र में वृद्धि की अनुमति देते हैं, जिससे मजबूत बॉन्ड बनते हैं। अन्य परमाणुओं के ऑर्बिटल्स के साथ हाइब्रिड ऑर्बिटल के एक बड़े अंश को ओवरलैप करने का परिणाम एक सहसंयोजक बंधन है।

एक कार्बन परमाणु तीन प्रकार के संकरण से गुजर सकता है जिसमें s- और p-ऑर्बिटल्स शामिल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक परमाणु की एक विशिष्ट वैलेंस अवस्था से मेल खाता है।

कार्बन की पहली संयोजकता अवस्था संकरण है)। प्रपत्र-

एक बंधन। BP-संकरण की स्थिति एक B- और तीन p-परमाणु कक्षकों की परस्पर क्रिया का परिणाम है (चित्र 2.2)।

1v + 3p = 4v।

25 कक्षीय 2p2 कक्षीय 2p2 कक्षीय 2p2 कक्षीय

चावल। 2.2. हाइब्रिड 5p3 ऑर्बिटल्स के गठन और स्थानिक व्यवस्था की योजना

चार ईपी-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स

2. रासायनिक बंधन। कार्बनिक यौगिकों में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव 21

चार समतुल्य कक्षक एक दूसरे से 109°28" का कोण बनाते हैं और एक नियमित चतुष्फलक के केंद्र से इसके शीर्षों तक अंतरिक्ष में उन्मुख होते हैं। यह व्यवस्था आपसी इलेक्ट्रोस्टैटिक के कारण AO की एक दूसरे से अधिकतम दूर जाने की इच्छा से जुड़ी है। प्रतिकर्षण परमाणु ऑर्बिटल्स का स्थान टेट्राहेड्रोन की तरह 5p3 संकरण की स्थिति का नाम निर्धारित करता है।

चार संकर sp3 ऑर्बिटल्स में से प्रत्येक में s-क्लाउड का हिस्सा 7 है। अन्य ऑर्बिटल्स के साथ ऐसे ऑर्बिटल्स के ओवरलैप के परिणामस्वरूप,

परमाणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा के साथ बिटल्स (एस, पी, डी और हाइब्रिड एसपी, एसपी, एसपी), केवल साधारण सहसंयोजक, या सेंट-बॉन्ड (ग्रीक "सिग्मा") बनते हैं। परमाणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा के साथ परमाणु कक्षकों के अतिव्यापन को st-p अतिव्यापन या अक्ष कहा जाता है, क्योंकि अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व दो नाभिकों को जोड़ने वाली धुरी पर स्थित होता है (चित्र 2.3)।

ओ-ओवरलैप

चावल। 2.3. एथेन अणु में ए-आबंधों का निर्माण

5p3 संकरण की स्थिति अल्केन्स की विशेषता है। उदाहरण के तौर पर एथेन का उपयोग करके सेंट-बॉन्ड के गठन पर विचार करें।

एथेन अणु में, अक्षीय s-sp-अतिव्यापीकरण के परिणामस्वरूप, छह SPN st-आबंध बनते हैं, और sp-sp-ऑर्बिटल्स के अतिव्यापी होने के कारण, एक SP C-बंध बनता है।

कई कार्बनिक यौगिकों में st-आबंध मुख्य रूप से संकरित कक्षकों के अतिव्यापन के कारण बनते हैं।

कार्बन की दूसरी संयोजकता अवस्था (sp-संकरण)। पी-बॉन्ड गठन। Sp2 संकरण की स्थिति एक s- और दो p-कक्षकों की परस्पर क्रिया का परिणाम है (चित्र। 2.4)।

बनने वाले तीन समतुल्य sp-संकर कक्षक 120° के कोण पर एक ही तल में होते हैं, इसलिए sp-संकरण को त्रिभुज कहा जाता है। अनहाइब्रिडाइज़्ड p^-ऑर्बिटल

2s-कक्षीय 2px-कक्षीय 2/3^-कक्षीय

तीन sp संकर कक्षक और a p2 कक्षक

तीन ईपी हाइब्रिड ऑर्बिटल्स

±यू^. 2.4. ^1रिस्पी डी!इमी कार्बन

^p2 संकरण . में

हाइब्रिड ऑर्बिटल्स की व्यवस्था। यदि तीन n2-हाइब्रिड irbitals में से प्रत्येक में n-क्लाउड का अनुपात 1 / y के बराबर है, तो यह संकरण दोहरे बंधन वाले यौगिकों के लिए विशिष्ट है, उदाहरण के लिए, एथिलीन (चित्र। 2.5) के लिए।

यार-एओ कार्बन

ओ-ओवरलैप (ओ-बॉन्ड)

एथिलीन अणु में n-आबंध का निर्माण

एथिलीन माइलक्यूल में कार्बन परमाणु हाइपर-हाइब्रिडाइजेशन में होते हैं। प्रत्येक मूल निवासी के तीन संकर AO के ओवरलैप के कारण, st-बंध बनते हैं (चार C-H और एक C-C); और सेंट-बॉन्ड प्लेन (पी-ओवरलैप) के लंबवत एक विमान में दो अनहाइब्रिडाइज्ड पी-ऑर्बिटल्स के ओवरलैप के परिणामस्वरूप पी-बॉन्ड का निर्माण होता है। इसका अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व दो क्षेत्रों में केंद्रित है - परमाणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली धुरी के ऊपर और नीचे। पी-बांड सेंट से कम मजबूत है; यह केवल उन परमाणुओं के बीच बनता है जो np2- या np-संकरण में हैं।

2. रासायनिक बंधन। कार्बनिक यौगिकों में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव 2

L;/-1IIRIDI^yTSISH को SSCH JIUneUnUU HU1UMJ कहा जाता है, न तो दो

एसपी-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स 180° के कोण पर स्थित होते हैं। शेष दो गैर-संकरित p^- और p^-ऑर्बिटल्स दो परस्पर लंबवत विमानों में स्थित हैं और sp-हाइब्रिड AOs के समकोण पर स्थित हैं। दो संकर sp-कक्षकों में से प्रत्येक में s-क्लाउड का हिस्सा 1/2 है। इस प्रकार का संकरण ट्रिपल बॉन्ड वाले यौगिकों के लिए विशिष्ट है, उदाहरण के लिए, एसिटिलीन (चित्र। 2.7) के लिए।

एसिटिलीन अणु में, एसपी-हाइब्रिडाइज्ड परमाणु दो सरल सी-एच सेंट-बॉन्ड और दो कार्बन परमाणुओं के बीच एक सेंट-बॉन्ड बनाते हैं, जबकि अनहाइब्रिडाइज्ड पी-एओ परस्पर लंबवत विमानों में स्थित दो पी-बॉन्ड बनाते हैं।

क्वांटम यांत्रिकी के दृष्टिकोण से एक रासायनिक बंधन का वर्णन करने के लिए, दो मुख्य विधियों का उपयोग किया जाता है: वैलेंस बॉन्ड (एमवीएस) की विधि और आणविक ऑर्बिटल्स (एमओ) की विधि।

वैलेंस बांड की विधि का प्रस्ताव 1927 में डब्ल्यू. हेटलर और एफ. लंदन द्वारा किया गया था। विधि के मुख्य प्रावधान इस प्रकार हैं। एक रासायनिक बंधन को विपरीत स्पिन वाले इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के रूप में दर्शाया जाता है। यह अतिव्यापी परमाणु कक्षकों के परिणामस्वरूप बनता है।

एल-ओवरलैप (आई-बॉन्ड)

ए-ओवरलैप (ए-बॉन्ड)

एन-बॉन्ड का स्थानांतरण: एसिटिलीन अणु में ज़ी

यूआईपीयू में ^ एकान ^ 1 ^ 1 मिलियन औलश परमाणु उइजुली यू

परिवर्तन, और बाध्यकारी इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी दो परमाणुओं के बीच स्थानीयकृत होती है।

वैलेंस बॉन्ड की विधि के विपरीत, आणविक ऑर्बिटल्स की विधि एक अणु को परमाणुओं के संग्रह के रूप में नहीं मानती है जो उनकी व्यक्तित्व को बनाए रखती है, लेकिन एक पूरे के रूप में। यह माना जाता है कि अणु में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन शेष इलेक्ट्रॉनों और परमाणुओं के सभी नाभिकों द्वारा बनाए गए कुल क्षेत्र में चलता है। दूसरे शब्दों में, एक अणु में, विभिन्न AOs एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करके एक नए प्रकार के ओरिटल बनाते हैं, जिन्हें आणविक ओरिटल कहा जाता है।

दो परमाणु उत्पत्ति के अतिव्यापन के परिणामस्वरूप दो आणविक मूल बनते हैं (चित्र 2.8)।

"-ढीला MO

एओ------एओ^^)-

ए-बाध्यकारी एमओ

सेंट * - ढीला एमओ

ए-बाध्यकारी एमओ

उनमें से एक में मूल AO की तुलना में कम ऊर्जा है,

यह पाओशोसे ^ एल युलोशोई ^ शसी मैं ^ ^ नशिलंश, दीउ_अल इलादासिए ^ lъ r> x> i-

2. रासायनिक बंधन। कार्बनिक यौगिकों में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव 2:

SHAiI LPS ^ IISI, ChSM इसे LL ^ बना रहा है, और IyLMVySISI आंसू-

गोभी का सूप, या प्रतिरक्षी कक्षीय। आण्विक कक्षकों का इलेक्ट्रॉनों से भरना परमाणु कक्षकों के भरने के समान ही होता है, अर्थात् पाउली सिद्धांत के अनुसार और हुंड नियम के अनुसार। जमीनी अवस्था में आणविक प्रतिरक्षी कक्षक रिक्त रहता है। इसका इलेक्ट्रॉनों से भरना तब होता है जब अणु उत्तेजित होता है, जिससे बंधन ढीला हो जाता है और अणु परमाणुओं में विघटित हो जाता है।

क्वांटम यांत्रिक गति के औपचारिक विवरण के पूरा होने के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि परमाणु अंतरिक्ष में प्रत्येक वस्तु में परमाणु कक्षीय जैसी विशेषता होती है।

परमाणु कक्षीय(एओ) - एक परमाणु के नाभिक के चारों ओर अंतरिक्ष का क्षेत्र, जिसमें क्वांटम यांत्रिकी के नियमों के अनुसार, किसी दिए गए ऊर्जा के साथ एक इलेक्ट्रॉन स्थित होने की सबसे अधिक संभावना है।

एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा अवस्था को तीन . के फलन द्वारा वर्णित किया जाता है पूर्णांकमापदंडों एन) मैं, एम 1यूजिसे कहा जाता है क्वांटम संख्याएं।क्वांटम संख्याओं के कुछ मूल्यों के लिए, उस क्षेत्र की विशेषताओं को प्राप्त करना संभव है जहां एक इलेक्ट्रॉन स्थित हो सकता है।

क्वांटम संख्याओं में निम्नलिखित हैं भौतिक अर्थ:

• n प्रमुख क्वांटम संख्या है, कक्षीय के ऊर्जा स्तर और आकार की विशेषता है;
• / - कक्षीय क्वांटम संख्या, ऊर्जा उपस्तर और कक्षीय के आकार की विशेषता है;
• मी (- चुंबकीय क्वांटम संख्या, इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा अवस्था पर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव को ध्यान में रखता है।

प्रिंसिपल क्वांटम नंबर nप्राकृतिक है और डी। आई। मेंडेलीव (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) की तालिका में अवधियों की संख्या से मेल खाती है। प्रमुख क्वांटम संख्या किसी दिए गए कक्षीय में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का मुख्य अंश निर्धारित करती है। इस क्वांटम संख्या को भी कहते हैं ऊर्जा स्तर संख्याअधिक पी, कक्षक का आकार जितना बड़ा होगा।

परमाणु जिनमें इलेक्ट्रॉन बड़े मान वाले कक्षकों में होते हैं एन (एन> 8) कहलाते हैं रिडबर्ग परमाणु।रेडियो खगोल विज्ञान में Rydberg परमाणुओं पर पहला प्रायोगिक डेटा 1964 में FIAP स्टाफ (RS Sorochenko et al।) द्वारा 22-मीटर मिरर रेडियो टेलीस्कोप पर प्राप्त किया गया था। जब दूरबीन अपने रेडियो उत्सर्जन के स्पेक्ट्रम में ओमेगा नेबुला की ओर उन्मुख थी, तो तरंग दैर्ध्य के साथ एक उत्सर्जन रेखा एक्स = 3.4 सेमी। यह तरंग दैर्ध्य Rydberg राज्यों के बीच संक्रमण से मेल खाती है एन = 90 और एन =हाइड्रोजन परमाणु के स्पेक्ट्रम में 91. आज, Rydberg परमाणुओं को प्रयोगशाला में प्राप्त किया गया है पी~ 600! ये लगभग 0.1 मिमी के आकार और ~ 1 एस के जीवनकाल के साथ लगभग मैक्रोस्कोपिक वस्तुएं हैं। क्वांटम कंप्यूटरों के निर्माण पर काम में परमाणुओं के रिडबर्ग राज्यों का अध्ययन उपयोगी साबित हुआ।

इस मामले में, आकार में वृद्धि कक्षीय के आकार को नहीं बदलती है। अधिक पी यूइलेक्ट्रॉन की ऊर्जा जितनी अधिक होगी। मूल क्वांटम संख्या के समान मान वाले इलेक्ट्रॉन समान ऊर्जा स्तर पर होते हैं। संख्या पीऊर्जा स्तर इस स्तर को बनाने वाले उप-स्तरों की संख्या को इंगित करता है।

कक्षीय क्वांटम संख्या Iमान ले सकते हैं / = 0, 1,2,... तक (पी - 1), यानी किसी दिए गए मूल क्वांटम संख्या के लिए पीकक्षीय क्वांटम संख्या / ले सकते हैं पीमूल्य। कक्षीय क्वांटम संख्या कक्षकों के ज्यामितीय आकार को निर्धारित करती है और इलेक्ट्रॉन के कक्षीय कोणीय गति (गति) को निर्धारित करती है, अर्थात। कुल इलेक्ट्रॉन ऊर्जा में किसी दिए गए उप-स्तर का योगदान। संख्यात्मक मानों के अलावा, कक्षीय क्वांटम संख्या / में एक अक्षर पदनाम भी होता है:

फॉर्म 5-, पी-, (1-,/ -ऑर्बिटल्स को अंजीर में दिखाया गया है। 1.1. ऑर्बिटल्स के ज्यामितीय तत्वों पर संकेत चार्ज संकेत नहीं हैं, लेकिन इन तत्वों के लिए तरंग फ़ंक्शन y के मूल्यों को संदर्भित करते हैं। चूँकि प्रायिकता का परिकलन माना जाता है | एन/| 2 परिमाण मोडुलो का वर्ग है, फिर "+" और "-" संकेतों के साथ तरंग फ़ंक्शन y के ऑर्बिटल्स के क्षेत्र समतुल्य हो जाते हैं।

चावल। 1.1.

अधिकांश ऑर्बिटल्स का जटिल आकार इस तथ्य के कारण है कि ध्रुवीय निर्देशांक में एक इलेक्ट्रॉन के तरंग कार्य में दो घटक होते हैं - रेडियल और कोणीय। इस मामले में, किसी दिए गए बिंदु पर इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना नाभिक से इसकी दूरी और इस बिंदु से नाभिक को जोड़ने वाले वेक्टर के अंतरिक्ष में दिशा दोनों पर निर्भर करती है। ये फलन / (5- और p-कक्षकों के लिए) और on . दोनों पर निर्भर करते हैं टी 1 (के लिए सी 1- और / -ऑर्बिटल्स)।

उदाहरण के लिए, सभी 5-कक्षकों की रूपरेखा (बाहरी समोच्च) एक गोला है। लेकिन यह पता चला है कि इस क्षेत्र के अंदर एक इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना एक समान नहीं है, लेकिन सीधे नाभिक से दिए गए कक्षीय की दूरी पर निर्भर करती है। अंजीर पर। 1.2 15 और 25 कक्षकों की आंतरिक संरचना को दर्शाता है। चित्र के अनुसार, 25-कक्षक एक "दो-परत प्याज" के समान है, जिसमें आंतरिक गोले 1 और 4 बोहर कक्षीय त्रिज्या की दूरी पर स्थित हैं। एक नियम के रूप में, रसायन विज्ञान में, ऑर्बिटल्स की आंतरिक संरचना की जटिलता का तथ्य महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाता है और इस पाठ्यक्रम में नहीं माना जाता है।

चावल। 1.2. राज्यों में हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन मिलने की प्रायिकता का वितरणहैतथा2एस. जी (\u003d 5.29 * 10 11 मीटर - पहली बोहर कक्षा की त्रिज्या

स्रोत: wvw.college.ru/enportal/physics/content/chapter9/section/paragraph3/theory.html

कक्षीय चुंबकीय क्वांटम संख्या m tशून्य सहित -/ से +/ तक मान ले सकते हैं। यह क्वांटम संख्या निर्धारित करती है बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में अंतरिक्ष में कक्षीय का उन्मुखीकरणतथा बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में इस कक्षीय में स्थित एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा में परिवर्तन की विशेषता है।दिए गए मान वाले कक्षकों की संख्या टी 1है (2/ + 1)।

तीन क्वांटम संख्याओं पर विचार किया गया पी, /, टी (श्रोडिंगर तरंग समीकरण को हल करने का एक परिणाम है और इसके तरंग गुणों के विवरण के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का निर्धारण करना संभव बनाता है। इसी समय, प्राथमिक कणों की प्रकृति की दोहरी प्रकृति, इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा अवस्था के वर्णन में उनके कणिका-तरंग द्वैतवाद को ध्यान में नहीं रखा गया था।

इलेक्ट्रॉन m s (स्पिन) की स्वयं की चुंबकीय क्वांटम संख्या।कैसे इलेक्ट्रॉन के कणिका गुणों का परिणाम, एक अन्य संख्या इसकी ऊर्जा अवस्था के विवरण में एक भूमिका निभाती है - इलेक्ट्रॉन (स्पिन) की अपनी क्वांटम संख्या m s है। यह क्वांटम संख्या कक्षीय नहीं, बल्कि इस कक्षीय में स्थित इलेक्ट्रॉन की संपत्ति की विशेषता है।

स्पिन (अंग्रेजी से, घुमाना- घुमाएँ [-sya], घुमाव) - प्राथमिक कणों की आंतरिक कोणीय गति, जिसमें एक क्वांटम प्रकृति होती है और यह संपूर्ण रूप से कण की गति से जुड़ी नहीं होती है। स्पिन को अपनी धुरी के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन के घूमने से जुड़े गुण के रूप में वर्णित करने के लिए अक्सर इस्तेमाल की जाने वाली सादृश्यता अस्थिर हो गई। इस तरह के विवरण से सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के साथ विरोधाभास होता है - इस मॉडल में एक इलेक्ट्रॉन के घूमने की भूमध्यरेखीय गति प्रकाश की गति से अधिक होती है। स्पिन का परिचय एक नए भौतिक विचार का एक सफल अनुप्रयोग था: यह माना जाता है कि राज्यों का एक स्थान है जिसका साधारण अंतरिक्ष में एक कण की गति से कोई लेना-देना नहीं है। राज्यों के इस तरह के स्थान को पेश करने की आवश्यकता भौतिक कई दुनिया की वास्तविकता के बारे में अधिक सामान्य प्रश्न पर विचार करने की आवश्यकता को इंगित करती है।

इलेक्ट्रॉन अपना दिखाता है खुद का चुंबकीयगुण हैं कि एक बाहरी विद्युत क्षेत्र में, इलेक्ट्रॉन की आंतरिक कोणीय गति या तो क्षेत्र के साथ या शून्य के विरुद्ध उन्मुख होती है। पहले मामले में, यह माना जाता है कि इलेक्ट्रॉन की अपनी क्वांटम संख्या एमएस= +1/2, और दूसरे में एमएस= -1/2। ध्यान दें कि स्पिन एकल भिन्नात्मक संख्याक्वांटम विशेषताओं के एक समूह के बीच जो एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति निर्धारित करता है।