पॉलिंग की इलेक्ट्रोनिगेटिविटी विधि का उपयोग करके रासायनिक बंधनों में आयनिक चर प्रतिशत की गणना करें। निर्धारित करें कि आपका बंधन गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक, ध्रुवीय सहसंयोजक, या आयनिक है।
पॉलिंग के सूत्र का उपयोग करके एक रासायनिक बंधन में आयनिक चर का प्रतिशत गणना करें।
% आयनिक चर = (1 - e^(-0.25 * (Δχ)²)) * 100, जहाँ Δχ इलेक्ट्रोनिगेटिविटी का अंतर है
एक रासायनिक बंधन का आयनिक चर अणुओं के बीच इलेक्ट्रोनिगेटिविटी के अंतर द्वारा निर्धारित होता है:
आयनिक चर प्रतिशत कैलकुलेटर रसायनज्ञों, छात्रों और शिक्षकों के लिए एक आवश्यक उपकरण है जो परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधनों की प्रकृति का निर्धारण करता है। पॉलिंग के इलेक्ट्रोनैगेटिविटी विधि के आधार पर, यह कैलकुलेटर एक बंधन में आयनिक चर के प्रतिशत को मापता है, जिससे इसे पूरी तरह से कोवेलेंट से आयनिक तक के स्पेक्ट्रम के साथ वर्गीकृत करने में मदद मिलती है। बंधित परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रोनैगेटिविटी का अंतर सीधे बंधन के आयनिक चर के साथ संबंध रखता है, जो आणविक गुणों, प्रतिक्रियाशीलता और रासायनिक प्रतिक्रियाओं में व्यवहार के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
रासायनिक बंधन कभी भी पूरी तरह से कोवेलेंट या पूरी तरह से आयनिक नहीं होते; इसके बजाय, अधिकांश बंधन इलेक्ट्रोनैगेटिविटी के अंतर के आधार पर आंशिक आयनिक चर प्रदर्शित करते हैं। यह कैलकुलेटर इस प्रक्रिया को सरल बनाता है कि यह निर्धारित करता है कि एक विशेष बंधन इस निरंतरता पर कहां स्थित है, जिससे आणविक संरचना को समझने और रासायनिक गुणों की भविष्यवाणी करने के लिए यह एक अमूल्य संसाधन बन जाता है।
एक रासायनिक बंधन में आयनिक चर का प्रतिशत पॉलिंग के सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहां:
यह सूत्र इलेक्ट्रोनैगेटिविटी के अंतर और आयनिक चर के बीच एक गैर-रेखीय संबंध स्थापित करता है, जो इस अवलोकन को दर्शाता है कि इलेक्ट्रोनैगेटिविटी में छोटे अंतर भी बंधन में महत्वपूर्ण आयनिक चर ला सकते हैं।
पॉलिंग का सूत्र रासायनिक बंधनों में इलेक्ट्रॉन वितरण के क्वांटम यांत्रिक विचारों से व्युत्पन्न है। एक्सपोनेंशियल पद परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की संभावना का प्रतिनिधित्व करता है, जो इलेक्ट्रोनैगेटिविटी के बड़े अंतर के साथ बढ़ता है। यह सूत्र इस प्रकार कैलिब्रेट किया गया है कि:
गणना किए गए आयनिक चर प्रतिशत के आधार पर, बंधनों को आमतौर पर वर्गीकृत किया जाता है:
गैर-ध्रुवीय कोवेलेंट बंधन: 0-5% आयनिक चर
ध्रुवीय कोवेलेंट बंधन: 5-50% आयनिक चर
आयनिक बंधन: >50% आयनिक चर
इलेक्ट्रोनैगेटिविटी मान दर्ज करें:
परिणामों को समझना:
दृश्यता बार पूरी तरह से कोवेलेंट (0% आयनिक चर) से पूरी तरह से आयनिक (100% आयनिक चर) तक के स्पेक्ट्रम को दिखाता है, जिसमें आपकी गणना की गई मान इस स्पेक्ट्रम पर चिह्नित होती है। यह एक नज़र में बंधन की प्रकृति को समझने के लिए एक सहज समझ प्रदान करता है।
आइए हम कार्बन-ऑक्सीजन बंधन के लिए आयनिक चर की गणना करें:
रसायन विज्ञान शिक्षा:
प्रयोगशाला भविष्यवाणियाँ:
आणविक मॉडलिंग:
सामग्री विज्ञान:
फार्मास्यूटिकल अनुसंधान:
उत्क्रांति अध्ययन:
रासायनिक निर्माण:
गुणवत्ता नियंत्रण:
हालांकि पॉलिंग की विधि अपनी सरलता और प्रभावशीलता के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, लेकिन रासायनिक बंधनों का वर्णन करने के लिए कई वैकल्पिक दृष्टिकोण मौजूद हैं:
मुल्लिकेन इलेक्ट्रोनैगेटिविटी स्केल:
एलेन इलेक्ट्रोनैगेटिविटी स्केल:
संगणकीय विधियाँ:
स्पेक्ट्रोस्कोपिक माप:
इलेक्ट्रोनैगेटिविटी की अवधारणा अपने परिचय के बाद से महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुई है:
प्रारंभिक अवधारणाएँ (1800 के दशक):
लिनस पॉलिंग का योगदान (1932):
रॉबर्ट मुल्लिकेन का दृष्टिकोण (1934):
एलेन का सुधार (1989):
रासायनिक बंधनों की समझ कई प्रमुख चरणों के माध्यम से विकसित हुई है:
लुईस संरचनाएँ (1916):
वलेंस बंधन सिद्धांत (1927):
आणविक कण सिद्धांत (1930 के दशक):
आधुनिक संगणकीय दृष्टिकोण (1970 के दशक-वर्तमान):
यहां विभिन्न प्रोग्रामिंग भाषाओं में पॉलिंग के सूत्र का उपयोग करके आयनिक चर की गणना करने के लिए कोड उदाहरण दिए गए हैं:
1import math
2
3def calculate_ionic_character(electronegativity1, electronegativity2):
4 """
5 आयनिक चर का प्रतिशत पॉलिंग के सूत्र का उपयोग करके गणना करें।
6
7 तर्क:
8 electronegativity1: पहले परमाणु की इलेक्ट्रोनैगेटिविटी
9 electronegativity2: दूसरे परमाणु की इलेक्ट्रोनैगेटिविटी
10
11 लौटाता है:
12 आयनिक चर का प्रतिशत (0-100%)
13 """
14 # इलेक्ट्रोनैगेटिविटी में पूर्ण अंतर की गणना करें
15 electronegativity_difference = abs(electronegativity1 - electronegativity2)
16
17 # पॉलिंग का सूत्र लागू करें: % आयनिक चर = (1 - e^(-0.25 * (Δχ)²)) * 100
18 ionic_character = (1 - math.exp(-0.25 * electronegativity_difference**2)) * 100
19
20 return round(ionic_character, 2)
21
22# उदाहरण उपयोग
23carbon_electronegativity = 2.5
24oxygen_electronegativity = 3.5
25ionic_character = calculate_ionic_character(carbon_electronegativity, oxygen_electronegativity)
26print(f"C-O बंधन आयनिक चर: {ionic_character}%")
27
1function calculateIonicCharacter(electronegativity1, electronegativity2) {
2 // इलेक्ट्रोनैगेटिविटी में पूर्ण अंतर की गणना करें
3 const electronegativityDifference = Math.abs(electronegativity1 - electronegativity2);
4
5 // पॉलिंग का सूत्र लागू करें: % आयनिक चर = (1 - e^(-0.25 * (Δχ)²)) * 100
6 const ionicCharacter = (1 - Math.exp(-0.25 * Math.pow(electronegativityDifference, 2))) * 100;
7
8 return parseFloat(ionicCharacter.toFixed(2));
9}
10
11// उदाहरण उपयोग
12const fluorineElectronegativity = 4.0;
13const hydrogenElectronegativity = 2.1;
14const ionicCharacter = calculateIonicCharacter(fluorineElectronegativity, hydrogenElectronegativity);
15console.log(`H-F बंधन आयनिक चर: ${ionicCharacter}%`);
16
1public class IonicCharacterCalculator {
2 public static double calculateIonicCharacter(double electronegativity1, double electronegativity2) {
3 // इलेक्ट्रोनैगेटिविटी में पूर्ण अंतर की गणना करें
4 double electronegativityDifference = Math.abs(electronegativity1 - electronegativity2);
5
6 // पॉलिंग का सूत्र लागू करें: % आयनिक चर = (1 - e^(-0.25 * (Δχ)²)) * 100
7 double ionicCharacter = (1 - Math.exp(-0.25 * Math.pow(electronegativityDifference, 2))) * 100;
8
9 // 2 दशमलव स्थानों तक गोल करें
10 return Math.round(ionicCharacter * 100) / 100.0;
11 }
12
13 public static void main(String[] args) {
14 double sodiumElectronegativity = 0.9;
15 double chlorineElectronegativity = 3.0;
16 double ionicCharacter = calculateIonicCharacter(sodiumElectronegativity, chlorineElectronegativity);
17 System.out.printf("Na-Cl बंधन आयनिक चर: %.2f%%\n", ionicCharacter);
18 }
19}
20
1' Excel VBA फ़ंक्शन आयनिक चर गणना के लिए
2Function IonicCharacter(electronegativity1 As Double, electronegativity2 As Double) As Double
3 ' इलेक्ट्रोनैगेटिविटी में पूर्ण अंतर की गणना करें
4 Dim electronegativityDifference As Double
5 electronegativityDifference = Abs(electronegativity1 - electronegativity2)
6
7 ' पॉलिंग का सूत्र लागू करें: % आयनिक चर = (1 - e^(-0.25 * (Δχ)²)) * 100
8 IonicCharacter = (1 - Exp(-0.25 * electronegativityDifference ^ 2)) * 100
9End Function
10
11' Excel सूत्र संस्करण (प्रत्यक्ष रूप से कोशिकाओं में उपयोग किया जा सकता है)
12' =ROUND((1-EXP(-0.25*(ABS(A1-B1))^2))*100,2)
13' जहां A1 पहले इलेक्ट्रोनैगेटिविटी मान को और B1 दूसरे को रखता है
14
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4
5double calculateIonicCharacter(double electronegativity1, double electronegativity2) {
6 // इलेक्ट्रोनैगेटिविटी में पूर्ण अंतर की गणना करें
7 double electronegativityDifference = std::abs(electronegativity1 - electronegativity2);
8
9 // पॉलिंग का सूत्र लागू करें: % आयनिक चर = (1 - e^(-0.25 * (Δχ)²)) * 100
10 double ionicCharacter = (1 - std::exp(-0.25 * std::pow(electronegativityDifference, 2))) * 100;
11
12 return ionicCharacter;
13}
14
15int main() {
16 double potassiumElectronegativity = 0.8;
17 double fluorineElectronegativity = 4.0;
18
19 double ionicCharacter = calculateIonicCharacter(potassiumElectronegativity, fluorineElectronegativity);
20
21 std::cout << "K-F बंधन आयनिक चर: " << std::fixed << std::setprecision(2) << ionicCharacter << "%" << std::endl;
22
23 return 0;
24}
25
यहां कुछ सामान्य रासायनिक बंधनों के लिए आयनिक चर की गणना के उदाहरण दिए गए हैं:
कार्बन-कार्बन बंधन (C-C)
कार्बन-हाइड्रोजन बंधन (C-H)
कार्बन-ऑक्सीजन बंधन (C-O)
हाइड्रोजन-कलोरीन बंधन (H-Cl)
सोडियम-कलोरीन बंधन (Na-Cl)
पोटेशियम-फ्लोरीन बंधन (K-F)
आयनिक चर उस डिग्री को संदर्भित करता है जिसमें इलेक्ट्रॉन एक रासायनिक बंधन में परमाणुओं के बीच स्थानांतरित होते हैं (न कि साझा किए जाते हैं)। इसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसमें 0% एक पूरी तरह से कोवेलेंट बंधन (इलेक्ट्रॉनों का समान वितरण) और 100% एक पूरी तरह से आयनिक बंधन (पूर्ण इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण) का प्रतिनिधित्व करता है।
पॉलिंग की विधि सूत्र का उपयोग करती है: % आयनिक चर = (1 - e^(-0.25 * (Δχ)²)) * 100, जहां Δχ दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रोनैगेटिविटी का पूर्ण अंतर है। यह सूत्र इलेक्ट्रोनैगेटिविटी के अंतर और आयनिक चर के बीच एक गैर-रेखीय संबंध स्थापित करता है।
पॉलिंग की विधि एक अनुमान है और इसकी कई सीमाएँ हैं:
जब दो परमाणुओं की इलेक्ट्रोनैगेटिविटी मान समान होती है (Δχ = 0), तो आयनिक चर की गणना की गई मान 0% होती है। यह एक पूरी तरह से कोवेलेंट बंधन का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों का पूरी तरह से समान वितरण होता है, जैसा कि होमो न्यूक्लियर डायटॉमिक अणुओं जैसे H₂, O₂, और N₂ में देखा जाता है।
सैद्धांतिक रूप से, एक बंधन केवल तब 100% आयनिक चर के करीब पहुंचता है जब इलेक्ट्रोनैगेटिविटी का अंतर अनंत हो। व्यवहार में, यहां तक कि बहुत बड़े इलेक्ट्रोनैगेटिविटी अंतर वाले बंधन (जैसे CsF में) भी कुछ डिग्री की कोवेलेंट चर बनाए रखते हैं। वास्तविक यौगिकों में देखे गए सबसे उच्च आयनिक चर लगभग 90-95% है।
आयनिक चर भौतिक गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है:
इलेक्ट्रोनैगेटिविटी उस प्रवृत्ति को मापता है जिसमें एक परमाणु रासायनिक बंधन में इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है, जबकि इलेक्ट्रॉन स्वीकृति विशेष रूप से उस ऊर्जा को मापती है जो एक पृथक गैसीय परमाणु एक इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करते समय मुक्त करता है। इलेक्ट्रोनैगेटिविटी एक सापेक्ष गुण है (कोई इकाई नहीं), जबकि इलेक्ट्रॉन स्वीकृति ऊर्जा इकाइयों (kJ/mol या eV) में मापी जाती है।
कैलकुलेटर शैक्षिक उद्देश्यों और सामान्य रासायनिक समझ के लिए एक अच्छा अनुमान प्रदान करता है। अनुसंधान के लिए सटीक मान की आवश्यकता होने पर, घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणनाएँ अधिक सटीक परिणाम प्रदान करेंगी, जो सीधे इलेक्ट्रॉन वितरण को मॉडल करती हैं।
आयनिक चर का प्रत्यक्ष माप चुनौतीपूर्ण है, लेकिन कई प्रयोगात्मक तकनीकें अप्रत्यक्ष साक्ष्य प्रदान करती हैं:
आयनिक चर और बंधन की ध्रुवीयता सीधे संबंधित अवधारणाएँ हैं। बंधन की ध्रुवीयता बंधन के पार विद्युत चार्ज के विभाजन को संदर्भित करती है, जिससे एक डिपोल बनता है। आयनिक चर जितना अधिक होगा, बंधन की ध्रुवीयता उतनी ही अधिक होगी और बंधन का डिपोल मोमेंट उतना ही बड़ा होगा।
पॉलिंग, एल. (1932). "The Nature of the Chemical Bond. IV. The Energy of Single Bonds and the Relative Electronegativity of Atoms." Journal of the American Chemical Society, 54(9), 3570-3582.
एलेन, एल. सी. (1989). "Electronegativity is the average one-electron energy of the valence-shell electrons in ground-state free atoms." Journal of the American Chemical Society, 111(25), 9003-9014.
मुल्लिकेन, आर. एस. (1934). "A New Electroaffinity Scale; Together with Data on Valence States and on Valence Ionization Potentials and Electron Affinities." The Journal of Chemical Physics, 2(11), 782-793.
एटकिन्स, पी., & डी पाउला, जे. (2014). "Atkins' Physical Chemistry" (10वां संस्करण). ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस।
चांग, आर., & गोल्ड्स्बी, के. ए. (2015). "Chemistry" (12वां संस्करण). मैकग्रा-हिल शिक्षा।
हाउसक्रॉफ्ट, सी. ई., & शार्प, ए. जी. (2018). "Inorganic Chemistry" (5वां संस्करण). पियर्सन।
"Electronegativity." विकिपीडिया, विकिमीडिया फाउंडेशन, https://en.wikipedia.org/wiki/Electronegativity. 2 अगस्त 2024 को एक्सेस किया गया।
"Chemical bond." विकिपीडिया, विकिमीडिया फाउंडेशन, https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_bond. 2 अगस्त 2024 को एक्सेस किया गया।
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