हाइड्रॉक्सिल (ओम): संरचना, आयन और कार्यात्मक समूह - रसायन विज्ञान - 2025

हाइड्रॉक्सिल समूह (OH) एक एक ऑक्सीजन परमाणु और एक पानी के अणु के समान है। यह एक समूह, एक आयन या एक कट्टरपंथी (OH ^·) के रूप में पाया जा सकता है । कार्बनिक रसायन विज्ञान की दुनिया में, यह कार्बन परमाणु के साथ अनिवार्य रूप से एक बंधन बनाता है, हालांकि यह सल्फर या फास्फोरस के साथ भी बंधन कर सकता है।

दूसरी ओर, अकार्बनिक रसायन विज्ञान में यह हाइड्रॉक्सिल आयन (अधिक विशेष रूप से हाइड्रॉक्साइड या हाइड्रॉक्सिल आयन) के रूप में भाग लेता है। यही है, इस और धातुओं के बीच बंधन का प्रकार सहसंयोजक नहीं है, लेकिन आयनिक या समन्वय है। इस वजह से, यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण "चरित्र" है जो कई यौगिकों के गुणों और परिवर्तनों को परिभाषित करता है।

जैसा कि ऊपर की छवि में देखा जा सकता है, ओएच समूह को आर (यदि यह अल्काइल है) अक्षर के साथ या ए.आर. (यदि यह सुगंधित है) अक्षर के साथ एक कट्टरपंथी से जुड़ा हुआ है। दोनों के बीच अंतर न करने के लिए, इसे कभी-कभी "लहर" से जोड़ा जाता है। इस प्रकार, उस "लहर" के पीछे क्या है, इसके आधार पर, हम एक कार्बनिक यौगिक या दूसरे की बात करते हैं।

ओह समूह किस अणु में योगदान देता है जिससे वह बांधता है? इसका उत्तर उनके प्रोटॉन में निहित है, जो नमक बनाने के लिए मजबूत ठिकानों द्वारा "छीन लिया जा सकता है"; वे हाइड्रोजन बांड के माध्यम से अन्य आसपास के समूहों के साथ बातचीत भी कर सकते हैं। जहां कहीं भी है, यह एक संभावित जल बनाने वाले क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है।

संरचना

हाइड्रॉक्सिल समूह की संरचना क्या है? पानी का अणु कोणीय है; अर्थात् यह एक बूमरैंग जैसा दिखता है। यदि वे इसके सिरों में से एक को "काट" देते हैं, तो एक ही है, एक प्रोटॉन को हटा दें- दो स्थितियाँ उत्पन्न हो सकती हैं: कट्टरपंथी (OH ^·) या हाइड्रॉक्सिल आयन (OH ^-) उत्पन्न होता है। हालांकि, दोनों में एक आणविक रैखिक ज्यामिति है (लेकिन इलेक्ट्रॉनिक नहीं)।

स्पष्ट रूप से यह इस तथ्य के कारण है कि सरल बांड दो परमाणुओं को संरेखित करने के लिए उन्मुख होते हैं, लेकिन ऐसा ही उनके संकर ऑर्बिटल्स (वैलेंस बांड सिद्धांत के अनुसार) के साथ नहीं होता है।

दूसरी ओर, पानी का अणु HOH होना और यह जानना कि यह कोणीय है, R या Ar के लिए H को बदलना ROH या Ar-OH की उत्पत्ति करता है। यहां, तीन परमाणुओं को शामिल करने वाला सटीक क्षेत्र कोणीय आणविक ज्यामिति का है, लेकिन दो OH परमाणुओं में से एक रैखिक है।

हाइड्रोजन बांड

ओएच समूह उन अणुओं को अनुमति देता है जिनके पास हाइड्रोजन बांड के माध्यम से एक-दूसरे के साथ बातचीत करने का अधिकार है। अपने आप से वे मजबूत नहीं होते हैं, लेकिन जैसे-जैसे यौगिक की संरचना में OH की संख्या बढ़ती है, उनके प्रभाव कई गुना बढ़ जाते हैं और यौगिक के भौतिक गुणों में परिलक्षित होते हैं।

चूंकि इन पुलों को एक दूसरे का सामना करने के लिए अपने परमाणुओं की आवश्यकता होती है, इसलिए एक ओएच समूह के ऑक्सीजन परमाणु को दूसरे समूह के हाइड्रोजन के साथ एक सीधी रेखा बनानी होगी।

यह बहुत विशिष्ट स्थानिक व्यवस्था का कारण बनता है, जैसे कि डीएनए अणु की संरचना के भीतर पाए जाने वाले (नाइट्रोजन के आधार के बीच)।

इसी तरह, एक संरचना में OH समूहों की संख्या सीधे अणु या इसके विपरीत पानी की आत्मीयता के आनुपातिक है। इसका क्या मतलब है? उदाहरण के लिए, हालांकि चीनी में एक हाइड्रोफोबिक कार्बन संरचना है, इसकी बड़ी संख्या में ओएच समूह इसे पानी में बहुत घुलनशील बनाते हैं।

हालांकि, कुछ ठोस पदार्थों में अंतः-अणुक अंतःक्रिया इतनी प्रबल होती है कि वे एक निश्चित विलायक में घुलने के बजाय एक साथ चिपकना "पसंद" करते हैं।

हाइड्रॉक्सिल आयन

यद्यपि आयन और हाइड्रॉक्सिल समूह बहुत समान हैं, उनके रासायनिक गुण बहुत भिन्न हैं। हाइड्रॉक्सिल आयन एक अत्यंत मजबूत आधार है; यही कारण है कि यह पानी बनने के लिए भी प्रोटॉन को स्वीकार करता है।

क्यों? क्योंकि यह एक अधूरा पानी का अणु है, नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, और एक प्रोटॉन के अतिरिक्त के साथ पूरा करने के लिए उत्सुक है।

इस आयन की मौलिकता को समझाने के लिए एक विशिष्ट प्रतिक्रिया निम्न है:

आर-ओएच + ओएच ^- => आरओ ^- + एच _२ ओ

यह तब होता है जब शराब में एक मूल समाधान जोड़ा जाता है। यहां एल्कोक्साइड ऑक्साइड (आरओ ^-) समाधान में एक सकारात्मक आयन के साथ तुरंत जुड़ जाता है; वह है, Na ⁺ cation (RONa)।

चूंकि ओएच समूह को प्रोटॉन की आवश्यकता नहीं है, यह एक बेहद कमजोर आधार है, लेकिन जैसा कि रासायनिक समीकरण में देखा जा सकता है, यह प्रोटॉन दान कर सकता है, हालांकि केवल बहुत मजबूत आधारों के साथ।

इसी तरह, ओह की न्युक्लेओफ़िलिक प्रकृति ^- उल्लेख किया जाना चाहिए । इसका क्या मतलब है? चूंकि यह एक बहुत छोटा नकारात्मक आयन है, यह सकारात्मक नाभिक (परमाणु नाभिक नहीं) पर हमला करने के लिए तेजी से यात्रा कर सकता है।

ये सकारात्मक नाभिक एक अणु के परमाणु होते हैं जो उनके विद्युत वातावरण के कारण इलेक्ट्रॉनिक कमी से पीड़ित होते हैं।

निर्जलीकरण प्रतिक्रिया

OH समूह केवल अत्यधिक अम्लीय मीडिया में प्रोटॉन को स्वीकार करता है, जिससे निम्न प्रतिक्रिया होती है:

आर-ओएच + एच ⁺ => आरओ ₂ एच ⁺

इस अभिव्यक्ति में H ⁺ एक अम्लीय प्रोटॉन है जो बहुत ही अम्लीय प्रजातियों (H ₂ SO ₄, HCl, HI, आदि) द्वारा दान किया जाता है । यहां एक पानी का अणु बनता है, लेकिन यह बाकी कार्बनिक (या अकार्बनिक) संरचना से जुड़ा होता है।

ऑक्सीजन परमाणु पर सकारात्मक आंशिक चार्ज आरओ ₂ एच ⁺ बंधन के कमजोर होने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप पानी निकलता है। इस कारण से इसे निर्जलीकरण प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है, क्योंकि अम्लीय मीडिया में अल्कोहल तरल पानी छोड़ते हैं।

अगला क्या हे? एलिकेंस (आर ₂ सी = सीआर ₂ या आर ₂ सी = सीएच ₂) के रूप में जाना जाता है का गठन ।

कार्यात्मक समूह

अल्कोहल

अपने आप में हाइड्रॉक्सिल समूह पहले से ही एक कार्यात्मक समूह है: शराब का। इस प्रकार के यौगिक के उदाहरण एथिल अल्कोहल (EtOH) और प्रोपेनोल (CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH) हैं।

वे आम तौर पर पानी के साथ तरल गलत होते हैं क्योंकि वे अपने अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं।

फिनोल

एक अन्य प्रकार की अल्कोहल एरोमेटिक्स (ArOH) हैं। अर एक ऐनल रेडिकल को दर्शाता है, जो अल्काइल सबिट्यूएंट के साथ या बिना बेंजीन रिंग से ज्यादा कुछ नहीं है।

इन अल्कोहल की खुशबू उन्हें एसिड प्रोटॉन हमलों के लिए प्रतिरोधी बनाती है; दूसरे शब्दों में, उन्हें निर्जलित नहीं किया जा सकता है (जब तक कि ओएच समूह सीधे अंगूठी से जुड़ा हुआ है)।

यह फिनोल का मामला है (C ₆ H ₅ OH):

फेनोलिक रिंग एक बड़ी संरचना का हिस्सा हो सकती है, जैसा कि अमीनो एसिड टायरोसिन में होता है।

कार्बोक्जिलिक एसिड

अंत में, हाइड्रॉक्सिल समूह कार्बनिक अम्ल (-COOH) में मौजूद कार्बोक्सिल समूह के एसिड चरित्र का गठन करता है। यहां, अल्कोहल या फिनोल के विपरीत, ओएच स्वयं बहुत अम्लीय है, इसका प्रोटॉन मजबूत या थोड़ा मजबूत आधारों के लिए दान किया जा रहा है।

संदर्भ

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