प्रोटोनेशन क्या है?

प्रोटोनेशन एक एसिड-बेस रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें ब्रोंस्टेड-लोरी एसिड ब्रोन्स्टेड-लोरी बेस के लिए एक प्रोटॉन या एच ^{+ आयन दान करता है।} दूसरे शब्दों में, यह वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक परमाणु, आयन या अणु अपनी संरचना में मौजूद मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के माध्यम से H ⁺ आयन को पकड़ लेता है ।

प्रोटॉन एकमात्र ऐसे धनायन से मेल खाता है जो हाइड्रोजन परमाणु का निर्माण कर सकता है। चूँकि हाइड्रोजन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन से घिरे हुए केवल एक प्रोटॉन से बना होता है, जब वह उस इलेक्ट्रॉन को खो देता है, तो जो कुछ बचता है वह एक नग्न प्रोटॉन होता है, इसलिए इसका नाम।

रसायन विज्ञान में प्रोटोनेशन प्रतिक्रिया का बहुत महत्व है। एक प्रकार की एसिड-बेस प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करने के अलावा, कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं जो कई चरणों में होती हैं जिनमें इनमें से एक या अधिक चरण विभिन्न प्रजातियों के प्रोटोनेशन प्रक्रियाओं के अनुरूप होते हैं।

प्रोटोनेशन कैसे होता है?

प्रोटोनेशन की यह अवधारणा लुईस एसिड-बेस सिद्धांत के अनुकूल है, क्योंकि प्रोटॉन एक इलेक्ट्रॉन की कमी वाली प्रजाति का प्रतिनिधित्व करता है (इस प्रकार एक लुईस एसिड के रूप में कार्य करता है), जबकि प्रोटॉन की जाने वाली प्रजाति एक समृद्ध लुईस बेस है। इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी जिसे वह साझा कर सकता है।

प्रोटोनेशन प्रतिक्रिया का एक विशिष्ट उदाहरण सल्फ्यूरिक एसिड और पानी के बीच की प्रतिक्रिया है, जिसे नीचे प्रस्तुत किया गया है:

नीचे दिया गया आंकड़ा स्पष्ट रूप से दिखाता है कि यह प्रतिक्रिया कैसे होती है। इस प्रक्रिया में हाइड्रोनियम आयन बनने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड में दो हाइड्रोजन में से एक पर पानी से ऑक्सीजन का हमला शामिल है।

नीले तीर लुईस बेस (पानी) से लुईस एसिड तक इलेक्ट्रॉनों की गति दिखाते हैं। हालाँकि, प्रोटोनेशन प्रक्रिया जैसे कि, हाइड्रोजन आयन की गति विपरीत दिशा में होती है। जबकि पानी वह है जो अपने इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के साथ एसिड पर हमला करता है, आधार के रूप में कार्य करता है, हम कह सकते हैं कि सल्फ्यूरिक एसिड पानी के अणु को प्रदर्शित करता है, क्योंकि एसिड वह है जो प्रोटॉन को छोड़ देता है। इस मामले में, हाइड्रोनियम आयन को प्रोटोनेटेड प्रजाति कहा जाता है।

प्रोटोनेशन के लक्षण

प्रोटोनेशन आमतौर पर एक उत्क्रमणीय और उल्लेखनीय तेजी से प्रतिक्रिया है (यानी यह बहुत ही कम समय में संतुलन तक पहुंचता है)। इसके अलावा, ये प्रतिक्रियाएं सब्सट्रेट को इलेक्ट्रॉन की कमी वाली प्रजातियों में परिवर्तित करती हैं, जो बदले में उन्हें अच्छा इलेक्ट्रोफाइल बनाती हैं, जो विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं को करने में सक्षम होती हैं।

इस अर्थ में, कई एसिड उत्प्रेरक प्रक्रियाएं किसी एक अभिकारक के प्रोटोनेशन से शुरू होती हैं, जिसके बाद प्रोटोनेटेड प्रजातियां उत्पाद बनने के लिए अधिक आसानी से प्रतिक्रिया करती हैं। एक विशिष्ट उदाहरण अल्केन्स बनाने के लिए अल्कोहल का एसिड-उत्प्रेरित निर्जलीकरण है; इसकी प्रतिक्रिया तंत्र नीचे प्रस्तुत किया गया है:

प्रोटोनेशन बनाम हाइड्रोजनीकरण

प्रोटोनेशन को अक्सर हाइड्रोजनीकरण की अवधारणा के साथ भ्रमित किया जाता है, हालांकि, इस तथ्य के बावजूद कि दोनों ही मामलों में परमाणु, अणु या आयन हाइड्रोजन के साथ नए बंधन बनाते हैं, वे समान नहीं हैं। मुख्य अंतर विद्युत आवेश के साथ करना है।

प्रोटोनेशन के दौरान, जैसा कि आधार एक प्रोटॉन प्राप्त करता है जिसमें +1 का धनात्मक आवेश होता है, प्रतिक्रिया का अर्थ है कि आधार अपने कुल विद्युत आवेश में परिवर्तन से गुजरता है। दरअसल, इसके चार्ज में +1 की बढ़ोतरी की गई है।

दूसरी ओर, हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया में एक प्रकार की अतिरिक्त प्रतिक्रिया होती है जिसमें तटस्थ हाइड्रोजन (H2) का एक अणु _{दूसरे} अणु में जोड़ा जाता है। सामान्य तौर पर, दूसरा अणु एक असंतृप्त कार्बनिक यौगिक से मेल खाता है जो हाइड्रोजन के साथ बंधन के लिए अपने पाई बांड का उपयोग कर सकता है। हालांकि, चूंकि एक अन्य प्रजाति में एक तटस्थ अणु जोड़ा जा रहा है, तो हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया में समग्र चार्ज में बदलाव शामिल नहीं है।

मामलों को और जटिल बनाने के लिए, कुछ हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं की प्रतिक्रिया तंत्र में कम से कम एक प्रोटोनेशन चरण शामिल होता है।

प्रोटोनेशन प्रतिक्रियाओं के उदाहरण

पानी का ऑटोप्रोटोलिसिस

इस प्रतिक्रिया में, पानी अम्लीय प्रजाति और एक ही समय में प्रोटॉनित होने वाली प्रजाति दोनों है।

सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा नाइट्रिक एसिड का प्रोटोनेशन।

यद्यपि दोनों पदार्थ प्रबल अम्ल हैं, सल्फ्यूरिक अम्ल नाइट्रिक अम्ल से अधिक प्रबल है और वास्तव में इसे प्रोटोनेट करने में सक्षम है, इसे आधार के रूप में कार्य करने के लिए बाध्य करता है।

एक शराब का प्रोटोनेशन

अल्कोहल की रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ये प्रोटोनेशन प्रतिक्रियाएं अक्सर होती हैं। सामान्य तौर पर, अल्कोहल को प्रोटोनेट करने के लिए काफी मजबूत एसिड की आवश्यकता होती है, क्योंकि ये बहुत कमजोर आधार होते हैं।

हाइड्रॉक्साइड आयन का प्रोटोनेशन

हम हाइड्रॉक्साइड आयन और प्रोटॉन के बीच हाइड्रॉक्साइड आयन के प्रोटोनेशन रिएक्शन के रूप में पानी बनाने के लिए न्यूट्रलाइजेशन रिएक्शन को देख सकते हैं। आप हाइड्रॉक्साइड के मामले में -1 से पानी के मामले में तटस्थ करने के लिए विद्युत आवेश परिवर्तन देख सकते हैं।

एक कार्बोनिल यौगिक का प्रोटोनेशन:

प्रोटोनेटेड प्रजातियों को स्थिर करने वाली अनुनाद संरचनाओं के गठन के लिए कार्बोनिल यौगिकों को कुछ आसानी से प्रोटोनेट किया जा सकता है।

संदर्भ

एशेनहर्स्ट, जे। (2020, 16 अक्टूबर)। प्रोटोनेशन और डिप्रोटोनेशन रिएक्टिविटी को कैसे प्रभावित करते हैं । मास्टर कार्बनिक रसायन। https://www.masterorganicchemistry.com/2012/05/30/acid-base-reactions-whats-the-point/

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प्रोटोनेशन का क्या अर्थ है? (रा)। परिभाषाएँ। https://www.definitions.net/definition/PROTONATION