तत्वों के परमाणुओं की वैद्युतीयऋणात्मकता।सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता। आवर्त प्रणाली की अवधियों और समूहों में परिवर्तन। विचारों में भिन्नता रासायनिक बंध, अणुओं और आयनों की ध्रुवीयता।

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

सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता। (ओईओ)

सबसे मजबूत ईओ तत्व के रूप में फ्लोरीन को 4.00 का मान दिया जाता है, जिसके सापेक्ष अन्य तत्वों पर विचार किया जाता है।

आवर्त प्रणाली की अवधियों और समूहों में परिवर्तन।

समय के भीतर, जैसे-जैसे परमाणु आवेश बाएं से दाएं बढ़ता है, वैद्युतीयऋणात्मकता बढ़ती है।

कम से कमक्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं में मूल्य देखा जाता है।

महानतम- हलोजन के लिए।

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

इलेक्ट्रोनगेटिविटी (χ) - मौलिक केमिकल संपत्तिपरमाणु, एक अणु में एक परमाणु की सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े को अपनी ओर विस्थापित करने की क्षमता की एक मात्रात्मक विशेषता।

परमाणुओं की वैद्युतीयऋणात्मकता की आधुनिक अवधारणा अमेरिकी रसायनज्ञ एल. पॉलिंग द्वारा प्रस्तुत की गई थी। एल. पॉलिंग ने इलेक्ट्रोनगेटिविटी की अवधारणा का इस्तेमाल इस तथ्य को समझाने के लिए किया कि ए-बी हेटरोएटोमिक बॉन्ड (ए, बी किसी भी के प्रतीक हैं) रासायनिक तत्व) सामान्यतः समपरमाण्विक के ज्यामितीय माध्य से अधिक होता है ए-ए कनेक्शनऔर बी-बी.

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 आकर्षित करने की क्षमता परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा और उसकी इलेक्ट्रॉन आत्मीयता पर निर्भर करती है, आर। मुल्लिकेन ने परमाणु ए की इलेक्ट्रोनगेटिविटी की अवधारणा को औसत के रूप में पेश किया। संयोजकता अवस्थाओं के आयनीकरण के दौरान बाहरी इलेक्ट्रॉनों की बाध्यकारी 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:

जहां J1A और εA क्रमशः परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा और उसकी इलेक्ट्रॉन बंधुता हैं।
कड़ाई से बोलते हुए, एक तत्व को स्थायी इलेक्ट्रोनगेटिविटी नहीं कहा जा सकता है। एक परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी कई कारकों पर निर्भर करती है, विशेष रूप से, परमाणु की वैलेंस अवस्था, औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था, समन्वय संख्या, आणविक प्रणाली में परमाणु के वातावरण को बनाने वाले लिगैंड्स की प्रकृति और कुछ पर निर्भर करती है। अन्य। पर हाल के समय मेंतेजी से, तथाकथित कक्षीय वैद्युतीयऋणात्मकता का उपयोग वैद्युतीयऋणात्मकता को चिह्नित करने के लिए किया जाता है, जो एक बंधन के निर्माण में शामिल परमाणु कक्षीय के प्रकार पर निर्भर करता है, और इसकी इलेक्ट्रॉन आबादी पर, अर्थात, इस पर कब्जा है या नहीं परमाणु कक्षीयएक असाझा इलेक्ट्रॉन जोड़ी, एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन द्वारा अकेले कब्जा कर लिया जाता है, या खाली होता है। लेकिन, इलेक्ट्रोनगेटिविटी की व्याख्या और निर्धारण में ज्ञात कठिनाइयों के बावजूद, यह हमेशा एक आणविक प्रणाली में बांड की प्रकृति के गुणात्मक विवरण और भविष्यवाणी के लिए 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 सैंडर्सन दृष्टिकोण है। यह दृष्टिकोण उनके बीच एक रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान परमाणुओं की वैद्युतीयऋणात्मकता को बराबर करने के विचार पर आधारित था। कई अध्ययनों में सैंडर्सन इलेक्ट्रोनगेटिविटी और तत्वों के विशाल बहुमत के अकार्बनिक यौगिकों के सबसे महत्वपूर्ण भौतिक रासायनिक गुणों के बीच संबंध पाए गए हैं। आवर्त सारणी. कार्बनिक यौगिकों के लिए एक अणु के परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी के पुनर्वितरण के आधार पर सैंडर्सन की विधि का एक संशोधन भी बहुत उपयोगी साबित हुआ।

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

सार और पाठ्यपुस्तक में क्या है - ध्रुवीयता एक द्विध्रुवीय क्षण से जुड़ी होती है। यह एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी के परमाणुओं में से एक के विस्थापन के परिणामस्वरूप प्रकट होता है। ध्रुवीयता परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर पर भी निर्भर करती है बंधुआ दो परमाणु, उनके बीच रासायनिक बंधन जितना 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 को एक आयनिक बंधन बनाने में सक्षम होने के लिए, यह आवश्यक है कि उनका ई.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 जिसमें अलग-अलग ई.ओ.

परमाणुओं के प्रभावी आवेश एक बंधन की ध्रुवता के मात्रात्मक अनुमान के रूप में काम कर सकते हैं। एक परमाणु का प्रभावी आवेश किसी दिए गए परमाणु से संबंधित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बीच के अंतर को दर्शाता है रासायनिक यौगिक, और एक मुक्त परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की संख्या। अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व का परमाणु इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से आकर्षित करता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन इसके करीब होते हैं, और इसे कुछ नकारात्मक चार्ज प्राप्त होता है, जिसे प्रभावी कहा जाता है, और इसके साथी के पास समान सकारात्मक होता है प्रभावी चार्ज। यदि परमाणुओं के बीच एक बंधन बनाने वाले इलेक्ट्रॉन समान रूप से होते हैं, तो प्रभावी चार्ज शून्य के बराबर होते हैं।

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

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 में उन पदार्थों की तुलना में अधिक गलनांक और क्वथनांक होते हैं जिनके अणु गैर-ध्रुवीय होते हैं।

जिन द्रवों के अणु ध्रुवीय होते हैं उनमें घुलने की शक्ति अधिक होती है। इसके अलावा, विलायक के अणुओं की ध्रुवता 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, अच्छी तरह से संचालित होता है बिजली. बेंजीन में हाइड्रोजन क्लोराइड के विलयन में पर्याप्त विद्युत चालकता नहीं होती है। यह बेंजीन के घोल में हाइड्रोजन क्लोराइड आयनीकरण की अनुपस्थिति को इंगित करता है, क्योंकि बेंजीन के अणु गैर-ध्रुवीय होते हैं।

आयनों, जैसे विद्युत क्षेत्रएक 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 आवेशों, आयन की त्रिज्या और अन्य कारकों पर निर्भर करता है।

ईओ के समूहों के भीतर घटता है।

तत्वों के धात्विक गुण बढ़ जाते हैं।

बाहरी ऊर्जा स्तर पर धात्विक तत्वों में 1,2,3 इलेक्ट्रॉन होते हैं और आयनीकरण क्षमता और ई.ओ. के कम मूल्य की विशेषता होती है। क्योंकि धातुएं इलेक्ट्रॉनों को दान करने की स्पष्ट प्रवृत्ति दिखाती हैं।
अधात्विक तत्वों में उच्च आयनीकरण ऊर्जा होती है।
जैसे-जैसे अधातुओं का बाहरी कोश भरा जाता है, आवर्त में परमाणु त्रिज्या घटती जाती है। बाह्य कोश पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या 4,5,6,7,8 है।

एक रासायनिक बंधन की ध्रुवीयता। अणुओं और आयनों की ध्रुवीयता।

एक रासायनिक बंधन की ध्रुवीयता एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी के परमाणुओं में से एक 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 एक स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है।
एक रासायनिक बंधन ऊर्जा और लंबाई की विशेषता है।
बंधन शक्ति का माप बंधन को तोड़ने के लिए खर्च की गई ऊर्जा है।
उदाहरण के लिए। एच - एच = 435 kJmol-1

परमाणु तत्वों की वैद्युतीयऋणात्मकता
इलेक्ट्रोनगेटिविटी एक परमाणु की एक रासायनिक संपत्ति है, एक अणु में एक परमाणु की क्षमता की एक मात्रात्मक विशेषता है जो अन्य तत्वों के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करती है।
सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता

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

समूह आठवीं तत्व आवधिक प्रणाली(महान गैसों) में शून्य वैद्युतीयऋणात्मकता होती है;
धातुओं और अधातुओं के बीच की सशर्त सीमा को सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता का मान 2 के बराबर माना जाता है।

आवधिक प्रणाली के तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी, एक नियम के रूप में, प्रत्येक अवधि में क्रमिक रूप से बाएं से दाएं बढ़ती है। प्रत्येक समूह के भीतर, कुछ अपवादों के साथ, ऊपर से नीचे तक इलेक्ट्रोनगेटिविटी लगातार घटती जाती है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी का उपयोग रासायनिक बंधन को चिह्नित करने के लिए किया जाता है।
परमाणुओं की वैद्युतीयऋणात्मकता में छोटे अंतर वाले बंधों को ध्रुवीय सहसंयोजक बंध कहा जाता है। एक 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 एक आयनिक चरित्र की अनुपस्थिति को इंगित करता है, अर्थात इसकी शुद्ध सहसंयोजकता।

एक रासायनिक बंधन की ध्रुवीयता, अणुओं और आयनों की ध्रुवीयता
रासायनिक बंधों की ध्रुवता, रासायनिक बंधन की एक विशेषता, इस बंधन 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।

डायटोमिक होमोन्यूक्लियर अणुओं में बंधों के अपवाद के साथ लगभग सभी रासायनिक बंधन, एक डिग्री या किसी अन्य के लिए ध्रुवीय होते हैं। आमतौर पर सहसंयोजक बंधन कमजोर ध्रुवीय होते हैं, आयोनिक बांडजोरदार ध्रुवीय।

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

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

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

एक द्विध्रुवीय को आमतौर पर उस प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है जहां तीर द्विध्रुवीय के सकारात्मक छोर से ऋणात्मक की ओर इशारा करता है। एक अणु में एक द्विध्रुवीय क्षण होता है, जो आवेश केंद्रों के बीच की दूरी से गुणा किए गए आवेश के परिमाण के बराबर होता है:

अणुओं के द्विध्रुवीय क्षणों को मापा जा सकता है; कुछ पाए गए मान तालिका में दिए गए हैं। 1.2. द्विध्रुवीय क्षणों के मान विभिन्न अणुओं की सापेक्ष ध्रुवता के माप के रूप में कार्य करते हैं।

तालिका 1.2 (स्कैन देखें) द्विध्रुवीय क्षण

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

अणु जैसे द्विध्रुवीय क्षण होता है, शून्य, यानी वे गैर-ध्रुवीय हैं। किसी दिए गए अणु में दो समान परमाणुओं में, निश्चित रूप से, समान विद्युतीयता और समान रूप से स्वयं के इलेक्ट्रॉन होते हैं; चार्ज शून्य है और इसलिए द्विध्रुवीय क्षण भी शून्य है।

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

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

अमोनिया का द्विध्रुव आघूर्ण है इसे आकृति में दर्शाई गई दिशा वाले अलग-अलग आबंधों के तीन आघूर्णों का कुल द्विध्रुव आघूर्ण (वेक्टर योग) माना जा सकता है।

चावल। 1.9. कुछ अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण। बंधों और अणुओं की ध्रुवीयता।

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

नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड के लिए किस द्विध्रुवीय क्षण की उम्मीद 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 होना चाहिए और उनका वेक्टर योग बड़ा होना चाहिए - अमोनिया की तुलना में बहुत अधिक ध्रुवीय-बॉन्ड के साथ नहीं।

प्रयोग क्या देता है? नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड का द्विध्रुव आघूर्ण मात्र होता है वह अमोनिया के द्विध्रुव आघूर्ण से काफी कम होता है।

इस तथ्य की व्याख्या कैसे करें? उपरोक्त विचार में, इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी को ध्यान में नहीं रखा गया था। में (जैसा कि इस जोड़ी में, यह एक -ऑर्बिटल पर कब्जा कर लेता है और द्विध्रुवीय क्षण में इसके योगदान की दिशा नाइट्रोजन-फ्लोरीन बांड के कुल क्षण की तुलना में विपरीत दिशा में होनी चाहिए (चित्र। 1.10); ये क्षण विपरीत चिन्ह, स्पष्ट रूप से लगभग समान मूल्य है, और परिणामस्वरूप, एक छोटा द्विध्रुवीय क्षण देखा जाता है, जिसकी दिशा अज्ञात है। अमोनिया में, द्विध्रुवीय क्षण मुख्य रूप से इस मुक्त इलेक्ट्रॉन जोड़ी द्वारा निर्धारित किया जाता है, और इसे बंधन क्षणों के योग से बढ़ाया जाता है। इसी तरह, इलेक्ट्रॉनों के अकेले जोड़े को पानी के द्विध्रुवीय क्षणों में योगदान देना चाहिए और निश्चित रूप से, उनके पास मौजूद किसी भी अन्य अणु।

द्विध्रुव आघूर्णों के मूल्यों के आधार पर अणुओं की संरचना के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्राप्त की जा सकती है। उदाहरण के लिए, कार्बन टेट्राक्लोराइड की कोई भी संरचना जिसके परिणामस्वरूप ध्रुवीय अणु बनते हैं, केवल द्विध्रुव आघूर्ण के परिमाण के आधार पर इंकार किया जा सकता है।

चावल। 1.10. कुछ अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण। इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी का योगदान। इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म के कारण द्विध्रुव आघूर्ण की दिशा बंध आघूर्णों के कुल सदिश की दिशा के विपरीत होती है।

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

कार्य 1.4. नीचे सूचीबद्ध दो संभावित संरचनाओं में से किसमें शून्य द्विध्रुवीय क्षण होना चाहिए? ए) कार्बन वर्ग के केंद्र में स्थित है, जिसके कोनों पर क्लोरीन परमाणु हैं, बी) कार्बन टेट्राहेड्रल पिरामिड के शीर्ष पर स्थित है, और क्लोरीन परमाणु आधार के कोनों पर हैं।

कार्य 1.5. हालांकि कार्बन-ऑक्सीजन और बोरॉन-फ्लोरीन बांड ध्रुवीय होना चाहिए, यौगिकों का द्विध्रुवीय क्षण शून्य है। प्रत्येक यौगिक के लिए परमाणुओं की व्यवस्था प्रस्तावित करें, जिससे शून्य द्विध्रुव आघूर्ण हो।

अधिकांश यौगिकों के लिए, द्विध्रुवीय क्षण को कभी भी मापा नहीं गया है। इन यौगिकों की ध्रुवीयता का अनुमान उनकी संरचना से लगाया जा सकता है। बंधों की ध्रुवता परमाणुओं की वैद्युतीयऋणात्मकता से 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 जोड़े को भी ध्यान में रखते हुए।

चावल। 32. ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय अणुओं की योजनाएँ: a - 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 ऐसा बिंदु पा सकता है, जो कि उनका "गुरुत्वाकर्षण का विद्युत केंद्र" होगा। इन बिन्दुओं को अणु के ध्रुव कहते हैं। यदि किसी अणु में धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के गुरुत्वाकर्षण के विद्युत केंद्र मेल खाते हैं, तो अणु गैर-ध्रुवीय होगा। उदाहरण के लिए, एच 2 और एन 2 अणु समान परमाणुओं द्वारा गठित होते हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉनों के सामान्य जोड़े समान रूप से दोनों परमाणुओं से संबंधित होते हैं, साथ ही परमाणु बंधनों के साथ कई सममित रूप से निर्मित अणु, उदाहरण के लिए, मीथेन सीएच 4, सीसीएल 4 टेट्राक्लोराइड .

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

ध्रुवीय अणु होते हैं

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

उन और अन्य आवेशों (द्विध्रुव के ध्रुवों के बीच) के गुरुत्वाकर्षण के विद्युत केंद्रों के बीच की दूरी 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 भिन्न होती है; यह जितना बड़ा होता है, अणु की ध्रुवता उतनी ही अधिक स्पष्ट होती है।

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

व्यवहार में, कुछ अणुओं की ध्रुवता की डिग्री को अणु m के तथाकथित द्विध्रुवीय क्षण को मापकर निर्धारित किया जाता है, जिसे द्विध्रुवीय लंबाई के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया जाता है। मैंइसके ध्रुव के आरोप में इ:

टी =मैं इ

द्विध्रुवीय क्षणों के मान पदार्थों के कुछ गुणों से जुड़े होते हैं और प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किए जा सकते हैं। परिमाणक्रम टीहमेशा 10 -18, विद्युत आवेश के बाद से

सिंहासन 4.80 10 -10 इलेक्ट्रोस्टैटिक इकाइयाँ हैं, 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

हाईड्रोजन क्लोराईड……। 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 एसिड ……..2.1

द्विध्रुवीय क्षणों के मूल्यों का निर्धारण हमें विभिन्न अणुओं की संरचना के बारे में कई दिलचस्प निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है। आइए इनमें से कुछ निष्कर्षों को देखें।

चावल। 34. पानी के अणु की संरचना की योजना

जैसा कि अपेक्षित था, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण शून्य हैं; इन पदार्थों के अणुसममित और इसलिए विद्युत शुल्कवे समान रूप से वितरित किए जाते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन डाइसल्फ़ाइड में ध्रुवीयता 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 अंजीर में दिखाया गया है। 33.

पानी के पास एक बड़े द्विध्रुवीय क्षण की उपस्थिति कुछ अप्रत्याशित है। चूंकि पानी का सूत्र कार्बन डाइऑक्साइड के सूत्रों के समान है

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

हालांकि, पानी के अणुओं (अणुओं की ध्रुवीयता) की प्रयोगात्मक रूप से स्थापित ध्रुवीयता को देखते हुए, इस धारणा को त्यागना होगा। वर्तमान में, एक असममित संरचना को पानी के अणु के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है (चित्र। 34): दो हाइड्रोजन परमाणु एक ऑक्सीजन परमाणु से इस तरह से जुड़े होते हैं कि उनके बंधन लगभग 105 ° का कोण बनाते हैं। इसी तरह की व्यवस्था परमाणु नाभिकएक ही प्रकार के अन्य अणुओं (एच 2 एस, एसओ 2) में मौजूद है जिसमें द्विध्रुवीय क्षण होते हैं।

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

हाइड्रोजन परमाणु पर +0.17, और क्लोरीन परमाणु पर -0.17।
परमाणुओं पर तथाकथित प्रभावी आवेशों का उपयोग अक्सर बंधन ध्रुवीयता के मात्रात्मक माप के रूप में किया जाता है।

प्रभावी आवेश को नाभिक के पास अंतरिक्ष के कुछ क्षेत्र में स्थित इलेक्ट्रॉनों के आवेश और नाभिक के आवेश के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया जाता है। हालांकि, इस उपाय का केवल एक सशर्त और अनुमानित [रिश्तेदार] अर्थ है, क्योंकि एक अणु में एक क्षेत्र को स्पष्ट रूप से एकल करना असंभव है जो विशेष रूप से एक परमाणु से संबंधित है, और कई बंधनों के मामले में, एक विशिष्ट बंधन के लिए।

एक प्रभावी आवेश की उपस्थिति को परमाणुओं के आवेशों के प्रतीकों द्वारा दर्शाया जा सकता है (उदाहरण के लिए, + - Cl δ−, जहाँ एक निश्चित अंश है प्रारंभिक प्रभार) O - = C 2 + = O - (\displaystyle (\stackrel (-)(\mbox(O)))=(\stackrel (2+)(\mbox(C)))=(\stackrel (-)( \mbox(O))))(ओ δ− =सी 2δ+ =ओ δ−), एच δ+ -ओ 2δ− -एच δ+ ।

डायटोमिक होमोन्यूक्लियर अणुओं में बंधों के अपवाद के साथ लगभग सभी रासायनिक बंधन, एक डिग्री या किसी अन्य के लिए ध्रुवीय होते हैं। सहसंयोजक बंधन आमतौर पर कमजोर ध्रुवीय होते हैं। आयनिक बंधन अत्यधिक ध्रुवीय होते हैं।

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आयनिक, सहसंयोजक और धात्विक बंधन

रासायनिक बंधों के प्रकार। भाग 1।

रसायन शास्त्र। रासायनिक बंध। सहसंयोजक बंधनऔर इसकी विशेषताएं। फॉक्सफोर्ड ऑनलाइन लर्निंग सेंटर

रासायनिक बंधन ध्रुवीयता लंबाई सहसंयोजक हाइड्रोजन आयनिक OGE रसायन विज्ञान 2017 कार्य 3 का उपयोग करें

रसायन शास्त्र। सहसंयोजक रासायनिक बंधन कार्बनिक यौगिक. फॉक्सफोर्ड ऑनलाइन लर्निंग सेंटर

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प्रभावी शुल्क

विभिन्न तरीकों (ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी) द्वारा प्राप्त सापेक्ष प्रभावी शुल्क के मूल्य एनएमआर, क्वांटम रासायनिक गणनाओं के आधार पर भी), विचलन कर सकते हैं। हालांकि, के उपलब्ध मूल्यों से संकेत मिलता है कि उच्च आवेशों के यौगिकों में परमाणुओं में [पूर्ण आवेश इलेक्ट्रॉन के अनुरूप] नहीं होता है और विशुद्ध रूप से आयनिक यौगिक नहीं होते हैं।

तात्कालिक और प्रेरित द्विध्रुव।

अणु है गतिशील प्रणालीजिसमें इलेक्ट्रॉनों की निरंतर गति और नाभिकों का दोलन होता है। इसलिए, इसमें शुल्कों का वितरण सख्ती से स्थिर नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, Cl 2 अणु को गैर-ध्रुवीय के रूप में वर्गीकृत किया गया है: इसके द्विध्रुव के विद्युत क्षण का मान शून्य है। हालांकि, प्रत्येक दिए गए क्षण में क्लोरीन परमाणुओं में से एक के लिए आवेशों का एक अस्थायी बदलाव होता है: Cl + → Cl δ− या Cl − Cl δ+ गठन के साथ तात्कालिक माइक्रोडिपोल. चूँकि किसी भी परमाणु पर आवेशों का ऐसा विस्थापन समान रूप से संभावित है, आवेशों का औसत वितरण द्विध्रुव आघूर्ण के औसत शून्य मान के बिल्कुल अनुरूप होता है।
ध्रुवीय अणुओं के लिए, किसी निश्चित समय पर द्विध्रुव आघूर्ण का मान उसके औसत मान से कुछ अधिक या कुछ कम होता है। तात्क्षणिक द्विध्रुव की दिशा और परिमाण द्विध्रुव के नियत क्षण में निरंतर उतार-चढ़ाव के अधीन होते हैं। इस प्रकार, किसी भी गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय अणु (और इसमें एक परमाणु) को आवधिक के एक सेट के रूप में माना जा सकता है, जो बहुत तेजी से परिमाण और दिशा में तात्कालिक माइक्रोडिपोल में बदल रहा है।

सहसंयोजक बंधन दो प्रकार के होते हैं: गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय. एक गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के मामले में, इलेक्ट्रॉनों की एक सामान्य जोड़ी, या बंधन इलेक्ट्रॉन बादल द्वारा गठित इलेक्ट्रॉन बादल, दोनों परमाणुओं के संबंध में सममित रूप से अंतरिक्ष में वितरित किया जाता है। एक उदाहरण डायटोमिक अणु है जिसमें एक तत्व के परमाणु होते हैं: एच 2, सीएल 2, ओ 2, एन 2, एफ 2 और अन्य, जिसमें इलेक्ट्रॉन जोड़ी समान रूप से दोनों परमाणुओं से संबंधित होती है। एक ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के मामले में, बंधन के इलेक्ट्रॉन बादल एक उच्च सापेक्ष विद्युतीयता के साथ परमाणु की ओर स्थानांतरित हो जाते हैं। वाष्पशील अकार्बनिक यौगिकों के अणु एक उदाहरण के रूप में काम कर सकते हैं: एचसीएल, एच 2 ओ, एच 2 एस, एनएच 3 और अन्य।

परमाणुओं की सापेक्ष वैद्युतीयऋणात्मकता

एक अणु में धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के विद्युत केंद्र एक बिंदु पर मेल नहीं खाते, बल्कि एक निश्चित दूरी पर स्थित होते हैं।

निरंतर विद्युत द्विध्रुवीय क्षण के साथ ध्रुवीय अणु

कुल तटस्थता वाला अणु एक विद्युत द्विध्रुव होता है जिसका चार्ज q - - क्लोरीन परमाणु पर और q + - हाइड्रोजन परमाणु पर होता है। ऐसे बंध और अणु कहलाते हैं ध्रुवीय. अणु q में परमाणुओं के आवेश कहलाते हैं प्रभावी शुल्क(HCl अणु में q cl \u003d -0.18; और q n \u003d +0.18 इलेक्ट्रॉन के निरपेक्ष आवेश का, बंधन की आयनिकता की डिग्री

एक बंधन और एक अणु की ध्रुवीयता का एक उपाय - द्विध्रुवीय विद्युत क्षण(μ - "म्यू") उत्पाद द्वारा निर्धारित किया जाता है

μ \u003d qℓ, C∙m या μ \u003d qℓ / 3.33∙10 -30, डी

जहां q प्रभावी प्रभार है; द्विध्रुव की लंबाई है। एक द्विध्रुवीय (SI प्रणाली) के विद्युत क्षण की इकाई को 3.33∙10 -30 C∙m (कूलम्ब-मीटर) = 1D (D - डेबी) के रूप में व्यक्त किया जाता है।

द्विध्रुव का विद्युत आघूर्ण एक सदिश राशि है। बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन बादल के विस्थापन की दिशा में इसकी दिशा को सशर्त रूप से सकारात्मक चार्ज से नकारात्मक में ले जाया जाता है। ध्रुवीय अणुओं में तत्वों की वैद्युतीयऋणात्मकता में जितना अधिक अंतर होता है, द्विध्रुव का विद्युत क्षण उतना ही अधिक होता है।

बहुपरमाणुक अणुओं के लिए, व्यक्तिगत बंधों के द्विध्रुव आघूर्णों की अवधारणाओं और समग्र रूप से अणु के बीच अंतर करना चाहिए। चूंकि, एक अणु में कई बंधों की उपस्थिति में, उनके द्विध्रुवीय क्षण समांतर चतुर्भुज नियम के अनुसार जोड़े जाते हैं, फिर, अणु के आकार के आधार पर, बंधों की दिशा द्वारा निर्धारित, परिणामी द्विध्रुवीय क्षण द्विध्रुवीय क्षणों से भिन्न होता है व्यक्तिगत बंधों की महत्वपूर्ण ध्रुवता के बावजूद, व्यक्तिगत बंधनों की और एक विशेष मामले में (अत्यधिक सममित अणुओं के लिए) शून्य के बराबर हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक रैखिक सीओ 2 अणु गैर-ध्रुवीय (μ = 0) है, हालांकि प्रत्येक सी = ओ बंधन में एक महत्वपूर्ण द्विध्रुवीय क्षण (μ = 2.7 डी) होता है।

2.7 डी 2.7 डी

एक गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन वाले अणु कहलाते हैं गैर-ध्रुवीयया होम्योपोलर. ऐसे अणुओं में, बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन बादल दोनों परमाणुओं के नाभिक के बीच सममित रूप से वितरित किया जाता है, और नाभिक समान रूप से उस पर कार्य करते हैं। एक उदाहरण सरल पदार्थों के अणु हैं, जिनमें एक तत्व के परमाणु होते हैं: एच 2, सीएल 2, ओ 2, एन 2, एफ 2 और अन्य। ऐसे अणुओं के द्विध्रुव का विद्युत आघूर्ण शून्य के बराबर होता है।

बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में अणुओं (और व्यक्तिगत बंधन) के ध्रुवीकरण की क्षमता को कहा जाता है polarizability. यह निकट आने वाले ध्रुवीय अणु द्वारा निर्मित क्षेत्र के प्रभाव में भी हो सकता है। इसलिए, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ध्रुवीकरण का बहुत महत्व है।

किसी अणु की ध्रुवता और उसके विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण पर विचार करना हमेशा महत्वपूर्ण होता है। पदार्थों की प्रतिक्रियाशीलता बाद के साथ जुड़ी हुई है। एक नियम के रूप में, अणु के द्विध्रुवीय का विद्युत क्षण जितना बड़ा होता है, पदार्थ की प्रतिक्रियाशीलता उतनी ही अधिक होती है। पदार्थों की विलेयता का संबंध द्विध्रुव के विद्युत आघूर्ण से भी होता है। तरल पदार्थ के ध्रुवीय अणु "जैसे घुलते हैं जैसे" सिद्धांत के अनुसार उनमें घुले इलेक्ट्रोलाइट्स के विद्युत पृथक्करण का पक्ष लेते हैं।