ध्रुवीयता (रसायन विज्ञान): ध्रुवीय अणु और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

रासायनिक polarity एक संपत्ति एक अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व की चिह्नित विषम वितरण की उपस्थिति से होती है। इसकी संरचना में, इसलिए, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए क्षेत्र (,-) हैं, और अन्य सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए () +) हैं, जो एक द्विध्रुवीय क्षण पैदा करते हैं।

बंधन का द्विध्रुवीय क्षण (µ) एक अणु की ध्रुवता की अभिव्यक्ति का एक रूप है। यह आमतौर पर एक वेक्टर के रूप में दर्शाया जाता है जिसका मूल आवेश (+) में होता है और इसका अंत आवेश (-) में स्थित होता है, हालांकि कुछ रसायनशास्त्री इसके विपरीत प्रतिनिधित्व करते हैं।

पानी के अणु के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक संभावित मानचित्र। स्रोत: बेन्जाह- bmm27 विकिपीडिया के माध्यम से

ऊपरी छवि पानी के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक संभावित मानचित्र दिखाती है, एच ₂ ओ। लाल रंग का क्षेत्र (ऑक्सीजन परमाणु) उच्चतम इलेक्ट्रॉन घनत्व के साथ एक से मेल खाता है, और यह भी देखा जा सकता है कि यह नीले क्षेत्रों (हाइड्रोजन परमाणुओं) पर खड़ा है)।

जैसा कि कहा जाता है कि इलेक्ट्रॉन घनत्व का वितरण विषम है, यह कहा जाता है कि एक सकारात्मक और एक नकारात्मक ध्रुव है। यही कारण है कि हम रासायनिक 'ध्रुवीयता', और द्विध्रुवीय क्षण के बारे में बात करते हैं।

द्विध्रुव आघूर्ण

द्विध्रुवीय क्षण dip को निम्नलिखित समीकरण द्वारा परिभाषित किया गया है:

δ = δ · डी

जहां, प्रत्येक ध्रुव का विद्युत आवेश है, धनात्मक (+ negative) या ऋणात्मक (-,), और d उनके बीच की दूरी है।

द्विध्रुवीय पल आमतौर पर प्रतीक डी एक कूलम्ब का प्रतिनिधित्व करती, Debye में व्यक्त किया है · मीटर के बराबर होती है 2.998 · 10 ²⁹ डी

दो अलग-अलग परमाणुओं के बीच बंधन के द्विध्रुवीय क्षण का मूल्य, बांड बनाने वाले परमाणुओं के इलेक्ट्रोनगेटिविटीज में अंतर के संबंध में है।

अणु के ध्रुवीय होने के लिए, इसकी संरचना में ध्रुवीय बंधन होना ही पर्याप्त नहीं है, बल्कि इसमें एक विषम ज्यामिति भी होनी चाहिए; इस तरह से कि यह द्विध्रुवीय क्षणों को वेक्टर रूप से एक दूसरे को रद्द करने से रोकता है।

पानी के अणु में विषमता

पानी के अणु में दो OH बंध होते हैं। अणु की ज्यामिति कोणीय है, अर्थात, "V" के आकार की है; इसलिए, बांड के द्विध्रुवीय क्षण एक-दूसरे को रद्द नहीं करते हैं, बल्कि उनके लिए ऑक्सीजन परमाणु की ओर इशारा करते हुए योग उत्पन्न होता है।

एच ₂ ओ के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक संभावित मानचित्र इसे दर्शाता है।

यदि कोणीय अणु HOH मनाया जाता है, तो निम्नलिखित प्रश्न उठ सकता है: क्या यह वास्तव में असममित है? यदि ऑक्सीजन परमाणु के माध्यम से एक काल्पनिक अक्ष खींचा जाता है, तो अणु दो बराबर हिस्सों में विभाजित होगा: HOOH।

लेकिन, ऐसा नहीं है यदि काल्पनिक अक्ष क्षैतिज है। जब यह अक्ष अब अणु को दो हिस्सों में विभाजित करता है, तो आपके पास एक तरफ ऑक्सीजन परमाणु होगा, और दूसरी तरफ दो हाइड्रोजन परमाणु।

इस कारण से, एच ₂ ओ की स्पष्ट समरूपता मौजूद नहीं है, और इसलिए इसे एक असममित अणु माना जाता है।

ध्रुवीय अणु

ध्रुवीय अणुओं को विशेषताओं की एक श्रृंखला से मिलना चाहिए, जैसे:

-आण्विक संरचना में विद्युत आवेशों का विभाजन असममित है।

-वे आमतौर पर पानी में घुलनशील होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ध्रुवीय अणु द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय बलों द्वारा बातचीत कर सकते हैं, जहाँ पानी की एक बड़ी द्विध्रुवीय गति होने की विशेषता है।

इसके अलावा, इसकी ढांकता हुआ स्थिरांक बहुत अधिक है (78.5), जो इसे विद्युत आवेशों को अलग रखने की अनुमति देता है, जिससे इसकी विलेयता बढ़ जाती है।

-सामान्य में, ध्रुवीय अणुओं में उबलते और पिघलने वाले बिंदु होते हैं।

इन बलों का गठन द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया द्वारा किया जाता है, लंदन फैलाने वाली ताकतें और हाइड्रोजन बॉन्ड का निर्माण।

-अपने विद्युत आवेश के कारण ध्रुवीय अणु बिजली का संचालन कर सकते हैं।

उदाहरण

दप

सल्फर डाइऑक्साइड (एसओ ₂)। ऑक्सीजन में 3.44 की इलेक्ट्रोनगेटिविटी है, जबकि सल्फर की इलेक्ट्रोनगेटिविटी 2.58 है। इसलिए, सल्फर की तुलना में ऑक्सीजन अधिक विद्युतीय है। दो S = O बॉन्ड हैं, O में the- चार्ज और S δ + चार्ज हैं।

क्योंकि यह शीर्ष पर एस के साथ एक कोणीय अणु है, दो द्विध्रुवीय क्षण एक ही दिशा में उन्मुख होते हैं; और इसलिए, वे एसओ ₂ अणु ध्रुवीय बनाते हैं, जोड़ते हैं ।

CHCl

क्लोरोफॉर्म (HCCl ₃)। एक सीएच बॉन्ड और तीन सी-सीएल बॉन्ड है।

C की वैद्युतीयऋणात्मकता 2.55 है, और H की वैद्युतीयऋणात्मकता 2.2 है। इस प्रकार, हाइड्रोजन की तुलना में कार्बन अधिक विद्युतीय है; और इसलिए, द्विध्रुवीय क्षण H (ole +) से C ()-): C ^δ- -H ^{δ + की} ओर उन्मुख होगा ।

C-Cl बॉन्ड के मामले में, C में 2.55 की इलेक्ट्रोनगेटिविटी है, जबकि Cl में 3.16 की इलेक्ट्रोनगेटिविटी है। द्विध्रुवीय सदिश या द्विध्रुवीय क्षण C से Cl तक तीन C Cl ⁺ -Cl ^δ- बंधों में ^{उन्मुख} होता है ।

जैसा कि हाइड्रोजन परमाणु के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन-गरीब क्षेत्र है और तीन क्लोरीन परमाणुओं से बना एक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध क्षेत्र है, सीएचसीएल ₃ को एक ध्रुवीय अणु माना जाता है।

एचएफ

हाइड्रोजन फ्लोराइड में केवल एक एचएफ बॉन्ड होता है। H की वैद्युतीयऋणात्मकता 2.22 है और F की वैद्युतीयऋणात्मकता 3.98 है। इसलिए, फ्लोरीन उच्चतम इलेक्ट्रॉन घनत्व के साथ समाप्त होता है, और दोनों परमाणुओं के बीच के बंधन को सबसे अच्छे रूप में वर्णित किया जाता है: एच ^{δ +} -F ^δ- ।

राष्ट्रीय राजमार्ग

अमोनिया (NH ₃) में तीन NH बांड हैं। N की इलेक्ट्रोनगेटिविटी 3.06 है और H की इलेक्ट्रोनगेटिविटी 2.22 है। सभी तीन बांडों में, इलेक्ट्रॉन घनत्व नाइट्रोजन की ओर उन्मुख होता है, एक मुक्त इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी की उपस्थिति से भी अधिक होता है।

NH ₃ अणु टेट्राहेड्रल है, जिसमें N परमाणु शीर्ष पर स्थित है। एनएच बांड के अनुरूप तीन द्विध्रुवीय क्षण एक ही दिशा में उन्मुख होते हैं। उन्हें में, δ- एन में स्थित है, और δ + एच में इस प्रकार, बांड हैं: एन ^δ- एच ^{δ +} ।

ये द्विध्रुवीय क्षण, अणु की विषमता और नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉनों की मुक्त जोड़ी, अमोनिया को एक अत्यधिक ध्रुवीय अणु बनाते हैं।

हेटेरोटॉम्स के साथ मैक्रोमोलेक्यूल

जब अणु बहुत बड़े होते हैं, तो उन्हें खुद को एपोलर या ध्रुवीय के रूप में वर्गीकृत करना निश्चित नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसकी संरचना के कुछ भाग एपोलर (हाइड्रोफोबिक) और ध्रुवीय (हाइड्रोफिलिक) विशेषताओं के साथ हो सकते हैं।

इस प्रकार के यौगिकों को एम्फीफाइल्स या एम्फीपैथिक्स के रूप में जाना जाता है। क्योंकि अपोलर भाग को ध्रुवीय भाग के सापेक्ष इलेक्ट्रॉन-गरीब माना जा सकता है, संरचना में एक ध्रुवीयता मौजूद होती है, और एम्फीफिलिक यौगिकों को ध्रुवीय यौगिक माना जाता है।

हेटरोआटम्स के साथ एक मैक्रोमोलेक्यूल से आमतौर पर द्विध्रुवीय क्षणों की उम्मीद की जा सकती है, और इस प्रकार रासायनिक ध्रुवीयता।

Heteroatoms उन्हें समझा जाता है जो उन लोगों से अलग हैं जो संरचना के कंकाल बनाते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन कंकाल जैविक रूप से सबसे महत्वपूर्ण है, और परमाणु जिसके साथ कार्बन एक बंधन बनाता है (हाइड्रोजन के अलावा) एक हेटेरोटॉम कहा जाता है।

संदर्भ

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