स्नातक → सामान्य रसायन विज्ञान → रासायनिक बंध ↓
अणुसंरचना और VSEPR सिद्धांत
अणुसंरचना रसायन विज्ञान में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है जो एक अणु में परमाणुओं की त्रि-आयामी व्यवस्था का वर्णन करती है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अणु के कई भौतिक गुणों, प्रतिक्रिया रास्तों और अन्य अणुओं के साथ इसकी इंटरैक्शन को प्रभावित करती है। अणुसंरचना की भविष्यवाणी के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मॉडल वैलेंस शैल इलेक्ट्रॉन पेयर प्रतिकर्षण (VSEPR) सिद्धांत है। यह सिद्धांत रसायनज्ञों को यौगिकों के परमाणु घटकों की स्थानिक व्यवस्था को समझने में मदद करता है जो परमाणुओं के वैलेंस शेल में इलेक्ट्रॉन जोड़ों के बीच प्रतिकर्षण पर आधारित होती है।
अणुसंरचना को समझना
VSEPR सिद्धांत में गहराई से जाने से पहले, आइए समझें कि अणुसंरचना क्यों महत्वपूर्ण है। जब परमाणु एक साथ जुड़कर अणु बनाते हैं, तो उनके इलेक्ट्रॉन बादल एक-दूसरे पर ओवरलैप होते हैं, और यह निर्धारित करता है कि परमाणु स्थान में एक-दूसरे के सापेक्ष कैसे स्थित हैं। एक अणु की स्थानिक व्यवस्था, या संरचना, इसके भौतिक और रासायनिक गुणों को प्रभावित करती है, जैसे कि उबालने और पिघलने का बिंदु, ध्रुवीयता, और अन्य अणुओं के साथ की इंटरैक्शन। उदाहरण के लिए, जल (H2O) और हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) के बीच उबालने के बिंदु में अंतर उनके अणुसंरचना के कारण होता है।
VSEPR सिद्धांत: मूल बातें
VSEPR का मतलब वैलेंस शेल इलेक्ट्रॉन पेयर प्रतिकर्षण सिद्धांत है। यह बताता है कि केंद्रीय परमाणु के चारों ओर स्थित इलेक्ट्रॉन जोड़े आपस में प्रतिकर्षण को न्यूनतम करने के लिए खुद को जितना संभव हो सके उतना दूर व्यवस्थित करेंगे। सिद्धांत बंधन इलेक्ट्रॉनों को ध्यान में रखता है, जो परमाणुओं के बीच साझा किए जाते हैं, और अकेला जोड़ा, जो एकल परमाणु के लिए होते हैं। अकेला जोड़े अणु की संरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकते हैं क्योंकि वे स्थान घेरते हैं और अन्य इलेक्ट्रॉन समूहों की तुलना में बंधन जोड़ों की तुलना में अधिक मजबूती से प्रतिकर्षित करते हैं।
VSEPR सिद्धांत का अनुप्रयोग
VSEPR सिद्धांत का उपयोग करके अणु की संरचना की भविष्यवाणी करते समय, आप निम्नलिखित चरणों का पालन करते हैं:
- अणु में कुल वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या गिनें।
- इलेक्ट्रॉन जोड़ों की व्यवस्था निर्धारित करें (बंधन और अकेला जोड़ा दोनों) ताकि उनके बीच न्यूनतम प्रतिकर्षण हो।
- बॉन्डेड परमाणुओं की स्थिति के आधार पर परिणामी अणुसंरचना की पहचान करें।
आइए कुछ सामान्य अणुसंरचनाओं और संबंधित VSEPR मॉडलों का अन्वेषण करें:
रैखिक संरचना
रैखिक संरचना में, केंद्रीय परमाणु के चारों ओर दो इलेक्ट्रॉन जोड़े होते हैं जिनका कोण 180 डिग्री होता है। यह उन अणुओं के लिए सामान्य होता है जिनका सूत्र AX2 होता है, जहाँ A केंद्रीय परमाणु होता है और X परिवेशी परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है। इसका एक उदाहरण कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) है।
OCO
इस उदाहरण में, अणु रैखिक है और बॉन्ड कोण 180 डिग्री है।
त्रिगोनल प्लानर संरचना
त्रिगोनल प्लानर अणुओं में केंद्रीय परमाणु के चारों ओर तीन इलेक्ट्रॉन जोड़े होते हैं जिनका कोण 120 डिग्री होता है। इसका एक विशेष उदाहरण है बोरॉन ट्राइफ्लोराइड (BF3)।
F
,
F - B
,
F
टेट्राहेड्रल संरचना
टेट्राहेड्रल संरचना में, केंद्रीय परमाणु के चार बंधन जोड़े होते हैं। इसका उदाहरण है मीथेन (CH4)। बंधन कोण लगभग 109.5 डिग्री होते हैं।
H
,
H – C – H
,
H
यह व्यवस्था प्रतिकर्षण को न्यूनतम करती है और सममिति प्राप्त करती है।
त्रिगोनल बिपिरामिडल संरचना
यह संरचना उन अणुओं में होती है जिनमें पाँच इलेक्ट्रॉन घनत्व क्षेत्र होते हैं। फॉस्फोरस पेंटाक्लोराइड (PCl5) एक उदाहरण है। यह संरचना 120 डिग्री पर तीन भूमध्य रेखीय बंधनो और 90 डिग्री पर दो ध्रुवीय बंधनो से मिलकर बनती है।
Chlorine
,
Cl – P – Cl
,
cl cl
ऑक्टाहेड्रल संरचना
ऑक्टाहेड्रल संरचना में, केंद्रीय परमाणु के चारों ओर छह बंधन जोड़े होते हैं जिनका कोण 90 डिग्री होता है। इसका उदाहरण सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) हो सकता है।
F
,
F - S - F
,
F
FF
अकेला जोड़ा प्रभाव
अकेला जोड़े अणुसंरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। वे बंधन जोड़ों की तुलना में अधिक स्थान घेरते हैं, जो समीपवर्ती परमाणुओं के बीच बंधन कोण को घटा सकते हैं। यह अक्सर आदर्श कोणों से विचलन का कारण बनता है। आइए इसे जल अणु (H2O) के साथ दर्शाते हैं।
H
,
Hey
,
H
जल रैखिक अणु नहीं है, भले ही इसका सूत्र CO2 के समान है। इसके बजाय, व्यवस्था "मुड़ी हुई" होती है जिसका बंधन कोण लगभग 104.5 डिग्री होता है ऑक्सीजन पर दो अकेला जोड़ों के कारण।
विचलित संरचना: उदाहरण और स्पष्टीकरण
चलिए अकेला जोड़े के कारण विचलित संरचना वाले अणुओं को देखते हैं:
- एमोनिया (
NH3): इसकी संरचना त्रिगोनल पिरामिडल होती है। अकेला जोड़ा आदर्श 109.5 डिग्री से कम बंधन कोण बनाता है, जो लगभग 107 डिग्री होती है।
H
,
H–N
,
H
- सल्फर टेट्राफ्लोराइड (
SF4): अकेला जोड़ा के कारण संरचना में उतार-चढ़ाव होता है। ध्रुवीय और भूमध्य रेखीय बंधन कोण आदर्श से कम होते हैं।
F
,
F - S - F
,
F
F
इलेक्ट्रोनगेटिविटी और डिपोल मूवमेंट की भूमिका
अणुसंरचना इलेक्ट्रोनगेटिविटी वितरण और डिपोल मूवमेंट को प्रभावित करती है। CO2 जैसे अणु गैर-ध्रुवीय होते हैं क्योंकि उनकी सममित व्यवस्था व्यक्तिगत बंधन डिपोल्स को निरस्त कर देती है। हालाँकि, H2O जैसी मुड़ी हुई आकृति में एक शुद्ध डिपोल मूवमेंट होता है, जो इसे ध्रुवीय बनाता है।
निष्कर्ष
VSEPR सिद्धांत के माध्यम से अणुसंरचना को समझना रसायन विज्ञान में मौलिक है। आकृतियों की भविष्यवाणी करने से रसायनज्ञ उनकी प्रतिक्रिया, भौतिक गुणों, और अन्य रासायनिक प्रजातियों के साथ इंटरैक्शन व्यवहार की भविष्यवाणी कर सकते हैं। बंधनों और अकेला जोड़ों के साथ-साथ उनके प्रतिकर्षण को ध्यान में रखते हुए, कोई व्यक्ति अणु विश्व की एक स्पष्ट तस्वीर समझ सकता है।
टिप्पणियाँ