किसी भी आणविक सूत्र से असंतृप्ति का डिग्री (हाइड्रोजन की कमी का सूचकांक) की गणना करें ताकि कार्बनिक यौगिकों में रिंगों और π-बॉंडों की संख्या का निर्धारण किया जा सके।
एक अणु सूत्र दर्ज करें जैसे C6H12O6 या CH3COOH
मानक रासायनिक नोटेशन का उपयोग करें (जैसे, H2O, C2H5OH)। तत्वों के लिए बड़े अक्षर, मात्रा के लिए संख्या।
असंतृप्ति की डिग्री (DoU) कैलकुलेटर एक आवश्यक उपकरण है जो कार्बनिक रसायनज्ञों, जैव रसायनज्ञों और आणविक संरचनाओं के साथ काम करने वाले छात्रों के लिए है। इसे हाइड्रोजन की कमी का सूचकांक (IHD) या रिंग्स और डबल बांड के रूप में भी जाना जाता है, यह मान एक कार्बनिक अणु में मौजूद कुल रिंग्स और π-बॉंड (डबल या ट्रिपल बांड) को इंगित करता है। बस एक आणविक सूत्र दर्ज करके, हमारा कैलकुलेटर असंतृप्ति की डिग्री का निर्धारण करता है, जिससे आप जटिल मैनुअल गणनाओं या विशेष सॉफ़्टवेयर के बिना तेजी से आणविक संरचनाओं का विश्लेषण कर सकते हैं।
असंतृप्ति की डिग्री को समझना संरचनात्मक स्पष्टता के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह एक अणु में परमाणुओं की संभावित व्यवस्था को संकीर्ण करता है। यह जानकारी स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण, अभिक्रिया तंत्र अध्ययन और कार्बनिक रसायन में संश्लेषण योजना के लिए एक मौलिक प्रारंभिक बिंदु के रूप में कार्य करती है। चाहे आप आणविक संरचनाओं के बारे में सीखने वाले छात्र हों, नए यौगिकों का विश्लेषण करने वाले शोधकर्ता हों, या संरचनात्मक असाइनमेंट की पुष्टि करने वाले पेशेवर रसायनज्ञ हों, यह कैलकुलेटर आपके काम को समर्थन देने के लिए तेज और सटीक परिणाम प्रदान करता है।
असंतृप्ति की डिग्री निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ:
यह सूत्र वैलेंस और प्रत्येक परमाणु द्वारा बनाए जा सकने वाले बांडों की अधिकतम संख्या के सिद्धांत से व्युत्पन्न है। कार्बन सामान्यतः 4 बांड बनाता है, नाइट्रोजन 3 बनाता है, और हाइड्रोजन 1 बनाता है। यह सूत्र गणना करता है कि कितने हाइड्रोजन परमाणु "गायब" हैं पूर्ण संतृप्त संरचना से, प्रत्येक गायब हाइड्रोजन के जोड़े का असंतृप्ति की एक डिग्री के बराबर होना।
आणविक सूत्र दर्ज करें इनपुट फ़ील्ड में मानक रासायनिक नोटेशन का उपयोग करते हुए:
"गणना करें" बटन पर क्लिक करें सूत्र को संसाधित करने के लिए।
परिणाम की समीक्षा करें:
वैकल्पिक: अपने रिकॉर्ड या आगे के विश्लेषण के लिए परिणामों को कॉपी करने के लिए कॉपी बटन का उपयोग करें।
कैलकुलेटर आपके इनपुट पर कई जांच करता है:
यदि कोई समस्या पाई जाती है, तो एक त्रुटि संदेश आपको इनपुट को सुधारने के लिए मार्गदर्शन करेगा।
असंतृप्ति की डिग्री कैलकुलेटर के विभिन्न रसायन विज्ञान के क्षेत्रों में कई अनुप्रयोग हैं:
जब एक अज्ञात यौगिक का विश्लेषण करते समय, DoU संरचना के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, यदि आपने निर्धारित किया है कि एक यौगिक का सूत्र C8H10 है और कैलकुलेटर 4 का DoU दिखाता है, तो आप जानते हैं कि संरचना में रिंग्स और डबल बांडों का एक संयोजन होना चाहिए जो कुल 4 हो। यह एक सुगंधित संरचना जैसे एथिलबेंजीन (C8H10) का सुझाव दे सकता है, जिसमें एक रिंग और तीन डबल बांड होते हैं।
जब NMR, IR, या द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी डेटा की व्याख्या करते हैं, तो DoU प्रस्तावित संरचनाओं के लिए एक क्रॉस-चेक के रूप में कार्य करता है। यदि स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा एक संरचना का सुझाव देता है जिसमें दो डबल बांड हैं, लेकिन DoU गणना तीन असंतृप्ति की डिग्री को इंगित करती है, तो आपको अपनी संरचनात्मक असाइनमेंट पर पुनर्विचार करने की आवश्यकता है।
कार्बनिक रसायन सीखने वाले छात्र कैलकुलेटर का उपयोग अपने मैनुअल गणनाओं की जांच करने और आणविक संरचनाओं के बारे में अंतर्दृष्टि विकसित करने के लिए कर सकते हैं। विभिन्न आइसोमेरों (जैसे, साइक्लोहेक्सेन बनाम हेक्सीन) के DoU की तुलना करके, छात्र आणविक सूत्र और संरचना के बीच संबंध को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।
औषधीय रसायनज्ञ नए औषधि उम्मीदवारों के डिज़ाइन और संश्लेषण के दौरान DoU गणनाओं का उपयोग करते हैं। DoU यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि प्रस्तावित संश्लेषण पथ सही संरचनात्मक विशेषताओं के साथ यौगिक उत्पन्न करेगा।
विशिष्ट यौगिकों का संश्लेषण करते समय, DoU एक त्वरित जांच के रूप में कार्य कर सकता है कि इच्छित उत्पाद बन गया है, इससे पहले कि अधिक विस्तृत विश्लेषण किया जाए।
हालांकि असंतृप्ति की डिग्री एक मूल्यवान उपकरण है, इसके कुछ सीमाएँ हैं। यहाँ संरचनात्मक निर्धारण के लिए कुछ वैकल्पिक या पूरक दृष्टिकोण दिए गए हैं:
स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियाँ:
एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी: उन अणुओं की निश्चित 3D संरचना प्रदान करती है जो क्रिस्टल बना सकते हैं।
सांख्यिकी रसायन: आणविक मॉडलिंग और घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (DFT) गणनाएँ ऊर्जा न्यूनतमकरण के आधार पर स्थिर संरचनाओं की भविष्यवाणी कर सकती हैं।
रासायनिक परीक्षण: विशिष्ट अभिकर्ता जो विशेष कार्यात्मक समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, संरचनात्मक विशेषताओं की पहचान करने में मदद कर सकते हैं।
सबसे व्यापक दृष्टिकोण DoU गणना को कई विश्लेषणात्मक तकनीकों के साथ जोड़ता है ताकि एक पूर्ण संरचनात्मक चित्र बनाया जा सके।
असंतृप्ति की डिग्री के सिद्धांत की जड़ें 19वीं सदी में कार्बनिक रसायन के प्रारंभिक विकास में हैं। जैसे-जैसे रसायनज्ञों ने कार्बन की चतुर्वैलेंट प्रकृति और कार्बनिक यौगिकों की संरचनाओं को समझना शुरू किया, उन्हें यह निर्धारित करने के लिए तरीकों की आवश्यकता थी कि परमाणु कैसे व्यवस्थित थे।
फ्रेडरिक ऑगस्ट केकुले (1829-1896) ने इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान दिया जब उन्होंने 1850 के दशक में कार्बन की चतुर्वैलेंटता और कार्बन श्रृंखलाओं के सिद्धांत का प्रस्तावित किया। 1865 में बेंजीन की संरचना पर उनका काम कार्बनिक अणुओं में रिंग्स और डबल बांडों को समझने के महत्व को उजागर करता है।
जिस गणितीय दृष्टिकोण का हम आज असंतृप्ति की डिग्री कहते हैं, वह धीरे-धीरे विकसित हुआ जब रसायनज्ञों ने आणविक सूत्रों को संभावित संरचनाओं से संबंधित करने के लिए प्रणालीबद्ध तरीके विकसित किए। 20वीं सदी के प्रारंभ में, यह सिद्धांत कार्बनिक रसायन शिक्षा और अनुसंधान में अच्छी तरह से स्थापित हो गया था।
"हाइड्रोजन की कमी का सूचकांक" शब्द 20वीं सदी के मध्य में लोकप्रिय हो गया, विशेष रूप से शैक्षणिक सेटिंग में, क्योंकि यह स्पष्ट रूप से बताता है कि गणना क्या मापती है: यह कितने हाइड्रोजन परमाणु "गायब" हैं पूर्ण संतृप्त संरचना की तुलना में।
आज, असंतृप्ति की डिग्री की गणना कार्बनिक रसायन में एक मौलिक उपकरण बनी हुई है, जो प्रारंभिक पाठ्यक्रमों में सिखाई जाती है और व्यावसायिक रसायनज्ञों द्वारा नियमित रूप से उपयोग की जाती है। आधुनिक सांख्यिकी रसायन और स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीकों ने इसके उपयोगिता को बढ़ा दिया है, जो DoU मानों के आधार पर संरचनात्मक परिकल्पनाओं के त्वरित सत्यापन की अनुमति देती हैं।
यहाँ कुछ सामान्य कार्बनिक यौगिकों के लिए असंतृप्ति की डिग्री की गणना के कोड उदाहरण दिए गए हैं:
1' Excel VBA फ़ंक्शन असंतृप्ति की डिग्री के लिए
2Function DegreeOfUnsaturation(C As Integer, H As Integer, Optional N As Integer = 0, _
3 Optional P As Integer = 0, Optional X As Integer = 0, _
4 Optional M As Integer = 0) As Double
5 DegreeOfUnsaturation = (2 * C + N + P - H - X - M + 2) / 2
6End Function
7' उपयोग:
8' =DegreeOfUnsaturation(6, 6, 0, 0, 0, 0) ' C6H6 (बेंजीन) के लिए = 4
9
1def calculate_dou(formula):
2 """आणविक सूत्र से असंतृप्ति की डिग्री की गणना करें।"""
3 # तत्वों की गिनती निर्धारित करें
4 elements = {'C': 0, 'H': 0, 'N': 0, 'P': 0, 'F': 0, 'Cl': 0, 'Br': 0, 'I': 0,
5 'Li': 0, 'Na': 0, 'K': 0, 'Rb': 0, 'Cs': 0, 'Fr': 0}
6
7 # सूत्र को पार्स करें
8 import re
9 pattern = r'([A-Z][a-z]*)(\d*)'
10 for element, count in re.findall(pattern, formula):
11 if element in elements:
12 elements[element] += int(count) if count else 1
13 else:
14 raise ValueError(f"असमर्थित तत्व: {element}")
15
16 # DoU की गणना करें
17 C = elements['C']
18 H = elements['H']
19 N = elements['N']
20 P = elements['P']
21 X = elements['F'] + elements['Cl'] + elements['Br'] + elements['I']
22 M = elements['Li'] + elements['Na'] + elements['K'] + elements['Rb'] + elements['Cs'] + elements['Fr']
23
24 dou = (2 * C + N + P - H - X - M + 2) / 2
25 return dou
26
27# उदाहरण उपयोग:
28print(f"बेंजीन (C6H6): {calculate_dou('C6H6')}") # 4 का आउटपुट देना चाहिए
29print(f"साइक्लोहेक्सेन (C6H12): {calculate_dou('C6H12')}") # 1 का आउटपुट देना चाहिए
30print(f"ग्लूकोज (C6H12O6): {calculate_dou('C6H12O6')}") # 1 का आउटपुट देना चाहिए
31
1function calculateDOU(formula) {
2 // आणविक सूत्र को पार्स करें
3 const elementRegex = /([A-Z][a-z]*)(\d*)/g;
4 const elements = {
5 C: 0, H: 0, N: 0, P: 0, F: 0, Cl: 0, Br: 0, I: 0,
6 Li: 0, Na: 0, K: 0, Rb: 0, Cs: 0, Fr: 0
7 };
8
9 let match;
10 while ((match = elementRegex.exec(formula)) !== null) {
11 const element = match[1];
12 const count = match[2] ? parseInt(match[2], 10) : 1;
13
14 if (elements[element] !== undefined) {
15 elements[element] += count;
16 } else {
17 throw new Error(`असमर्थित तत्व: ${element}`);
18 }
19 }
20
21 // DoU की गणना करें
22 const C = elements.C;
23 const H = elements.H;
24 const N = elements.N;
25 const P = elements.P;
26 const X = elements.F + elements.Cl + elements.Br + elements.I;
27 const M = elements.Li + elements.Na + elements.K + elements.Rb + elements.Cs + elements.Fr;
28
29 const dou = (2 * C + N + P - H - X - M + 2) / 2;
30 return dou;
31}
32
33// उदाहरण उपयोग:
34console.log(`एथीन (C2H4): ${calculateDOU("C2H4")}`); // 1 का आउटपुट देना चाहिए
35console.log(`बेंजीन (C6H6): ${calculateDOU("C6H6")}`); // 4 का आउटपुट देना चाहिए
36console.log(`कैफीन (C8H10N4O2): ${calculateDOU("C8H10N4O2")}`); // 6 का आउटपुट देना चाहिए
37
1import java.util.HashMap;
2import java.util.Map;
3import java.util.regex.Matcher;
4import java.util.regex.Pattern;
5
6public class DegreeOfUnsaturationCalculator {
7 public static double calculateDOU(String formula) {
8 // आणविक सूत्र को पार्स करें
9 Pattern pattern = Pattern.compile("([A-Z][a-z]*)(\\d*)");
10 Matcher matcher = pattern.matcher(formula);
11
12 Map<String, Integer> elements = new HashMap<>();
13 elements.put("C", 0);
14 elements.put("H", 0);
15 elements.put("N", 0);
16 elements.put("P", 0);
17 elements.put("F", 0);
18 elements.put("Cl", 0);
19 elements.put("Br", 0);
20 elements.put("I", 0);
21 elements.put("Li", 0);
22 elements.put("Na", 0);
23 elements.put("K", 0);
24
25 while (matcher.find()) {
26 String element = matcher.group(1);
27 int count = matcher.group(2).isEmpty() ? 1 : Integer.parseInt(matcher.group(2));
28
29 if (elements.containsKey(element)) {
30 elements.put(element, elements.get(element) + count);
31 } else {
32 throw new IllegalArgumentException("असमर्थित तत्व: " + element);
33 }
34 }
35
36 // DoU की गणना करें
37 int C = elements.get("C");
38 int H = elements.get("H");
39 int N = elements.get("N");
40 int P = elements.get("P");
41 int X = elements.get("F") + elements.get("Cl") + elements.get("Br") + elements.get("I");
42 int M = elements.get("Li") + elements.get("Na") + elements.get("K");
43
44 double dou = (2.0 * C + N + P - H - X - M + 2) / 2.0;
45 return dou;
46 }
47
48 public static void main(String[] args) {
49 System.out.printf("साइक्लोहेक्सीन (C6H10): %.1f%n", calculateDOU("C6H10")); // 2.0 का आउटपुट देना चाहिए
50 System.out.printf("एस्पिरिन (C9H8O4): %.1f%n", calculateDOU("C9H8O4")); // 6.0 का आउटपुट देना चाहिए
51 System.out.printf("प्रोपेन (C3H8): %.1f%n", calculateDOU("C3H8")); // 0.0 का आउटपुट देना चाहिए
52 }
53}
54
आइए कई सामान्य कार्बनिक यौगिकों के लिए असंतृप्ति की डिग्री की गणना करें:
एथेन (C2H6)
एथीन (C2H4)
बेंजीन (C6H6)
साइक्लोहेक्सेन (C6H12)
ग्लूकोज (C6H12O6)
कैफीन (C8H10N4O2)
क्लोरोएथेन (C2H5Cl)
पाइरीडीन (C5H5N)
असंतृप्ति की डिग्री (DoU), जिसे हाइड्रोजन की कमी का सूचकांक (IHD) भी कहा जाता है, एक मान है जो एक कार्बनिक अणु में कुल रिंग्स और π-बॉंड (डबल या ट्रिपल बांड) को इंगित करता है। यह रसायनज्ञों को एक यौगिक की संभावित संरचनात्मक विशेषताओं का निर्धारण करने में मदद करता है।
असंतृप्ति की डिग्री निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है: DoU = (2C + N + P - H - X - M + 2)/2, जहाँ C कार्बन परमाणुओं की संख्या है, N नाइट्रोजन है, P फास्फोरस है, H हाइड्रोजन है, X हैलोजन है, और M एकवैलेंट धातु है। यह सूत्र गणना करता है कि कितने हाइड्रोजन परमाणु पूर्ण संतृप्त संरचना की तुलना में "गायब" हैं।
शून्य का DoU मान यह इंगित करता है कि अणु पूरी तरह से संतृप्त है, जिसका अर्थ है कि इसमें कोई रिंग या कई बांड नहीं हैं। उदाहरणों में मीथेन (CH4), एथेन (C2H6), और प्रोपेन (C3H8) शामिल हैं।
नहीं, एक वैध आणविक सूत्र के लिए, DoU एक पूर्णांक होना चाहिए। यदि आपकी गणना भिन्न परिणाम देती है, तो यह आपके आणविक सूत्र या गणना में किसी त्रुटि का सुझाव देती है।
एक रिंग एक अणु में 1 जोड़ता है। इसका कारण यह है कि एक रिंग बनाने के लिए एक श्रृंखला संरचना से दो हाइड्रोजन परमाणुओं को हटाने की आवश्यकता होती है।
प्रत्येक डबल बांड DoU में 1 जोड़ता है, और प्रत्येक ट्रिपल बांड DoU में 2 जोड़ता है। इसका कारण यह है कि एक डबल बांड एक एकल बांड की तुलना में 2 हाइड्रोजन परमाणुओं की कमी का प्रतिनिधित्व करता है, और एक ट्रिपल बांड 4 हाइड्रोजन परमाणुओं की कमी का प्रतिनिधित्व करता है।
ऑक्सीजन अपने सामान्य ऑक्सीडेशन राज्यों (जैसे शराब, ईथर, या कीटोन में) में DoU गणना को इस तरह से प्रभावित नहीं करता है। सूत्र केवल उन तत्वों को शामिल करता है जो गणना को उनके सामान्य वैलेंस के आधार पर प्रभावित करते हैं।
DoU एक दिए गए आणविक सूत्र के लिए संभावित संरचनाओं को संकीर्ण करता है, यह बताता है कि कुल रिंग्स और कई बांड कितने हैं। यह जानकारी, स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा के साथ मिलकर, रसायनज्ञों को अज्ञात यौगिकों की वास्तविक संरचना का निर्धारण करने में मदद करती है।
एक नकारात्मक DoU एक असंभव आणविक सूत्र को इंगित करता है। यह तब हो सकता है जब आपने सूत्र को गलत तरीके से दर्ज किया हो या यदि प्रस्तावित संरचना बुनियादी वैलेंस नियमों का उल्लंघन करती हो।
DoU गणना एक ही तरीके से काम करती है चाहे अणु की जटिलता कितनी भी हो। बस सभी प्रकार के परमाणुओं की गिनती करें और सूत्र लागू करें। परिणामी मान पूरे अणु में सभी रिंग्स और कई बांडों का प्रतिनिधित्व करेगा।
Vollhardt, K. P. C., & Schore, N. E. (2018). Organic Chemistry: Structure and Function (8th ed.). W. H. Freeman and Company.
Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). Organic Chemistry (2nd ed.). Oxford University Press.
Smith, M. B. (2019). March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (8th ed.). Wiley.
Bruice, P. Y. (2016). Organic Chemistry (8th ed.). Pearson.
Klein, D. R. (2017). Organic Chemistry (3rd ed.). Wiley.
"असंतृप्ति की डिग्री।" Chemistry LibreTexts, https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Supplemental_Modules_(Organic_Chemistry)/Fundamentals/Degree_of_Unsaturation. Accessed 2 Aug. 2024.
"हाइड्रोजन की कमी का सूचकांक।" Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Index_of_hydrogen_deficiency. Accessed 2 Aug. 2024.
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