बंध ध्रुवता और विद्युतऋणात्मकता: HSC रसायन विज्ञान मार्गदर्शिका

जानें कि विद्युतऋणात्मकता और आवर्त सारणी की प्रवृत्तियाँ बंध ध्रुवता को कैसे निर्धारित करती हैं। बंधों की तुलना करें, विद्युतऋणात्मकता अंतर की गणना करें और सामान्य HSC भ्रांतियों से बचें।

दो परमाणु इलेक्ट्रॉनों को साझा करके सहसंयोजक बंध बनाते हैं। लेकिन “साझा करना” शब्द भ्रामक हो सकता है। यदि फ्लोरीन हाइड्रोजन से बंध बनाता है, तो इलेक्ट्रॉन साझा तो होते हैं, लेकिन फ्लोरीन उन्हें अपनी ओर बहुत अधिक आकर्षित करता है। यदि दो फ्लोरीन परमाणु आपस में बंध बनाते हैं, तो दोनों में से किसी को भी कोई लाभ नहीं होता।

इसलिए उपयोगी प्रश्न यह है: केवल शामिल तत्वों को देखकर आप कैसे अनुमान लगा सकते हैं कि कोई बंध इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से, थोड़ा असमान रूप से, या अत्यधिक असमान रूप से साझा करेगा?

आगे पढ़ने से पहले, एक \(\ce{H-F}\) बंध की तुलना एक \(\ce{H-I}\) बंध से करें। आपको किसमें इलेक्ट्रॉनों का वितरण अधिक असमान होने की अपेक्षा है?

यह \(\ce{H-F}\) है। इसका कारण आवर्त सारणी में फ्लोरीन और आयोडीन की स्थिति तथा विद्युतऋणात्मकता नामक गुण से समझ आता है।

01असमान साझाकरण से शुरुआत करें

सहसंयोजक बंध की कल्पना दो लोगों द्वारा एक कंबल साझा करने के रूप में करें। यदि दोनों लगभग समान बल से खींचते हैं, तो कंबल लगभग बीच में रहता है। यदि एक व्यक्ति बहुत अधिक जोर से खींचता है, तो कंबल का अधिकांश भाग उसकी ओर चला जाता है।

कंबल बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को दर्शाता है। प्रत्येक व्यक्ति का खिंचाव उन इलेक्ट्रॉनों के प्रति किसी परमाणु के आकर्षण को दर्शाता है।

यह एक उपयोगी कल्पना है, लेकिन यह केवल एक मॉडल है। इलेक्ट्रॉन कपड़े के टुकड़ों की तरह किसी एक बिंदु पर नहीं बैठे होते। किसी बंध में नाभिकों के बीच इलेक्ट्रॉन घनत्व का वितरण होता है। “कंबल खींचना” केवल यह कल्पना करने का एक तरीका है कि एक परमाणु उस इलेक्ट्रॉन घनत्व को दूसरे की तुलना में अधिक प्रबलता से आकर्षित कर रहा है।

जब दो परमाणु बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से, या लगभग समान रूप से, आकर्षित करते हैं, तो बंध अध्रुवीय होता है या केवल बहुत कमजोर रूप से ध्रुवीय होता है।

जब एक परमाणु बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को अधिक प्रबलता से आकर्षित करता है, तो इलेक्ट्रॉन घनत्व उस परमाणु की ओर खिसक जाता है। बंध ध्रुवीय होता है।

उदाहरण के लिए, \(\ce{H-Cl}\) में क्लोरीन बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को हाइड्रोजन की तुलना में अधिक प्रबलता से आकर्षित करता है। इसलिए क्लोरीन पर थोड़ा ऋणात्मक आवेश और हाइड्रोजन पर थोड़ा धनात्मक आवेश आ जाता है:

\[ \ce{H^{\delta+}-Cl^{\delta-}} \]

प्रतीक \(\delta\), जिसे “डेल्टा” पढ़ा जाता है, आंशिक आवेश को दर्शाता है। हाइड्रोजन ने इलेक्ट्रॉन को पूरी तरह खोया नहीं है और क्लोरीन ने उसे पूरी तरह प्राप्त नहीं किया है। इलेक्ट्रॉन अब भी साझा किए जा रहे हैं।

यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि बंध ध्रुवता एक सतत परास है, न कि केवल “पूर्णतः सहसंयोजक” और “पूर्णतः आयनिक” में से कोई एक विकल्प।

02आवर्त सारणी आपको पहला अनुमान देती है

इस असमान साझाकरण को नियंत्रित करने वाला गुण विद्युतऋणात्मकता है।

विद्युतऋणात्मकता किसी परमाणु की सहसंयोजक बंध में साझा इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की क्षमता है।

उपयोगी अनुमान लगाने के लिए आपको प्रत्येक तत्व की विद्युतऋणात्मकता याद करने की आवश्यकता नहीं है। आवर्त सारणी आपको मुख्य प्रवृत्ति बताती है:

  • किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर विद्युतऋणात्मकता सामान्यतः बढ़ती है
  • किसी समूह में नीचे जाने पर विद्युतऋणात्मकता सामान्यतः घटती है
  • आवर्त सारणी के ऊपर-दाएँ भाग के पास स्थित फ्लोरीन की विद्युतऋणात्मकता सबसे अधिक होती है
  • बाईं ओर की धातुओं की विद्युतऋणात्मकता सामान्यतः कम होती है, जबकि ऊपर-दाईं ओर के अधातुओं की विद्युतऋणात्मकता सामान्यतः अधिक होती है
आवर्त सारणी का आरेख, जिसमें तीर दिखाते हैं कि विद्युतऋणात्मकता सामान्यतः आवर्तों में बाएँ से दाएँ और समूहों में ऊपर की ओर बढ़ती है; फ्लोरीन को सर्वाधिक विद्युतऋणात्मक तत्व के रूप में दर्शाया गया है, जिसकी पॉलिंग विद्युतऋणात्मकता 3.98 है।
विद्युतऋणात्मकता सामान्यतः आवर्त सारणी के ऊपर-दाएँ भाग की ओर बढ़ती है, और फ्लोरीन सर्वाधिक विद्युतऋणात्मक तत्व है।

ऐसा क्यों होता है?

किसी आवर्त में आगे बढ़ने पर नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या बढ़ती है, जबकि जोड़े गए इलेक्ट्रॉन उसी मुख्य इलेक्ट्रॉन कोश में प्रवेश करते हैं। इसलिए नाभिक बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को अधिक प्रबलता से आकर्षित करने की प्रवृत्ति रखता है।

किसी समूह में नीचे जाने पर परमाणुओं में अतिरिक्त भरे हुए इलेक्ट्रॉन कोश जुड़ते जाते हैं। बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक दूर होते हैं और भीतरी इलेक्ट्रॉनों से अधिक परिरक्षण का अनुभव करते हैं, इसलिए परमाणु सामान्यतः साझा इलेक्ट्रॉनों को कम प्रबलता से आकर्षित करता है।

इससे हमें एक उपयोगी अनुमान नियम मिलता है:

दो बंधित परमाणुओं की विद्युतऋणात्मकताओं के बीच अंतर जितना अधिक होगा, बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों का साझाकरण उतना ही अधिक असमान होने की प्रवृत्ति होगी।

अब \(\ce{H-F}\) और \(\ce{H-I}\) पर लौटें। समूह 17 में फ्लोरीन, आयोडीन से बहुत ऊपर स्थित है, इसलिए फ्लोरीन अधिक विद्युतऋणात्मक है। इससे \(\ce{H-F}\) में विद्युतऋणात्मकता का अंतर अधिक होता है और \(\ce{H-F}\) बंध अधिक ध्रुवीय होता है।

03अंतर को मापना

विद्युतऋणात्मकता को सामान्यतः प्रतीक \(\chi\), यूनानी अक्षर काई, से दर्शाया जाता है।

परमाणु A और B के लिए विद्युतऋणात्मकता का अंतर है

\[ \Delta \chi = |\chi_{\mathrm{A}}-\chi_{\mathrm{B}}| \]

जहाँ:

  • \(\Delta \chi\) विद्युतऋणात्मकता का अंतर है
  • \(\chi_{\mathrm{A}}\) परमाणु A की विद्युतऋणात्मकता है
  • \(\chi_{\mathrm{B}}\) परमाणु B की विद्युतऋणात्मकता है

ऊर्ध्वाधर रेखाओं का अर्थ है निरपेक्ष मान लेना, इसलिए आप किसी भी तत्व को पहले लिखें, \(\Delta \chi\) धनात्मक ही होगा।

मान लें कि परमाणु A की विद्युतऋणात्मकता \(3.0\) है, जबकि परमाणु B की विद्युतऋणात्मकता \(2.0\) है।

तब

\[ \Delta \chi = |3.0-2.0|=1.0 \]

परमाणु A बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को अधिक प्रबलता से आकर्षित करता है, इसलिए A आंशिक रूप से ऋणात्मक और B आंशिक रूप से धनात्मक हो जाता है।

एक सतत परास, तीन अलग-अलग खाँचे नहीं

कभी-कभी आप बंधों को अध्रुवीय सहसंयोजक, ध्रुवीय सहसंयोजक और आयनिक जैसी श्रेणियों में विभाजित देखेंगे। ये श्रेणियाँ उपयोगी हैं, लेकिन इनके बीच की सीमाएँ प्रकृति के नियम नहीं हैं।

एक बेहतर मानसिक मॉडल एक सतत परास है:

विद्युतऋणात्मकता का अंतरइलेक्ट्रॉन वितरणउपयोगी वर्णन
बहुत छोटालगभग समानअध्रुवीय या बहुत कमजोर रूप से ध्रुवीय सहसंयोजक
मध्यमस्पष्ट रूप से असमानध्रुवीय सहसंयोजक
बहुत बड़ाप्रबल आवेश पृथक्करणबढ़ता हुआ आयनिक चरित्र

जैसे-जैसे \(\Delta \chi\) बढ़ता है, बंध में सामान्यतः आवेश पृथक्करण भी बढ़ता है।

कुछ पाठ्यपुस्तकें इन श्रेणियों के लिए सटीक संख्यात्मक सीमाएँ देती हैं। इन संख्याओं को सार्वभौमिक नियम नहीं, बल्कि दिशानिर्देश मानें। \(1.69\) का मान \(1.71\) के मान से मौलिक रूप से अलग प्रकार का बंध नहीं बनाता।

रसायन धीरे-धीरे बदलता है।

हल किया हुआ उदाहरण: किस हाइड्रोजन हैलाइड का बंध अधिक ध्रुवीय है?

पॉलिंग विद्युतऋणात्मकताओं \(H=2.20\), \(Cl=3.16\), और \(Br=2.96\) का उपयोग करके \(\ce{H-Cl}\) और \(\ce{H-Br}\) बंधों की ध्रुवता की तुलना करें।

चरण 1

\[ \Delta \chi_{\ce{H-Cl}} =|3.16-2.20| =0.96 \]

चरण 2

\[ \Delta \chi_{\ce{H-Br}} =|2.96-2.20| =0.76 \]

चरण 3

चूँकि \(0.96>0.76\), \(\ce{H-Cl}\) बंध में विद्युतऋणात्मकता का अंतर अधिक है।

इसलिए, \(\ce{H-Cl}\), \(\ce{H-Br}\) से अधिक ध्रुवीय है।

दोनों बंधों में हैलोजन पर आंशिक ऋणात्मक आवेश होता है क्योंकि क्लोरीन और ब्रोमीन दोनों हाइड्रोजन से अधिक विद्युतऋणात्मक हैं:

\[ \ce{H^{\delta+}-Cl^{\delta-}} \]

\[ \ce{H^{\delta+}-Br^{\delta-}} \]

यह आवर्त सारणी की प्रवृत्ति से मेल खाता है। समूह 17 में क्लोरीन ब्रोमीन के ऊपर स्थित है, इसलिए क्लोरीन बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को अधिक प्रबलता से आकर्षित करता है।

04बंध के दोनों सिरों की स्थिति महत्वपूर्ण है

केवल इस बात पर ध्यान देना आकर्षक लग सकता है कि कौन-सा तत्व अधिक विद्युतऋणात्मक है। लेकिन बंध ध्रुवता के लिए आपको दोनों तत्वों के बीच अंतर देखना होता है।

इन तीन बंधों पर विचार करें:

  • \(\ce{C-F}\)
  • \(\ce{Si-F}\)
  • \(\ce{Si-Cl}\)

आप तुरंत देख सकते हैं कि फ्लोरीन अत्यधिक विद्युतऋणात्मक है। यह सही है। लेकिन सिलिकॉन भी कार्बन से कम विद्युतऋणात्मक है, इसलिए बंध के दूसरे सिरे पर स्थित परमाणु को बदलना भी महत्वपूर्ण है।

हल किया हुआ उदाहरण: तीन बंधों को न्यूनतम से अधिकतम ध्रुवीयता के क्रम में रखें

पॉलिंग विद्युतऋणात्मकताओं \(C=2.55\), \(Si=1.90\), \(F=3.98\), और \(Cl=3.16\) का उपयोग करके \(\ce{C-F}\), \(\ce{Si-F}\), और \(\ce{Si-Cl}\) को सबसे कम ध्रुवीय से सबसे अधिक ध्रुवीय के क्रम में रखें।

चरण 1

\[ \Delta \chi_{\ce{C-F}} =|3.98-2.55| =1.43 \]

चरण 2

\[ \Delta \chi_{\ce{Si-F}} =|3.98-1.90| =2.08 \]

चरण 3

\[ \Delta \chi_{\ce{Si-Cl}} =|3.16-1.90| =1.26 \]

चरण 4

\[ 1.26<1.43<2.08 \]

इसलिए, सबसे कम ध्रुवीय से सबसे अधिक ध्रुवीय का क्रम है

\[ \ce{Si-Cl < C-F < Si-F} \]

\(\ce{Si-F}\) बंध सबसे अधिक ध्रुवीय है क्योंकि यह अपेक्षाकृत कम विद्युतऋणात्मकता वाले परमाणु, सिलिकॉन, को सबसे अधिक विद्युतऋणात्मक तत्व, फ्लोरीन, से जोड़ता है।

यहाँ एक थोड़ी असुविधाजनक बात ध्यान देने योग्य है। \(2.08\) का अंतर इतना बड़ा है कि कोई सरल संख्यात्मक सीमा आपको \(\ce{Si-F}\) बंध को “आयनिक” कहने के लिए प्रेरित कर सकती है। लेकिन सिलिकॉन-फ्लोरीन सहसंयोजक बंध वाले यौगिक मौजूद हैं।

इसीलिए विद्युतऋणात्मकता के अंतर का उपयोग प्रत्येक बंध को किसी कठोर श्रेणी में डालने वाली मशीन की तरह करने के बजाय ध्रुवता और आयनिक चरित्र की मात्रा की तुलना करने के लिए करना बेहतर है।

05संख्याएँ दिए बिना ध्रुवता का अनुमान लगाना

कई प्रश्नों में आप विद्युतऋणात्मकता के मान देखने से पहले ही आवर्त सारणी में स्थितियों से तर्क कर सकते हैं।

मान लें कि आपको \(\ce{C-Cl}\) और \(\ce{Si-Cl}\) की तुलना करनी है।

कार्बन और सिलिकॉन एक ही समूह में हैं, और कार्बन सिलिकॉन के ऊपर है। समूह में नीचे जाने पर विद्युतऋणात्मकता घटती है, इसलिए कार्बन सिलिकॉन से अधिक विद्युतऋणात्मक है।

इसका अर्थ है कि विद्युतऋणात्मकता के मामले में कार्बन, क्लोरीन के अधिक निकट है, जबकि सिलिकॉन उससे अधिक दूर है।

इसलिए आप अनुमान लगाएंगे:

\[ \Delta \chi_{\ce{Si-Cl}}>\Delta \chi_{\ce{C-Cl}} \]

और इसलिए \(\ce{Si-Cl}\) अधिक ध्रुवीय होना चाहिए।

इससे आपको एक व्यावहारिक प्रक्रिया मिलती है।

  1. दोनों तत्वों को आवर्त सारणी में खोजें।
  2. तय करें कि कौन-सा परमाणु अधिक विद्युतऋणात्मक होना चाहिए।
  3. विचार करें कि उनकी विद्युतऋणात्मकताओं में अंतर लगभग कितना होने की संभावना है।
  4. यदि संख्यात्मक मान दिए गए हैं, तो \(\Delta \chi\) की गणना करें।
  5. अधिक विद्युतऋणात्मक परमाणु पर \(\delta-\) होता है, जबकि कम विद्युतऋणात्मक परमाणु पर \(\delta+\) होता है।

महत्वपूर्ण भाग चरण 3 है। केवल यह कहना कि “फ्लोरीन विद्युतऋणात्मक है” पर्याप्त नहीं है। ध्रुवता अंतर पर निर्भर करती है, न कि केवल एक परमाणु के मान पर।

06आकर्षक गलत धारणा: अलग-अलग तत्वों को ध्रुवीय बंध ही बनाना चाहिए

यह एक ऐसा अनुमान है जिसे जाँचना उपयोगी है। यदि दो अलग-अलग तत्व सहसंयोजक बंध बनाते हैं, तो क्या उनमें से एक इलेक्ट्रॉनों को निश्चित रूप से उल्लेखनीय रूप से अधिक प्रबलता से आकर्षित करेगा?

नहीं।

फॉस्फोरस और हाइड्रोजन को लें। उनकी पॉलिंग विद्युतऋणात्मकताएँ लगभग हैं

\[ \chi_{\ce{P}}=2.19 \]

और

\[ \chi_{\ce{H}}=2.20 \]

इसलिए

\[ \Delta \chi=|2.20-2.19|=0.01 \]

यह अंतर बहुत छोटा है।

इस माप के अनुसार \(\ce{P-H}\) बंध मूलतः अध्रुवीय है, भले ही फॉस्फोरस और हाइड्रोजन अलग-अलग तत्व हैं।

इसकी तुलना समान परमाणुओं के बीच बने बंध, जैसे \(\ce{Cl-Cl}\), से करें। इसका विद्युतऋणात्मकता अंतर ठीक शून्य है क्योंकि दोनों परमाणुओं की विद्युतऋणात्मकता समान है।

इसलिए दो उपयोगी विचारों को अलग रखना चाहिए:

  • समान परमाणुओं के बीच बने बंध अध्रुवीय होते हैं क्योंकि \(\Delta\chi=0\)
  • अलग-अलग परमाणुओं के बीच बने बंध भी लगभग अध्रुवीय हो सकते हैं यदि उनकी विद्युतऋणात्मकताएँ बहुत समान हों

तत्व का नाम ध्रुवता तय नहीं करता। बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों के प्रति उनके आकर्षण का अंतर इसे तय करता है।

07एक और गलत धारणा: ध्रुवीय बंध पूरे अणु को ध्रुवीय बना देता है

बंध ध्रुवता और आणविक ध्रुवता एक-दूसरे से संबंधित हैं, लेकिन वे एक ही प्रश्न नहीं हैं।

बंध का प्रश्न है: “क्या इन दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन घनत्व असमान रूप से वितरित है?”

अणु का प्रश्न है: “जब इसके सभी बंधों की ध्रुवताओं को त्रिविमीय रूप में मिलाया जाता है, तो क्या कुल मिलाकर आवेश का असमान वितरण रहता है?”

उदाहरण के लिए, \(\ce{CO2}\) में प्रत्येक \(\ce{C=O}\) बंध ध्रुवीय है। ऑक्सीजन कार्बन से अधिक विद्युतऋणात्मक है।

लेकिन \(\ce{CO2}\) रैखिक है, जिसमें दो समान बंध ध्रुवताएँ विपरीत दिशाओं में होती हैं। उनके प्रभाव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं, इसलिए अणु का कोई समग्र स्थायी द्विध्रुव नहीं होता।

इसके विपरीत, जल में ध्रुवीय \(\ce{O-H}\) बंध होते हैं, और उसका वक्र आकार यह सुनिश्चित करता है कि ये बंध ध्रुवताएँ एक-दूसरे को निरस्त न करें।

इसलिए बंध ध्रुवता, आणविक ध्रुवता का एक घटक है। आणविक आकार बताता है कि ये घटक आपस में कैसे मिलते हैं।

जब आप अंतराअणुक बलों तथा विलेयता और क्वथनांक जैसे गुणों का अध्ययन करते हैं, तब यह महत्वपूर्ण हो जाता है।

08प्रश्न और समाधान

प्रश्न 1

नाइट्रोजन, फॉस्फोरस और हाइड्रोजन की पॉलिंग विद्युतऋणात्मकताएँ क्रमशः \(3.04\), \(2.19\), और \(2.20\) हैं।

एक \(\ce{N-H}\) बंध की ध्रुवता की तुलना एक \(\ce{P-H}\) बंध से करें। यदि कोई सार्थक आंशिक आवेश मौजूद है, तो प्रत्येक बंध में आंशिक रूप से ऋणात्मक परमाणु की पहचान करें।

समाधान 1

\(\ce{N-H}\) बंध, \(\ce{P-H}\) बंध की तुलना में बहुत अधिक ध्रुवीय है। \(\ce{N-H}\) में नाइट्रोजन आंशिक रूप से ऋणात्मक है, जबकि \(\ce{P-H}\) बंध मूलतः अध्रुवीय है।

\(\ce{N-H}\) के लिए,

\[ \Delta\chi =|3.04-2.20| =0.84 \]

नाइट्रोजन अधिक विद्युतऋणात्मक है, इसलिए इलेक्ट्रॉन घनत्व नाइट्रोजन की ओर खिसकता है:

\[ \ce{N^{\delta-}-H^{\delta+}} \]

\(\ce{P-H}\) के लिए,

\[ \Delta\chi =|2.19-2.20| =0.01 \]

अंतर अत्यंत छोटा है, इसलिए असमान साझाकरण लगभग नहीं होता।

यहाँ जाल यह मान लेना है कि दो अलग-अलग तत्व स्वतः ही एक प्रबल ध्रुवीय बंध बनाएँगे। महत्वपूर्ण उनकी विद्युतऋणात्मकताओं का अंतर है।

प्रश्न 2

ऑक्सीजन और सल्फर समूह 16 में हैं। कार्बन इन दोनों तत्वों के साथ बंध बनाता है।

विद्युतऋणात्मकताओं \(C=2.55\), \(O=3.44\), और \(S=2.58\) का उपयोग करते हुए:

  1. \(\ce{C-O}\) और \(\ce{C-S}\) के लिए विद्युतऋणात्मकता का अंतर निकालें
  2. पहचानें कि कौन-सा बंध अधिक ध्रुवीय है
  3. समझाएँ कि परिणाम आवर्त सारणी की प्रवृत्ति से कैसे मेल खाता है

समाधान 2

\(\ce{C-O}\) बंध काफी अधिक ध्रुवीय है, जबकि \(\ce{C-S}\) बंध लगभग अध्रुवीय है।

\(\ce{C-O}\) के लिए,

\[ \Delta\chi_{\ce{C-O}} =|3.44-2.55| =0.89 \]

\(\ce{C-S}\) के लिए,

\[ \Delta\chi_{\ce{C-S}} =|2.58-2.55| =0.03 \]

इसलिए,

\[ \Delta\chi_{\ce{C-O}}>\Delta\chi_{\ce{C-S}} \]

अतः \(\ce{C-O}\) अधिक ध्रुवीय है।

\(\ce{C-O}\) बंध में ऑक्सीजन आंशिक रूप से ऋणात्मक है क्योंकि यह अधिक विद्युतऋणात्मक है:

\[ \ce{C^{\delta+}-O^{\delta-}} \]

कार्बन और सल्फर की विद्युतऋणात्मकताएँ लगभग समान हैं, इसलिए \(\ce{C-S}\) बंध में बहुत कम आवेश पृथक्करण होता है।

आवर्त प्रवृत्ति बताती है कि ऐसा क्यों है। समूह 16 में ऑक्सीजन सल्फर के ऊपर स्थित है, और किसी समूह में नीचे जाने पर विद्युतऋणात्मकता सामान्यतः घटती है। इसलिए ऑक्सीजन बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को सल्फर की तुलना में बहुत अधिक प्रबलता से आकर्षित करता है।

प्रश्न 3

क्लोरीन और आवर्त 3 के तीन तत्वों-सोडियम, मैग्नीशियम और एल्युमिनियम-के बीच बंधों पर विचार करें।

उनकी पॉलिंग विद्युतऋणात्मकताएँ \(Na=0.93\), \(Mg=1.31\), \(Al=1.61\), और \(Cl=3.16\) हैं।

\(\ce{Na-Cl}\), \(\ce{Mg-Cl}\), और \(\ce{Al-Cl}\) अंतःक्रियाओं को घटते हुए विद्युतऋणात्मकता अंतर के क्रम में रखें। समझाएँ कि इससे उनके सापेक्ष आयनिक चरित्र के बारे में क्या संकेत मिलता है।

समाधान 3

घटते हुए विद्युतऋणात्मकता अंतर का क्रम \(\ce{Na-Cl > Mg-Cl > Al-Cl}\) है, इसलिए सरल विद्युतऋणात्मकता मॉडल इस क्रम में घटते हुए आयनिक चरित्र का अनुमान लगाता है।

\(\ce{Na-Cl}\) के लिए,

\[ \Delta\chi =|3.16-0.93| =2.23 \]

\(\ce{Mg-Cl}\) के लिए,

\[ \Delta\chi =|3.16-1.31| =1.85 \]

\(\ce{Al-Cl}\) के लिए,

\[ \Delta\chi =|3.16-1.61| =1.55 \]

इसलिए,

\[ \ce{Na-Cl > Mg-Cl > Al-Cl} \]

विद्युतऋणात्मकता अंतर के अनुसार।

यह प्रवृत्ति आवर्त सारणी का अनुसरण करती है। आवर्त 3 में सोडियम से मैग्नीशियम और फिर एल्युमिनियम की ओर बढ़ने पर विद्युतऋणात्मकता बढ़ती है। क्लोरीन की विद्युतऋणात्मकता स्थिर रहती है, इसलिए क्लोरीन और दूसरे तत्व के बीच का अंतर क्रमशः कम होता जाता है।

विद्युतऋणात्मकता का अधिक अंतर सामान्यतः अधिक आवेश पृथक्करण और अधिक आयनिक चरित्र से संबंधित होता है।

यहाँ जाल केवल संख्यात्मक सीमा के आधार पर “आयनिक” और “सहसंयोजक” को पूरी तरह अलग-अलग खाँचों के रूप में मानना है। वास्तविक बंधन और यौगिक की संरचना केवल \(\Delta\chi\) से अधिक कारकों पर निर्भर करती है, लेकिन विद्युतऋणात्मकता का अंतर प्रवृत्ति का अनुमान लगाने के लिए उपयोगी है।

प्रश्न 4

एक विद्यार्थी निम्न तर्क देता है:

फ्लोरीन सबसे अधिक विद्युतऋणात्मक तत्व है, इसलिए फ्लोरीन वाला प्रत्येक बंध क्लोरीन वाले प्रत्येक बंध से अधिक ध्रुवीय होना चाहिए।

\(\ce{F-F}\) और \(\ce{Na-Cl}\) का उपयोग करके इस दावे की जाँच करें। \(F=3.98\), \(Na=0.93\), और \(Cl=3.16\) का उपयोग करें।

समाधान 4

यह दावा गलत है। बंध ध्रुवता दो बंधित परमाणुओं के बीच अंतर पर निर्भर करती है, न कि केवल इस बात पर कि किसी एक परमाणु की विद्युतऋणात्मकता अपने आप में अधिक है।

\(\ce{F-F}\) के लिए, दोनों परमाणुओं की विद्युतऋणात्मकता समान है:

\[ \Delta\chi_{\ce{F-F}} =|3.98-3.98| =0 \]

बंध अध्रुवीय है।

\(\ce{Na-Cl}\) के लिए,

\[ \Delta\chi_{\ce{Na-Cl}} =|3.16-0.93| =2.23 \]

इस अंतःक्रिया में विद्युतऋणात्मकता का अंतर बहुत बड़ा है और पर्याप्त आवेश पृथक्करण होता है।

इसलिए, स्वयं फ्लोरीन के क्लोरीन से अधिक विद्युतऋणात्मक होने के बावजूद, \(\ce{Na-Cl}\) में \(\ce{F-F}\) की तुलना में कहीं अधिक ध्रुवता या आयनिक चरित्र है।

विद्यार्थी की गलती केवल बंध के एक सिरे पर विचार करना है। विद्युतऋणात्मकता बताती है कि कोई परमाणु बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को कितनी प्रबलता से आकर्षित करता है। बंध ध्रुवता दोनों परमाणुओं के प्रतिस्पर्धी आकर्षणों की तुलना करती है।

प्रश्न 5

एक विद्यार्थी को दो अज्ञात सहसंयोजक बंध, X-Y और M-N, दिए जाते हैं। दोनों युग्मों का गणना किया गया विद्युतऋणात्मकता अंतर समान है।

विद्यार्थी निष्कर्ष निकालता है:

दोनों बंधों में इलेक्ट्रॉन घनत्व का वितरण बिल्कुल समान और बंध द्विध्रुव भी बिल्कुल समान होना चाहिए।

क्या यह निष्कर्ष उचित है? समझाएँ कि विद्युतऋणात्मकता का अंतर आपको क्या बता सकता है और क्या नहीं।

समाधान 5

नहीं। समान विद्युतऋणात्मकता अंतर असमान साझाकरण की समान प्रवृत्ति का संकेत देता है, लेकिन यह समान इलेक्ट्रॉन वितरण या समान बंध द्विध्रुव की गारंटी नहीं देता।

विद्युतऋणात्मकता एक ऐसा मॉडल है जिसका उपयोग यह तुलना करने के लिए किया जाता है कि परमाणु बंध बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को कितनी प्रबलता से आकर्षित करते हैं। यदि दो बंधों का \(\Delta\chi\) समान है, तो मॉडल हमें लगभग समान मात्रा की ध्रुवता की अपेक्षा करने का कारण देता है।

हालाँकि, \(\Delta\chi\) आंशिक आवेश का प्रत्यक्ष मापन नहीं है। वास्तविक इलेक्ट्रॉन वितरण शामिल परमाणुओं और उनके बंधन परिवेश पर निर्भर करता है।

बंध द्विध्रुव, पृथक हुए आवेश की मात्रा और उस दूरी-जिस पर वह आवेश पृथक है-दोनों पर निर्भर करता है। केवल इसलिए कि दो अलग-अलग बंधों के सारणीबद्ध विद्युतऋणात्मकता अंतर समान हैं, यह आवश्यक नहीं कि उनकी बंध लंबाइयाँ या आंशिक आवेश भी समान हों।

इसलिए उचित निष्कर्ष सीमित है:

समान \(\Delta\chi\) मान समान ध्रुवता का संकेत देते हैं, लेकिन यह सिद्ध नहीं करते कि दो अलग-अलग बंध भौतिक रूप से बिल्कुल समान हैं।

यहाँ जाल एक उपयोगी पूर्वानुमान मॉडल को एक सटीक नियम में बदल देना है।

09बंध ध्रुवता आगे क्या समझने में मदद करती है

बंध ध्रुवता तर्क की एक बड़ी श्रृंखला का पहला हिस्सा प्रदान करती है।

जब आपको पता हो कि कौन-से बंध ध्रुवीय हैं, तो आप उनकी दिशाओं को आणविक आकार के साथ मिलाकर यह तय कर सकते हैं कि बंध ध्रुवताएँ एक-दूसरे को बढ़ाती हैं या निरस्त करती हैं। इससे आपको आणविक ध्रुवता मिलती है।

इसके बाद आप अंतराअणुक बलों, विलेयता, क्वथनांक, और जल तथा अन्य विलायकों के आसपास पदार्थों के व्यवहार के बारे में बेहतर अनुमान लगा सकते हैं।

उपयोगी क्रम है:

\[ \text{आवर्त सारणी में स्थिति} \rightarrow \text{विद्युतऋणात्मकता} \rightarrow \Delta\chi \rightarrow \text{बंध ध्रुवता} \rightarrow \text{आणविक ध्रुवता} \rightarrow \text{अंतराअणुक व्यवहार} \]

इसलिए जब आप दो बंधित तत्व देखें, तो यह पूछकर शुरुआत न करें, “क्या यह बंध आयनिक है या सहसंयोजक?”

अधिक उपयोगी प्रश्न से शुरुआत करें: कौन-सा परमाणु साझा इलेक्ट्रॉनों को अधिक प्रबलता से आकर्षित करता है, और कितना अधिक?