औपचारिक प्रभार: सूत्र, इसकी गणना कैसे करें और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

औपचारिक आरोप (CF) एक है कि एक अणु या आयन है, जो अपनी संरचना और रासायनिक गुणों पर आधारित व्याख्या करने के लिए अनुमति देता है के एक परमाणु को असाइन किया गया है। इस अवधारणा से अभिप्राय है कि बंधन AB में सहसंयोजी के अधिकतम चरित्र पर विचार; अर्थात्, इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी A और B के बीच समान रूप से साझा की जाती है

ऊपर समझने के लिए, नीचे दी गई छवि दो जुड़े हुए परमाणुओं को दिखाती है: एक पत्र ए के साथ नामित और दूसरा अक्षर बी के साथ। जैसा कि देखा जा सकता है, मंडलियों के अवरोधन में जोड़ी ":" के साथ एक बंधन बनता है। इस विषमकोण अणु में, यदि A और B में समान इलेक्ट्रोनगैटिविटीज हैं, तो जोड़ी ":" A और B दोनों से समान रहती है।

हालाँकि, चूंकि दो अलग-अलग परमाणुओं में समान गुण नहीं हो सकते हैं, इसलिए ":" जोड़ी उस पर आकर्षित होती है जो अधिक विद्युतीय है। इस स्थिति में, यदि A, B से अधिक विद्युतीय है, तो ":" A, B की तुलना में A के अधिक निकट है। विपरीत तब होता है जब B, A की तुलना में अधिक विद्युत-अपघट्य होता है, अब B के पास ":" से B तक आता है।

इसलिए, ए और बी दोनों को औपचारिक शुल्क आवंटित करने के लिए, पहले मामले (छवि के शीर्ष पर एक) पर विचार करना आवश्यक है। यदि विशुद्ध रूप से सहसंयोजक बंधन एबी को तोड़ना था, तो एक होमोलिटिक ब्रेक होगा, जिससे मुक्त कण ए और · बी पैदा होगा।

औपचारिक कार्गो के उपयोग के गुणात्मक लाभ

इलेक्ट्रॉनों को तय नहीं किया जाता है, जैसा कि पिछले उदाहरण में है, लेकिन यात्रा करते हैं और अणु या आयन के परमाणुओं के माध्यम से खो जाते हैं। यदि यह एक डायटोमिक अणु है, तो यह ज्ञात है कि जोड़ी ":" को दोनों परमाणुओं के बीच साझा या भटकना चाहिए; ऐसा ही एबीसी प्रकार के एक अणु में होता है, लेकिन अधिक जटिलता के साथ।

हालांकि, जब एक परमाणु का अध्ययन करते हैं और अपने बंधनों में एक सौ प्रतिशत की कोवलेंस मानते हैं, तो यह स्थापित करना आसान है कि क्या यह परिसर के भीतर इलेक्ट्रॉनों को हासिल करता है या खो देता है। इस लाभ या हानि को निर्धारित करने के लिए, आपके इलेक्ट्रॉनिक वातावरण की तुलना में आपके बेसल या मुक्त राज्य की तुलना की जानी चाहिए।

इस तरह, एक सकारात्मक चार्ज (+) को असाइन करना संभव है यदि परमाणु इलेक्ट्रॉन खो देता है, या एक नकारात्मक चार्ज (-) जब इसके विपरीत, यह एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है (संकेत एक सर्कल के अंदर लिखा जाना चाहिए)।

इस प्रकार, हालांकि इलेक्ट्रॉनों को ठीक से स्थित नहीं किया जा सकता है, संरचनाओं पर ये औपचारिक (+) और (-) शुल्क अपेक्षित रासायनिक गुणों के अधिकांश मामलों में अनुरूप होते हैं।

अर्थात् किसी परमाणु का औपचारिक आवेश उसके वातावरण के आणविक ज्यामिति और यौगिक के भीतर उसकी प्रतिक्रियात्मकता से निकटता से जुड़ा होता है।

फॉर्मूला और इसकी गणना कैसे करें

क्या औपचारिक प्रभार मनमाने ढंग से सौंपे जाते हैं? जवाब न है। इसके लिए, इलेक्ट्रॉनों के लाभ या हानि की गणना विशुद्ध रूप से सहसंयोजक बंधों की गणना करके की जानी चाहिए, और यह निम्नलिखित विकल्पों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है:

सीएफ = (परमाणु की समूह संख्या) - (बांडों की संख्या) - (अनियोजित इलेक्ट्रॉनों की संख्या)

यदि परमाणु में +1 के मान के साथ CF है, तो इसे एक सकारात्मक चार्ज (+) सौंपा गया है; जबकि यदि आपके पास -1 के मान के साथ एक CF है, तो एक नकारात्मक चार्ज (-) को सौंपा गया है।

CF की सही गणना करने के लिए, निम्नलिखित चरणों का पालन करना चाहिए:

- आवर्त सारणी में किस समूह में परमाणु पाया जाता है, इसका पता लगाएँ।

- अपने पड़ोसियों के साथ उसके द्वारा बनाए गए बॉन्ड की संख्या की गणना करें: डबल बॉन्ड (=) दो के लायक हैं और ट्रिपल बॉन्ड तीन (bonds) के लायक हैं।

- अंत में, अनसर्डेड इलेक्ट्रॉनों की संख्या को गिनें, जो लुईस संरचनाओं के साथ आसानी से देखे जा सकते हैं।

संरचना के अनुसार गणना भिन्नता

रैखिक अणु ABCD को देखते हुए, प्रत्येक परमाणु के लिए औपचारिक शुल्क भिन्न हो सकते हैं यदि संरचना, उदाहरण के लिए, अब इस प्रकार लिखा जाता है: BCAD, CABD, ACDB, आदि। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऐसे परमाणु हैं जो अधिक इलेक्ट्रॉनों को साझा करके (अधिक बांड बनाते हैं), सकारात्मक या नकारात्मक CFs प्राप्त करते हैं।

तो तीन संभावित आणविक संरचनाओं में से कौन सा यौगिक एबीसीडी से मेल खाता है? इसका उत्तर है: वह जो आमतौर पर सबसे कम CF मान है; इसी तरह, जो सबसे अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं को नकारात्मक शुल्क (-) प्रदान करता है।

यदि C और D A और B की तुलना में अधिक विद्युतीय हैं, तो अधिक इलेक्ट्रॉनों को साझा करके वे फलस्वरूप सकारात्मक औपचारिक आवेशों को प्राप्त करते हैं (एक स्वनिम नियम से देखा जाता है)।

इस प्रकार, सबसे स्थिर संरचना, और सबसे ऊर्जावान रूप से इष्ट, CABD है, क्योंकि इसमें C और B दोनों ही प्रत्येक बंधन बनाते हैं। दूसरी ओर, ABCD संरचना और जिनके पास C या B हैं, जो दो बॉन्ड बनाते हैं (–C – or –D–), अधिक अस्थिर हैं।

सभी संरचनाओं में से कौन सबसे अधिक अस्थिर है? ACDB, क्योंकि न केवल C और D दो बॉन्ड बनाते हैं, बल्कि उनके औपचारिक नकारात्मक चार्ज (-) एक-दूसरे से सटे होते हैं, जो संरचना को अस्थिर करते हैं।

औपचारिक भार गणना के उदाहरण

बीएफ

बोरान परमाणु चार फ्लोरीन परमाणुओं से घिरा हुआ है। चूँकि B समूह IIIA (13) से संबंधित है, इसलिए इसमें अनियोजित इलेक्ट्रॉनों का अभाव है और चार सहसंयोजक बांड बनाता है, इसका CF (3-4-0 = -1) है। दूसरी ओर, समूह VIIA (17) के एक तत्व F के लिए, इसका CF (7-6-1 = 0) है।

आयन या अणु के चार्ज को निर्धारित करने के लिए, परमाणुओं के व्यक्तिगत सीएफ को जोड़ने के लिए पर्याप्त है जो इसे बनाते हैं: (1 (-1) + 4 (0) = -1)।

हालांकि, बी के लिए सीएफ का कोई वास्तविक अर्थ नहीं है; अर्थात्, उच्चतम इलेक्ट्रॉन घनत्व उस पर नहीं रहता है। वास्तव में, यह इलेक्ट्रॉन घनत्व एफ के चार परमाणुओं की ओर वितरित किया जाता है, बी की तुलना में बहुत अधिक विद्युतीय तत्व।

Beh

बेरिलियम परमाणु समूह IIA (2) के अंतर्गत आता है, दो बॉन्ड बनाता है और फिर से अनसेक्ड इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है। इस प्रकार, Be और H के लिए CF हैं:

CF _Be = 2-2-0 = 0

सीएफ _एच = 1-1-0 = 0

लोड बीएच ₂ = 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (कार्बन मोनोऑक्साइड)

इसकी लुईस संरचना को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: C≡O: (हालाँकि इसमें अन्य अनुनाद संरचनाएँ हैं)। सीएफ गणना को दोहराते हुए, इस बार सी (समूह IVA के लिए) और O (समूह VIA के), हमारे पास है:

सीएफ _सी = 4-3-2 = -1

CF _O = 6-3-2 = +1

यह एक उदाहरण है जहां औपचारिक शुल्क तत्वों की प्रकृति के अनुरूप नहीं है। O, C से अधिक विद्युतीय है और इसलिए उसे धनात्मक नहीं ले जाना चाहिए।

अन्य संरचनाएं (C = O और ⁽⁺⁾ CO ^(-)), हालांकि वे आरोपों के सुसंगत असाइनमेंट का पालन करते हैं, ऑक्टेट नियम का पालन नहीं करते हैं (C में आठ से कम वैलेंस इलेक्ट्रॉन हैं)।

राष्ट्रीय राजमार्ग

जितने अधिक इलेक्ट्रॉनों के एन शेयर होते हैं, उतना ही सकारात्मक इसका CF (यहां तक ​​कि अमोनियम आयन भी होता है, क्योंकि इसमें अधिक बॉन्ड बनाने के लिए ऊर्जा की उपलब्धता नहीं होती है)।

समान रूप से अमोनियम आयन, अमोनिया और एमाइड आयन में एन के लिए गणना को लागू करना, हमारे पास तब है:

CF = 5-4-0 = +1 (NH ₄ ⁺)

CF = 5-3-2 = 0 (NH ₃)

और अंत में:

CF = 5-2-4 = -1 (NH ₂ ^-)

यही है, NH _{2 में} ^- N में चार अनियोजित इलेक्ट्रॉन हैं, और यह NH ₄ ⁺ बनने पर सभी को साझा करता है । H के लिए CF 0 के बराबर है और इसलिए आपकी गणना बच गई है।

संदर्भ

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