कार्बनिक यौगिकांमध्ये रिंग्ज आणि π-बॉंड्सची संख्या निर्धारित करण्यासाठी कोणत्याही आण्विक सूत्रातून असंतृप्तीचा डिग्री (हायड्रोजन कमतरतेचा निर्देशांक) कॅल्क्युलेट करा.
C6H12O6 किंवा CH3COOH सारखे आण्विक सूत्र प्रविष्ट करा
मानक रासायनिक संकेतन वापरा (उदा., H2O, C2H5OH). तत्त्वांसाठी मोठे अक्षर, प्रमाणासाठी संख्या.
असंतृप्तीचा डिग्री (DoU) कॅल्क्युलेटर हा कार्बन रासायनिक, जैव रसायनज्ञ, आणि आण्विक संरचना कार्य करणाऱ्या विद्यार्थ्यांसाठी एक महत्त्वाचा साधन आहे. याला हायड्रोजनच्या कमतरतेचा निर्देशांक (IHD) किंवा रिंग्स आणि दुहेरी बंध असेही म्हणतात, हा मूल्य एक सेंद्रिय अणूमध्ये असलेल्या एकूण रिंग्स आणि π-बंध (दुहेरी किंवा त्रैतीय बंध) दर्शवतो. आपल्या आण्विक सूत्रात फक्त एकदा टाकल्यास, आमचा कॅल्क्युलेटर असंतृप्तीचा डिग्री निर्धारित करतो, ज्यामुळे आपल्याला जटिल मॅन्युअल गणनांशिवाय किंवा विशेष सॉफ्टवेअरशिवाय आण्विक संरचना जलदपणे विश्लेषण करण्यात मदत होते.
असंतृप्तीचा डिग्री समजून घेणे संरचनात्मक स्पष्टतेसाठी महत्त्वाचे आहे, कारण हे एका अणूमध्ये अणूंच्या संभाव्य व्यवस्थापनांचे संकुचन करते. ही माहिती स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण, अभिक्रिया यांत्रिकी अभ्यास, आणि सेंद्रिय रसायनातील संश्लेषण नियोजनासाठी एक मूलभूत प्रारंभ बिंदू म्हणून कार्य करते. आपण आण्विक संरचना शिकणारे विद्यार्थी असो, नवीन यौगिकांचे विश्लेषण करणारे संशोधक असो, किंवा संरचनात्मक नियुक्त्या सत्यापित करणारे व्यावसायिक रसायनज्ञ असो, हा कॅल्क्युलेटर आपल्याला जलद आणि अचूक परिणाम प्रदान करतो.
असंतृप्तीचा डिग्री खालील सूत्राचा वापर करून गणना केली जाते:
जिथे:
हे सूत्र वेलन्सच्या संकल्पनेवरून व्युत्पन्न केले आहे आणि प्रत्येक अणू किती बंध तयार करू शकतो यावर आधारित आहे. कार्बन सामान्यतः 4 बंध तयार करतो, नायट्रोजन 3, आणि हायड्रोजन 1. हे सूत्र किती हायड्रोजन अणू "अभावित" आहेत हे गणना करते, जे पूर्णपणे संतृप्त संरचनेच्या तुलनेत आहे, प्रत्येक कमी हायड्रोजनच्या जोडीस एक असंतृप्तीचा डिग्री समर्पित आहे.
आण्विक सूत्र टाका इनपुट फील्डमध्ये मानक रासायनिक नोंदणीत:
"गणना करा" बटणावर क्लिक करा सूत्र प्रक्रिया करण्यासाठी.
परिणामांचे पुनरावलोकन करा:
ऐच्छिक: आपल्या नोंदी किंवा पुढील विश्लेषणासाठी कॉपी बटणाचा वापर करून परिणाम कॉपी करा.
कॅल्क्युलेटर आपल्या इनपुटवर अनेक तपासण्या करतो:
जर कोणतीही समस्या आढळली, तर एक त्रुटी संदेश आपल्याला इनपुट सुधारण्यासाठी मार्गदर्शन करेल.
असंतृप्तीचा डिग्री कॅल्क्युलेटर विविध रसायनशास्त्र क्षेत्रांमध्ये अनेक अनुप्रयोग आहेत:
अज्ञात यौगिकाचे विश्लेषण करताना, DoU संरचनेविषयी महत्त्वाची माहिती प्रदान करते. उदाहरणार्थ, जर आपण ठरवले की एक यौगिक C8H10 आहे आणि कॅल्क्युलेटर 4 चा DoU दर्शवितो, तर आपल्याला माहित आहे की संरचनेत रिंग्स आणि दुहेरी बंधांची एक संयोजन असणे आवश्यक आहे. हे एथिलबेंझीन (C8H10) सारख्या सुत्राचे सुचवते, ज्यामध्ये एक रिंग आणि तीन दुहेरी बंध आहेत.
NMR, IR, किंवा मास स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा विश्लेषण करताना, DoU प्रस्तावित संरचनांसाठी एक क्रॉस-चेक म्हणून कार्य करते. जर स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा एक संरचना दर्शवितो ज्यात दोन दुहेरी बंध आहेत, परंतु DoU गणना तीन असंतृप्तीचे मूल्य दर्शवते, तर आपल्याला आपल्या संरचनात्मक नियुक्तीवर पुन्हा विचार करावा लागेल.
सेंद्रिय रसायन शिकणारे विद्यार्थी कॅल्क्युलेटरचा वापर त्यांच्या मॅन्युअल गणनांची तपासणी करण्यासाठी आणि आण्विक संरचना विषयी अंतर्ज्ञान विकसित करण्यासाठी करू शकतात. विविध आइसोमर्स (उदा. सायक्लोहेक्सेन विरुद्ध हेक्षीन) च्या DoU च्या तुलना करून, विद्यार्थ्यांना आण्विक सूत्र आणि संरचनेतील संबंध समजून घेण्यात मदत होते.
औषध रसायनज्ञ नवीन औषध उमेदवारांची रचना आणि संश्लेषण करताना DoU गणना वापरतात. DoU याची पुष्टी करण्यात मदत करते की प्रस्तावित संश्लेषण मार्गांनी योग्य संरचनात्मक वैशिष्ट्ये असलेल्या यौगिकांचे उत्पादन केले जाईल.
विशिष्ट यौगिकांचे संश्लेषण करताना, DoU जलद तपासणी म्हणून कार्य करू शकते की इच्छित उत्पादन तयार झाले आहे की नाही, त्यानंतर अधिक तपशीलवार विश्लेषण केले जाईल.
असंतृप्तीचा डिग्री एक मूल्यवान साधन असले तरी, याला मर्यादा आहेत. संरचनात्मक निर्धारणासाठी काही पर्यायी किंवा पूरक दृष्टिकोन येथे आहेत:
स्पेक्ट्रोस्कोपिक पद्धती:
एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी: क्रिस्टल तयार करू शकणाऱ्या आण्विकांची निश्चित 3D संरचना प्रदान करते.
गणितीय रसायनशास्त्र: अणु मॉडेलिंग आणि घनता कार्यात्मक सिद्धांत (DFT) गणनांनी ऊर्जा कमी करण्याच्या आधारावर स्थिर संरचना भाकीत करू शकतात.
रासायनिक चाचण्या: विशिष्ट कार्यात्मक गटांसह प्रतिक्रिया करणारे विशिष्ट अभिकर्ता संरचनात्मक वैशिष्ट्ये ओळखण्यात मदत करू शकतात.
सर्वात व्यापक दृष्टिकोन DoU गणनेला एकत्रित विश्लेषण तंत्रांसह एकत्र करणे आहे जे संपूर्ण संरचनात्मक चित्र तयार करते.
असंतृप्तीचा डिग्रीचा संकल्पना 19 व्या शतकात संरचनात्मक सेंद्रिय रसायनाच्या प्रारंभिक विकासात मूळ आहे. जेव्हा रसायनज्ञांनी कार्बनच्या चतुर्वेदीक स्वरूपाची आणि सेंद्रिय यौगिकांच्या संरचनांची समजून घेतली, तेव्हा त्यांना अणूंच्या व्यवस्थापनाचे ठरविण्यासाठी मार्गांची आवश्यकता होती.
फ्रिड्रिक ऑगस्ट केक्यूल (1829-1896) ने या क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण योगदान दिले जेव्हा त्याने कार्बनच्या चतुर्वेदीक स्वरूपाचा आणि 1850 च्या दशकात कार्बन चेनच्या संकल्पनेचा प्रस्ताव दिला. 1865 मध्ये बेंझीनच्या संरचनेवर त्याचे काम रिंग्स आणि दुहेरी बंधांच्या समजून घेण्याचे महत्त्व दर्शवते.
आम्ही आज "असंतृप्तीचा निर्देशांक" हा शब्द वापरतो, विशेषतः शैक्षणिक सेटिंग्जमध्ये, कारण तो गणना काय मोजतो हे स्पष्टपणे वर्णन करतो: किती हायड्रोजन अणू कमी आहेत पूर्ण संतृप्त संरचनेच्या तुलनेत.
आज, असंतृप्तीचा डिग्री गणना सेंद्रिय रसायनात एक मूलभूत साधन म्हणून राहते, प्रारंभिक अभ्यासक्रमात शिकवले जाते आणि व्यावसायिक रसायनज्ञांनी नियमितपणे वापरले जाते. आधुनिक गणितीय रसायनशास्त्र आणि स्पेक्ट्रोस्कोपिक तंत्रांनी DoU मूल्यांच्या आधारावर संरचनात्मक परिकल्पनांची जलद सत्यापन करण्यास त्याची उपयोगिता वाढवली आहे.
येथे विविध आण्विक सूत्रांसाठी असंतृप्तीचा डिग्री गणना करण्यासाठी कोड उदाहरणे आहेत:
1' Excel VBA कार्य असंतृप्तीचा डिग्रीसाठी
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' वापर:
8' =DegreeOfUnsaturation(6, 6, 0, 0, 0, 0) ' C6H6 (बेंझीन) साठी = 4
9
1def calculate_dou(formula):
2 """आण्विक सूत्रातून असंतृप्तीचा डिग्री गणना करा."""
3 # घटकांची गणना ठरवा
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 पार्स करा
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"असंगत घटक: {element}")
15
16 # DoU गणना करा
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 वापर:
28print(f"बेंझीन (C6H6): {calculate_dou('C6H6')}") # 4 दर्शवायला हवे
29print(f"सायक्लोहेक्सेन (C6H12): {calculate_dou('C6H12')}") # 1 दर्शवायला हवे
30print(f"ग्लुकोज (C6H12O6): {calculate_dou('C6H12O6')}") # 1 दर्शवायला हवे
31
1function calculateDOU(formula) {
2 // आण्विक सूत्र पार्स करा
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(`असंगत घटक: ${element}`);
18 }
19 }
20
21 // DoU गणना करा
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 वापर:
34console.log(`एथेन (C2H4): ${calculateDOU("C2H4")}`); // 1 दर्शवायला हवे
35console.log(`बेंझीन (C6H6): ${calculateDOU("C6H6")}`); // 4 दर्शवायला हवे
36console.log(`कॅफीन (C8H10N4O2): ${calculateDOU("C8H10N4O2")}`); // 6 दर्शवायला हवे
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 // आण्विक सूत्र पार्स करा
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("असंगत घटक: " + element);
33 }
34 }
35
36 // DoU गणना करा
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 + 2.0) / 2.0;
45 return dou;
46 }
47
48 public static void main(String[] args) {
49 System.out.printf("सायक्लोहेक्सीन (C6H10): %.1f%n", calculateDOU("C6H10")); // 2.0 दर्शवायला हवे
50 System.out.printf("असपिरिन (C9H8O4): %.1f%n", calculateDOU("C9H8O4")); // 6.0 दर्शवायला हवे
51 System.out.printf("प्रोपेन (C3H8): %.1f%n", calculateDOU("C3H8")); // 0.0 दर्शवायला हवे
52 }
53}
54
आता विविध सामान्य सेंद्रिय यौगिकांसाठी असंतृप्तीचा डिग्री गणना करूया:
एथेन (C2H6)
एथेन (C2H4)
बेंझीन (C6H6)
सायक्लोहेक्सेन (C6H12)
ग्लुकोज (C6H12O6)
कॅफीन (C8H10N4O2)
क्लोरोएथेन (C2H5Cl)
पायरीडीन (C5H5N)
असंतृप्तीचा डिग्री (DoU), ज्याला हायड्रोजनच्या कमतरतेचा निर्देशांक (IHD) असेही म्हणतात, हा एक मूल्य आहे जो सेंद्रिय अणूमध्ये एकूण रिंग्स आणि π-बंध (दुहेरी किंवा त्रैतीय बंध) दर्शवतो. हे रसायनज्ञांना आण्विक सूत्राच्या आधारावर संभाव्य संरचनात्मक वैशिष्ट्ये ठरविण्यात मदत करते.
असंतृप्तीचा डिग्री खालील सूत्राचा वापर करून गणला जातो: DoU = (2C + N + P - H - X - M + 2)/2, जिथे C कार्बन अणूंची संख्या, N नायट्रोजन, P फॉस्फरस, H हायड्रोजन, X हॅलोजन, आणि M एकमात्र धातू अणूंची संख्या आहे. हे सूत्र किती हायड्रोजन अणू "अभावित" आहेत हे गणना करते पूर्ण संतृप्त संरचनेच्या तुलनेत.
शून्य DoU मूल्य म्हणजे अणू पूर्णपणे संतृप्त आहे, म्हणजे त्यात कोणतीही रिंग्स किंवा बहु-बंध नाहीत. उदाहरणांमध्ये मीथेन (CH4), एथेन (C2H6), आणि प्रोपेन (C3H8) यांचा समावेश आहे.
नाही, वैध आण्विक सूत्रासाठी, DoU संपूर्ण संख्या असावी लागते. जर आपल्या गणनेचा परिणाम अंशांकित असेल, तर तो आण्विक सूत्रात त्रुटी दर्शवतो किंवा गणनेत काही चूक आहे.
अणूच्या प्रत्येक रिंगमध्ये DoU मध्ये 1 योगदान असते. कारण रिंग तयार करण्यासाठी एक साखळी संरचनेतून दोन हायड्रोजन अणू कमी करणे आवश्यक आहे.
प्रत्येक दुहेरी बंध DoU मध्ये 1 योगदान देतो, आणि प्रत्येक त्रैतीय बंध DoU मध्ये 2 योगदान देतो. कारण दुहेरी बंध एकल बंधांच्या तुलनेत 2 हायड्रोजन अणूंची कमी दर्शवतो, आणि त्रैतीय बंध 4 हायड्रोजन अणूंची कमी दर्शवतो.
ऑक्सिजन सामान्य ऑक्सिडेशन अवस्थांमध्ये (जसे की अल्कोहोल, ईथर, किंवा कीटोनमध्ये) DoU गणनेवर परिणाम करत नाही. सूत्रात फक्त ते अणू समाविष्ट केले जातात जे गणनेवर प्रभाव टाकतात त्यांच्या सामान्य वेलन्सच्या आधारावर.
DoU आण्विक सूत्रासाठी संभाव्य संरचनांची संकुचन करते, एकूण रिंग्स आणि बहु-बंधांची संख्या दर्शवते. ही माहिती, स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा सह, रसायनज्ञांना अज्ञात यौगिकांची वास्तविक संरचना ठरविण्यात मदत करते.
नकारात्मक DoU म्हणजे एक अशक्य आण्विक सूत्र दर्शवते. हे कधी कधी आपल्याला सूत्र चुकीचे टाकल्यास किंवा प्रस्तावित संरचना मूलभूत वेलन्स नियमांचे उल्लंघन करते.
असंतृप्तीचा डिग्री गणना जटिलतेच्या आधारावर कार्य करते. फक्त सर्व अणूंची संख्या गणना करा आणि सूत्र लागू करा. परिणामी मूल्य संपूर्ण यौगिकात सर्व रिंग्स आणि बहु-बंधांचे एकत्रित प्रतिनिधित्व करेल.
वोल्हार्ट, के. पी. सी., & शॉरे, एन. ई. (2018). ऑर्गेनिक केमिस्ट्री: स्ट्रक्चर अँड फंक्शन (8वा आवृत्ती). डब्ल्यू. एच. फ्रीमन आणि कंपनी.
क्लेइडन, जे., ग्रीव्स, एन., & वॉरेन, एस. (2012). ऑर्गेनिक केमिस्ट्री (2रा आवृत्ती). ऑक्सफोर्ड युनिव्हर्सिटी प्रेस.
स्मिथ, एम. बी. (2019). मार्चच्या प्रगत सेंद्रिय रसायनशास्त्र: अभिक्रिया, यांत्रिकी, आणि संरचना (8वा आवृत्ती). विली.
ब्रुइस, पी. वाय. (2016). ऑर्गेनिक केमिस्ट्री (8वा आवृत्ती). पिअर्सन.
क्लेन, डी. आर. (2017). ऑर्गेनिक केमिस्ट्री (3रा आवृत्ती). विली.
"असंतृप्तीचा डिग्री." केमिस्ट्री लिबरटेक्स, https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Supplemental_Modules_(Organic_Chemistry)/Fundamentals/Degree_of_Unsaturation. 2 ऑगस्ट 2024 रोजी प्रवेश केला.
"हायड्रोजनच्या कमतरतेचा निर्देशांक." विकिपीडिया, वाईकिमीडिया फाउंडेशन, https://en.wikipedia.org/wiki/Index_of_hydrogen_deficiency. 2 ऑगस्ट 2024 रोजी प्रवेश केला.
आपल्या कामच्या प्रक्रियेसाठी उपयुक्त असणारे अधिक उपकरण शोधा.