हाइड्रॉक्साइड्स: गुण, नामकरण और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

हाइड्रॉक्साइड एक धातु कटियन और ओह कार्यात्मक समूह (हाइड्रॉक्साइड ऋणायन, ओह के बीच बातचीत से मिलकर अकार्बनिक और त्रिगुट यौगिक होते हैं ^-)। उनमें से ज्यादातर प्रकृति में आयनिक हैं, हालांकि उनके पास सहसंयोजक बंधन भी हो सकते हैं।

उदाहरण के लिए, एक हाइड्रॉक्साइड को M ⁺ cation और OH ^- anion के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के रूप में, या M-OH बांड (लोअर इमेज) के माध्यम से सहसंयोजक बंधन के रूप में दर्शाया जा सकता है । पहले में, आयनिक बंधन होता है, जबकि दूसरे में, सहसंयोजक। यह तथ्य अनिवार्य रूप से धातु या कटेशन एम ⁺ पर निर्भर करता है, साथ ही साथ इसका चार्ज और आयनिक त्रिज्या भी।

स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

चूंकि उनमें से अधिकांश धातु से आते हैं, इसलिए उन्हें धातु हाइड्रॉक्साइड के रूप में संदर्भित करना बराबर है।

वे कैसे बनते हैं?

पानी के साथ या एक अम्लीय माध्यम में एक मजबूत आधार के साथ संबंधित ऑक्साइड पर प्रतिक्रिया करके दो मुख्य सिंथेटिक मार्ग हैं:

एमओ + एच ₂ ओ => एम (ओएच) ₂

MO + H ⁺ + OH ^- => M (OH) ₂

केवल वे धातु ऑक्साइड जो पानी में घुलनशील हैं, सीधे हाइड्रॉक्साइड (पहला रासायनिक समीकरण) बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं। अन्य अघुलनशील हैं और अम्लीय प्रजातियों को एम ⁺ जारी करने की आवश्यकता होती है, जो तब ओएच के साथ बातचीत करता है ^- मजबूत आधारों (दूसरा रासायनिक समीकरण) से।

हालांकि, ये मजबूत आधार धातु हाइड्रॉक्साइड्स NaOH, KOH और अन्य हैं जो क्षार धातुओं (LiOH, RbOH, CsOH) के समूह से हैं। ये आयनिक यौगिक पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, इसलिए, उनकी OH ^- रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने के लिए स्वतंत्र हैं।

दूसरी ओर, धातु हाइड्रॉक्साइड होते हैं जो अघुलनशील होते हैं और परिणामस्वरूप बहुत कमजोर आधार होते हैं। उनमें से कुछ भी अम्लीय हैं, जैसा कि टेल्यूरिक एसिड के साथ होता है, ते (ओएच) ₆ ।

हाइड्रॉक्साइड आसपास के विलायक के साथ एक घुलनशीलता संतुलन स्थापित करता है। यदि यह पानी है, उदाहरण के लिए, तो संतुलन इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

M (OH) ₂ <=> M ²⁺ (aq) + OH ^- (aq)

जहाँ (एसी) यह दर्शाता है कि माध्यम जलीय है। जब ठोस अघुलनशील होता है, तो भंग ओएच सांद्रता छोटा या नगण्य होता है। इस कारण से, अघुलनशील धातु हाइड्रॉक्साइड्स NaOH के रूप में बुनियादी समाधान नहीं उत्पन्न कर सकते हैं।

ऊपर से यह माना जा सकता है कि हाइड्रॉक्साइड बहुत अलग गुणों का प्रदर्शन करते हैं, रासायनिक संरचना और धातु और ओएच के बीच बातचीत से जुड़ा हुआ है। इस प्रकार, हालांकि कई ईओण हैं, विभिन्न क्रिस्टलीय संरचनाओं के साथ, अन्य में जटिल और अव्यवस्थित बहुलक संरचनाएं हैं।

हाइड्रॉक्साइड के गुण

ओह अनियन

हाइड्रॉक्सिल आयन हाइड्रोजन से बंधे एक ऑक्सीजन परमाणु है। इस प्रकार, इसे आसानी से OH ^{- के} रूप में दर्शाया जा सकता है । ऋणात्मक आवेश ऑक्सीजन पर स्थित है, जो इस आयन को एक इलेक्ट्रॉन दाता प्रजाति बनाता है: एक आधार।

यदि ओएच ^- अपने इलेक्ट्रॉनों को हाइड्रोजन को दान करता है, तो एच ₂ ओ का एक अणु बनता है। यह अपने इलेक्ट्रॉनों को सकारात्मक रूप से चार्ज प्रजातियों में भी दान कर सकता है: जैसे कि एम ⁺ धातु केंद्र । इस प्रकार, डिएक्टिव एम - ओएच बांड के माध्यम से एक समन्वय परिसर बनता है (ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी प्रदान करता है)।

हालांकि, ऐसा होने के लिए, ऑक्सीजन को धातु के साथ कुशलता से समन्वय करने में सक्षम होना चाहिए, अन्यथा, एम और ओएच के बीच बातचीत में एक मजबूत आयनिक चरित्र (एम ⁺ ओएच ^-) होगा। जैसा कि सभी हाइड्रॉक्साइड्स में हाइड्रॉक्सिल आयन समान है, उन सभी के बीच का अंतर उस पिंजरे में निहित है जो इसके साथ है।

इसके अलावा, क्योंकि यह उद्धरण किसी भी धातु से आवर्त सारणी (समूह 1, 2, 13, 14, 15, 16, या संक्रमण धातुओं) पर आ सकता है, ऐसे हाइड्रॉक्साइड के गुण बहुत भिन्न होते हैं, हालांकि वे सभी में चिंतन करते हैं कुछ पहलू आम हैं।

ईओण और बुनियादी चरित्र

हाइड्रॉक्साइड्स में, हालांकि उनके पास समन्वय बंधन हैं, उनके पास एक अव्यक्त आयनिक चरित्र है। कुछ में, जैसे कि NaOH, उनके आयन Na ⁺ cations और OH ^- anions से बने क्रिस्टलीय नेटवर्क का हिस्सा हैं: 1: 1 अनुपात में; यही है, प्रत्येक Na ⁺ आयन के लिए एक प्रतिरूप OH ^- आयन है ।

धातु पर चार्ज के आधार पर, इसके चारों ओर कम-से-कम OH ^- आयन होंगे । उदाहरण के लिए, एक धातु कटियन M के लिए ^{2 +} वहाँ दो ओह हो जाएगा ^- आयनों एम (OH): यह के साथ बातचीत के ₂, जो ओ रूप में उल्लिखित है ^- एम ^{2 +} OH ^- । वही एम ³⁺ धातुओं के साथ और दूसरों के साथ अधिक सकारात्मक चार्ज के साथ होता है (हालांकि वे शायद ही कभी 3+ से अधिक हों)।

यह आयनिक चरित्र कई भौतिक गुणों के लिए जिम्मेदार है, जैसे कि पिघलने और क्वथनांक। ये उच्च हैं, क्रिस्टल जाली के भीतर काम पर इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों को दर्शाते हैं। इसके अलावा, जब हाइड्रॉक्साइड्स घुलते हैं या पिघलते हैं तो वे अपने आयनों की गतिशीलता के कारण विद्युत प्रवाह का संचालन कर सकते हैं।

हालांकि, सभी हाइड्रॉक्साइड में एक ही क्रिस्टल लैटिस नहीं होता है। सबसे स्थिर लोगों के साथ पानी की तरह ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में भंग होने की संभावना कम होगी। एक सामान्य नियम के रूप में, अधिक एम की आयनिक त्रिज्या भिन्न ⁺ और ओह ^-, अधिक घुलनशील वे किया जाएगा।

आवधिक प्रवृत्ति

ऊपर बताया गया है कि क्यों क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड की घुलनशीलता बढ़ जाती है क्योंकि एक समूह के माध्यम से उतरता है। इस प्रकार, इन के लिए पानी में घुलनशीलता का बढ़ता क्रम निम्नानुसार है: LiOH

ओएच ^- एक छोटा सा आयन है, और जैसे ही अधिक ज्वालामुखी बन जाता है, क्रिस्टल जाली ऊर्जावान रूप से कमजोर हो जाती है।

दूसरी ओर, क्षारीय पृथ्वी धातुएं अपने उच्च धनात्मक आवेशों के कारण कम घुलनशील हाइड्रॉक्साइड बनाती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि एम ²⁺ ओएच को आकर्षित करता है ^- एम ⁺ से अधिक दृढ़ता से । इसी तरह, इसके उद्धरण छोटे होते हैं, और इसलिए ओह के संबंध में आकार में कम असमान होते हैं ^- ।

इसका परिणाम प्रयोगात्मक सबूत है कि NaOH Ca (OH) _{2 की} तुलना में बहुत अधिक बुनियादी है । एक ही तर्क अन्य हाइड्रॉक्साइड के लिए लागू किया जा सकता है, या तो संक्रमण धातुओं के लिए, या पी-ब्लॉक धातुओं (अल, पब, ते, आदि) के लिए।

इसके अलावा, छोटे और बड़े आयनिक त्रिज्या और M ⁺ के धनात्मक आवेश, हाइड्रॉक्साइड का आयनिक वर्ण कम, दूसरे शब्दों में, बहुत उच्च आवेश घनत्व वाले। इसका एक उदाहरण बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड के साथ होता है, Be (OH) ₂ । ²⁺ होना बहुत छोटा उद्धरण है और इसका विधिवत् आवेश इसे विद्युत रूप से बहुत सघन बनाता है।

Amphotericism

एम (ओएच) ₂ हाइड्रॉक्साइड एक जलीय परिसर बनाने के लिए एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, अर्थात, एम ⁺ पानी के अणुओं से घिरा होता है। हालांकि, हाइड्रॉक्साइड की एक सीमित संख्या है जो आधारों के साथ प्रतिक्रिया भी कर सकते हैं। ये वे हैं जिन्हें एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड के रूप में जाना जाता है।

एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स एसिड और बेस दोनों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। दूसरी स्थिति को निम्नलिखित रासायनिक समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

M (OH) ₂ + OH ^- => M (OH) ₃ ^-

लेकिन यह कैसे निर्धारित किया जाए कि क्या एक हाइड्रोक्साइड एम्फोटेरिक है? एक सरल प्रयोगशाला प्रयोग के माध्यम से। चूंकि कई धातु हाइड्रॉक्साइड पानी में अघुलनशील होते हैं, इसलिए भंग एम ⁺ आयनों के साथ एक समाधान के लिए एक मजबूत आधार जोड़ते हैं, उदाहरण के लिए अल ³⁺, इसी हाइड्रॉक्साइड को वेग देगा:

अल ³⁺ (aq) + 3OH ^- (aq) => अल (OH) ₃ (s)

लेकिन OH की अधिकता के साथ ^- हाइड्रॉक्साइड प्रतिक्रिया करना जारी रखता है:

Al (OH) ₃ (s) + OH ^- => Al (OH) ₄ ^- (aq)

नतीजतन, नए नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए परिसर को एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के सफेद ठोस को भंग करते हुए, आसपास के पानी के अणुओं द्वारा हल किया जाता है। जो हाइड्रॉक्साइड अतिरिक्त आधार जोड़ के साथ अपरिवर्तित रहते हैं, वे एसिड के रूप में व्यवहार नहीं करते हैं और इसलिए, एम्फ़ोटेरिक नहीं हैं।

संरचनाएं

हाइड्रॉक्साइड में कई लवण या ऑक्साइड के समान क्रिस्टलीय संरचनाएं हो सकती हैं; कुछ सरल, और अन्य बहुत जटिल हैं। इसके अलावा, जहां आयनिक चरित्र में कमी होती है, वहां ऑक्सीजन पुलों (HOM - O - MOH) से जुड़े धातु केंद्र हो सकते हैं।

समाधान में संरचनाएं भिन्न होती हैं। यद्यपि घुलनशील हाइड्रॉक्साइड्स के लिए यह उन पर विचार करने के लिए पर्याप्त है, क्योंकि आयन पानी में घुल जाते हैं, दूसरों के लिए इसे समन्वय रसायन शास्त्र में लेना आवश्यक है।

इस प्रकार, प्रत्येक एम ⁺ कटियन सीमित संख्या में प्रजातियों में समन्वय कर सकता है। Bulkier यह है, अधिक से अधिक पानी या ओह अणुओं की संख्या ^- यह करने के लिए बाध्य। इससे पानी में (या किसी अन्य विलायक में) विघटित कई धातुओं का प्रसिद्ध समन्वय ऑक्टाहेड्रोन उठता है: एम (ओएच ₂) ₆ ^{+ एन}, जहां एन धातु के सकारात्मक चार्ज के बराबर है।

Cr (OH) ₃, उदाहरण के लिए, वास्तव में एक ऑक्टाहेड्रॉन बनाता है। कैसे? यौगिक को ध्यान में रखते हुए, जिनमें से तीन पानी के अणुओं को ओह ^- आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है । यदि सभी अणुओं को OH ^- द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, तो नकारात्मक चार्ज और ऑक्टाहेड्रल संरचना ³ वाले परिसर को ^{प्राप्त किया जाएगा} । -3 चार्ज OH के छह नकारात्मक चार्ज का परिणाम है ^- ।

निर्जलीकरण प्रतिक्रिया

हाइड्रॉक्साइड्स को "हाइड्रेटेड ऑक्साइड" माना जा सकता है। हालांकि, उनमें "पानी" एम ^{+ के} सीधे संपर्क में है; जबकि MO · nH ₂ O हाइड्रेटेड ऑक्साइड में, पानी के अणु एक बाहरी समन्वय क्षेत्र का हिस्सा हैं (वे धातु के करीब नहीं हैं)।

इन पानी के अणुओं को हाइड्रॉक्साइड के नमूने को गर्म करके निकाला जा सकता है:

एम (ओएच) ₂ + क्यू (गर्मी) => एमओ + एच ₂ ओ

एमओ हाइड्रॉक्साइड के निर्जलीकरण के परिणामस्वरूप बनने वाला धातु ऑक्साइड है। इस अभिक्रिया का एक उदाहरण कपरिक हाइड्रोक्साइड, Cu (OH) _{2 है,} जिसे निर्जलित किया जाता है:

Cu (OH) ₂ (नीला) + Q => CuO (काला) + H ₂ O

शब्दावली

हाइड्रॉक्साइड्स का उल्लेख करने का उचित तरीका क्या है? IUPAC ने इस उद्देश्य के लिए तीन नामकरण प्रस्तावित किए: पारंपरिक, स्टॉक और व्यवस्थित। तीनों में से किसी का भी उपयोग करना सही है, हालांकि, कुछ हाइड्रॉक्साइड के लिए इसे एक या दूसरे तरीके से उल्लेख करना अधिक सुविधाजनक या व्यावहारिक हो सकता है।

परंपरागत

पारंपरिक नामकरण केवल धातु की उच्चतम ऊंचाई तक प्रत्यय जोड़ने के लिए है; और प्रत्यय-जो सबसे कम है। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, यदि धातु M में वैल्यू +3 और +1 हैं, तो हाइड्रॉक्साइड M (OH) ₃ को हाइड्रॉक्साइड (धातु का नाम) ico कहा जाएगा, जबकि MOH हाइड्रॉक्साइड (धातु का नाम) भालू ।

हाइड्रॉक्साइड में धातु की वैधता निर्धारित करने के लिए, कोष्ठक में ओएच संलग्न होने के बाद बस संख्या को देखें। इस प्रकार, एम (ओएच) _{5 का} मतलब है कि धातु का चार्ज या वैल्यू +5 है।

हालांकि, इस नामकरण का मुख्य दोष यह है कि यह दो से अधिक ऑक्सीकरण राज्यों (जैसे क्रोमियम और मैंगनीज) के साथ धातुओं के लिए मुश्किल हो सकता है। ऐसे मामलों के लिए, उपसर्ग हाइपर- और हाइपो- का उपयोग उच्चतम और सबसे कम वैलेंस को दर्शाने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार, यदि एम बजाय केवल +3 और +1 valences होने के, यह भी 4 और 2 है, तो उच्च और निम्न valences के साथ अपने हाइड्रॉक्साइड के नाम हैं: अति हाइड्रोक्साइड (धातु नाम) ico, और हाइपो हाइड्रोक्साइड (धातु का नाम) भालू ।

भण्डार

सभी नामकरणों में से यह सबसे सरल है। यहाँ हाइड्रॉक्साइड का नाम केवल कोष्ठक में संलग्न धातु की वैधता और रोमन अंकों में लिखा गया है। फिर से एम (ओएच) ₅ के लिए, उदाहरण के लिए, आपका स्टॉक नामकरण होगा: (धातु का नाम) (वी) हाइड्रॉक्साइड। (V) तब (+5) को दर्शाता है।

व्यवस्थित

अंत में, व्यवस्थित नामकरण को उपसर्गों को गुणा करने के लिए प्रयोग किया जाता है (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, आदि)। इन उपसर्गों का उपयोग धातु परमाणुओं और OH ^- आयनों की संख्या को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है । इस तरह, M (OH) ₅ का नाम इस प्रकार है: (धातु का नाम) पेंटाहाइड्रॉक्साइड।

उदाहरण के लिए, एचजी ₂ (ओएच) ₂ के मामले में, यह डिमर्क्यूरिक डायहाइड्रॉक्साइड होगा; हाइड्रॉक्साइड में से एक जिसकी रासायनिक संरचना पहली नज़र में जटिल है।

हाइड्रॉक्साइड्स के उदाहरण

हाइड्रॉक्साइड्स और उनके संबंधित नामकरण के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:

-नाओ (सोडियम हाइड्रॉक्साइड)

सोडियम हाइड्रॉक्साइड की उपस्थिति

-सीए (ओएच) 2 (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड)

ठोस अवस्था में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड की उपस्थिति

-Fe (OH) _{3. (} फेरिक हाइड्रॉक्साइड; लोहा (III) हाइड्रोक्साइड; या आयरन ट्राइहाइड्रोक्साइड)

-वी (ओएच) _{5 (} पेरानैनेडिक हाइड्रॉक्साइड; वैनेडियम (वी) हाइड्रॉक्साइड; या वैनेडियम पेंटाहाइड्रोक्साइड)।

-Sn (OH) _{4 (} स्टैनिक हाइड्रॉक्साइड; टिन (IV) हाइड्रॉक्साइड; या टिन टेट्राहाइड्रॉक्साइड)।

-बा (ओएच) ₂ (बेरियम हाइड्रॉक्साइड या बेरियम डाइहाइड्रॉक्साइड)।

-Mn (OH) _{6 (} मैंगनीज हाइड्रॉक्साइड, मैंगनीज (VI) हाइड्रॉक्साइड या मैंगनीज हेक्साहाइड्रॉक्साइड)।

-अगह (सिल्वर हाइड्रॉक्साइड, सिल्वर हाइड्रॉक्साइड या सिल्वर हाइड्रॉक्साइड)। ध्यान दें कि इस यौगिक के लिए स्टॉक और व्यवस्थित नामकरण के बीच कोई अंतर नहीं है।

-पीबी (ओएच) _{4 (} लीड हाइड्रॉक्साइड, लेड (IV) हाइड्रॉक्साइड या लेड टेट्राहाइड्रॉक्साइड)।

-LOP (लिथियम हाइड्रॉक्साइड)।

-Cd (OH) 2 (कैडमियम हाइड्रॉक्साइड)

-बा (ओएच) _{2 (} बेरियम हाइड्रॉक्साइड)

- क्रोमियम हाइड्रॉक्साइड

संदर्भ

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