संरचनात्मक और आणविक सूत्र: एसिटिलीन

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

एसिटिलीन की संरचनात्मक विशेषताएं इसके गुणों, उत्पादन और उपयोग को प्रभावित करती हैं। किसी पदार्थ के संघटन का प्रतीक - ₂Н₂ - इसका सरलतम और स्थूल सूत्र है। एसिटिलीन दो कार्बन परमाणुओं से बनता है, जिसके बीच एक ट्रिपल बॉन्ड होता है। इसकी उपस्थिति एथिन अणु के विभिन्न प्रकार के सूत्रों और मॉडलों से परिलक्षित होती है, जिससे किसी पदार्थ के गुणों पर संरचना के प्रभाव की समस्या को समझना संभव हो जाता है।

अल्काइन्स। सामान्य सूत्र। एसिटिलीन

एल्काइन हाइड्रोकार्बन, या एसिटिलेनिक हाइड्रोकार्बन, चक्रीय, असंतृप्त हैं। कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला बंद नहीं होती है, इसमें एकल और एकाधिक बंधन होते हैं। एल्काइन्स का संघटन सारांश सूत्र C H_{2n – 2} में परिलक्षित होता है। इस वर्ग के पदार्थों के अणु में एक या एक से अधिक त्रिक बंध होते हैं। एसिटिलीन यौगिक असंतृप्त होते हैं। इसका अर्थ है कि हाइड्रोजन की कीमत पर कार्बन की केवल एक संयोजकता प्राप्त होती है। शेष तीन बांड अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ बातचीत करते समय उपयोग किए जाते हैं।

एल्काइन्स का पहला - और सबसे प्रसिद्ध प्रतिनिधि - एसिटिलीन, या एथीन। पदार्थ का तुच्छ नाम लैटिन शब्द "एसिटम" से आया है - "सिरका" औरग्रीक - "हील" - "पेड़"। सजातीय श्रृंखला के पूर्वज की खोज 1836 में रासायनिक प्रयोगों में की गई थी, बाद में ई। डेवी और एम। बर्थेलॉट (1862) द्वारा पदार्थ को कोयले और हाइड्रोजन से संश्लेषित किया गया था। सामान्य तापमान और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर, एसिटिलीन गैसीय अवस्था में होता है। यह एक रंगहीन गैस है, गंधहीन, पानी में थोड़ा घुलनशील। एथिन इथेनॉल और एसीटोन में अधिक आसानी से घुल जाता है।

एसिटिलीन का आणविक सूत्र

एटिन अपनी समजातीय श्रृंखला का सबसे सरल सदस्य है, इसकी संरचना और संरचना सूत्रों को दर्शाती है:

1. С₂Н₂ - जातीय संरचना आणविक रिकॉर्ड, जो एक विचार देता है कि पदार्थ दो कार्बन परमाणुओं द्वारा बनता है और हाइड्रोजन परमाणुओं की समान संख्या। इस सूत्र का उपयोग करके, आप यौगिक के आणविक और दाढ़ द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं। श्री (С₂Н₂)=26 ए. ईएम, एम (С₂Н₂)=26.04 ग्राम/मोल।
2. Н:С:::С:Н - एसिटिलीन का इलेक्ट्रॉन बिंदु सूत्र। ऐसी छवियां, जिन्हें "लुईस संरचनाएं" कहा जाता है, अणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना को दर्शाती हैं। लिखते समय, नियमों का पालन करना आवश्यक है: हाइड्रोजन परमाणु, एक रासायनिक बंधन बनाते समय, हीलियम वैलेंस शेल, अन्य तत्वों - बाहरी इलेक्ट्रॉनों का एक ऑक्टेट का विन्यास होता है। प्रत्येक बृहदान्त्र का अर्थ है बाहरी ऊर्जा स्तर के दो परमाणुओं या इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी के लिए एक सामान्य।
3. H-C≡C-H - एसिटिलीन का संरचनात्मक सूत्र, परमाणुओं के बीच बंधों के क्रम और बहुलता को दर्शाता है। एक पानी का छींटा इलेक्ट्रॉनों के एक जोड़े को बदल देता है।

एसिटिलीन अणु मॉडल

इलेक्ट्रॉनों के वितरण को दर्शाने वाले सूत्र परमाणु कक्षीय मॉडल, अणुओं के स्थानिक सूत्रों (स्टीरियोकेमिकल) के निर्माण की नींव के रूप में कार्य करते हैं। 18वीं शताब्दी के अंत में, बॉल-एंड-स्टिक मॉडल व्यापक हो गए - उदाहरण के लिए, विभिन्न रंगों और आकारों की गेंदें, जो कार्बन और हाइड्रोजन को दर्शाती हैं, जो एसिटिलीन बनाती हैं। अणु का संरचनात्मक सूत्र छड़ के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, जो प्रत्येक परमाणु में रासायनिक बंधों और उनकी संख्या का प्रतीक है।

एसिटिलीन का बॉल-एंड-स्टिक मॉडल 180° के बॉन्ड कोणों को पुन: उत्पन्न करता है, लेकिन अणु में आंतरिक दूरी लगभग परिलक्षित होती है। गेंदों के बीच की रिक्तियां परमाणुओं के स्थान को इलेक्ट्रॉन घनत्व से भरने का विचार नहीं पैदा करती हैं। ड्राइडिंग के मॉडल में नुकसान समाप्त हो गया है, जो परमाणुओं के नाभिक को गेंदों के रूप में नहीं, बल्कि एक दूसरे से छड़ के लगाव के बिंदुओं के रूप में नामित करता है। आधुनिक वॉल्यूमेट्रिक मॉडल परमाणु और आणविक कक्षाओं की एक स्पष्ट तस्वीर देते हैं।

एसिटिलीन हाइब्रिड परमाणु ऑर्बिटल्स

उत्तेजित अवस्था में कार्बन में तीन p-कक्षक तथा एक s अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। मीथेन (CH₄₎ के निर्माण में वे हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ तुल्य बंध बनाने में भाग लेते हैं। प्रसिद्ध अमेरिकी शोधकर्ता एल. पॉलिंग ने परमाणु ऑर्बिटल्स (एओ) की संकर अवस्था का सिद्धांत विकसित किया। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कार्बन के व्यवहार की व्याख्या रूप और ऊर्जा में AO का संरेखण, नए बादलों का निर्माण है। हाइब्रिडऑर्बिटल्स मजबूत बंधन देते हैं, सूत्र अधिक स्थिर हो जाता है।

एसिटिलीन अणु में कार्बन परमाणु, मीथेन के विपरीत, sp-संकरण से गुजरते हैं। s- और p इलेक्ट्रॉन आकार और ऊर्जा में मिश्रित होते हैं। दो sp-कक्षक 180° के कोण पर, केन्द्रक के विपरीत दिशा में स्थित होते हुए दिखाई देते हैं।

ट्रिपल बॉन्ड

एसिटिलीन में, कार्बन के हाइब्रिड इलेक्ट्रॉन बादल समान पड़ोसी परमाणुओं के साथ σ-बॉन्ड के निर्माण में भाग लेते हैं और सी-एच जोड़े में हाइड्रोजन के साथ। दो गैर-संकर p-कक्षक एक-दूसरे के लंबवत रहते हैं। एथीन अणु में, वे दो बंधों के निर्माण में शामिल होते हैं। के साथ मिलकर एक तिहरा बंधन उत्पन्न होता है, जो संरचनात्मक सूत्र द्वारा परिलक्षित होता है। एसिटिलीन ईथेन और एथिलीन से परमाणुओं के बीच की दूरी से भिन्न होता है। ट्रिपल बॉन्ड डबल बॉन्ड से छोटा होता है, लेकिन इसमें एक बड़ा एनर्जी रिजर्व होता है और यह मजबूत होता है। - और π-बंधों का अधिकतम घनत्व लंबवत क्षेत्रों में स्थित होता है, जिससे एक बेलनाकार इलेक्ट्रॉन बादल का निर्माण होता है।

एसिटिलीन में रासायनिक बंधन की विशेषताएं

एथिन अणु का एक रैखिक आकार होता है, जो एसिटिलीन के रासायनिक सूत्र - H-C≡C-H को सफलतापूर्वक दर्शाता है। कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु एक सीधी रेखा के साथ स्थित होते हैं, उनके बीच 3 - और 2 -बंध दिखाई देते हैं। मुक्त गति, सीसी अक्ष के साथ घूमना असंभव है, इसे कई बांडों की उपस्थिति से रोका जाता है। अन्य ट्रिपल बांड विशेषताएं:

• दो कार्बन परमाणुओं को बांधने वाले इलेक्ट्रॉनों के जोड़े की संख्या - 3;
• लंबाई - 0.120 एनएम;
• ब्रेक एनर्जी - 836केजे/मोल.

तुलना के लिए: ईथेन और एथिलीन अणुओं में, सिंगल और डबल रासायनिक बंधनों की लंबाई क्रमशः 1.54 और 1.34 एनएम है, सीसी ब्रेक ऊर्जा 348 kJ/mol, C=C - 614 kJ/mol है।

एसिटिलीन होमोलॉग

एसिटिलीन एल्काइन्स का सबसे सरल प्रतिनिधि है, जिसके अणुओं में एक ट्रिपल बॉन्ड भी होता है। Propyne CH₃C≡CH एक एसिटिलीन समरूप है। एल्काइन्स के तीसरे प्रतिनिधि का सूत्र - butyne-1 - CH₃CH₂C≡CH है। एथीन का तुच्छ नाम एसिटिलीन है। एल्काइन्स का व्यवस्थित नामकरण IUPAC नियमों का पालन करता है:

• रैखिक अणुओं में, मुख्य श्रृंखला का नाम इंगित किया गया है, जो ग्रीक अंक से उत्पन्न हुआ है, जिसमें प्रत्यय -इन और ट्रिपल बॉन्ड पर परमाणु की संख्या जोड़ी जाती है, उदाहरण के लिए, एथीन, प्रोपाइन, ब्यूटाइन-1;
• परमाणुओं की मुख्य शृंखला की संख्या त्रिआबंध के निकटतम अणु के सिरे से शुरू होती है;
• शाखायुक्त हाइड्रोकार्बन के लिए, पहले पार्श्व शाखा का नाम आता है, फिर प्रत्यय-इन के साथ परमाणुओं की मुख्य श्रृंखला का नाम आता है।
• नाम का अंतिम भाग एक संख्या है जो ट्रिपल बॉन्ड अणु में स्थान को इंगित करता है, उदाहरण के लिए, butyne-2।

एल्किन्स का समावयवता। संरचना पर गुणों की निर्भरता

एथाइन और प्रोपाइन में ट्रिपल बॉन्ड पोजिशन आइसोमर्स नहीं होते हैं, वे ब्यूटाइन से शुरू होते हैं। कार्बन कंकाल आइसोमर्स पेंटाइन और उसके बाद होमोलॉग में पाए जाते हैं। ट्रिपल बॉन्ड के संबंध में, कोई स्थानिक नहीं हैएसिटिलेनिक हाइड्रोकार्बन का समावयवता।

एथिन के पहले 4 समरूप गैसें हैं जो पानी में खराब घुलनशील हैं। एसिटिलीन हाइड्रोकार्बन C₅ – C₁₅ - तरल पदार्थ। हाइड्रोकार्बन सी₁₇ से शुरू होने वाले ठोस एथिन होमोलॉग हैं। एल्काइन्स की रासायनिक प्रकृति ट्रिपल बॉन्ड से काफी प्रभावित होती है। इस प्रकार के हाइड्रोकार्बन एथिलीन वाले की तुलना में अधिक सक्रिय होते हैं, वे विभिन्न कणों को जोड़ते हैं। यह संपत्ति उद्योग और प्रौद्योगिकी में एथिन के व्यापक उपयोग का आधार है। एसिटिलीन को जलाने पर बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है, जिसका उपयोग गैस काटने और धातुओं की वेल्डिंग में किया जाता है।