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अणुओं की ध्रुवीयता को समझना और यह अनुमान लगाने में सक्षम होना कि कौन से अणु ध्रुवीय हैं और कौन से नहीं, एक मौलिक कौशल है जो एक बुनियादी रसायन विज्ञान के छात्र से विकसित होने की उम्मीद की जाती है। ध्रुवीयता की भविष्यवाणी करने से हमें पिघलने और क्वथनांक जैसे भौतिक गुणों के साथ-साथ एक रसायन की दूसरे में घुलनशीलता को समझने की अनुमति मिलती है।
अणुओं की ध्रुवीयता का संबंध उनकी संरचना में विद्युत आवेशों के वितरण के तरीके से होता है। एक अणु ध्रुवीय होता है जब उसमें शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण होता है, जिसका तात्पर्य है कि अणु के एक भाग में ऋणात्मक विद्युत आवेशों का घनत्व अधिक होता है जबकि अणु के दूसरे भाग में धनात्मक आवेशों का उच्च घनत्व होता है, जिससे द्विध्रुव उत्पन्न होता है।विद्युत, जो वास्तव में अणु को ध्रुवीय बनाता है।
सीधे शब्दों में कहें, एक अणु ध्रुवीय होगा यदि उसके पास ध्रुवीय बंधन हैं (जिसमें एक द्विध्रुवीय क्षण होता है), और यदि उन बंधनों के द्विध्रुवीय क्षण एक दूसरे को रद्द नहीं करते हैं। दूसरी ओर, एक अणु गैर-ध्रुवीय या गैर-ध्रुवीय होगा यदि इसमें कोई ध्रुवीय बंधन नहीं है, या यदि ऐसा है, लेकिन इसके द्विध्रुवीय क्षण रद्द हो जाते हैं।
ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय बंधन
एक अणु के ध्रुवीय होने के लिए, इसमें ध्रुवीय बंधन होना चाहिए, जो एक प्रकार का सहसंयोजक बंधन है जो 0.4 और 1.7 के बीच वैद्युतीयऋणात्मकता अंतर वाले तत्वों के बीच बनता है।
निम्न तालिका विभिन्न प्रकार के बंधनों को दर्शाती है जो दो परमाणुओं के बीच उनकी इलेक्ट्रोनगेटिविटी के आधार पर बन सकते हैं:
| लिंक प्रकार | वैद्युतीयऋणात्मकता अंतर | उदाहरण |
| आयोनिक बंध | >1.7 | NaCl; लीफ |
| ध्रुवीय बंधन | 0.4 और 1.7 के बीच | ओह; एचएफ; राष्ट्रीय राजमार्ग |
| गैर ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन | <0.4 | सीएच ; I C |
| शुद्ध या गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन | एच एच; ऊह; सीमांत बल |
ध्रुवीय बंधों के कुछ उदाहरण
सीओ लिंक
सीएन लिंक
सी = ओ बंधन
ध्रुवीयता और आणविक ज्यामिति
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ध्रुवीय बंधन होने का मात्र तथ्य यह सुनिश्चित नहीं करता है कि एक अणु ध्रुवीय है, क्योंकि ऐसा होने के लिए, अणु के रूप में एक शुद्ध द्विध्रुवीय क्षण होना चाहिए। इस कारण से, यह निर्धारित करने के लिए अणु का विश्लेषण करते समय कि यह ध्रुवीय है या नहीं, आणविक ज्यामिति को ध्यान में रखा जाना चाहिए, जो उस तरीके से ज्यादा कुछ नहीं है जिसमें अणु बनाने वाले सभी परमाणु अंतरिक्ष में उन्मुख होते हैं।
लागू उदाहरण: पानी का अणु
पानी का अणु शायद सबसे परिचित ध्रुवीय अणु है, लेकिन यह ध्रुवीय क्यों है? सबसे पहले, पानी के अणु में दो OH सहसंयोजक बंधन होते हैं जो ध्रुवीय बंधन होते हैं (अर्थात, उनके पास एक द्विध्रुवीय क्षण होता है)।
लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड जैसे अन्य अणुओं में भी दो ध्रुवीय बंधन होते हैं, फिर भी गैर-ध्रुवीय होते हैं। यह पानी के अणु की ध्रुवता के पीछे दूसरा कारण बताता है: इसकी कोणीय ज्यामिति है।
तथ्य यह है कि पानी के अणु में दो बंधन एक रैखिक अणु के रूप में संरेखित नहीं होते हैं, लेकिन एक कोण पर, यह सुनिश्चित करता है कि उनके द्विध्रुवीय क्षण एक दूसरे को रद्द नहीं कर सकते।
निम्नलिखित आंकड़ा पानी के अणु की ज्यामिति दिखाता है और यह निर्धारित करने के लिए कि शुद्ध द्विध्रुवीय क्षण है या नहीं, द्विध्रुवीय क्षणों का वेक्टर योग कैसे किया जाता है।
द्विध्रुव आघूर्णों के योग का परिणाम एक शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण देता है जो ऑक्सीजन की ओर इशारा करते हुए अणु के केंद्र से होकर गुजरता है, जो कि सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है।
ध्रुवीय अणुओं के उदाहरण
ध्रुवीय अणुओं द्वारा गठित यौगिकों की एक विस्तृत विविधता है। यहाँ उनमें से कुछ की एक छोटी सूची है:
| अणु | FORMULA | ध्रुवीय बंधन |
| एथिल एसीटेट | सीएच 3 कूच 2 सीएच 3 | सीओ; सी = ओ |
| एसीटोन | (सीएच3 ) 2सी = ओ | सी = ओ |
| acetonitrile | सीएच 3 सीएन | सीएन |
| एसीटिक अम्ल | CH3COOH _ _ | सीओ; सी = ओ और ओएच |
| पानी | H2O _ _ | उह |
| अमोनिया | एनएच3 _ | राष्ट्रीय राजमार्ग |
| डाइमिथाइलफोर्माइड | (सीएच 3 ) 2 एनसीएचओ | सी = हे; सीएन |
| डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड | ( CH3 ) 2SO _ | वाई = ओ |
| सल्फर डाइऑक्साइड | SO2 _ | वाई = ओ |
| इथेनॉल | CH3CH2 – ओह _ _ | सीओ; उह |
| फिनोल | C6H5 – ओह _ _ | सीओ; उह |
| isopropanol | (CH3) 2CH -OH | सीओ; उह |
| मेथनॉल | सीएच3 – ओह | सीओ; उह |
| मिथाइलमाइन | CH3NH2 _ _ _ | सीएन; राष्ट्रीय राजमार्ग |
| एन-propanol | CH3CH2CH2 – ओह _ _ _ _ | सीओ; उह |
| हाइड्रोजन सल्फाइड | एच 2 एस | श्री |
नॉनपोलर या नॉनपोलर अणु के उदाहरण
जिस तरह कई ध्रुवीय अणु होते हैं, उसी तरह कई गैर-ध्रुवीय भी होते हैं। आरंभ करने के लिए, जिन अणुओं में सबसे शुद्ध (कम से कम ध्रुवीय) सहसंयोजक बंधन होते हैं, वे समनाभिकीय द्विपरमाणुक तत्व होते हैं:
| अणु | FORMULA |
| आणविक ब्रोमीन | ब्र 2 |
| आणविक क्लोरीन | सीएल 2 |
| आणविक फ्लोराइड | F2 _ |
| आणविक हाइड्रोजन | h2 _ |
| आणविक नाइट्रोजन | # 2 |
| आणविक ऑक्सीजन | या 2 |
| आणविक आयोडीन | मैं 2 |
इन प्रजातियों के अलावा, यहां अन्य अधिक जटिल अणुओं के कुछ उदाहरण दिए गए हैं जो अभी भी गैर-ध्रुवीय या गैर-ध्रुवीय हैं:
| अणु | FORMULA |
| एसिटिलीन | C2H2 _ _ _ |
| बेंजीन | C6H6 _ _ _ |
| cyclohexane | सी 6 एच 12 |
| डाइमिथाइल ईथर | ( CH3 ) 2O _ |
| कार्बन डाईऑक्साइड | CO2 _ |
| एटैन | C2H6 _ _ _ |
| एथिल ईथर | (सीएच 3 सीएच 2 ) 2 ओ |
| ईथीलीन | C2H4 _ _ _ |
| हेक्सेन | सी 6 एच 14 |
| मीथेन | सीएच 4 |
| कार्बन टेट्राक्लोराइड | सीसीआई 4 |
| टोल्यूनि | सी 6 एच 5 सीएच 3 |
| ज़ाइलीन | सी 6 एच 4 (सीएच 3 ) 2 |
अंत में, अन्य ध्रुवीय प्रजातियां महान गैसों (हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन और क्सीनन) से मेल खाती हैं, हालांकि ये मोनोएटोमिक तत्व हैं, अणु नहीं। चूंकि उनके पास बंधन नहीं है, वे ध्रुवीय नहीं हो सकते हैं, इसलिए वे पूरी तरह से गैर-ध्रुवीय हैं।
संदर्भ
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चांग, आर।, और गोल्डस्बी, केए (2012)। रसायन विज्ञान, 11वां संस्करण (11वां संस्करण)। न्यूयॉर्क सिटी, न्यूयॉर्क: मैकग्रा-हिल एजुकेशन।
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