आयनों के रूप में, नाओह के पृथक्करण पर केवल ओह आयन बनते हैं। पानी में घुलनशील - क्षार पानी में अघुलनशील

इलेक्ट्रोलाइट - पदार्थजो संचालन करता है बिजलीइस कारण पृथक्करणपर आयनोंमें क्या हो रहा है समाधानऔर पिघलने, या आयनों की गति क्रिस्टल जाली ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स. इलेक्ट्रोलाइट्स के उदाहरणों में जलीय घोल शामिल हैं अम्ल, लवणऔर कारणऔर कुछ क्रिस्टल(उदाहरण के लिए, सिल्वर आयोडाइड, ज़िर्कोनियम डाइऑक्साइड). इलेक्ट्रोलाइट्स - कंडक्टरदूसरे प्रकार के वे पदार्थ जिनकी विद्युत चालकता आयनों की गतिशीलता से निर्धारित होती है।

पृथक्करण की डिग्री के आधार पर, सभी इलेक्ट्रोलाइट्स को दो समूहों में विभाजित किया गया है

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स- इलेक्ट्रोलाइट्स, समाधान में पृथक्करण की डिग्री एकता के बराबर होती है (अर्थात, वे पूरी तरह से अलग हो जाते हैं) और समाधान की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करते हैं। इसमें अधिकांश लवण, क्षार, साथ ही कुछ एसिड (मजबूत एसिड, जैसे: एचसीएल, एचबीआर, एचआई, एचएनओ 3, एच 2 एसओ 4) शामिल हैं।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स- पृथक्करण की डिग्री एकता से कम है (अर्थात, वे पूरी तरह से अलग नहीं होते हैं) और बढ़ती एकाग्रता के साथ घट जाती है। इनमें पानी, कई एसिड (एचएफ जैसे कमजोर एसिड), बेस पी-, डी- और एफ-तत्व शामिल हैं।

इन दोनों समूहों के बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं है; एक ही पदार्थ एक विलायक में एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट और दूसरे में एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के गुणों को प्रदर्शित कर सकता है।

आइसोटोनिक गुणांक(भी वान्ट हॉफ फैक्टर; द्वारा चिह्नित मैं) समाधान में किसी पदार्थ के व्यवहार को दर्शाने वाला एक आयामहीन पैरामीटर है। यह संख्यात्मक रूप से किसी दिए गए पदार्थ के समाधान की एक निश्चित कोलिगेटिव संपत्ति के मूल्य और समान एकाग्रता के गैर-इलेक्ट्रोलाइट की समान कोलिगेटिव संपत्ति के मूल्य के अनुपात के बराबर है, सिस्टम के अन्य पैरामीटर अपरिवर्तित हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के मूल सिद्धांत

1. इलेक्ट्रोलाइट्स, पानी में घुलने पर, आयनों में टूट जाते हैं (अलग हो जाते हैं) - सकारात्मक और नकारात्मक।

2. विद्युत धारा के प्रभाव में, आयन दिशात्मक गति प्राप्त कर लेते हैं: धनात्मक आवेशित कण कैथोड की ओर बढ़ते हैं, ऋणात्मक आवेशित कण एनोड की ओर बढ़ते हैं। इसलिए, धनावेशित कणों को धनायन कहा जाता है, और ऋणावेशित कणों को आयन कहा जाता है।

3. निर्देशित गति उनके विपरीत रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रोड (कैथोड को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, और एनोड को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है) के आकर्षण के परिणामस्वरूप होता है।

4. आयनीकरण एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है: अणुओं के आयनों (पृथक्करण) में विघटन के समानांतर, आयनों को अणुओं (संघ) में संयोजित करने की प्रक्रिया होती है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के आधार पर, यौगिकों के मुख्य वर्गों के लिए निम्नलिखित परिभाषाएँ दी जा सकती हैं:

एसिड इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं जिनके पृथक्करण से धनायन के रूप में केवल हाइड्रोजन आयन उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए,

एचसीएल → एच + + सीएल - ; सीएच 3 सीओओएच एच + + सीएच 3 सीओओ -।

किसी अम्ल की क्षारकता पृथक्करण के दौरान बनने वाले हाइड्रोजन धनायनों की संख्या से निर्धारित होती है। इस प्रकार, HCl, HNO 3 मोनोबैसिक एसिड हैं, H 2 SO 4, H 2 CO 3 डिबासिक हैं, H 3 PO 4, H 3 AsO 4 ट्राइबेसिक हैं।

क्षार इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं जिनके पृथक्करण से आयनों के रूप में केवल हाइड्रॉक्साइड आयन उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए,

KOH → K + + OH - , NH 4 OH NH 4 + + OH - .

जल में घुलनशील क्षार क्षार कहलाते हैं।

किसी क्षार की अम्लता उसके हाइड्रॉक्सिल समूहों की संख्या से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, KOH, NaOH एक-अम्ल क्षार हैं, Ca(OH) 2 दो-अम्ल है, Sn(OH) 4 चार-अम्ल है, आदि।

नमक इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं जिनके पृथक्करण से धातु धनायन (साथ ही एनएच 4 + आयन) और अम्लीय अवशेषों के आयन उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए,

CaCl 2 → Ca 2+ + 2Cl -, NaF → Na + + F -।

इलेक्ट्रोलाइट्स, जिनके पृथक्करण के दौरान, स्थितियों के आधार पर, एक साथ हाइड्रोजन धनायन और आयन दोनों बन सकते हैं - हाइड्रॉक्साइड आयनों को एम्फोटेरिक कहा जाता है। उदाहरण के लिए,

H 2 OH + + OH - , Zn(OH) 2 Zn 2+ + 2OH - , Zn(OH) 2 2H + + ZnO 2 2- या Zn(OH) 2 + 2H 2 O 2- + 2H +।

कटियन- सकारात्मक आरोप लगाया ओर वह. सकारात्मक विद्युत आवेश की मात्रा द्वारा विशेषता: उदाहरण के लिए, NH 4 + एक एकल आवेशित धनायन है, Ca 2+

दोगुना आवेशित धनायन. में विद्युत क्षेत्रधनायन ऋणात्मक में चले जाते हैं इलेक्ट्रोड - कैथोड

ग्रीक καθιών से व्युत्पन्न "उतरना, नीचे जाना।" टर्म पेश किया गया माइकल फैराडेवी 1834.

ऋणायन - एटम, या अणु, बिजली का आवेशजो नकारात्मक है, जो अति के कारण है इलेक्ट्रॉनोंसकारात्मक की संख्या की तुलना में प्राथमिक आरोप. इस प्रकार, आयन ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है ओर वह. ऋणायन आवेश अलगऔर प्राथमिक नकारात्मक विद्युत आवेश की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है; उदाहरण के लिए, क्लोरीन− एक एकल आवेशित ऋणायन और शेष है सल्फ्यूरिक एसिड SO 4 2− एक दोगुना आवेशित आयन है। अधिकांश के विलयन में ऋणायन उपस्थित होते हैं लवण, अम्लऔर कारण, वी गैसों, उदाहरण के लिए, एच− , साथ ही साथ क्रिस्टल जालीके साथ संबंध आयोनिक बंध, उदाहरण के लिए, क्रिस्टल में टेबल नमक, वी आयनिक तरल पदार्थऔर में पिघलनेअनेक अकार्बनिक पदार्थ.

रसायन विज्ञान की जादुई दुनिया में कोई भी परिवर्तन संभव है। उदाहरण के लिए, आप एक सुरक्षित पदार्थ प्राप्त कर सकते हैं जो अक्सर रोजमर्रा की जिंदगी में कई खतरनाक पदार्थों से उपयोग किया जाता है। तत्वों की ऐसी अंतःक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप एक सजातीय प्रणाली बनती है जिसमें सभी प्रतिक्रियाशील पदार्थ अणुओं, परमाणुओं और आयनों में टूट जाते हैं, घुलनशीलता कहलाती है। पदार्थों की परस्पर क्रिया के तंत्र को समझने के लिए इस पर ध्यान देने योग्य है घुलनशीलता तालिका.

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घुलनशीलता की डिग्री दर्शाने वाली तालिका रसायन विज्ञान के अध्ययन के लिए सहायक उपकरणों में से एक है। जो लोग विज्ञान सीख रहे हैं उन्हें हमेशा यह याद नहीं रहता कि कुछ पदार्थ कैसे घुलते हैं, इसलिए आपके पास हमेशा एक टेबल होनी चाहिए।

यह उन रासायनिक समीकरणों को हल करने में मदद करता है जिनमें आयनिक प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं। यदि परिणाम अघुलनशील पदार्थ है, तो प्रतिक्रिया संभव है। कई विकल्प हैं:

• पदार्थ अत्यधिक घुलनशील है;
• अल्प घुलनशील;
• व्यावहारिक रूप से अघुलनशील;
• अघुलनशील;
• हाइड्रालाइज़ होता है और पानी के संपर्क में नहीं रहता है;
• मौजूद नहीं होना।

इलेक्ट्रोलाइट्स

ये ऐसे विलयन या मिश्रधातु हैं जो विद्युत धारा का संचालन करते हैं। उनकी विद्युत चालकता को आयनों की गतिशीलता द्वारा समझाया गया है। इलेक्ट्रोलाइट्स को विभाजित किया जा सकता है 2 समूह:

1. मज़बूत। समाधान की सांद्रता की डिग्री की परवाह किए बिना, वे पूरी तरह से घुल जाते हैं।
2. कमज़ोर। पृथक्करण आंशिक है और एकाग्रता पर निर्भर करता है। उच्च सांद्रता पर घट जाती है।

विघटन के दौरान, इलेक्ट्रोलाइट्स विभिन्न आवेशों वाले आयनों में विघटित हो जाते हैं: सकारात्मक और नकारात्मक। करंट के संपर्क में आने पर, सकारात्मक आयन कैथोड की ओर निर्देशित होते हैं, जबकि नकारात्मक आयन एनोड की ओर निर्देशित होते हैं। कैथोड एक धनात्मक आवेश है, एनोड एक ऋणात्मक आवेश है। परिणामस्वरूप, आयन गति होती है।

पृथक्करण के साथ-साथ, विपरीत प्रक्रिया भी होती है - आयनों का अणुओं में संयोजन। एसिड इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं जिनके अपघटन से एक धनायन - एक हाइड्रोजन आयन उत्पन्न होता है। क्षार - आयन - हाइड्रॉक्साइड आयन हैं। क्षार वे क्षार हैं जो पानी में घुल जाते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स जो धनायन और ऋणायन दोनों बनाने में सक्षम होते हैं, उभयधर्मी कहलाते हैं।

आयनों

यह एक कण है जिसमें अधिक प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसे आयन या धनायन कहा जाएगा, यह इस पर निर्भर करता है कि क्या अधिक है: प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉन। स्वतंत्र कणों के रूप में, वे एकत्रीकरण की कई अवस्थाओं में पाए जाते हैं: गैसें, तरल पदार्थ, क्रिस्टल और प्लाज्मा। इस अवधारणा और नाम को 1834 में माइकल फैराडे द्वारा प्रयोग में लाया गया था। उन्होंने अम्ल, क्षार और लवण के विलयन पर बिजली के प्रभाव का अध्ययन किया।

सरल आयन एक नाभिक और इलेक्ट्रॉनों को ले जाते हैं। नाभिक लगभग संपूर्ण परमाणु द्रव्यमान बनाता है और प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना होता है। प्रोटॉन की संख्या आवर्त सारणी में परमाणु क्रमांक और नाभिक के आवेश से मेल खाती है। इलेक्ट्रॉनों की तरंग गति के कारण आयन की कोई निश्चित सीमा नहीं होती, इसलिए उनके आकार को मापना असंभव है।

एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए, बदले में, ऊर्जा व्यय की आवश्यकता होती है। इसे आयनीकरण ऊर्जा कहते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है, तो ऊर्जा निकलती है।

फैटायनों

ये वे कण हैं जिन पर धनात्मक आवेश होता है। उनमें आवेश की मात्रा अलग-अलग हो सकती है, उदाहरण के लिए: Ca2+ एक दोगुना आवेशित धनायन है, Na+ एक एकल आवेशित धनायन है। वे विद्युत क्षेत्र में ऋणात्मक कैथोड की ओर पलायन करते हैं।

आयनों

ये ऐसे तत्व हैं जिन पर ऋणात्मक आवेश होता है। इसमें आवेश की मात्रा भी अलग-अलग होती है, उदाहरण के लिए, CL- एक एकल आवेशित आयन है, SO42- एक दोगुना आवेशित आयन है। ऐसे तत्व उन पदार्थों में पाए जाते हैं जिनमें आयनिक क्रिस्टल जाली होती है, टेबल नमक और कई कार्बनिक यौगिकों में।

• सोडियम. अलकाली धातु। बाहरी ऊर्जा स्तर में स्थित एक इलेक्ट्रॉन को त्यागने से, परमाणु एक सकारात्मक धनायन में बदल जाएगा।
• क्लोरीन. इस तत्व का एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन को अंतिम ऊर्जा स्तर तक ले जाता है, यह एक नकारात्मक क्लोराइड आयन में बदल जाएगा।
• नमक. सोडियम परमाणु क्लोरीन को एक इलेक्ट्रॉन देता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रिस्टल जाली में सोडियम धनायन छह क्लोरीन आयनों से घिरा होता है और इसके विपरीत। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक सोडियम धनायन और एक क्लोरीन आयन बनता है। परस्पर आकर्षण के कारण सोडियम क्लोराइड बनता है। उनके बीच एक मजबूत आयनिक बंधन बनता है। लवण आयनिक बंध वाले क्रिस्टलीय यौगिक होते हैं।
• एसिड अवशेष. यह एक नकारात्मक आवेशित आयन है जो एक जटिल अकार्बनिक यौगिक में पाया जाता है। यह अम्ल और नमक के सूत्रों में पाया जाता है और आमतौर पर धनायन के बाद दिखाई देता है। ऐसे लगभग सभी अवशेषों का अपना एसिड होता है, उदाहरण के लिए, SO4 - सल्फ्यूरिक एसिड से। कुछ अवशेषों के अम्ल मौजूद नहीं होते हैं और औपचारिक रूप से लिखे जाते हैं, लेकिन वे लवण बनाते हैं: फ़ॉस्फाइट आयन।

रसायन विज्ञान एक ऐसा विज्ञान है जहाँ लगभग कोई भी चमत्कार करना संभव है।

कार्बनिक यौगिकों के अम्ल-क्षार गुण, आयनीकरण। जैविक गतिविधि की अभिव्यक्ति में आयनीकरण की भूमिका

अरहेनियस (1887) द्वारा इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के अनुसार, एसिड ऐसे पदार्थ होते हैं जो जलीय घोल में वियोजित होकर केवल हाइड्रोजन धनायन H + धनायन के रूप में बनाते हैं, क्षार वे पदार्थ होते हैं जिनके पृथक्करण से केवल हाइड्रॉक्साइड आयन OH - आयन के रूप में उत्पन्न होते हैं। ये परिभाषाएँ उन प्रतिक्रियाओं के लिए मान्य हैं जो जलीय घोल में होती हैं। उसी समय, लवण के निर्माण के लिए बड़ी संख्या में प्रतिक्रियाएं ज्ञात थीं, लेकिन अरहेनियस सिद्धांत के अनुसार अभिकारक अम्ल और क्षार नहीं थे। 1923 में, अम्ल और क्षार के दो सिद्धांत प्रस्तावित किए गए: ब्रोंस्टेड और लोरी का प्रोटोलिटिक सिद्धांत, और लुईस का इलेक्ट्रॉन सिद्धांत।

प्रोटोलिटिक सिद्धांत के अनुसार, अम्ल – ये आयन या अणु हैं जो हाइड्रोजन धनायन दान करने में सक्षम हैं, अर्थात। प्रोटोन दाता पदार्थ . मैदान – ये अणु या आयन हैं जो हाइड्रोजन धनायन जोड़ने में सक्षम हैं, यानी ऐसे पदार्थ जो प्रोटॉन को जोड़ने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के प्रोटॉन स्वीकर्ता या दाता हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, एक अम्ल और एक क्षार एक संयुग्मी युग्म बनाते हैं और समीकरण द्वारा संबंधित होते हैं: अम्ल ↔ क्षार + H +।

प्रोटोलिटिक सिद्धांत में, अम्ल और क्षार की अवधारणा केवल किसी दिए गए प्रतिक्रिया में किसी पदार्थ द्वारा किए गए कार्य को संदर्भित करती है। प्रतिक्रिया भागीदार के आधार पर एक ही पदार्थ अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य कर सकता है:

आमतौर पर, अम्लता को आधार के रूप में पानी के संबंध में परिभाषित किया जाता है। एसिड से बेस में प्रोटॉन स्थानांतरण से जुड़ी प्रतिक्रियाओं के संतुलन स्थिरांक की तुलना करके अम्लता (एसिड ताकत) का मात्रात्मक मूल्यांकन किया जाता है।

पानी की सांद्रता व्यावहारिक रूप से नहीं बदलती है, इसलिए, इस समानता के दाएं और बाएं पक्षों को [एच 2 ओ] से गुणा करने पर, हमें निम्नलिखित अभिव्यक्ति मिलती है:

के ए - अम्लता स्थिरांक, अम्लता स्थिरांक का मान जितना अधिक होगा, अम्ल उतना ही मजबूत होगा।व्यवहार में, सुविधा के लिए, वे अक्सर अम्लता स्थिरांक का उपयोग नहीं करते हैं, बल्कि अम्लता स्थिरांक के नकारात्मक दशमलव लघुगणक का उपयोग करते हैं, जिसे अम्लता सूचकांक पीके ए = - लॉग के ए कहा जाता है। एसिटिक एसिड के लिए, अम्लता स्थिरांक K a = 1.75 · 10 -5, और अम्लता सूचकांक pK a = 4.75 है। पीकेए मान जितना कम होगा, एसिड उतना ही मजबूत होगा।मजबूत फॉर्मिक एसिड के लिए, ये मान क्रमशः बराबर हैं: K a = 1.7 · 10 -4, pK a = 3.77।

एसिड की ताकत का तुलनात्मक विश्लेषण (गुणात्मक मूल्यांकन) एसिड के अनुरूप संयुग्म आधारों (आयनों) की स्थिरता की तुलना करके किया जाता है। किसी अम्ल से संयुग्मित ऋणायन (आधार) जितना अधिक स्थिर होगा, संयुग्मी अम्ल उतना ही मजबूत होगा। आयनों की स्थिरता ऋणात्मक आवेश के विस्थानीकरण की डिग्री पर निर्भर करती है - ऋणावेश जितना अधिक विस्थानीकृत होगा, ऋणायन उतना ही अधिक स्थिर होगा, संयुग्म अम्ल उतना ही मजबूत होगा.

ऋणात्मक आवेश के स्थानीयकरण की डिग्री निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:

अम्ल केंद्र के परमाणु की प्रकृति से, अर्थात्। इसकी विद्युत ऋणात्मकता और त्रिज्या (ध्रुवीकरणीयता) पर;

इससे जुड़े मूलांक की प्रकृति पर;

आयन की इलेक्ट्रॉनिक संरचना पर;

4) विलायक के प्रभाव से.

अम्ल केंद्र परमाणु की प्रकृति का प्रभाव

एसिड केंद्र की प्रकृति के आधार पर, उन्हें प्रतिष्ठित किया जाता है: ओएच-एसिड (अल्कोहल, फिनोल, कार्बोक्जिलिक एसिड), एसएच-एसिड (थिओल्स), एनएच-एसिड (एमाइड्स, एमाइन), सीएच-एसिड (हाइड्रोकार्बन)। एसिड केंद्र परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी के प्रभाव पर विचार करने के लिए, आइए हम ऐसे यौगिक लें जिनमें एसिड केंद्र परमाणु एक ही प्रतिस्थापन से जुड़े हों: सीएच 4, एनएच 3, एच 2 ओ। एसिड केंद्रों के सभी परमाणु स्थित हैं इसी अवधि में, कार्बन से ऑक्सीजन तक इलेक्ट्रोनगेटिविटी बढ़ती है, उसी दिशा में बांड की ध्रुवीयता में वृद्धि होती है और एसिड केंद्रों के परमाणुओं और हाइड्रोजन परमाणु के बीच बांड की ताकत में कमी होती है। इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि मीथेन से पानी में जाने पर, यौगिकों की हाइड्रोजन धनायन को खत्म करने की क्षमता बढ़ जाती है, अर्थात। प्रोटोन दाता बनें। साथ ही, उभरते आयनों एच 3 सी -, एच 2 एन -, एचओ - की श्रृंखला में उनकी स्थिरता बढ़ जाती है, क्योंकि एसिड केंद्र के परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में वृद्धि के साथ, नकारात्मक चार्ज बनाए रखने की क्षमता बढ़ जाती है . मीथेन-अमोनिया-पानी यौगिकों की श्रृंखला में अम्लीय गुण बढ़ जाते हैं। इन तीन अणुओं के साथ एच 2 एस अणु की तुलना करते समय, न केवल सल्फर परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी, बल्कि सल्फर की परमाणु त्रिज्या और इस परमाणु की ध्रुवीकरण क्षमता को भी ध्यान में रखना आवश्यक है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी के संदर्भ में, सल्फर कार्बन और नाइट्रोजन के बीच एक मध्यवर्ती स्थान रखता है। उपरोक्त तर्क के आधार पर, कोई उम्मीद कर सकता है कि एच 2 एस के अम्लीय गुण मीथेन की तुलना में अधिक स्पष्ट होंगे, लेकिन अमोनिया की तुलना में कमजोर होंगे। लेकिन विचाराधीन एसिड केंद्रों के बीच सल्फर परमाणु में सबसे बड़ा परमाणु त्रिज्या (तीसरी अवधि के तत्व के रूप में) होता है, जो हाइड्रोजन परमाणु के साथ लंबी बंधन लंबाई और इसकी कम ताकत निर्धारित करता है। इसके अलावा, परमाणु त्रिज्या, अन्य अम्लीय केंद्रों की तुलना में बड़ा, सल्फर परमाणु की अधिक ध्रुवीकरण क्षमता प्रदान करता है, यानी, एचएस आयन की इलेक्ट्रॉन घनत्व और नकारात्मक चार्ज को बड़ी मात्रा में फैलाने की क्षमता, जो इस आयन की स्थिरता को बढ़ाती है। ऊपर चर्चा की गई तुलना में। इस प्रकार, इन एसिड और उनके संबंधित संयुग्म आधारों (आयनों) को अम्लीय गुणों को बढ़ाने और आयनों की स्थिरता को बढ़ाने के क्रम में व्यवस्थित किया जा सकता है:

एक समान तस्वीर उन यौगिकों के लिए देखी जाती है जिनमें एसिड केंद्र परमाणु एक ही कार्बनिक रेडिकल से जुड़ा होता है:

सीएच एसिड सबसे कमजोर अम्लीय गुण प्रदर्शित करते हैं, हालांकि अल्केन्स, एल्केन्स और एल्केनीज़ अम्लता में कुछ भिन्न होते हैं।

इस श्रृंखला में अम्लता में वृद्धि एसपी 3 से एसपी संकरण में संक्रमण के दौरान कार्बन परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में वृद्धि के कारण होती है।

अम्ल केंद्र से जुड़े पदार्थों का प्रभाव

इलेक्ट्रॉन निकालने वाले पदार्थ अम्लता बढ़ाते हैंसम्बन्ध। इलेक्ट्रॉन घनत्व को अपनी ओर स्थानांतरित करके, वे ध्रुवीयता में वृद्धि और एसिड केंद्र परमाणु और हाइड्रोजन परमाणु के बीच बंधन की ताकत में कमी में योगदान करते हैं, और प्रोटॉन अमूर्तता की सुविधा प्रदान करते हैं। इलेक्ट्रॉन घनत्व में इलेक्ट्रॉन-निकासी प्रतिस्थापन में बदलाव से आयन में नकारात्मक चार्ज का अधिक से अधिक विस्थापन होता है और इसकी स्थिरता में वृद्धि होती है।

इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले पदार्थ यौगिकों की अम्लता को कम करते हैं,चूंकि वे इलेक्ट्रॉन घनत्व को खुद से दूर स्थानांतरित करते हैं, जिससे आयन में एसिड केंद्र के परमाणु पर नकारात्मक चार्ज का स्थानीयकरण होता है और इसकी स्थिरता में कमी आती है, इसकी ऊर्जा में वृद्धि होती है, जो इसके गठन को जटिल बनाती है।

आयनों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का प्रभाव

आयन में ऋणात्मक आवेश के स्थानीयकरण की डिग्री और इसकी स्थिरता एक संयुग्मित प्रणाली की उपस्थिति और मेसोमेरिक प्रभाव की अभिव्यक्ति से काफी प्रभावित होती है। संयुग्मन प्रणाली के साथ ऋणात्मक आवेश के विस्थानीकरण से आयन का स्थिरीकरण होता है, अर्थात अणुओं के अम्लीय गुणों में वृद्धि होती है।

कार्बोक्जिलिक एसिड और फिनोल के अणु अधिक स्थिर आयन बनाते हैं और एलिफैटिक अल्कोहल और थियोल की तुलना में अधिक मजबूत अम्लीय गुण प्रदर्शित करते हैं, जो मेसोमेरिक प्रभाव प्रदर्शित नहीं करते हैं।

विलायक का प्रभाव

यौगिक के अम्लीय गुणों की अभिव्यक्ति पर विलायक का प्रभाव महत्वपूर्ण हो सकता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, जो जलीय घोल में एक मजबूत एसिड है, बेंजीन घोल में व्यावहारिक रूप से कोई अम्लीय गुण प्रदर्शित नहीं करता है। पानी, एक प्रभावी आयनकारी विलायक के रूप में, परिणामी आयनों को घोलता है, जिससे वे स्थिर हो जाते हैं। बेंजीन अणु, गैर-ध्रुवीय होने के कारण, हाइड्रोजन क्लोराइड अणुओं के महत्वपूर्ण आयनीकरण का कारण नहीं बन सकते हैं और परिणामी आयनों को सॉल्वेशन के माध्यम से स्थिर नहीं कर सकते हैं।

अम्ल और क्षार के प्रोटोलिटिक सिद्धांत में क्षार दो प्रकार के होते हैं - पी-बेस और एन-बेस(ओनियम आधार)।

पी-आधार ऐसे यौगिक हैं जो एक प्रोटॉन के साथ बंधन बनाने के लिए पी-बॉन्ड इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी प्रदान करते हैं। इनमें एल्कीन, डायन और सुगंधित यौगिक शामिल हैं। वे बहुत कमजोर आधार हैं, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी मुक्त नहीं है, लेकिन एक पी-बंध बनाती है, यानी दोनों परमाणुओं से संबंधित है। शिक्षा के लिए एस-प्रोटॉन के साथ बंधन को पहले पी-बंध को तोड़ने की जरूरत होती है, जिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

एन-बेस (ओनियम बेस) –ये अणु या आयन हैं जो एक प्रोटॉन के साथ बंधन बनाने के लिए पी इलेक्ट्रॉनों की एक अकेली जोड़ी प्रदान करते हैं। मुख्य केंद्र की प्रकृति के आधार पर, उन्हें विभाजित किया गया है: अमोनियम आधार, ऑक्सोनियम आधार और सल्फोनियम आधार।

अमोनियम क्षार –ये ऐसे यौगिक हैं जिनमें मूलभूतता का केंद्र एक नाइट्रोजन परमाणु है जिसमें पी-इलेक्ट्रॉनों (अमाइन, एमाइड, नाइट्राइल, नाइट्रोजन युक्त हेटरोसायकल, इमाइन इत्यादि) की एक अकेली जोड़ी होती है।

ऑक्सोनियम आधार- ये ऐसे यौगिक हैं जिनमें मूलभूतता का केंद्र एक ऑक्सीजन परमाणु है जिसमें पी-इलेक्ट्रॉनों (अल्कोहल, ईथर और एस्टर, एल्डिहाइड, केटोन्स, कार्बोक्जिलिक एसिड इत्यादि) की एक अकेली जोड़ी होती है।

सल्फोनियम क्षार -ये ऐसे यौगिक हैं जिनमें मूलभूतता का केंद्र पी-इलेक्ट्रॉनों (थियोअल्कोहल, थियोएस्टर, आदि) की एक अकेली जोड़ी के साथ एक सल्फर परमाणु है।

पानी में आधार बी की ताकत का अनुमान संतुलन पर विचार करके लगाया जा सकता है:

सुविधा के लिए, मूल स्थिरांक K B, साथ ही अम्लता स्थिरांक K a, मान pK B द्वारा व्यक्त किया जाता है, जो संख्यात्मक रूप से मूल स्थिरांक के नकारात्मक दशमलव लघुगणक के बराबर होता है। बुनियादी स्थिरांक KB जितना अधिक होगा और pKB जितना छोटा होगा, आधार उतना ही मजबूत होगा।

क्षारों की ताकत को मापने के लिए, संयुग्म अम्ल BH + का अम्लता सूचकांक pK a, जिसे pK BH + कहा जाता है, का भी उपयोग किया जाता है:

K VN+ का मान जितना कम होगा और pK VH+ का मान जितना अधिक होगा, आधार उतना ही मजबूत होगा. पानी में pK B के मान को pK BH में बदला जा सकता है + , अनुपात का उपयोग करते हुए: पीके बी + पीके वीएन + = 14।

आधारों की ताकत इस पर निर्भर करती है: 1) मुख्य केंद्र के परमाणु की प्रकृति - इलेक्ट्रोनगेटिविटी और ध्रुवीकरण (परमाणु की त्रिज्या से); 2) मुख्य केंद्र से जुड़े प्रतिस्थापनों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव से; 3) विलायक के प्रभाव से.

मुख्य केन्द्र परमाणु की प्रकृति पर प्रभाव

जैसे-जैसे मुख्य केंद्र के परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी बढ़ती है, आधारों की ताकत कम हो जाती है, क्योंकि इलेक्ट्रोनगेटिविटी जितनी अधिक होगी, परमाणु इलेक्ट्रॉनों की अपनी अकेली जोड़ी को उतना ही मजबूत बनाए रखेगा, और इस प्रकार इसे गठन के लिए प्रदान करना अधिक कठिन हो जाएगा। एक प्रोटॉन के साथ एक बंधन का. इसके आधार पर, ऑक्सोनियम आधार अमोनियम आधारों की तुलना में कमजोर होते हैं, जिनमें मुख्य केंद्र पर समान पदार्थ होते हैं:

मुख्य केंद्र में समान प्रतिस्थापन वाले सल्फोनियम आधार और भी कमजोर बुनियादी गुण प्रदर्शित करते हैं। सल्फर परमाणु, हालांकि ऑक्सीजन और नाइट्रोजन परमाणुओं की तुलना में कम विद्युतीय है, इसकी परमाणु त्रिज्या बड़ी है और यह अधिक ध्रुवीकरण योग्य है, जिससे प्रोटॉन के साथ बंधन बनाने के लिए बाहरी शेल इलेक्ट्रॉनों की एक अकेली जोड़ी प्रदान करना अधिक कठिन हो जाता है।

मुख्य केंद्र से जुड़े पदार्थों का प्रभाव

इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले प्रतिस्थापन, इलेक्ट्रॉन घनत्व को मुख्य केंद्र के परमाणु में स्थानांतरित करते हुए, एक प्रोटॉन को जोड़ने की सुविधा प्रदान करते हैं, जिससे मूल गुणों में वृद्धि होती है। इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले पदार्थ, इलेक्ट्रॉन घनत्व को अपनी ओर स्थानांतरित करते हुए, इसे मुख्य केंद्र पर कम कर देते हैं, जिससे एक प्रोटॉन को जोड़ना जटिल हो जाता है और मूल गुण कमजोर हो जाते हैं:

विलायक प्रभाव:

चूँकि आधार शक्ति में वृद्धि एक प्रोटॉन को संलग्न करने की क्षमता में वृद्धि के साथ जुड़ी हुई है और, परिणामस्वरूप, मुख्य केंद्र पर आंशिक नकारात्मक चार्ज में वृद्धि के साथ, कोई अमोनियम आधार एनएच 3 की श्रृंखला में बुनियादीता में वृद्धि की उम्मीद कर सकता है।< RNH 2 < R 2 NH < R 3 N в результате усиления индуктивного эффекта при последовательном увеличении числа алкильных групп. В действительности, однако, ряд аминов имеет следующие значения рК ВН + :

जैसा कि अपेक्षित था, अमोनिया अणु में एक एल्काइल समूह की शुरूआत से यौगिकों की मौलिकता काफी बढ़ जाती है, एथिल समूह का मिथाइल समूह की तुलना में थोड़ा अधिक प्रभाव होता है। दूसरे एल्काइल समूह की शुरूआत से मूलता में और वृद्धि होती है, लेकिन इसकी शुरूआत का प्रभाव बहुत कम स्पष्ट होता है। तीसरे एल्काइल समूह की शुरूआत से मूलता में उल्लेखनीय कमी आती है। इस तस्वीर को इस तथ्य से समझाया गया है कि पानी में अमीन की बुनियादीता न केवल नाइट्रोजन परमाणु पर उत्पन्न होने वाले नकारात्मक चार्ज की परिमाण से निर्धारित होती है, बल्कि एक प्रोटॉन के विलयन के बाद बनने वाले धनायन की क्षमता से भी निर्धारित होती है। और, परिणामस्वरूप, इसका स्थिरीकरण। जितने अधिक हाइड्रोजन परमाणु नाइट्रोजन परमाणु से बंधे होते हैं, अंतर-आण्विक हाइड्रोजन बांड की घटना के कारण सॉल्वेशन उतना ही मजबूत होता है और धनायन उतना ही अधिक स्थिर हो जाता है। यौगिकों की दी गई श्रृंखला में, मूलता बढ़ जाती है, लेकिन उसी दिशा में जलयोजन के परिणामस्वरूप धनायन का स्थिरीकरण कम हो जाता है और मूलता की अभिव्यक्ति कम हो जाती है। एक समान परिवर्तन नहीं देखा जाता है यदि बुनियादी माप उन सॉल्वैंट्स में किए जाते हैं जिनमें कोई हाइड्रोजन बांड नहीं होते हैं: क्लोरोबेंजीन में ब्यूटाइलमाइन की बुनियादीता श्रृंखला में बढ़ जाती है: सी 4 एच 9 एनएच 2< (С 4 Н 9) 2 NH < (С 4 Н 9) 3 N.

व्याख्यान क्रमांक 5

संतृप्त कार्बन परमाणु पर न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन और उन्मूलन की प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाएं

न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में, अल्कोहल, थिओल्स, एमाइन और हैलोजन डेरिवेटिव सब्सट्रेट के रूप में कार्य करते हैं, अर्थात। ऐसे यौगिक जिनके अणुओं में sp 3-संकरित कार्बन परमाणु होते हैं जो सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन द्वारा कार्यात्मक समूह के अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु से जुड़े होते हैं। इन प्रतिक्रियाओं में न्यूक्लियोफिलिक कण आयन और तटस्थ अणु होते हैं जिनमें एक या अधिक इलेक्ट्रॉन जोड़े वाले परमाणु होते हैं।

अम्ल जटिल यौगिक होते हैं, जो विघटित होने पर धनायन के रूप में केवल हाइड्रोजन आयन बनाते हैं।

जटिल यौगिकों वाले सिस्टम में संतुलन। जटिल यौगिकों की स्थिरता.

जटिल आयन के साथ बाहरी क्षेत्र मुख्य रूप से इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों (आयनोजेनिक) द्वारा जुड़ा हुआ है। इसलिए, समाधानों में, जटिल यौगिक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण के समान, बाहरी क्षेत्र के उन्मूलन के साथ आसानी से पृथक्करण से गुजरते हैं। इस पृथक्करण को कहा जाता है प्राथमिक पृथक्करण जटिल संबंध.

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की दृष्टि से जटिल यौगिकों को अम्ल, क्षार और लवण में विभाजित किया जाता है।

उदाहरण के लिए:

उदाहरण के लिए:

नमक जटिल यौगिक होते हैं, जो अलग होने पर हाइड्रोजन आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन नहीं बनाते हैं।

उदाहरण के लिए:

तटस्थ कॉम्प्लेक्स नॉनइलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं और प्राथमिक पृथक्करण से नहीं गुजरते हैं।

विनिमय प्रतिक्रियाओं में, जटिल आयन अपनी संरचना को बदले बिना एक यौगिक से दूसरे यौगिक में चले जाते हैं।

उदाहरण 12. कॉपर (II) नाइट्रेट और एक जटिल लौह यौगिक के बीच विनिमय प्रतिक्रियाओं के लिए आणविक और आयनिक समीकरण बनाएं, जिसके परिणामस्वरूप एक अघुलनशील जटिल नमक बनता है।

उदाहरण 13. जब लेड (II) नाइट्रेट एक जटिल यौगिक के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो लेड क्लोराइड का अवक्षेप अवक्षेपित हो जाता है। विनिमय प्रतिक्रियाओं के लिए आणविक और आयनिक समीकरण लिखें।

लिगेंड एक सहसंयोजक बंधन द्वारा कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट से जुड़े होते हैं, जो आयनिक बंधन की तुलना में बहुत मजबूत होता है। इसलिए, जटिल यौगिक के आंतरिक क्षेत्र का विघटन नगण्य सीमा तक देखा जाता है और विशेषता है। आंतरिक गोले के प्रतिवर्ती विघटन को जटिल यौगिक का द्वितीयक पृथक्करण कहा जाता है।

उदाहरण के लिए, एक जटिल आधार एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट है और आसानी से एक जटिल आयन और हाइड्रॉक्साइड आयनों में अलग हो जाता है।

साथ ही, विश्लेषण के संवेदनशील तरीकों का उपयोग करके, समाधान में अमोनिया आयनों और अणुओं की बहुत कम सांद्रता का पता लगाना संभव है, जो आंतरिक क्षेत्र के पृथक्करण और संतुलन की स्थापना के परिणामस्वरूप बनते हैं।

जटिल आयनों का पृथक्करण, साथ ही कमजोर इलेक्ट्रॉनों का पृथक्करण, एक नगण्य सीमा तक होता है और इसे मात्रात्मक रूप से पृथक्करण स्थिरांक द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जिसे आमतौर पर कहा जाता है एक जटिल यौगिक की अस्थिरता स्थिरांक (कोघोंसला।)। एक जटिल आयन की अस्थिरता स्थिरांक को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

जटिल आयनों का पृथक्करण चरणों में होता है और प्रत्येक पृथक्करण चरण की अपनी अस्थिरता स्थिरांक होती है। जब आयन अलग हो जाते हैं, तो निम्नलिखित संतुलन स्थापित होता है:

गणना में, ज्यादातर मामलों में, जटिल आयन की सामान्य अस्थिरता स्थिरांक का उपयोग किया जाता है, जो चरण स्थिरांक के उत्पाद के बराबर होता है।

किसी जटिल आयन की सापेक्ष स्थिरता को उसके अस्थिरता स्थिरांक के मूल्य से आंका जाता है। यह मान जितना छोटा होगा, कॉम्प्लेक्स उतना ही अधिक स्थिर होगा; जितना अधिक, उतना अधिक अस्थिर. इस प्रकार, एक ही प्रकार के जटिल आयनों की अस्थिरता स्थिरांक की तुलना करना।

हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इनमें से सबसे स्थिर आयन बाद वाला है, और सबसे कम स्थिर पहला है।

एक ही प्रकार के परिसरों की अस्थिरता स्थिरांक की तुलना भी कुछ मामलों में संतुलन बदलाव की दिशा निर्धारित करना संभव बनाती है।

कारण: इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत की अवधारणाओं के आधार पर वर्गीकरण, गुण। प्रायोगिक उपयोग।

क्षार जटिल पदार्थ होते हैं जिनमें धातु परमाणु (या अमोनियम समूह NH 4) एक या अधिक हाइड्रॉक्सिल समूहों (OH) से जुड़े होते हैं।

सामान्य तौर पर, आधारों को सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है: Me(OH)n।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के दृष्टिकोण से(TED), क्षार इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं जिनके पृथक्करण से ऋणायन के रूप में केवल हाइड्रॉक्साइड आयन (OH-) उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, NaOH = Na + + OH -।

वर्गीकरण.कुर्सियां

पानी में घुलनशील - क्षार पानी में अघुलनशील

उदाहरण के लिए, उदाहरण के लिए,

NaOH - सोडियम हाइड्रॉक्साइड Cu(OH) 2 - कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड

Ca(OH) 2 - कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड Fe(OH) 3 - आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड

एनएच 4 ओएच - अमोनियम हाइड्रॉक्साइड

भौतिक गुण. लगभग सभी आधार ठोस हैं। ये पानी (क्षार) में घुलनशील और अघुलनशील होते हैं। कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड Cu(OH) 2 नीला है, आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड Fe(OH) 3 भूरा है, अधिकांश अन्य सफेद हैं। क्षारीय घोल छूने पर साबुन जैसा लगता है।

रासायनिक गुण.

घुलनशील क्षार - क्षार	अघुलनशील क्षार (उनमें से अधिकांश)
1. संकेतक का रंग बदलें: लाल लिटमस - नीला, रंगहीन फिनोलफथेलिन - लाल रंग।	----- संकेतक प्रभावित नहीं होते.
2. अम्ल के साथ अभिक्रिया (निष्क्रियीकरण अभिक्रिया)। क्षार + अम्ल = नमक + पानी 2KOH + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2H 2 O आयनिक रूप में: 2K + + 2OH – +2H + + SO 4 2– = 2K + + SO 4 2– + 2H 2 O 2H + + 2OH – = 2H 2 O	1. एसिड के साथ प्रतिक्रिया करें: Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O बेस + एसिड = नमक + पानी।
3. नमक के घोल के साथ प्रतिक्रिया करें: क्षार + नमक = नया। क्षार + नवीन नमक (स्थिति: अवक्षेप ↓या गैस का निर्माण)। Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2 NaOH आयनिक रूप में: Ba 2+ + 2OH – + 2Na + + SO 4 2– = BaSO 4 ↓ + 2Na + +2OH – Ba 2+ + SO 4 2– = BaSO 4 .↓	2. गर्म करने पर वे ऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाते हैं। Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O नमक के घोल के साथ प्रतिक्रियाएँ विशिष्ट नहीं हैं।
4. एसिड ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करें: क्षार + एसिड ऑक्साइड = नमक + पानी 2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O आयनिक रूप में: 2Na + + 2OH - + CO 2 = 2Na + + CO 3 2- + H 2 ओ 2ओएच - + सीओ 2 = सीओ 3 2- + एच 2 ओ	एसिड ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रियाएँ विशिष्ट नहीं हैं।
5. वसा के साथ क्रिया करके साबुन बनाता है।	वे वसा के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते.

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