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रसायन शास्त्र। मुख्य प्रकार के रासायनिक बंधन

08.08.2020

आप जानते हैं कि परमाणु आपस में जुड़कर सरल और दोनों बना सकते हैं जटिल पदार्थ... इस मामले में, विभिन्न प्रकार के रासायनिक बंधन बनते हैं: आयनिक, सहसंयोजक (गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय), धातु और हाइड्रोजन।तत्वों के परमाणुओं के सबसे आवश्यक गुणों में से एक यह निर्धारित करता है कि उनके बीच कौन सा बंधन बनता है - आयनिक या सहसंयोजक - यह वैद्युतीयऋणात्मकता है, अर्थात्। एक यौगिक में परमाणुओं की अपनी ओर इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की क्षमता।

वैद्युतीयऋणात्मकता का एक सशर्त मात्रात्मक मूल्यांकन सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता के पैमाने द्वारा दिया जाता है।

आवर्त में तत्वों की वैद्युतऋणात्मकता में वृद्धि की ओर सामान्य प्रवृत्ति होती है, और समूहों में - उनका पतन। इलेक्ट्रोनगेटिविटी द्वारा तत्वों को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है, जिसके आधार पर विभिन्न अवधियों में स्थित तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी की तुलना की जा सकती है।

के प्रकार रसायनिक बंधयह निर्भर करता है कि तत्वों के कनेक्टिंग परमाणुओं के वैद्युतीयऋणात्मकता के मूल्यों में कितना बड़ा अंतर है। बंधन बनाने वाले तत्वों के परमाणु विद्युत् ऋणात्मकता में जितने अधिक भिन्न होते हैं, रासायनिक बंधन उतना ही अधिक ध्रुवीय होता है। रासायनिक बंधों के प्रकारों के बीच एक स्पष्ट रेखा खींचना असंभव है। अधिकांश यौगिकों में, रासायनिक बंधन का प्रकार मध्यवर्ती होता है; उदाहरण के लिए, एक अत्यधिक ध्रुवीय सहसंयोजक रासायनिक बंधन एक आयनिक बंधन के करीब है। इस बात पर निर्भर करते हुए कि रासायनिक बंधन प्रकृति में किस सीमित मामले के करीब है, इसे या तो आयनिक या सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन कहा जाता है।

आयोनिक बंध।

एक आयनिक बंधन परमाणुओं की बातचीत से बनता है, जो इलेक्ट्रोनगेटिविटी में एक दूसरे से तेजी से भिन्न होता है।उदाहरण के लिए, विशिष्ट धातु लिथियम (Li), सोडियम (Na), पोटेशियम (K), कैल्शियम (Ca), स्ट्रोंटियम (Sr), बेरियम (Ba) विशिष्ट गैर-धातुओं, मुख्य रूप से हैलोजन के साथ एक आयनिक बंधन बनाते हैं।

हैलाइडों को छोड़कर क्षारीय धातु, क्षार और लवण जैसे यौगिकों में एक आयनिक बंधन भी बनता है। उदाहरण के लिए, सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) और सोडियम सल्फेट (Na 2 SO 4) में, आयनिक बंधन केवल सोडियम और ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच मौजूद होते हैं (अन्य बंधन सहसंयोजक ध्रुवीय होते हैं)।

सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन।

जब समान इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाले परमाणु परस्पर क्रिया करते हैं, तो सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन वाले अणु बनते हैं।ऐसा बंधन निम्नलिखित के अणुओं में मौजूद होता है सरल पदार्थ: एच 2, एफ 2, सीएल 2, ओ 2, एन 2। इन गैसों में रासायनिक बंधन सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े द्वारा बनते हैं, अर्थात। जब इलेक्ट्रॉन-परमाणु संपर्क के कारण संबंधित इलेक्ट्रॉन बादल ओवरलैप होते हैं, जो परमाणुओं के आने पर किया जाता है।

पदार्थों के इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों की रचना करते समय, यह याद रखना चाहिए कि प्रत्येक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी संबंधित इलेक्ट्रॉन बादलों के ओवरलैप के परिणामस्वरूप बढ़े हुए इलेक्ट्रॉन घनत्व की एक सशर्त छवि है।

सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन।

परमाणुओं की परस्पर क्रिया में, वैद्युतीयता के मान भिन्न होते हैं, लेकिन तीव्र रूप से नहीं, सामान्य इलेक्ट्रॉन युग्म का एक अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु में परिवर्तन होता है।यह अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों दोनों में पाया जाने वाला सबसे आम प्रकार का रासायनिक बंधन है।

सहसंयोजक बंधों में पूरी तरह से वे बंधन शामिल होते हैं जो दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बनते हैं, उदाहरण के लिए, हाइड्रोनियम और अमोनियम के आयनों में।

धात्विक बंधन।

धातु आयनों के साथ अपेक्षाकृत मुक्त इलेक्ट्रॉनों की बातचीत के परिणामस्वरूप बनने वाले बंधन को धातु बंधन कहा जाता है।इस प्रकार का बंधन साधारण पदार्थों - धातुओं के लिए विशिष्ट है।

धातु बंधन निर्माण प्रक्रिया का सार इस प्रकार है: धातु परमाणु आसानी से वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को दान करते हैं और सकारात्मक चार्ज आयनों में बदल जाते हैं। परमाणु से अलग अपेक्षाकृत मुक्त इलेक्ट्रॉन धनात्मक धातु आयनों के बीच गति करते हैं। उनके बीच उत्पन्न होता है धातु बंधन, अर्थात्, इलेक्ट्रॉन धातुओं के क्रिस्टल जाली के धनात्मक आयनों को सीमेंट करते प्रतीत होते हैं।

हाइड्रोजन बंध।

वह बंधन जो एक अणु के हाइड्रोजन परमाणुओं और एक प्रबल विद्युत ऋणात्मक तत्व के परमाणु के बीच बनता है(ओ, एन, एफ) दूसरे अणु को हाइड्रोजन आबंध कहते हैं।

प्रश्न उठ सकता है: वास्तव में हाइड्रोजन ऐसा विशिष्ट रासायनिक बंधन क्यों बनाता है?

ऐसा इसलिए है क्योंकि हाइड्रोजन की परमाणु त्रिज्या बहुत छोटी होती है। इसके अलावा, जब अपने एकमात्र इलेक्ट्रॉन को विस्थापित या छोड़ दिया जाता है, तो हाइड्रोजन अपेक्षाकृत उच्च सकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है, जिसके कारण एक अणु का हाइड्रोजन इलेक्ट्रोनगेटिव तत्वों के परमाणुओं के साथ बातचीत करता है, जिसमें आंशिक नकारात्मक चार्ज होता है जो अन्य अणुओं की संरचना में जाता है ( एचएफ, एच 2 ओ, एनएच 3) ...

आइए कुछ उदाहरण देखें। हम आमतौर पर पानी की संरचना का चित्रण करते हैं रासायनिक सूत्रएच 2 ओ। हालांकि, यह पूरी तरह से सटीक नहीं है। पानी की संरचना को सूत्र (एच 2 ओ) एन द्वारा निरूपित करना अधिक सही होगा, जहां एन = 2,3,4, आदि। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि व्यक्तिगत पानी के अणु हाइड्रोजन बांड के माध्यम से जुड़े हुए हैं।

हाइड्रोजन बांड को आमतौर पर डॉट्स द्वारा दर्शाया जाता है। यह आयनिक या सहसंयोजक बंधों की तुलना में बहुत कमजोर है, लेकिन सामान्य अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं की तुलना में अधिक मजबूत है।

हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति घटते तापमान के साथ पानी की मात्रा में वृद्धि की व्याख्या करती है। यह इस तथ्य के कारण है कि जैसे-जैसे तापमान घटता है, अणु मजबूत होते जाते हैं और इसलिए उनके "पैकिंग" का घनत्व कम होता जाता है।

कार्बनिक रसायन विज्ञान के अध्ययन में, निम्नलिखित प्रश्न उठता है: अल्कोहल के क्वथनांक संबंधित हाइड्रोकार्बन की तुलना में बहुत अधिक क्यों होते हैं? यह इस तथ्य से समझाया गया है कि अल्कोहल के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड भी बनते हैं।

अल्कोहल के क्वथनांक में वृद्धि उनके अणुओं के बढ़ने के कारण भी होती है।

हाइड्रोजन बांड कई अन्य लोगों के लिए विशिष्ट है। कार्बनिक यौगिक(फिनोल, कार्बोक्जिलिक एसिडऔर आदि।)। कार्बनिक रसायन विज्ञान और सामान्य जीव विज्ञान के पाठ्यक्रमों से, आप जानते हैं कि हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति प्रोटीन की माध्यमिक संरचना, डीएनए डबल हेलिक्स की संरचना, यानी पूरकता की घटना की व्याख्या करती है।

4. रासायनिक बंधों की प्रकृति और प्रकार। सहसंयोजक बंधन

4.6. सहसंयोजक बंधन विशेषताएं

एक सहसंयोजक बंधन की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं: लंबाई l, ऊर्जा E, प्रत्यक्षता, संतृप्ति, ध्रुवता।

रासायनिक बंधन लंबाईरासायनिक रूप से बंधे परमाणुओं के नाभिक के बीच की दूरी है। बंधन की लंबाई जितनी लंबी होगी, परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं की त्रिज्या उतनी ही बड़ी होगी। इसके अलावा, एक बंधन की लंबाई इसकी बहुलता पर निर्भर करती है: एक ही प्रकार के अणुओं की एक श्रृंखला में, एकल बंधन की लंबाई सबसे बड़ी होती है, और ट्रिपल बंधन सबसे छोटा होता है। रासायनिक बंधों की लंबाई का मान 0.1–0.3 एनएम (1 एनएम = = 10–9 मीटर) की सीमा में भिन्न होता है।

अंतर्गत रासायनिक बंधन ऊर्जाइसके निर्माण के दौरान जो ऊर्जा निकलती है (या बंधन को तोड़ने के लिए खर्च की जाती है) समझी जाती है। बंधन ऊर्जा को किलोजूल प्रति मोल में मापा जाता है। बंधन ऊर्जा इसकी ताकत का एक उपाय है: बंधन ऊर्जा जितनी अधिक होगी, बंधन उतना ही मजबूत होगा।

बाध्यकारी ऊर्जा निर्भर करती है:

बहुलता से (एक पंक्ति में, सिंगल, डबल, ट्रिपल बॉन्ड ऊर्जा बढ़ जाती है);
लंबाई (बांड जितना लंबा होगा, AOs उतना ही कम ओवरलैप होगा, उतना ही कमजोर होगा);
AO को ओवरलैप करने का तरीका (जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, -बॉन्ड -बॉन्ड से अधिक मजबूत होते हैं);
ध्रुवीयताएं: आम तौर पर, अधिक ध्रुवीय बंधन मजबूत होते हैं।

उदाहरण 4.3। सबसे मजबूत कार्बन-ऑक्सीजन बंधन वाले अणु के सूत्र को इंगित करें:

समाधान। आइए चित्रित करें संरचनात्मक सूत्रनिर्दिष्ट अणुओं की:

सबसे मजबूत कार्बन-ऑक्सीजन बंधन CO अणु में है, क्योंकि इस मामले में यह तीन गुना है।

उत्तर: 2)।

सहसंयोजक बंधों की ऊर्जा लगभग 100-1000 kJ / mol है। सबसे मजबूत ट्रिपल बॉन्ड अणु N 2 (940 kJ / mol) और CO (1076 kJ / mol) में हैं।

बंधन की बहुलता में वृद्धि के साथ, इसकी लंबाई कम हो जाती है, और ऊर्जा बढ़ जाती है।

रासायनिक बंधन संतृप्तिइसका मतलब है कि किसी दिए गए परमाणु की सहसंयोजक बंधन बनाने की क्षमता असीमित नहीं है, लेकिन एक अच्छी तरह से परिभाषित अधिकतम संख्या द्वारा सीमित है। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन परमाणु केवल एक सहसंयोजक बंधन बना सकता है, और एक कार्बन परमाणु अधिकतम चार . बना सकता है सहसंयोजक बांड.

एक सहसंयोजक बंधन की संतृप्ति किसी दिए गए परमाणु के लिए सीमित संख्या में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों (अधिक सटीक, सीमित वैलेंस क्षमताओं, यदि हम दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बांड के गठन को ध्यान में रखते हैं) के कारण होते हैं (इसमें एक ऐसा इलेक्ट्रॉन होता है एक हाइड्रोजन परमाणु और चार कार्बन परमाणु में)।

सहसंयोजक बंधों की दिशाइसका मतलब है कि प्रत्येक अणु में एक निश्चित स्थानिक संरचना (ज्यामिति, स्टीरियोकेमिस्ट्री) होती है। अणु की ज्यामिति बंध कोणों द्वारा निर्धारित की जाती है, अर्थात। परमाणुओं के नाभिक से गुजरने वाली काल्पनिक सीधी रेखाओं के बीच के कोण। प्रत्येक अणु की अपनी संरचना होती है, क्योंकि एक निश्चित आकार और पारस्परिक अभिविन्यास के साथ एओ की बातचीत मनमाने ढंग से नहीं, बल्कि उनके अधिकतम ओवरलैप की दिशा में की जाती है। H 2 Se अणु के कोणीय आकार की व्याख्या करना आसान है (H परमाणु का s-AO एक दूसरे के सापेक्ष 90 ° के कोण पर निर्देशित Se परमाणु के 4p-AO के साथ ओवरलैप होता है) और की पिरामिड संरचना फॉस्फीन अणु PH 3 (H परमाणु का s-AO x, y, z अक्षों के साथ स्थित P परमाणु के 3p-AO के साथ ओवरलैप होता है):

टेबल 4.1 कुछ अणुओं और आयनों के साथ-साथ पदार्थों की संरचनात्मक विशेषताओं (स्थानिक विन्यास, बंधनों का प्रकार, ध्रुवता) को दर्शाता है।

तालिका 4.1

कुछ अणुओं, आयनों और पदार्थों की संरचना

सूत्र (नाम)	स्थानिक विन्यास	बंधों के अभिलक्षण, अणुओं की संरचना
एच 2 ओ (पानी)		विनिमय तंत्र के अनुसार अणु में कोणीय संरचना (α = 105 °), ध्रुवीय (द्विध्रुवीय), 2σ-बंध होते हैं
एनएच 3 (अमोनिया)		अणु में एक पिरामिड संरचना (α = 107 °), ध्रुवीय (द्विध्रुवीय), विनिमय तंत्र द्वारा 3σ-बंध होते हैं
सीओ 2 (कार्बन मोनोऑक्साइड (चतुर्थ))		अणु में विनिमय तंत्र द्वारा एक रैखिक संरचना 1 (α = 180 °), गैर-ध्रुवीय, 4 बंधन (2σ + 2π) है
सीएच 4 (मीथेन)		अणु में एक चतुष्फलकीय संरचना 2 (α = 109 °), गैर-ध्रुवीय, विनिमय तंत्र द्वारा 4σ-बंध है
एच 2 ओ 2 (हाइड्रोजन पेरोक्साइड)		अणु ध्रुवीय है, विनिमय तंत्र द्वारा 3 -बंध, उनमें से 2 ध्रुवीय हैं (Н - बंधन)
पी 4 (सफेद फास्फोरस)		चतुष्फलकीय संरचना (α = 60 °), गैर-ध्रुवीय अणु, विनिमय तंत्र द्वारा 6 -बंध
एस 8 (रोम्बिक और मोनोक्लिनिक सल्फर)		विनिमय तंत्र द्वारा "मुकुट", गैर-ध्रुवीय अणु, 8 -बॉन्ड के रूप में संरचना
एन 2 एच 4 (हाइड्राज़िन)		अणु ध्रुवीय है, 5 -बंध, उनमें से 4 ध्रुवीय हैं (सभी विनिमय तंत्र द्वारा)
एनएच 2 ओएच (हाइड्रॉक्सिलमाइन)		अणु ध्रुवीय है। 4 -बॉन्ड (सभी विनिमय तंत्र द्वारा)
सीएस 2 (कार्बन डाइसल्फ़ाइड)		अणु में एक रैखिक संरचना (α = 180 °), गैर-ध्रुवीय, 4 बंधन (2σ + 2π), सभी विनिमय तंत्र द्वारा होते हैं
सीओएफ 2		अणु त्रिकोणीय है (सभी परमाणुओं के नाभिक एक ही तल में हैं), ध्रुवीय, 4 बंधन (3σ + 1π), सभी विनिमय तंत्र द्वारा
SO2 (सल्फर (IV) ऑक्साइड)		अणु में एक कोणीय संरचना (α = 120 °), ध्रुवीय, 4 बंधन (2σ + 2π) है, सभी विनिमय तंत्र द्वारा
SO3 (सल्फर ऑक्साइड (VI))		अणु में एक त्रिकोण (α = 120 °) का रूप होता है, सभी परमाणु एक ही विमान में स्थित होते हैं 4, गैर-ध्रुवीय, 6 बांड (3σ + 3π), सभी विनिमय तंत्र द्वारा
एचसीएन (हाइड्रोजन साइनाइड)		अणु में एक रैखिक संरचना (α = 180 °), ध्रुवीय, 4 बंधन (2σ + 2π) है, सभी विनिमय तंत्र द्वारा
एच 3 ओ + (हाइड्रोनियम आयन)		आयन में एक पिरामिड संरचना होती है (जैसे NH 3), α = 107 °, 3 -बॉन्ड: एक दाता-स्वीकर्ता द्वारा, दो विनिमय तंत्र द्वारा
NH 4+ (अमोनियम आयन)		आयन में एक चतुष्फलकीय संरचना (α = 109 °), 4 -बंध हैं: एक दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा, तीन विनिमय तंत्र द्वारा
सी 6 एच 6 (बेंजीन)		आबंध कोण α 120° के बराबर होता है। गैर-ध्रुवीय अणु
सीआईसी (कार्बोरंडम)		अंतरिक्ष में परमाणुओं की चतुष्फलकीय व्यवस्था 5 (बंध कोण 109°)
सीसा		ग्रेफाइट में, C-C बंध लंबाई 0.142 nm है, आबंध कोण 120 ° . है
कार्बिन		बंधन कोण 180 डिग्री है, कार्बन-कार्बन बंधन लंबाई 0.120 एनएम . है

नोट: 1. BeH 2, BeCl 2, BeF 2 अणुओं की एक रैखिक संरचना होती है। 2. अणुओं SiH 4, CCl 4, CF 4, CBr 4 की संरचना समान है। 3. COCl 2 अणु की संरचना समान होती है। 4. बीएच 3, बीएफ 3, बीसीएल 3 अणुओं में एक फ्लैट-त्रिकोणीय संरचना होती है। 5. सिलिकॉन और हीरे के परमाणुओं की समान स्थानिक व्यवस्था (हीरे में C-C बंधन की लंबाई 0.154 एनएम है)।

उदाहरण 4.4। CO2 अणु का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र बनाइए।

समाधान। अणु का ग्राफिक सूत्र O = C = O है (तालिका 4.1 देखें)। यह देखते हुए कि प्रत्येक बंधन (स्वतंत्र रूप से, σ- या π-प्रकार का) इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी द्वारा बनता है, और ऑक्सीजन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के दो एकाकी जोड़े होते हैं (छह वैलेंस इलेक्ट्रॉनों में से, केवल दो के साथ बांड के गठन में भाग लेते हैं) एक कार्बन परमाणु, और चार शेष, यह ठीक दो जोड़े हैं), इलेक्ट्रॉनिक सूत्र CO2 का रूप है

अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व के वितरण की प्रकृति से, रासायनिक बंधन सहसंयोजक, आयनिक, धातु में विभाजित होते हैं।

1. सहसंयोजक बंधन - दो परमाणुओं के बीच एक रासायनिक बंधन, इन परमाणुओं के लिए सामान्य इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी द्वारा किया जाता है।

सहसंयोजक बंधन के निर्माण के लिए तीन तंत्र हैं: विनिमय, दाता-स्वीकर्ता और मूल।

विनिमय तंत्र में, एक सहसंयोजक बंधन दो इलेक्ट्रॉनों द्वारा विपरीत रूप से निर्देशित स्पिन के साथ और विभिन्न परमाणुओं से संबंधित होता है।

सहसंयोजक बंधन के निर्माण के लिए दाता-स्वीकर्ता तंत्र तब होता है जब परमाणुओं में से एक (दाता) बंधन के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी का प्रतिनिधित्व करता है, और दूसरा (स्वीकर्ता) एक खाली कक्षीय का प्रतिनिधित्व करता है।

यदि एक बंधन बनाने वाले परमाणु एक साथ एक दाता और एक स्वीकर्ता दोनों के कार्य करते हैं, तो एक सहसंयोजक बंधन के गठन के लिए एक मूल तंत्र की बात करता है।

किसी दिए गए तत्व के परमाणु की क्षमता का आकलन करने के लिए इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने के लिए जो स्वयं को एक बंधन बनाते हैं, सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी के मूल्य का उपयोग करें ( ईओ) जब विभिन्न तत्वों के परमाणुओं के बीच एक सहसंयोजक बंधन बनता है, तो इलेक्ट्रॉन बादल एक बड़े मूल्य वाले परमाणु में स्थानांतरित हो जाता है ईओ... वैद्युतीयऋणात्मकता का अंतर जितना अधिक होगा, बंधन की ध्रुवता उतनी ही अधिक होगी। सामान्य इलेक्ट्रॉन बादल का विस्थापन इस तथ्य की ओर जाता है कि ऋणात्मक आवेश का घनत्व अधिक विद्युतीय परमाणु के पास अधिक होता है और कम विद्युतीय परमाणु के पास कम होता है। इस प्रकार, पहला परमाणु एक अतिरिक्त ऋणात्मक आवेश प्राप्त करता है, और दूसरा समान निरपेक्ष मान का अतिरिक्त धनात्मक आवेश प्राप्त करता है। ऐसे आरोप कहलाते हैं प्रभावी ... एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर स्थित दो समान परिमाण, लेकिन साइन आवेशों में विपरीत की एक प्रणाली को कहा जाता है विद्युत द्विध्रुव ... युग्मन द्विध्रुवीय क्षण  (Klm) संबंध से निर्धारित होता है

 = क्यूमैं,

कहां क्यू- चार्ज का निरपेक्ष मूल्य, सी; मैं- द्विध्रुव की लंबाई, मी (धनात्मक आवेश के केंद्र से ऋणात्मक आवेश के केंद्र की ओर निर्देशित सदिश)।

डेबी (1D = 3.3310 -30 Klm) द्विध्रुवीय क्षण के मापन की एक ऑफ-सिस्टम इकाई के रूप में कार्य करता है।

एक बहुपरमाणुक अणु के द्विध्रुव आघूर्ण को आबंधों के द्विध्रुव आघूर्णों का सदिश योग माना जाता है, अर्थात्। यह न केवल बांडों की ध्रुवीयताओं पर निर्भर करता है, बल्कि उनकी पारस्परिक व्यवस्था पर भी निर्भर करता है।

एक त्रिपरमाण्विक अणु AB 2 में एक रैखिक (a) या कोणीय (b) संरचना हो सकती है:

चार-परमाणु एबी 3 अणु एक नियमित त्रिभुज (सी), एक त्रिकोण पिरामिड (डी), या टी-आकार के रूप में बनाया जा सकता है

फॉर्म (डी)।

(सी) (डी) (ई)

AB 4 अणुओं में एक चतुष्फलकीय और वर्गाकार संरचना हो सकती है।

रैखिक अणुओं AB 2, त्रिकोणीय AB 3, चतुष्फलकीय और वर्ग AB 4 में, A - B बंधों के द्विध्रुव आघूर्ण एक-दूसरे की क्षतिपूर्ति करते हैं, जिससे कि कुल द्विध्रुव आघूर्ण शून्य हो, अर्थात् ऐसे अणु अध्रुवीय होते हैं, इसके बावजूद व्यक्तिगत बंधनों की ध्रुवीयता।

कोणीय, पिरामिड और टी-आकार के अणुओं में, व्यक्तिगत बंधनों के द्विध्रुवीय क्षणों की क्षतिपूर्ति नहीं होती है, ऐसे अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण शून्य के बराबर नहीं होते हैं।

अणुओं की ज्यामितीय संरचना की भविष्यवाणी करने के लिए, केंद्रीय परमाणु (CA) के परमाणु ऑर्बिटल्स (AO) के संकरण के विचार का उपयोग किया जाता है।

संकरण रासायनिक अंतःक्रिया से पहले केंद्रीय परमाणु पर AO की ऊर्जाओं का औसत है, जो गठित बंधन की ओर निर्देशित हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के निर्माण की ओर जाता है। इसके कारण सीए के इलेक्ट्रॉन बादलों और परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं का ओवरलैप बढ़ जाता है, जिससे रासायनिक बंधन मजबूत होता है।

हाइब्रिड एओ की संख्या संकरण में शामिल प्रारंभिक एओ की संख्या के बराबर है। इसलिए, यदि एक s- और एक p-कक्षक (sp-संकरण) संकरण में भाग लेते हैं, तो दो समतुल्य sp-कक्षक बनते हैं; एक एस- और दो पी-ऑर्बिटल्स (एसपी 2-संकरण) से तीन एसपी 2-ऑर्बिटल्स बनते हैं

प्रत्येक प्रकार का एओ संकरण अणु के एक निश्चित ज्यामितीय आकार से मेल खाता है:

2. आयनिक बंधन - एक दूसरे से अलग होने वाले विपरीत चार्ज किए गए आयनों के इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन का परिणाम इलेक्ट्रॉनिक गोले... इस बंधन को एक रासायनिक सहसंयोजक बंधन की ध्रुवीयता के सीमित मामले के रूप में माना जा सकता है, जो कि सबसे अधिक विद्युतीय परमाणु के लिए बांड इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के एक महत्वपूर्ण विस्थापन से मेल खाती है। यह विस्थापन जितना अधिक होगा, बंधन शुद्ध आयनिक के उतना ही करीब होगा।

3. हाइड्रोजन बंधन ऐसे मामलों में उत्पन्न होता है जब एक हाइड्रोजन परमाणु एक मजबूत विद्युतीय तत्व के परमाणुओं से बंधा होता है जो एक और रासायनिक बंधन बनाने में सक्षम होता है। हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति से पानी, हाइड्रोजन फ्लोराइड और कई कार्बनिक यौगिकों का ध्यान देने योग्य पोलीमराइजेशन होता है।

आणविक संरचना वाले पदार्थों में, यह प्रकट होता है अंतर-आणविक बातचीत। अंतर-आणविक संपर्क के बल, जिन्हें बल भी कहा जाता है वान डर वाल्स , सहसंयोजक बंधन के निर्माण की ओर ले जाने वाली ताकतों से कमजोर, लेकिन वे खुद को बड़ी दूरी पर प्रकट करते हैं। उनके गठन में मुख्य भूमिका आणविक द्विध्रुवों की परस्पर क्रिया द्वारा निभाई जाती है।

उदाहरण 1। कौन सा कनेक्शन एच – एन, एच – एस, एच – ते, एच – लीसबसे ध्रुवीय? दिए गए प्रत्येक उदाहरण में इलेक्ट्रॉन बादल किस परमाणु की ओर विस्थापित होता है?

समाधान।बंधन की प्रकृति का निर्धारण करने के लिए, इलेक्ट्रोनगेटिविटी ( .) के अंतर को खोजना आवश्यक है ईओ) परमाणुओं के इन युग्मों में:

ए) ईओ एच - एन = 3,0 – 2,1 = 0,9;

बी) ईओ एच - एस = 2,5 – 2,1 = 0,4;

सी) ईओ एच - ते = 2,1 – 2,1 = 0;

घ) ईओ एच - ली = 2,1 – 1,0 = 1,1.

अधिक ईओ, अधिक ध्रुवीय कनेक्शन। सबसे ध्रुवीय कनेक्शन एच – ली... इलेक्ट्रॉन बादल अधिक विद्युत ऋणात्मकता के साथ परमाणु की ओर विस्थापित होता है, अर्थात पहले उदाहरण में नाइट्रोजन की ओर, दूसरे में सल्फर और चौथे में हाइड्रोजन की ओर। तीसरे उदाहरण में, लिंक एच – तेध्रुवीय नहीं है, इलेक्ट्रॉन बादल हाइड्रोजन और टेल्यूरियम से समान दूरी पर है।

उदाहरण २। फ्लोरीन और क्लोरीन परमाणु अपने यौगिकों में क्या संयोजकता प्रदर्शित कर सकते हैं?

समाधान।दोनों तत्व, एफतथा NS, VII A समूह में स्थित, इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग हैं और इनमें बाहरी ऊर्जा स्तर की संरचना होती है एनएस 2 एनपी 5. लेकिन फ्लोरीन परमाणु के लिए, दूसरा ऊर्जा स्तर बाहरी है, जिसमें केवल 2 उप-स्तर हैं: s- और p-, जबकि क्लोरीन परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन d- sublevel युक्त तीसरे ऊर्जा स्तर पर कब्जा कर लेते हैं:

9 एफ 17 NS

2एस 2 2पी 5 3एस 2 3पी 5 3डी

अप्रकाशित परमाणुओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या द्वारा निर्धारित दोनों तत्वों की संयोजकता 1 है। लेकिन उत्तेजना होने पर, क्लोरीन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन मुक्त 3 d ऑर्बिटल्स में स्थानांतरित हो सकते हैं, और, तदनुसार, इस तत्व की संयोजकता 3 हो सकती है, 5, 7:

उदाहरण 3. अणु के निर्माण की क्रियाविधि समझाइए सिफ 4 और आयन सिफ 6 2 -. क्या कोई आयन मौजूद हो सकता है सीएफ़ 6 2 - ?

समाधान।सिलिकॉन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 है। इलेक्ट्रॉनिक संरचनाइसके बाहरी ऊर्जा स्तर को निम्नलिखित चित्रमय आरेख द्वारा दर्शाया जा सकता है:

उत्तेजना पर, एक सिलिकॉन परमाणु राज्य 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 में गुजरता है, और इसके बाहरी ऊर्जा स्तर की इलेक्ट्रॉनिक स्थिति योजना से मेल खाती है

एक उत्तेजित परमाणु के चार अयुग्मित इलेक्ट्रॉन फ्लोरीन परमाणुओं के साथ विनिमय तंत्र द्वारा चार सहसंयोजक बंधों के निर्माण में भाग ले सकते हैं, प्रत्येक में एक युग्मित इलेक्ट्रॉन होता है, जिससे एक अणु बनता है। सिफ 4 .

आयन निर्माण के लिए सिफ 6 2- अणु के लिए सिफ 4 दो आयनों को जुड़ना चाहिए एफ - (1s 2 2s 2 2p 6), जिनमें से सभी आयन युग्मित हैं। इस मामले में, फ्लोराइड आयनों के इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी और सिलिकॉन परमाणु के दो खाली 3 डी ऑर्बिटल्स के कारण दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बंधन किया जाता है।

ओर वह सीएफ़ 6 2- का गठन नहीं किया जा सकता है, क्योंकि कार्बन, दूसरी अवधि के एक तत्व के रूप में, मुक्त डी-ऑर्बिटल्स नहीं है जो इलेक्ट्रॉन जोड़े के स्वीकर्ता हो सकते हैं।

उदाहरण 4. अमोनिया अणु का द्विध्रुव आघूर्ण 1.48 D है। द्विध्रुव की लंबाई की गणना करें। क्या हम मान सकते हैं कि अणु में एक नियमित त्रिभुज का आकार है?

समाधान।

= 1.48 डी = 1.483.3310 -30 Klm = 4.9310 -30 Klm;

क्यू= 1.6010 -19 सीएल।

द्विध्रुवीय लंबाई,
एम = ०.०३०८ एनएम।

अणु राष्ट्रीय राजमार्ग 3 एक नियमित त्रिभुज का आकार नहीं हो सकता है, क्योंकि इस मामले में इसका द्विध्रुवीय क्षण शून्य के बराबर होगा। यह अणु एक त्रिकोणीय पिरामिड के रूप में बना है, जिसके शीर्ष पर एक नाइट्रोजन परमाणु है, और आधार के शीर्ष पर हाइड्रोजन परमाणु हैं।

अणुओं में बंधों की प्रकृति क्या होती है एनसीएल 3 , सीएस 2 , आईसीएल 5 , एनएफ 3 , का 2 , सीएलएफ, सीओ 2 ? उनमें से प्रत्येक के लिए सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी के विस्थापन की दिशा का संकेत दें।

बताएं कि फास्फोरस की अधिकतम संयोजकता पांच क्यों हो सकती है, जबकि नाइट्रोजन में ऐसी संयोजकता अवस्था नहीं होती है।

एच – हे – एक्स, (कहां एनएस -NS, NS, मैं) और निर्धारित करें: क) प्रत्येक अणु में कौन सा बंधन अधिक मात्रा में आयनिकता की विशेषता है; बी) एक जलीय घोल में अणुओं के पृथक्करण की प्रकृति क्या है।

तत्वों के परमाणुओं की वैद्युतऋणात्मकता में अंतर के आधार पर बताएं कि यौगिकों में बंधन की आयनिकता की डिग्री कैसे बदलती है एचएफ, एचसीएल, एचबीआर, नमस्ते.

निर्धारित करें कि तीसरे आवर्त के तत्वों में से कौन सा ऑक्साइड है आवधिक प्रणालीडीआई के तत्व मेंडेलीव कनेक्शन ई - ओआयनिक आ रहा है।

अणुओं में सहसंयोजक बंध बनाने के तरीकों की तुलना करें चौधरी 4 , राष्ट्रीय राजमार्ग 3 और आयन में राष्ट्रीय राजमार्ग 4 + ... क्या आयन मौजूद हो सकते हैं चौधरी 5 + तथा राष्ट्रीय राजमार्ग 5 2+ ?

आयन के निर्माण में कौन सा परमाणु या आयन इलेक्ट्रॉन युग्म का दाता है? बिहार 4 - ?

फ्लोरीन और क्लोरीन परमाणुओं की आयनीकरण ऊर्जा क्रमशः 17.4 और 13.0 eV है। इनमें से किस तत्व के लिए आयनिक यौगिकों का निर्माण सबसे अधिक विशेषता है?

बंधों के लिए परमाणुओं की आपेक्षिक वैद्युतीयऋणात्मकता में अंतर की गणना करें एच – हेतथा हे – जैसा... कौन सा बंधन अधिक ध्रुवीय है? हाइड्रोक्साइड किस प्रकार का होता है जैसा(ओह) 3 ?

सल्फर अपने यौगिकों में क्या संयोजकता प्रदर्शित कर सकता है? सामान्य और उत्तेजित अवस्था में सल्फर के बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर की संरचना क्या होती है?

अणु की ध्रुवीयता निर्धारित करें एचबीआरयदि अणु के द्विध्रुव की लंबाई 0.1810 -10 m है।

हाइड्रोजन फ्लोराइड अणु की द्विध्रुवीय लंबाई 410 -11 मीटर है। बहस और कूलम्ब मीटर में इसके द्विध्रुवीय क्षण की गणना करें।

अणुओं के द्विध्रुव आघूर्ण एच 2 हेतथा एच 2 एसक्रमशः 1.84 और 0.94 डी के बराबर हैं। द्विध्रुव की लंबाई की गणना करें। किस अणु में बंधन अधिक ध्रुवीय होता है? इन अणुओं में बंधों के द्विध्रुव आघूर्णों की दिशाओं को इंगित करें।

अणु का द्विध्रुव आघूर्ण सीएस 2 शून्य है। कार्बन एओ का किस प्रकार का संकरण इस अणु के गठन का वर्णन करता है?

एसपी-, एसपी 2 - और एसपी 3-इलेक्ट्रॉन बादलों के संकरण के साथ यौगिकों के लिए नीचे दिए गए डेटा का उपयोग करके निर्धारित करें कि किस मामले में बंधन सबसे मजबूत होगा।

अणुओं के द्विध्रुव आघूर्ण BF के 3 तथा एनएफ 3 0 और के बराबर हैं

0.2 ई। बोरॉन और नाइट्रोजन एओ के किस प्रकार के संकरण इस अणु के गठन का वर्णन करते हैं?

अणुओं में इलेक्ट्रॉन बादलों का संकरण किस प्रकार का होता है BeH 2 , सिहो 4 , सीएस 2 , बीबीआर 3 ? इन अणुओं में क्या स्थानिक विन्यास है?

अणुओं में रासायनिक बंधन के निर्माण में कार्बन परमाणु के कौन से संकर बादल शामिल होते हैं सीसीएल 4 , सीओ 2 , COCl 2 ?

अणुओं की विभिन्न स्थानिक संरचना का कारण क्या है बीसीएल 3 तथा राष्ट्रीय राजमार्ग 3 ?

अणुओं में सिलिकॉन एओ के संकरण के प्रकार को निर्दिष्ट करें सिहो 4 तथा सिफ 4 ... क्या ये अणु ध्रुवीय हैं?

AB 2 अणु किस आकार के हो सकते हैं? अणुओं पर विचार करें BeCl 2 , ZnBr 2 , सीओ 2 , एच 2 हे.

अणुओं के निर्माण के दौरान किस प्रकार का संकरण होता है राष्ट्रीय राजमार्ग 3 तथा एच 2 हे? कोण के मान में परिवर्तन को क्या समझाता है एच -एन- एचतथा एच - ओ - एचइस प्रकार के संकरण के संगत बंध कोण की तुलना में?

अणुओं में इसलिए 2 तथा इसलिए 3 सल्फर परमाणु एसपी 2-संकरण अवस्था में है। क्या ये अणु ध्रुवीय हैं? उनकी स्थानिक संरचना क्या है?

बातचीत करते समय सिफ 4 साथ एचएफबनाया मजबूत अम्ल एच 2 सिफ 6 आयनों में वियोजन एच + तथा सिफ 6 2 -. के बीच प्रतिक्रिया कर सकते हैं सीएफ़ 4 तथा एचएफ?

टास्क नंबर 1

प्रस्तावित सूची में से दो यौगिकों का चयन करें जिनमें एक आयनिक रासायनिक बंधन मौजूद है।

1. सीए (सीएलओ 2) 2
2. एचसीएलओ 3
3. एनएच 4 सीएल
4. एचसीएलओ 4
5. सीएल 2 ओ 7

उत्तर: 13

अधिकांश मामलों में, एक यौगिक में एक आयनिक प्रकार के बंधन की उपस्थिति को इस तथ्य से निर्धारित करना संभव है कि इसकी संरचनात्मक इकाइयों में एक साथ एक विशिष्ट धातु के परमाणु और एक गैर-धातु के परमाणु शामिल होते हैं।

इस आधार पर, हम यह स्थापित करते हैं कि यौगिक में संख्या 1 - Ca (ClO 2) 2 के तहत एक आयनिक बंधन है, क्योंकि इसके सूत्र में आप एक विशिष्ट धातु कैल्शियम के परमाणु और अधातुओं के परमाणु - ऑक्सीजन और क्लोरीन देख सकते हैं।

हालाँकि, इस सूची में धातु और अधातु दोनों परमाणुओं वाले अधिक यौगिक नहीं हैं।

कार्य में निर्दिष्ट यौगिकों में अमोनियम क्लोराइड होता है, जिसमें अमोनियम केशन NH 4 + और क्लोराइड आयन Cl - के बीच आयनिक बंधन का एहसास होता है।

टास्क नंबर 2

दी गई सूची में से, दो यौगिकों का चयन करें जिनमें रासायनिक बंधन का प्रकार फ्लोरीन अणु के समान है।

1) ऑक्सीजन

2) नाइट्रिक ऑक्साइड (II)

3) हाइड्रोजन ब्रोमाइड

4) सोडियम आयोडाइड

उत्तर क्षेत्र में चयनित कनेक्शनों की संख्या लिखें।

उत्तर: 15

एक फ्लोरीन अणु (एफ 2) में एक गैर-धातु के एक रासायनिक तत्व के दो परमाणु होते हैं, इसलिए इस अणु में रासायनिक बंधन सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय होता है।

एक सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन केवल एक गैर-धातु के समान रासायनिक तत्व के परमाणुओं के बीच महसूस किया जा सकता है।

प्रस्तावित विकल्पों में से केवल ऑक्सीजन और हीरे में सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन होता है। ऑक्सीजन अणु द्विपरमाणुक है, इसमें एक अधातु के एक रासायनिक तत्व के परमाणु होते हैं। हीरे की एक परमाणु संरचना होती है और इसकी संरचना में प्रत्येक कार्बन परमाणु, जो एक अधातु है, 4 अन्य कार्बन परमाणुओं से बंधा होता है।

नाइट्रिक ऑक्साइड (II) एक पदार्थ है जिसमें दो अलग-अलग अधातुओं के परमाणुओं द्वारा निर्मित अणु होते हैं। चूंकि विभिन्न परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी हमेशा भिन्न होती है, एक अणु में कुल इलेक्ट्रॉन जोड़ी एक अधिक विद्युतीय तत्व की ओर स्थानांतरित हो जाती है, इस मामले में ऑक्सीजन। इस प्रकार, NO अणु में बंधन सहसंयोजक ध्रुवीय होता है।

हाइड्रोजन ब्रोमाइड में हाइड्रोजन और ब्रोमीन परमाणुओं से बने डायटोमिक अणु भी होते हैं। H-Br आबंध बनाने वाले सामान्य इलेक्ट्रॉन युग्म को अधिक विद्युत ऋणात्मक ब्रोमीन परमाणु की ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है। HBr अणु में रासायनिक बंधन भी सहसंयोजक ध्रुवीय होता है।

सोडियम आयोडाइड एक आयनिक पदार्थ है जो धातु के धनायन और आयोडाइड आयन द्वारा बनता है। NaI अणु में बंधन 3 . से एक इलेक्ट्रॉन के संक्रमण के कारण बनता है एस-सोडियम परमाणु का कक्षक (सोडियम परमाणु एक धनायन में बदल जाता है) अंडरफिल्ड 5 पी-आयोडीन परमाणु का कक्षक (आयोडीन परमाणु एक आयन में बदल जाता है)। इस रासायनिक बंधन को आयनिक कहा जाता है।

टास्क नंबर 3

प्रस्तावित सूची में से उन दो पदार्थों का चयन कीजिए जिनके अणुओं से हाइड्रोजन बंध बनते हैं।

1.सी 2 एच 6
2.सी 2 एच 5 ओएच
3. एच 2 ओ
4. सीएच 3 ओसीएच 3
5.सीएच 3 कोच 3

उत्तर क्षेत्र में चयनित कनेक्शनों की संख्या लिखें।

उत्तर: 23

व्याख्या:

हाइड्रोजन बंध आण्विक संरचना वाले पदार्थों में होते हैं, जिनमें सहसंयोजी आबंध H-O, H-N, H-F उपस्थित होते हैं। वे। हाइड्रोजन परमाणु के सहसंयोजक बंधन तीन . के परमाणुओं के साथ रासायनिक तत्वउच्चतम विद्युत ऋणात्मकता के साथ।

इस प्रकार, जाहिर है, अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड हैं:

२) एल्कोहल

3) फिनोल

4) कार्बोक्जिलिक एसिड

5) अमोनिया

6) प्राथमिक और द्वितीयक अमाइन

7) हाइड्रोफ्लोरिक एसिड

टास्क नंबर 4

सूची से आयनिक रासायनिक बंधों वाले दो यौगिकों का चयन कीजिए।

1. पीसीएल 3
2.सीओ 2
3. NaCl
4.एच 2 एस
5. एमजीओ

उत्तर क्षेत्र में चयनित कनेक्शनों की संख्या लिखें।

उत्तर: 35

व्याख्या:

अधिकांश मामलों में, एक यौगिक में एक आयनिक प्रकार के बंधन की उपस्थिति के बारे में इस तथ्य से निष्कर्ष निकालना संभव है कि किसी पदार्थ की संरचनात्मक इकाइयों में एक साथ एक विशिष्ट धातु के परमाणु और एक गैर-धातु के परमाणु शामिल होते हैं। .

इस आधार पर, हम यह स्थापित करते हैं कि यौगिक संख्या 3 (NaCl) और 5 (MgO) में एक आयनिक बंधन होता है।

ध्यान दें*

उपरोक्त संकेत के अलावा, एक यौगिक में एक आयनिक बंधन की उपस्थिति को कहा जा सकता है यदि इसकी संरचनात्मक इकाई में अमोनियम केशन (एनएच 4 +) या इसके कार्बनिक एनालॉग शामिल हैं - एल्केलामोनियम केशन आरएनएच 3 +, डायलकेलामोनियम आर 2 एनएच 2 +, ट्रायलकिलमोनियम आर 3 एनएच + या टेट्राएल्किलमोनियम आर 4 एन +, जहां आर कुछ हाइड्रोकार्बन रेडिकल है। उदाहरण के लिए, आयनिक प्रकार का बंधन यौगिक (CH 3) 4 NCl में धनायन (CH 3) 4 + और क्लोराइड आयन Cl - के बीच होता है।

टास्क नंबर 5

प्रस्तावित सूची में से एक ही प्रकार की संरचना वाले दो पदार्थों का चयन करें।

4) नमक

उत्तर क्षेत्र में चयनित कनेक्शनों की संख्या लिखें।

उत्तर: 23

टास्क नंबर 8

प्रस्तावित सूची में से गैर-आणविक संरचना के दो पदार्थों का चयन करें।

2) ऑक्सीजन

3) सफेद फास्फोरस

5) सिलिकॉन

उत्तर क्षेत्र में चयनित कनेक्शनों की संख्या लिखें।

उत्तर: 45