अणु की ध्रुवता. ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय अणु

एक अणु ध्रुवीय होता है यदि ऋणात्मक आवेश का केंद्र धनात्मक आवेश के केंद्र से मेल नहीं खाता है। ऐसा अणु एक द्विध्रुव है: समान परिमाण और विपरीत संकेत के दो आवेश अंतरिक्ष में अलग हो जाते हैं।

एक द्विध्रुव को आमतौर पर उस प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है जहां तीर द्विध्रुव के सकारात्मक छोर से नकारात्मक की ओर इंगित करता है। एक अणु में एक द्विध्रुव आघूर्ण होता है, जो आवेश के परिमाण को आवेश केंद्रों के बीच की दूरी से गुणा करने के बराबर होता है:

अणुओं के द्विध्रुव आघूर्ण को मापा जा सकता है; कुछ पाए गए मान तालिका में दिए गए हैं। 1.2. द्विध्रुव आघूर्ण का मान विभिन्न अणुओं की सापेक्ष ध्रुवता के माप के रूप में कार्य करता है।

तालिका 1.2 (स्कैन देखें) द्विध्रुव क्षण

इसमें कोई संदेह नहीं है कि अणु ध्रुवीय होते हैं, यदि केवल उनमें मौजूद बंधन ध्रुवीय होते हैं। हम बंधन ध्रुवता पर विचार करेंगे क्योंकि एक अणु की ध्रुवता को व्यक्तिगत बंधनों की ध्रुवीयता के योग के रूप में माना जा सकता है।

ऐसे अणुओं का द्विध्रुव आघूर्ण शून्य के बराबर होता है, अर्थात वे गैर-ध्रुवीय होते हैं। किसी भी अणु में दो समान परमाणुओं में, निश्चित रूप से, समान इलेक्ट्रोनगेटिविटी और समान रूप से इलेक्ट्रॉन होते हैं; आवेश शून्य है और इसलिए द्विध्रुव आघूर्ण भी शून्य है।

प्रकार के अणु में एक बड़ा द्विध्रुव क्षण होता है हालांकि हाइड्रोजन फ्लोराइड अणु छोटा होता है, इलेक्ट्रोनगेटिव फ्लोरीन दृढ़ता से इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है; यद्यपि दूरी छोटी है, आवेश बड़ा है, और इसलिए द्विध्रुव आघूर्ण भी बड़ा है।

मीथेन और कार्बन टेट्राक्लोराइड में शून्य द्विध्रुव आघूर्ण होता है। व्यक्तिगत बंधन, कम से कम कार्बन टेट्राक्लोराइड में, ध्रुवीय होते हैं: हालांकि, टेट्राहेड्रल व्यवस्था की समरूपता के कारण, वे एक दूसरे की भरपाई करते हैं (चित्र 1.9)। मिथाइल क्लोराइड में, कार्बन-क्लोरीन बंधन की ध्रुवता की भरपाई नहीं की जाती है और मिथाइल क्लोराइड का द्विध्रुव क्षण होता है। इस प्रकार, अणुओं की ध्रुवता न केवल व्यक्तिगत बांड की ध्रुवीयता पर निर्भर करती है, बल्कि उनकी दिशा पर भी निर्भर करती है, यानी, अणु के आकार पर.

अमोनिया का द्विध्रुव आघूर्ण है इसे चित्र में दर्शाई गई दिशा वाले व्यक्तिगत बंधों के तीन आघूर्णों के कुल द्विध्रुव आघूर्ण (वेक्टर योग) के रूप में माना जा सकता है।

चावल। 1.9. कुछ अणुओं के द्विध्रुव आघूर्ण. बंधों और अणुओं की ध्रुवीयता.

इसी प्रकार हम जल के द्विध्रुव आघूर्ण को इसके बराबर मान सकते हैं

नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड के लिए किस द्विध्रुव क्षण की अपेक्षा की जानी चाहिए, जिसमें अमोनिया की तरह एक पिरामिड संरचना होती है? फ्लोरीन सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है, और यह निश्चित रूप से नाइट्रोजन से इलेक्ट्रॉनों को दृढ़ता से खींचता है; इसलिए, नाइट्रोजन-फ्लोरीन बांड दृढ़ता से ध्रुवीय होने चाहिए और उनका वेक्टर योग बड़ा होना चाहिए - अमोनिया की तुलना में बहुत अधिक, जिसके ध्रुवीय-बंध बहुत अधिक नहीं हैं।

प्रयोग क्या देता है? नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड का द्विध्रुव आघूर्ण केवल अमोनिया के द्विध्रुव आघूर्ण से बहुत कम होता है।

इस तथ्य की व्याख्या कैसे करें? उपरोक्त विचार में, इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी को ध्यान में नहीं रखा गया। बी (साथ ही इस जोड़ी में -ऑर्बिटल का कब्जा है और द्विध्रुवीय क्षण में इसका योगदान नाइट्रोजन-फ्लोरीन बांड के कुल क्षण की तुलना में विपरीत दिशा होना चाहिए (छवि 1.10); विपरीत संकेत के ये क्षण, जाहिर है, इनका मान लगभग समान होता है, और परिणामस्वरूप, एक छोटा द्विध्रुव आघूर्ण होता है, जिसकी दिशा अज्ञात है। अमोनिया में, द्विध्रुव आघूर्ण संभवतः मुख्य रूप से इस मुक्त इलेक्ट्रॉन युग्म द्वारा निर्धारित होता है, और यह इसके योग से बढ़ जाता है बंधन क्षण। इसी तरह, इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े को पानी के द्विध्रुवीय क्षणों में योगदान देना चाहिए और निश्चित रूप से, किसी भी अन्य अणु में जिसमें वे मौजूद हैं।

द्विध्रुव आघूर्णों के मान के आधार पर अणुओं की संरचना के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्राप्त की जा सकती है। उदाहरण के लिए, कार्बन टेट्राक्लोराइड की किसी भी संरचना जिसके परिणामस्वरूप ध्रुवीय अणु बनता है, को केवल द्विध्रुवीय क्षण के परिमाण के आधार पर खारिज किया जा सकता है।

चावल। 1.10. कुछ अणुओं के द्विध्रुव आघूर्ण. इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े का योगदान. इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े के कारण द्विध्रुव आघूर्ण की दिशा कुल आबंध आघूर्ण वेक्टर की दिशा के विपरीत होती है।

इस प्रकार, द्विध्रुव आघूर्ण कार्बन टेट्राक्लोराइड की टेट्राहेड्रल संरचना की पुष्टि करता है (हालांकि ऐसा नहीं है, क्योंकि अन्य संरचनाएं भी संभव हैं जो एक गैर-ध्रुवीय अणु भी देंगी)।

कार्य 1.4. नीचे सूचीबद्ध दो संभावित संरचनाओं में से किसमें शून्य द्विध्रुव आघूर्ण भी होना चाहिए? a) कार्बन वर्ग के केंद्र में स्थित है, जिसके कोनों पर क्लोरीन परमाणु हैं, b) कार्बन टेट्राहेड्रल पिरामिड के शीर्ष पर स्थित है, और क्लोरीन परमाणु आधार के कोनों पर हैं।

कार्य 1.5. यद्यपि कार्बन-ऑक्सीजन और बोरान-फ्लोरीन बंधन ध्रुवीय होने चाहिए, यौगिकों का द्विध्रुव क्षण शून्य है। प्रत्येक यौगिक के लिए परमाणुओं की एक व्यवस्था का प्रस्ताव करें, जिससे शून्य द्विध्रुव आघूर्ण उत्पन्न हो।

अधिकांश यौगिकों के लिए, द्विध्रुव क्षण को कभी नहीं मापा गया है। इन यौगिकों की ध्रुवता का अनुमान उनकी संरचना से लगाया जा सकता है। बांड की ध्रुवता परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी द्वारा निर्धारित होती है; यदि बंधों के बीच के कोण ज्ञात हैं, तो अणु की ध्रुवता निर्धारित की जा सकती है, साथ ही इलेक्ट्रॉनों के अयुग्मित युग्मों को भी ध्यान में रखा जा सकता है।

ध्रुवता.

परमाणुओं के नाभिक के बीच सामान्य इलेक्ट्रॉन युग्म (इलेक्ट्रॉन घनत्व) के स्थान के आधार पर, गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय बंधन प्रतिष्ठित होते हैं।

एक गैरध्रुवीय बंधन समान इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाले तत्वों के परमाणुओं द्वारा बनता है। इलेक्ट्रॉन घनत्व परमाणुओं के नाभिक के संबंध में सममित रूप से वितरित होता है।

विभिन्न विद्युत ऋणात्मकता वाले परमाणुओं के बीच के बंधन को ध्रुवीय कहा जाता है। साझा इलेक्ट्रॉन युग्म अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व के प्रति पक्षपाती है। धनात्मक (बी+) और ऋणात्मक (बी-) आवेशों के गुरुत्वाकर्षण केंद्र मेल नहीं खाते। बंधन बनाने वाले तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में जितना अधिक अंतर होगा, बंधन की ध्रुवता उतनी ही अधिक होगी। यदि इलेक्ट्रोनगेटिविटी अंतर 1.9 से कम है, तो बंधन पर विचार किया जाता है ध्रुवीय सहसंयोजक.

एक द्विपरमाणुक अणु के लिए, अणु की ध्रुवता बंधन की ध्रुवता के समान होती है। बहुपरमाणुक अणुओं में, एक अणु का कुल द्विध्रुव आघूर्ण उसके सभी बंधों के आघूर्णों के सदिश योग के बराबर होता है। द्विध्रुव वेक्टर + से – की ओर निर्देशित होता है

उदाहरण 3वैलेंस बांड की विधि का उपयोग करके, टिन (II) क्लोराइड और टिन (IV) क्लोराइड के अणुओं की ध्रुवता निर्धारित करें।

50 एसएन पी-तत्वों को संदर्भित करता है।

संयोजकता इलेक्ट्रॉन 5s 2 5p 2। सामान्य अवस्था में क्वांटम कोशिकाओं पर इलेक्ट्रॉनों का वितरण:

टिन (IV) क्लोराइड के रासायनिक सूत्र -SnCl 4, टिन (II) क्लोराइड - SnCl 2

अणुओं के ज्यामितीय आकार का निर्माण करने के लिए, हम उनके अधिकतम ओवरलैप को ध्यान में रखते हुए, अयुग्मित वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कक्षाओं को चित्रित करते हैं।

चावल। 4. SnCl 2 और SnCl 4 अणुओं की ज्यामितीय आकृति

इलेक्ट्रोनगेटिविटी Sn 1.8 है। सीएल - 3.0. बॉन्ड एसएन - सीएल, ध्रुवीय, सहसंयोजक। आइए हम ध्रुवीय बंधों के द्विध्रुव आघूर्णों के सदिशों को चित्रित करें।

SnCl 2 और SnCl 4 अणुओं में

एसएनसीएल 2 - ध्रुवीय अणु

SnCl 4 एक गैर-ध्रुवीय अणु है।

तापमान और दबाव के आधार पर पदार्थ एकत्रीकरण की स्थिति में गैसीय, तरल और ठोस अवस्था में मौजूद हो सकते हैं।

गैसीय अवस्था में पदार्थ अलग-अलग अणुओं के रूप में होते हैं।

समुच्चय के रूप में तरल अवस्था में, जहां अणु अंतर-आणविक वैन डेर वाल्स बलों या हाइड्रोजन बांड द्वारा जुड़े होते हैं। इसके अलावा, अणु जितने अधिक ध्रुवीय होंगे, बंधन उतना ही मजबूत होगा और परिणामस्वरूप, तरल का क्वथनांक उतना अधिक होगा।

ठोस पदार्थों में, संरचनात्मक कण इंट्रामोल्युलर और इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड दोनों से जुड़े होते हैं। वर्गीकृत करें: आयनिक, धात्विक, परमाणु (सहसंयोजक), आणविक क्रिस्टल और मिश्रित बंधन वाले क्रिस्टल।

नियंत्रण कार्य

73. क्लोरीन और पोटेशियम तत्व सक्रिय क्यों हैं, और उनके बीच स्थित तत्व आर्गन निष्क्रिय क्यों है?

74. संयोजकता बंध की विधि का उपयोग करके बताएं कि पानी का अणु (H2O) ध्रुवीय क्यों है, और मीथेन का अणु (CH4) गैर-ध्रुवीय क्यों है?

75. पदार्थ कार्बन मोनोऑक्साइड (II) एक सक्रिय पदार्थ है, और कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) को कम सक्रिय पदार्थ के रूप में वर्गीकृत किया गया है। वैलेंस बांड की विधि का उपयोग करके समझाएं।

76. नाइट्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं की शक्ति कैसे बदलती है। वैलेंस बांड की विधि का उपयोग करके समझाएं।

77. सोडियम क्लोराइड (NaCl) क्रिस्टल के गुण सोडियम (Na) क्रिस्टल से भिन्न क्यों हैं? इन क्रिस्टलों में किस प्रकार का बंधन होता है?

78. संयोजकता बंध की विधि का प्रयोग करके एल्युमिनियम क्लोराइड तथा हाइड्रोजन सल्फाइड के अणुओं की ध्रुवीयता ज्ञात कीजिए।

79. रुबिडियम हाइड्रॉक्साइड किस प्रकार का हाइड्रॉक्साइड है? वैलेंस बांड की विधि का उपयोग करके समझाएं।

80. तरल हाइड्रोजन फ्लोराइड का क्वथनांक 19.5 0 C तथा तरल हाइड्रोजन क्लोराइड का क्वथनांक (- 84.0 0 C) होता है। क्वथनांक में इतना बड़ा अंतर क्यों?

81. संयोजकता बंध की विधि का प्रयोग करते हुए बताएं कि कार्बन टेट्राक्लोराइड (CCl 4) गैर-ध्रुवीय क्यों है, और क्लोरोफॉर्म (CHCl 3) एक ध्रुवीय पदार्थ है?

82. CH 4 - SnH 4 अणुओं में बंधन शक्ति कैसे बदलती है? संयोजकता यौगिकों की विधि का प्रयोग करके समझाइए।

83. कौन से संभावित यौगिक तत्व बनाते हैं: सीसा और ब्रोमीन? इन बंधों की ध्रुवीयता ज्ञात कीजिए।

84. वैलेंस बांड की विधि का उपयोग करके नाइट्रोजन अणुओं और नाइट्रोजन (III) ब्रोमाइड की ध्रुवता निर्धारित करें।

85. पानी का क्वथनांक 100 0 C तथा हाइड्रोजन सल्फाइड (60.7 0 C) होता है। क्वथनांक में इतना बड़ा अंतर क्यों?

86. निर्धारित करें कि किस यौगिक में टिन ब्रोमाइड या कार्बन ब्रोमाइड एक मजबूत बंधन है? इन यौगिकों की ध्रुवता निर्धारित करें।

87. वैलेंस बांड की विधि का उपयोग करके गैलियम आयोडाइड और बिस्मथ आयोडाइड के अणुओं की ध्रुवता निर्धारित करें।

88. रासायनिक बंधन के सिद्धांत का उपयोग करते हुए बताएं कि क्सीनन एक उत्कृष्ट (कम सक्रिय) तत्व क्यों है।

89. यौगिकों में संकरण के प्रकार (sp, sp 2, sp 3) को इंगित करें: BeCl 2, SiCl 4। अणुओं की ज्यामितीय आकृतियों को चित्रित करें।

90. अणुओं में बंधों की स्थानिक व्यवस्था बनाएं: बोरॉन हाइड्राइड और फॉस्फोरस (III) हाइड्राइड। अणुओं की ध्रुवता निर्धारित करें।

अनुशासन में नियंत्रण कार्यों के लिए दिशानिर्देश " रसायन विज्ञान»दूरस्थ शिक्षा के गैर-रासायनिक विशिष्टताओं के छात्रों के लिए। भाग ---- पहला।

संकलित: एसोसिएट प्रोफेसर, पीएच.डी. ओबुखोव वी.एम.

सहायक कोस्टारेवा ई.वी.

प्रकाशनार्थ हस्ताक्षरित नंबर 1

आदेश संख्या। ईडी। एल

प्रारूप 60/90/1/16. रूपा. ओवन एल

RISO GR 3750 पर मुद्रित

प्रकाशन गृह "तेल एवं गैस विश्वविद्यालय"

व्यावसायिक उच्च शिक्षा का राज्य शैक्षणिक संस्थान

"ट्युमेन स्टेट ऑयल एंड गैस यूनिवर्सिटी"

प्रकाशन गृह "तेल एवं गैस विश्वविद्यालय" का परिचालन मुद्रण विभाग

625000, शहर टूमेन, सेंट। वोलोडार्स्की, 38

एक अणु की ध्रुवीयता को एक बंधन की ध्रुवीयता से अलग किया जाना चाहिए। एबी प्रकार के द्विपरमाणुक अणुओं के लिए, ये अवधारणाएँ मेल खाती हैं, जैसा कि एचसीएल अणु के उदाहरण के लिए पहले ही दिखाया जा चुका है। ऐसे अणुओं में तत्वों (∆EO) की विद्युत ऋणात्मकता में अंतर जितना अधिक होगा, द्विध्रुव का विद्युत क्षण उतना ही अधिक होगा।उदाहरण के लिए, श्रृंखला HF, HCl, HBr, HI में, यह सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी के समान क्रम में घटती है।

अणु के इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण की प्रकृति के आधार पर अणु ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय हो सकते हैं। एक अणु की ध्रुवीयता को द्विध्रुव μ के विद्युत क्षण के मूल्य से दर्शाया जाता है कहते हैं , जो हाइब्रिड एओ पर स्थित सभी बांडों और गैर-बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़े के द्विध्रुवों के विद्युत क्षणों के वेक्टर योग के बराबर है: → →

 m-ly =  ( कनेक्शन) i +  ( असंबद्ध विद्युत जोड़े) j ।

जोड़ का परिणाम बांड की ध्रुवीयता, अणु की ज्यामितीय संरचना और असंबद्ध इलेक्ट्रॉन जोड़े की उपस्थिति पर निर्भर करता है। किसी अणु की ध्रुवता उसकी समरूपता से बहुत प्रभावित होती है।

उदाहरण के लिए, CO2 अणु में एक सममित रैखिक संरचना होती है:

इसलिए, हालांकि C=O बांड अत्यधिक ध्रुवीय होते हैं, उनके द्विध्रुवीय विद्युत क्षणों के पारस्परिक मुआवजे के कारण, CO 2 अणु आम तौर पर गैर-ध्रुवीय होता है ( m-ly =  बांड = 0)। इसी कारण से, अत्यधिक सममित टेट्राहेड्रल अणु सीएच 4, सीएफ 4, ऑक्टाहेड्रल अणु एसएफ 6, आदि गैर-ध्रुवीय हैं।

कोने H 2 O अणु में, ध्रुवीय O-H बंधन 104.5º के कोण पर स्थित होते हैं: → →

 H2O =  O - H +  असंबद्ध विद्युत युग्म  0.

इसलिए, उनके क्षणों की परस्पर क्षतिपूर्ति नहीं होती है और अणु ध्रुवीय () हो जाता है।

कोणीय अणु SO 2, पिरामिड अणु NH 3, NF 3 आदि में भी द्विध्रुव का एक विद्युत क्षण होता है। ऐसे क्षण की अनुपस्थिति

अणु की अत्यधिक सममित संरचना को इंगित करता है, द्विध्रुव के विद्युत क्षण की उपस्थिति अणु की संरचना की विषमता को इंगित करती है (तालिका 3.2)।

तालिका 3.2

अणुओं की संरचना और अपेक्षित ध्रुवता

किसी अणु के द्विध्रुव के विद्युत आघूर्ण का मान हाइब्रिड ऑर्बिटल्स में स्थित नॉनबॉन्डिंग इलेक्ट्रॉन जोड़े से काफी प्रभावित होता है और द्विध्रुव का अपना विद्युत क्षण होता है (वेक्टर की दिशा हाइब्रिड एओ की धुरी के साथ नाभिक से होती है) ). उदाहरण के लिए, NH 3 और NF 3 अणुओं का त्रिकोणीय-पिरामिड आकार समान है, और N-H और N-F बांड की ध्रुवता भी लगभग समान है। हालाँकि, NH 3 द्विध्रुव का विद्युत क्षण 0.49·10 -29 C·m है, और NF 3 केवल 0.07·10 -29 C·m है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि एनएच 3 में बॉन्डिंग एन-एच और गैर-बॉन्डिंग इलेक्ट्रॉन जोड़े के द्विध्रुव के विद्युत क्षण की दिशा मेल खाती है और, वेक्टर जोड़ पर, द्विध्रुव के एक बड़े विद्युत क्षण का कारण बनती है। इसके विपरीत, एनएफ 3 में, एन-एफ बांड और इलेक्ट्रॉन जोड़ी के क्षणों को विपरीत दिशाओं में निर्देशित किया जाता है, इसलिए, जब जोड़ा जाता है, तो उन्हें आंशिक रूप से मुआवजा दिया जाता है (चित्र 3.15)।

चित्र 3.15. एनएच 3 और एनएफ 3 अणुओं के बंधन और गैर-बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़े के द्विध्रुव के विद्युत क्षणों का जोड़

एक गैर-ध्रुवीय अणु को ध्रुवीय बनाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, इसे एक निश्चित संभावित अंतर के साथ विद्युत क्षेत्र में रखा जाना चाहिए। विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, सकारात्मक और नकारात्मक आवेशों के "गुरुत्वाकर्षण केंद्र" विस्थापित हो जाते हैं और द्विध्रुव का एक प्रेरित या प्रेरित विद्युत क्षण उत्पन्न होता है। जब क्षेत्र हटा दिया जाता है, तो अणु फिर से गैर-ध्रुवीय हो जाएगा।

बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, एक ध्रुवीय अणु ध्रुवीकृत होता है, यानी, इसमें आरोपों का पुनर्वितरण होता है, और अणु द्विध्रुवीय के विद्युत क्षण का एक नया मूल्य प्राप्त करता है, और भी अधिक ध्रुवीय हो जाता है। यह निकटवर्ती ध्रुवीय अणु द्वारा निर्मित क्षेत्र के प्रभाव में भी हो सकता है। बाहरी विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत अणुओं की ध्रुवीकरण करने की क्षमता को ध्रुवीकरण कहा जाता है।

अणुओं की ध्रुवता और ध्रुवीकरण अंतर-आणविक अंतःक्रिया को निर्धारित करते हैं। किसी पदार्थ की प्रतिक्रियाशीलता, उसकी घुलनशीलता, अणु के द्विध्रुव के विद्युत क्षण से जुड़ी होती है। तरल पदार्थों के ध्रुवीय अणु उनमें घुले इलेक्ट्रोलाइट्स के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का पक्ष लेते हैं।

तत्वों के परमाणुओं की विद्युत ऋणात्मकता.सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता. आवर्त प्रणाली के कालों और समूहों में परिवर्तन। रासायनिक बंधन की ध्रुवता, अणुओं और आयनों की ध्रुवीयता।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी (ई.ओ.) एक परमाणु की इलेक्ट्रॉन जोड़े को अपनी ओर विस्थापित करने की क्षमता है।
मेरोय ई.ओ. ऊर्जा अंकगणितीय रूप से आयनीकरण ऊर्जा I और इलेक्ट्रॉन समानता ऊर्जा E के योग के ½ के बराबर है
ई.ओ. = ½ (आई+ई)

सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता. (ओईओ)

फ्लोरीन, सबसे मजबूत ई.ओ. तत्व के रूप में, 4.00 का मान दिया गया है जिसके सापेक्ष अन्य तत्वों पर विचार किया जाता है।

आवर्त प्रणाली के कालों और समूहों में परिवर्तन।

अवधि के भीतर, जैसे-जैसे परमाणु चार्ज बाएं से दाएं बढ़ता है, इलेक्ट्रोनगेटिविटी बढ़ती है।

कम से कममूल्य क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं में देखा जाता है।

महानतम- हैलोजन के लिए.

इलेक्ट्रोनगेटिविटी जितनी अधिक होगी, तत्वों के गैर-धात्विक गुण उतने ही मजबूत होंगे।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी (χ) एक परमाणु का एक मौलिक रासायनिक गुण है, जो एक अणु में एक परमाणु की सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े को अपनी ओर विस्थापित करने की क्षमता की एक मात्रात्मक विशेषता है।

परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी की आधुनिक अवधारणा अमेरिकी रसायनज्ञ एल पॉलिंग द्वारा पेश की गई थी। एल. पॉलिंग ने इस तथ्य को समझाने के लिए इलेक्ट्रोनगेटिविटी की अवधारणा का उपयोग किया कि ए-बी हेटेरोएटॉमिक बॉन्ड (ए, बी किसी भी रासायनिक तत्वों के प्रतीक हैं) की ऊर्जा आम तौर पर ए-ए और बी-बी होमोएटोमिक बॉन्ड के ज्यामितीय माध्य से अधिक है।

ई.ओ. का उच्चतम मूल्य फ्लोरीन, और सबसे कम सीज़ियम है।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी की सैद्धांतिक परिभाषा अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर. मुल्लिकेन द्वारा प्रस्तावित की गई थी। इस स्पष्ट स्थिति के आधार पर कि एक अणु में एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक चार्ज को अपनी ओर आकर्षित करने की क्षमता परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा और उसकी इलेक्ट्रॉन बंधुता पर निर्भर करती है, आर. मुल्लिकेन ने औसत के रूप में परमाणु ए की इलेक्ट्रोनगेटिविटी की अवधारणा पेश की। संयोजकता अवस्थाओं के आयनीकरण के दौरान बाहरी इलेक्ट्रॉनों की बंधन ऊर्जा का मान (उदाहरण के लिए, A− से A+ तक) और इस आधार पर एक परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी के लिए एक बहुत ही सरल संबंध प्रस्तावित किया गया है:

जहां J1A और εA क्रमशः एक परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा और उसकी इलेक्ट्रॉन बंधुता हैं।
कड़ाई से बोलते हुए, किसी तत्व को स्थायी इलेक्ट्रोनगेटिविटी नहीं कहा जा सकता है। किसी परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता कई कारकों पर निर्भर करती है, विशेष रूप से, परमाणु की संयोजकता अवस्था, औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था, समन्वय संख्या, आणविक प्रणाली में परमाणु के वातावरण को बनाने वाले लिगेंड की प्रकृति और कुछ पर अन्य। हाल ही में, अधिक से अधिक बार, इलेक्ट्रोनगेटिविटी को चिह्नित करने के लिए, तथाकथित कक्षीय इलेक्ट्रोनगेटिविटी का उपयोग किया जाता है, जो एक बंधन के निर्माण में शामिल परमाणु कक्षक के प्रकार और इसकी इलेक्ट्रॉन आबादी पर निर्भर करता है, यानी कि परमाणु कक्षक पर कब्जा है या नहीं एक असंबद्ध इलेक्ट्रॉन युग्म द्वारा, एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन द्वारा एकल रूप से आबाद, या रिक्त है। लेकिन, इलेक्ट्रोनगेटिविटी की व्याख्या और निर्धारण में ज्ञात कठिनाइयों के बावजूद, आणविक प्रणाली में बांड की प्रकृति के गुणात्मक विवरण और भविष्यवाणी के लिए यह हमेशा आवश्यक रहता है, जिसमें बांड ऊर्जा, इलेक्ट्रॉनिक चार्ज वितरण और आयनिकता की डिग्री, बल स्थिरांक आदि शामिल हैं। वर्तमान दृष्टिकोण में सबसे विकसित में से एक सैंडरसन दृष्टिकोण है। यह दृष्टिकोण उनके बीच एक रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी को बराबर करने के विचार पर आधारित था। कई अध्ययनों में सैंडर्सन इलेक्ट्रोनगेटिविटी और आवर्त सारणी के अधिकांश तत्वों के अकार्बनिक यौगिकों के सबसे महत्वपूर्ण भौतिक रासायनिक गुणों के बीच संबंध पाया गया है। कार्बनिक यौगिकों के लिए एक अणु के परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी के पुनर्वितरण पर आधारित सैंडर्सन की विधि का एक संशोधन भी बहुत उपयोगी साबित हुआ।

2) रासायनिक बंधन की ध्रुवता, अणुओं और आयनों की ध्रुवीयता।

सार में और पाठ्यपुस्तक में क्या है - ध्रुवीयता एक द्विध्रुवीय क्षण से जुड़ी होती है। यह परमाणुओं में से एक में एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी के विस्थापन के परिणामस्वरूप प्रकट होती है। ध्रुवीयता परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर पर भी निर्भर करती है बंधुआ. दो परमाणु, उनके बीच का रासायनिक बंधन उतना ही अधिक ध्रुवीय होता है। रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान इलेक्ट्रॉन घनत्व को कैसे पुनर्वितरित किया जाता है, इसके आधार पर, इसके कई प्रकार प्रतिष्ठित होते हैं। रासायनिक बंधन ध्रुवीकरण का सीमित मामला एक परमाणु से पूर्ण संक्रमण है दूसरे करने के लिए।

इस स्थिति में, दो आयन बनते हैं, जिनके बीच एक आयनिक बंधन उत्पन्न होता है। दो परमाणुओं के लिए एक आयनिक बंधन बनाने में सक्षम होने के लिए, यह आवश्यक है कि उनका ई.ओ.ओ. बहुत भिन्न। यदि ई.ओ. समान हैं, तो एक गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन बनता है। सबसे आम ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन किसी भी परमाणु के बीच बनता है जिसका ई.ओ. अलग-अलग होता है।

परमाणुओं का प्रभावी आवेश एक बंधन की ध्रुवीयता के मात्रात्मक अनुमान के रूप में काम कर सकता है। एक परमाणु का प्रभावी आवेश एक रासायनिक यौगिक में दिए गए परमाणु से संबंधित इलेक्ट्रॉनों की संख्या और एक मुक्त परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बीच अंतर को दर्शाता है। .अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व का परमाणु इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से आकर्षित करता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन उसके करीब होते हैं, और उसे कुछ नकारात्मक चार्ज प्राप्त होता है, जिसे प्रभावी कहा जाता है, और उसके साथी पर वही सकारात्मक प्रभावी चार्ज होता है। यदि इलेक्ट्रॉन जो बंधन बनाते हैं परमाणुओं के बीच समान रूप से संबंध हैं, प्रभावी शुल्क शून्य हैं।

द्विपरमाणुक अणुओं के लिए, बंधन की ध्रुवीयता को चिह्नित करना और द्विध्रुवीय क्षण M = q * r को मापने के आधार पर परमाणुओं के प्रभावी आवेशों को निर्धारित करना संभव है, जहां q द्विध्रुवीय ध्रुव का आवेश है, जो कि प्रभावी आवेश के बराबर है। एक द्विपरमाणुक अणु, r आंतरिक परमाणु दूरी है। बंधन का द्विध्रुव आघूर्ण एक सदिश राशि है। यह अणु के धनात्मक आवेश वाले भाग से उसके ऋणात्मक भाग की ओर निर्देशित होता है। किसी तत्व के परमाणु पर प्रभावी आवेश ऑक्सीकरण अवस्था से मेल नहीं खाता है।

अणुओं की ध्रुवता काफी हद तक पदार्थों के गुणों को निर्धारित करती है। ध्रुवीय अणु विपरीत आवेशित ध्रुवों के साथ एक दूसरे की ओर मुड़ते हैं और उनके बीच परस्पर आकर्षण उत्पन्न होता है। इसलिए, ध्रुवीय अणुओं द्वारा निर्मित पदार्थों का गलनांक और क्वथनांक उन पदार्थों की तुलना में अधिक होता है जिनके अणु गैर-ध्रुवीय होते हैं।

जिन तरल पदार्थों के अणु ध्रुवीय होते हैं उनमें घुलने की क्षमता अधिक होती है। इसके अलावा, विलायक अणुओं की ध्रुवीयता जितनी अधिक होगी, उसमें ध्रुवीय या आयनिक यौगिकों की घुलनशीलता उतनी ही अधिक होगी। इस निर्भरता को इस तथ्य से समझाया गया है कि विलायक के ध्रुवीय अणु, विलेय के साथ द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय या आयन-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया के कारण, विलेय के आयनों में अपघटन में योगदान करते हैं। उदाहरण के लिए, पानी में हाइड्रोजन क्लोराइड का एक घोल, जिसके अणु ध्रुवीय होते हैं, बिजली का अच्छी तरह संचालन करता है। बेंजीन में हाइड्रोजन क्लोराइड के घोल में सराहनीय विद्युत चालकता नहीं होती है। यह बेंजीन समाधान में हाइड्रोजन क्लोराइड आयनीकरण की अनुपस्थिति को इंगित करता है, क्योंकि बेंजीन अणु गैर-ध्रुवीय हैं।

आयन, विद्युत क्षेत्र की तरह, एक दूसरे पर ध्रुवीकरण प्रभाव डालते हैं। जब दो आयन मिलते हैं, तो उनका परस्पर ध्रुवीकरण होता है, अर्थात। नाभिक के सापेक्ष बाहरी परतों के इलेक्ट्रॉनों का विस्थापन। आयनों का पारस्परिक ध्रुवीकरण नाभिक और आयन के आवेश, आयन की त्रिज्या और अन्य कारकों पर निर्भर करता है।

ई.ओ. के समूहों के भीतर घट जाती है.

तत्वों के धात्विक गुण बढ़ जाते हैं।

बाहरी ऊर्जा स्तर पर धात्विक तत्वों में 1,2,3 इलेक्ट्रॉन होते हैं और इन्हें आयनीकरण क्षमता और ई.ओ. के कम मूल्य की विशेषता होती है। क्योंकि धातुएँ इलेक्ट्रॉन दान करने की स्पष्ट प्रवृत्ति दर्शाती हैं।
गैर-धात्विक तत्वों में उच्च आयनीकरण ऊर्जा होती है।
जैसे-जैसे अधातुओं का बाहरी आवरण भरता है, आवर्त के भीतर परमाणु त्रिज्या घटती जाती है। बाहरी कोश पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या 4,5,6,7,8 है।

रासायनिक बंधन की ध्रुवता. अणुओं और आयनों की ध्रुवीयता.

एक रासायनिक बंधन की ध्रुवता एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी के परमाणुओं में से एक के बंधन के विस्थापन से निर्धारित होती है।

वैलेंस ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों के पुनर्वितरण के कारण एक रासायनिक बंधन उत्पन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप आयनों के निर्माण या सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े के गठन के कारण एक उत्कृष्ट गैस का स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है।
एक रासायनिक बंधन की विशेषता ऊर्जा और लंबाई होती है।
बंधन की ताकत का माप बंधन को तोड़ने के लिए खर्च की गई ऊर्जा है।
उदाहरण के लिए। एच - एच = 435 केजेएमओएल-1

परमाणु तत्वों की विद्युत ऋणात्मकता
इलेक्ट्रोनगेटिविटी एक परमाणु का एक रासायनिक गुण है, जो एक अणु में एक परमाणु की अन्य तत्वों के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करने की क्षमता की एक मात्रात्मक विशेषता है।
सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता

सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी का पहला और सबसे प्रसिद्ध पैमाना एल. पॉलिंग स्केल है, जो थर्मोकेमिकल डेटा से प्राप्त किया गया था और 1932 में प्रस्तावित किया गया था। सबसे अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व फ्लोरीन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी, (एफ) = 4.0, को मनमाने ढंग से इस पैमाने में संदर्भ बिंदु के रूप में लिया जाता है। .

आवधिक प्रणाली (उत्कृष्ट गैसों) के समूह VIII के तत्वों में शून्य इलेक्ट्रोनगेटिविटी है;
धातुओं और गैर-धातुओं के बीच सशर्त सीमा को 2 के बराबर सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी का मान माना जाता है।

आवर्त प्रणाली के तत्वों की विद्युत ऋणात्मकता, एक नियम के रूप में, प्रत्येक आवर्त में बाएँ से दाएँ क्रमिक रूप से बढ़ती है। प्रत्येक समूह में, कुछ अपवादों को छोड़कर, इलेक्ट्रोनगेटिविटी ऊपर से नीचे तक लगातार घटती जाती है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी का उपयोग रासायनिक बंधन को चिह्नित करने के लिए किया जाता है।
परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में कम अंतर वाले बंधनों को ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन कहा जाता है। रासायनिक बंधन बनाने वाले परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर जितना छोटा होगा, इस बंधन की आयनिकता की डिग्री उतनी ही कम होगी। परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में शून्य अंतर उनके द्वारा बनाए गए बंधन में आयनिक चरित्र की अनुपस्थिति को इंगित करता है, यानी, इसकी शुद्ध सहसंयोजकता।

रासायनिक बंधन की ध्रुवीयता, अणुओं और आयनों की ध्रुवीयता
रासायनिक बंधों की ध्रुवीयता, एक रासायनिक बंध की एक विशेषता है, जो इस बंध को बनाने वाले तटस्थ परमाणुओं में इस घनत्व के प्रारंभिक वितरण की तुलना में नाभिक के पास अंतरिक्ष में इलेक्ट्रॉन घनत्व के पुनर्वितरण को दर्शाती है।

लगभग सभी रासायनिक बंधन, डायटोमिक होमोन्यूक्लियर अणुओं में बांड के अपवाद के साथ, एक डिग्री या किसी अन्य तक ध्रुवीय होते हैं। आमतौर पर सहसंयोजक बंधन कमजोर ध्रुवीय होते हैं, आयनिक बंधन दृढ़ता से ध्रुवीय होते हैं।

उदाहरण के लिए:
सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय: Cl2, O2, N2, H2,Br2

सहसंयोजक ध्रुवीय: H2O, SO2, HCl, NH3, आदि।

चावल। 32. ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय अणुओं की योजनाएँ: ए - ध्रुवीय अणु; बी-गैर-ध्रुवीय अणु

किसी भी अणु में धनात्मक आवेशित कण - परमाणुओं के नाभिक और ऋणात्मक आवेशित कण - इलेक्ट्रॉन दोनों होते हैं। प्रत्येक प्रकार के कणों (या, बल्कि, आवेशों) के लिए, कोई एक बिंदु पा सकता है जो, मानो उनका "गुरुत्वाकर्षण का विद्युत केंद्र" होगा। इन बिंदुओं को अणु का ध्रुव कहा जाता है। यदि किसी अणु में धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के विद्युत गुरुत्वाकर्षण केंद्र संपाती हों तो अणु गैर-ध्रुवीय होगा। उदाहरण के लिए, समान परमाणुओं द्वारा निर्मित एच 2, एन 2 अणु हैं, जिनमें इलेक्ट्रॉनों के सामान्य जोड़े समान रूप से दोनों परमाणुओं के होते हैं, साथ ही परमाणु बंधन वाले कई सममित रूप से निर्मित अणु होते हैं, उदाहरण के लिए, मीथेन सीएच 4, सीसीएल 4 टेट्राक्लोराइड.

लेकिन यदि अणु को असममित रूप से बनाया गया है, उदाहरण के लिए, इसमें दो विषम परमाणु होते हैं, जैसा कि हमने पहले ही कहा है, इलेक्ट्रॉनों की सामान्य जोड़ी को कम या ज्यादा स्थानांतरित किया जा सकता हैपरमाणुओं में से एक. जाहिर है, इस मामले में, अणु के अंदर सकारात्मक और नकारात्मक आवेशों के असमान वितरण के कारण, उनके गुरुत्वाकर्षण के विद्युत केंद्र मेल नहीं खाएंगे और एक ध्रुवीय अणु प्राप्त होगा (चित्र 32)।

ध्रुवीय अणु हैं

ध्रुवीय अणु द्विध्रुव होते हैं। यह शब्द आम तौर पर किसी भी विद्युत रूप से तटस्थ प्रणाली को दर्शाता है, यानी, एक प्रणाली जिसमें सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज इस तरह से वितरित होते हैं कि उनके गुरुत्वाकर्षण के विद्युत केंद्र मेल नहीं खाते हैं।

उन और अन्य आवेशों के विद्युत गुरुत्वाकर्षण केंद्रों के बीच की दूरी (द्विध्रुव के ध्रुवों के बीच) को द्विध्रुव की लंबाई कहा जाता है। द्विध्रुव की लंबाई अणु की ध्रुवता की डिग्री को दर्शाती है। यह स्पष्ट है कि विभिन्न ध्रुवीय अणुओं के लिए द्विध्रुव की लंबाई अलग-अलग होती है; यह जितना बड़ा होगा, अणु की ध्रुवता उतनी ही अधिक स्पष्ट होगी।

चावल। 33. CO2 और CS2 अणुओं की संरचना की योजनाएँ

व्यवहार में, कुछ अणुओं की ध्रुवता की डिग्री अणु एम के तथाकथित द्विध्रुव क्षण को मापकर निर्धारित की जाती है, जिसे द्विध्रुव लंबाई के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया जाता है। एलइसके ध्रुव के आवेश पर इ:

टी =एल इ

द्विध्रुव आघूर्ण के मान पदार्थों के कुछ गुणों से जुड़े होते हैं और इन्हें प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। आदेश का आकार टीहमेशा 10 -18, विद्युत आवेश के बाद से

सिंहासन 4.80 · 10 -10 इलेक्ट्रोस्टैटिक इकाई है, और द्विध्रुव की लंबाई अणु के व्यास के समान क्रम का मान है, अर्थात 10 -8 सेमी।नीचे कुछ अकार्बनिक पदार्थों के अणुओं के द्विध्रुव आघूर्ण दिए गए हैं।

कुछ पदार्थों के द्विध्रुव आघूर्ण

टी 10 18

. . . .. …….. 0

पानी……। 1.85

. . . ………..0

हाइड्रोजन क्लोराइड……। 1.04

कार्बन डाइऑक्साइड…….0

ब्रोमाइड ……0.79

कार्बन डाइसल्फ़ाइड…………0

हाइड्रोजन आयोडाइड…….. 0.38

हाइड्रोजन सल्फाइड………..1.1

कार्बन मोनोआक्साइड……। 0,11

सल्फर डाइऑक्साइड। . . ……1.6

हाइड्रोसायनिक अम्ल……..2.1

द्विध्रुवीय क्षणों के मूल्यों को निर्धारित करने से हमें विभिन्न अणुओं की संरचना के संबंध में कई दिलचस्प निष्कर्ष निकालने की अनुमति मिलती है। आइए इनमें से कुछ निष्कर्षों पर नजर डालें।

चावल। 34. जल अणु की संरचना की योजना

जैसा कि अपेक्षित था, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन अणुओं के द्विध्रुव क्षण शून्य हैं; इन पदार्थों के अणुसममित होते हैं और इसलिए, उनमें विद्युत आवेश समान रूप से वितरित होते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन डाइसल्फ़ाइड में ध्रुवता की अनुपस्थिति से पता चलता है कि उनके अणु भी सममित रूप से निर्मित होते हैं। इन पदार्थों के अणुओं की संरचना को योजनाबद्ध रूप से चित्र में दिखाया गया है। 33.

पानी के पास एक बड़े द्विध्रुव क्षण की उपस्थिति कुछ हद तक अप्रत्याशित है। चूँकि जल का सूत्र कार्बन डाइऑक्साइड के सूत्र के समान है

और कार्बन डाइसल्फ़ाइड, कोई उम्मीद करेगा कि इसके अणु उसी तरह से निर्मित होंगेसममित रूप से, सीएस 2 और सीओ 2 अणुओं की तरह।

हालाँकि, पानी के अणुओं की प्रयोगात्मक रूप से स्थापित ध्रुवीयता (अणुओं की ध्रुवीयता) को देखते हुए, इस धारणा को त्यागना होगा। वर्तमान में, पानी के अणु को एक असममित संरचना का श्रेय दिया जाता है (चित्र 34): दो हाइड्रोजन परमाणु एक ऑक्सीजन परमाणु से इस तरह जुड़े होते हैं कि उनके बंधन लगभग 105 ° का कोण बनाते हैं। परमाणु नाभिक की एक समान व्यवस्था समान प्रकार (एच 2 एस, एसओ 2) के अन्य अणुओं में मौजूद होती है जिनमें द्विध्रुवीय क्षण होते हैं।

पानी के अणुओं की ध्रुवता इसके कई भौतिक गुणों की व्याख्या करती है।