द्रव्यमान संरक्षण का नियम
मोमबत्ती जलकर छोटा-सा टुकड़ा रह जाती है, फिर भी जलती मोमबत्ती वाले बंद जार का द्रव्यमान पहले और बाद में बराबर रहता है। तो मोम कहाँ जाता है?
1789 में एंटोनी लावोज़ियर ने अभिक्रिया से पहले और बाद में सब कुछ तौला और एक पैटर्न पाया। द्रव्यमान संरक्षण का नियम कहता है कि रासायनिक अभिक्रिया में अभिकारकों का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है। सिरका और बेकिंग सोडा खुले फ्लास्क में अभिक्रिया करते हैं तो कार्बन डाइऑक्साइड निकल जाती है, इसलिए पाठ्यांक घटता है। फ्लास्क पर गुब्बारा बाँध दें तो गैस फँस जाती है और पाठ्यांक वही रहता है। जिस अभिक्रिया में गैस नहीं बनती, जैसे सोडियम सल्फेट और बेरियम क्लोराइड से सफ़ेद अवक्षेप बनना, उसमें खुले फ्लास्क में भी पाठ्यांक वही रहता है। कारण यह है कि परमाणु केवल पुनर्व्यवस्थित होते हैं, खोते नहीं।
आकृति में : कोई उत्पाद बाहर न निकले तो अभिक्रिया में द्रव्यमान स्थिर रहता है।
द्रव्यमान संरक्षण का नियम
ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।
ऐप में खोलेंनियम 1 : पहले का कुल द्रव्यमान और बाद का कुल द्रव्यमान बराबर — गैसों सहित सभी अभिकारकों और सभी उत्पादों के द्रव्यमान जोड़ें तो दोनों योग बराबर आते हैं।
- आसान : 14 g लोहे और 8 g गंधक से 22 g आयरन सल्फाइड बनता है।
- मध्यम : 6.5 g ज़िंक और 7.3 g अम्ल से 13.6 g ज़िंक क्लोराइड और 0.2 g हाइड्रोजन बनती है।
- परीक्षा-प्रकार : बंद नली में 10 g कैल्सियम कार्बोनेट से 5.6 g कैल्सियम ऑक्साइड और 4.4 g कार्बन डाइऑक्साइड मिलती है।
नियम 2 : खुले बर्तन में गैस जा या आ सकती है — गैस बर्तन से निकल जाए तो पाठ्यांक घटता है, और हवा की गैस ठोस से जुड़ जाए तो पाठ्यांक बढ़ता है।
- आसान : जली मोमबत्ती की राख हल्की होती है, क्योंकि गैसें निकल जाती हैं।
- मध्यम : जले मैग्नीशियम की राख भारी होती है, क्योंकि ऑक्सीजन उससे जुड़ जाती है।
- परीक्षा-प्रकार : तराजू पर रखे बंद पात्र में पाठ्यांक स्थिर रहता है।
रासायनिक अभिक्रिया में द्रव्यमान न बनता है, न नष्ट होता है; परमाणु केवल पुनर्व्यवस्थित होते हैं।
पाठ्यांक घटने पर मान लेना कि नियम टूट गया। गायब द्रव्यमान निकल गई गैस में होता है।
याद रखने की युक्ति : जितना अंदर गया, उतना बाहर — गैसें भी गिनें!
अंतर पहचानें
| स्थिति | तराजू का पाठ्यांक | कारण |
|---|---|---|
| खुला फ्लास्क, गैस बनी | घटता है | गैस निकल जाती है |
| बंद फ्लास्क, गैस बनी | वही रहता है | गैस फँस जाती है |
| खुला फ्लास्क, गैस नहीं बनी | वही रहता है | कुछ नहीं निकलता |
अभ्यास के प्रश्न
- 1द्रव्यमान संरक्षण का नियम किसने प्रस्तुत किया?
- 2यह किस वर्ष प्रस्तुत हुआ?
- 35 g A की 9 g B से पूरी अभिक्रिया होती है। उत्पादों का कुल द्रव्यमान कितना होगा?
- 4सिरका और बेकिंग सोडा की खुले फ्लास्क में अभिक्रिया पर पाठ्यांक क्यों घटता है?
- 5फ्लास्क पर गुब्बारा पाठ्यांक को स्थिर कैसे रखता है?
- 6जले मैग्नीशियम की राख पट्टी से भारी क्यों होती है?
- 716 g ताँबा हवा में गर्म करने पर 20 g कॉपर ऑक्साइड देता है। कितनी ऑक्सीजन जुड़ी और कौन-सा नियम प्रयुक्त हुआ?
- 8एक विद्यार्थिनी खुली तश्तरी में कागज़ जलाती है और राख बहुत हल्की पाती है। नियम जाँचने के लिए उसे परीक्षण कैसे दोहराना चाहिए?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1एंटोनी लावोज़ियर।
- 21789।
- 314 g।
- 4कार्बन डाइऑक्साइड गैस हवा में निकल जाती है, इसलिए उसका द्रव्यमान नहीं तुलता।
- 5गुब्बारा गैस को फँसा लेता है, इसलिए फ्लास्क से कुछ बाहर नहीं जाता।
- 6हवा की ऑक्सीजन मैग्नीशियम से जुड़ गई और उसका द्रव्यमान बढ़ा गई।
- 74 g ऑक्सीजन, द्रव्यमान संरक्षण के नियम से : 20 g − 16 g।
- 8उसे इसे तराजू पर बंद पात्र में जलाना चाहिए, ताकि गैसें वहीं रहें और तौली जाएँ।
स्थिर अनुपात का नियम
नदी, कुएँ और समुद्र का पानी स्वाद में अलग होता है, फिर भी हर एक का शुद्ध जल हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में ठीक एक ही अनुपात में टूटता है।
फ्रांसीसी रसायनज्ञ जोसेफ प्राउस्ट ने पाया कि यौगिक में वही तत्व सदा द्रव्यमान के निश्चित अनुपात में होते हैं, चाहे उसका स्रोत या बनाने की विधि कुछ भी हो। यह स्थिर अनुपात का नियम है, जिसे निश्चित अनुपात का नियम भी कहते हैं। शुद्ध जल में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन सदा 1 : 8 द्रव्यमान अनुपात में होती हैं, इसलिए 9 g जल से 1 g हाइड्रोजन और 8 g ऑक्सीजन मिलती है। यह अनुपात द्रव्यमान का है, परमाणुओं की संख्या का नहीं; जल में परमाणुओं का अनुपात 2 : 1 है। मिश्रण इस नियम का पालन नहीं करते, क्योंकि रेत और लोहे का चूर्ण किसी भी अनुपात में मिलाए जा सकते हैं। अनुपात का उपयोग करते समय दिए गए द्रव्यमान को उसकी अनुपात-संख्या से भाग दें और दूसरी संख्या से गुणा करें।
आकृति में : यौगिक का द्रव्यमान अनुपात निश्चित होता है; मिश्रण का नहीं।
नियम 1 : यौगिक का द्रव्यमान अनुपात निश्चित होता है — शुद्ध यौगिक के तत्व स्रोत कोई भी हो, सदा द्रव्यमान के उसी अनुपात में होते हैं।
- आसान : जल : हाइड्रोजन और ऑक्सीजन 1 : 8।
- मध्यम : कार्बन डाइऑक्साइड : कार्बन और ऑक्सीजन 3 : 8।
- परीक्षा-प्रकार : मैग्नीशियम ऑक्साइड : मैग्नीशियम और ऑक्सीजन 3 : 2।
नियम 2 : अनुपात को पैमाने पर लगाएँ — दिए गए द्रव्यमान को उसकी अनुपात-संख्या से भाग दें, फिर दूसरे तत्व की संख्या से गुणा करें।
- आसान : 6 g कार्बन को 6 ÷ 3 × 8 = 16 g ऑक्सीजन चाहिए।
- मध्यम : 12 g मैग्नीशियम को 12 ÷ 3 × 2 = 8 g ऑक्सीजन चाहिए।
- परीक्षा-प्रकार : 27 g जल में 27 ÷ 9 × 1 = 3 g हाइड्रोजन होती है।
शुद्ध यौगिक में वही तत्व उसी द्रव्यमान अनुपात में होते हैं, यौगिक कहीं से भी आए।
1 : 8 को परमाणुओं का अनुपात समझना। यह द्रव्यमानों का अनुपात है; जल में परमाणुओं का अनुपात 2 : 1 है।
याद रखने की युक्ति : जल = 1 : 8 — 1 भाग हाइड्रोजन, 8 भाग ऑक्सीजन, 9 भाग जल।
अंतर पहचानें
| यौगिक | तत्व | द्रव्यमान अनुपात |
|---|---|---|
| जल | हाइड्रोजन : ऑक्सीजन | 1 : 8 |
| कार्बन डाइऑक्साइड | कार्बन : ऑक्सीजन | 3 : 8 |
| मैग्नीशियम ऑक्साइड | मैग्नीशियम : ऑक्सीजन | 3 : 2 |
अभ्यास के प्रश्न
- 1स्थिर अनुपात का नियम किसने प्रस्तुत किया?
- 2जल में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का द्रव्यमान अनुपात क्या है?
- 3क्या यह नियम मिश्रणों पर लागू होता है?
- 4कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए 6 g कार्बन से कितनी ऑक्सीजन जुड़ती है?
- 5नदी और समुद्र का जल शुद्ध करने पर वही अनुपात क्यों मिलता है?
- 61 : 8 जल में परमाणुओं का अनुपात क्यों नहीं है?
- 730 g मैग्नीशियम ऑक्साइड के नमूने में मैग्नीशियम और ऑक्सीजन 3 : 2 अनुपात में हैं। प्रत्येक का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
- 8दो विद्यार्थी शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड का विश्लेषण करते हैं। एक को कार्बन : ऑक्सीजन 3 : 8 मिलता है और दूसरे को 3 : 6। इससे क्या कह सकते हैं?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1जोसेफ प्राउस्ट।
- 21 : 8।
- 3नहीं। मिश्रण के भाग किसी भी अनुपात में हो सकते हैं।
- 416 g।
- 5क्योंकि यौगिक की संरचना वह कहीं से भी आए, वही रहती है।
- 6क्योंकि अनुपात द्रव्यमान का है, और ऑक्सीजन का परमाणु हाइड्रोजन के परमाणु से 16 गुना भारी होता है।
- 718 g मैग्नीशियम और 12 g ऑक्सीजन।
- 8उनमें से एक ने गलती की या अशुद्ध नमूना लिया, क्योंकि अनुपात 3 : 8 ही होना चाहिए।
डाल्टन का परमाणु सिद्धांत
वही मनके फिर से सजाओ तो कई मालाएँ बन सकती हैं, पर एक भी मनका नया नहीं बनता या खोता नहीं। जॉन डाल्टन ने रासायनिक अभिक्रियाओं की कल्पना ऐसे ही की।
1808 में जॉन डाल्टन ने अभिधारणाओं पर आधारित परमाणु सिद्धांत दिया; अभिधारणा यानी बिना प्रमाण के सत्य मानी गई मूल धारणा। उन्होंने कहा कि पदार्थ सूक्ष्म परमाणुओं से बना है; परमाणु अविभाज्य हैं और रासायनिक अभिक्रिया में बनाए या नष्ट नहीं किए जा सकते; एक तत्व के परमाणु द्रव्यमान और रासायनिक गुणों में एक जैसे होते हैं; अलग-अलग तत्वों के परमाणु भिन्न होते हैं; और परमाणु सरल पूर्ण संख्याओं के अनुपात में जुड़ते हैं, यानी किसी यौगिक में उनके प्रकार और संख्याएँ निश्चित होती हैं। पहला विचार द्रव्यमान संरक्षण का नियम समझाता है और अंतिम स्थिर अनुपात का नियम। आज हम जानते हैं कि परमाणु में उप-परमाणुक कण होते हैं और एक ही तत्व के परमाणु द्रव्यमान में भिन्न हो सकते हैं।
आकृति में : डाल्टन की अभिधारणाएँ रासायनिक संयोग के दोनों नियम समझाती हैं।
नियम 1 : परमाणु पुनर्व्यवस्थित होते हैं, बनते या नष्ट नहीं होते — अभिकारकों के परमाणु फिर से समूहित होकर उत्पाद बनाते हैं, इसलिए कुल द्रव्यमान वही रहता है।
- आसान : मैग्नीशियम और ऑक्सीजन के परमाणु जुड़कर मैग्नीशियम ऑक्साइड बनाते हैं।
- मध्यम : जल बनते समय हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के परमाणु बदलते नहीं।
- परीक्षा-प्रकार : कार्बन के 6 परमाणु और ऑक्सीजन के 12 परमाणु मिलकर कार्बन डाइऑक्साइड में 18 परमाणु होते हैं।
नियम 2 : परमाणु पूर्ण संख्याओं के अनुपात में जुड़ते हैं — यौगिक की एक इकाई में पूर्ण परमाणुओं की निश्चित संख्याएँ होती हैं, इसलिए उसका द्रव्यमान अनुपात निश्चित होता है।
- आसान : A का 1 परमाणु और B के 2 परमाणु संभव है।
- मध्यम : A का आधा परमाणु संभव नहीं।
- परीक्षा-प्रकार : A के 2 परमाणु B के 3 से जुड़ें तो A के 400 परमाणुओं को B के 600 चाहिए।
डाल्टन का सिद्धांत दोनों नियम समझाता है, पर अब ज्ञात है कि परमाणु के भाग होते हैं और समस्थानिक होते हैं।
डाल्टन के परमाणु को आज भी पूरी तरह सही मानना। परमाणु उप-परमाणुक कणों में बँटते हैं और एक ही तत्व के परमाणु द्रव्यमान में भिन्न हो सकते हैं।
याद रखने की युक्ति : परमाणु : सूक्ष्म, पूर्ण, पुनर्व्यवस्थित — अभिक्रिया में न बनते हैं, न नष्ट होते हैं।
अंतर पहचानें
| अभिधारणा | क्या समझाती है | आधुनिक मत |
|---|---|---|
| परमाणु न बनते हैं, न नष्ट होते हैं | द्रव्यमान संरक्षण | रासायनिक अभिक्रियाओं में सही |
| परमाणु पूर्ण संख्याओं के अनुपात में जुड़ते हैं | स्थिर अनुपात | आज भी सही |
| परमाणु अविभाज्य और एक जैसे हैं | एक तत्व, एक जैसे गुण | बदला : समस्थानिक, उप-परमाणुक भाग |
अभ्यास के प्रश्न
- 11808 में परमाणु सिद्धांत किसने प्रस्तुत किया?
- 2अभिधारणा क्या है?
- 3डाल्टन के अनुसार रासायनिक अभिक्रिया में परमाणुओं का क्या होता है?
- 4परमाणुओं के निश्चित पूर्ण-संख्या अनुपातों से कौन-सा नियम समझ आता है?
- 5डाल्टन का सिद्धांत आज पूरी तरह क्यों नहीं माना जा सकता?
- 6यौगिक की इकाई में आधा परमाणु कभी क्यों नहीं होता?
- 7एक यौगिक में X के 3 परमाणु Y के 2 परमाणुओं से जुड़ते हैं। X के 600 परमाणुओं से Y के कितने परमाणु जुड़ेंगे?
- 8एक विद्यार्थिनी कहती है कि लकड़ी जलने पर उसके परमाणु नष्ट हो जाते हैं, क्योंकि थोड़ी-सी राख बचती है। डाल्टन के सिद्धांत से उसे सुधारिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1जॉन डाल्टन।
- 2औपचारिक प्रमाण के बिना सत्य मानी गई मूल धारणा, जिस पर आगे के विचार बनते हैं।
- 3वे पुनर्व्यवस्थित होते हैं, न बनते हैं, न नष्ट होते हैं।
- 4स्थिर अनुपात का नियम।
- 5क्योंकि परमाणु में उप-परमाणुक कण होते हैं और एक ही तत्व के परमाणु द्रव्यमान में भिन्न हो सकते हैं।
- 6क्योंकि रासायनिक अभिक्रिया में परमाणुओं का विभाजन नहीं होता।
- 7400 परमाणु।
- 8परमाणु नष्ट नहीं होते; वे पुनर्व्यवस्थित होकर कार्बन डाइऑक्साइड और जलवाष्प जैसी गैसों और राख में बदल जाते हैं।
अणु और सहसंयोजक बंध
गुब्बारे की हाइड्रोजन, साँस की ऑक्सीजन और पीने का पानी, सब अणुओं से बने हैं, फिर भी भीतर के परमाणु बिना किसी गोंद के जुड़े रहते हैं।
अणु एक से अधिक परमाणुओं की विद्युत-उदासीन इकाई है जो स्वतंत्र रूप से रह सकती है और पदार्थ के गुण दिखाती है। हीलियम अकेले परमाणुओं के रूप में रहती है, क्योंकि उसका संयोजकता कोश पहले से भरा है। अन्य परमाणु सहसंयोजक बंध में इलेक्ट्रॉन साझा करके भरा कोश पाते हैं, K कोश के लिए द्वक और अन्यत्र अष्टक। एक साझा युग्म एकल बंध है, दो युग्म द्विबंध और तीन युग्म त्रिबंध। Cl₂ में क्लोरीन के दो परमाणु एक युग्म साझा करते हैं, O₂ में ऑक्सीजन के दो परमाणु दो युग्म और N₂ में नाइट्रोजन के दो परमाणु तीन युग्म साझा करते हैं। HCl, H₂O, NH₃ और CO₂ जैसे यौगिकों में भी परमाणु इलेक्ट्रॉन साझा करते हैं। सहसंयोजक यौगिकों का नाम mono-, di-, tri-, tetra-, penta- जैसे उपसर्गों से रखते हैं।
आकृति में : परमाणु स्थिर कोश के लिए इलेक्ट्रॉन-युग्म साझा करते हैं।
नियम 1 : कोश पूरा होने तक साझा करें — प्रत्येक परमाणु उतने इलेक्ट्रॉन साझा करता है जितने उसे चाहिए, और साझा युग्मों की संख्या बंध का प्रकार तय करती है।
- आसान : क्लोरीन को 1 चाहिए, इसलिए Cl₂ में एकल बंध, Cl—Cl।
- मध्यम : ऑक्सीजन को 2 चाहिए, इसलिए O₂ में द्विबंध, O=O।
- परीक्षा-प्रकार : नाइट्रोजन को 3 चाहिए, इसलिए N₂ में त्रिबंध।
नियम 2 : उपसर्गों से नाम दें — परमाणुओं की संख्या के लिए उपसर्ग लगाएँ और दूसरे नाम में -ide जोड़ें; पहले तत्व पर mono- नहीं, और पहले हाइड्रोजन पर उपसर्ग नहीं।
- आसान : CO कार्बन मोनोऑक्साइड है।
- मध्यम : SO₃ सल्फर ट्राइऑक्साइड है।
- परीक्षा-प्रकार : N₂O₄ डाइनाइट्रोजन टेट्रॉक्साइड है।
सहसंयोजक बंध इलेक्ट्रॉनों का साझा युग्म है, और परमाणु तब तक साझा करते हैं जब तक बाहरी कोश पूरा न हो।
यह मानना कि सहसंयोजक बंध में परमाणु इलेक्ट्रॉन दे देते हैं। वे साझा करते हैं, इसलिए आयन नहीं बनते।
याद रखने की युक्ति : स्थिर होने के लिए बाँटो — एक युग्म एकल बंध, दो द्विबंध, तीन त्रिबंध।
अंतर पहचानें
| अणु | प्रत्येक परमाणु को चाहिए इलेक्ट्रॉन | बंध |
|---|---|---|
| Cl₂ | 1 | एकल, Cl—Cl |
| O₂ | 2 | द्वि, O=O |
| N₂ | 3 | त्रि |
अभ्यास के प्रश्न
- 1सहसंयोजक बंध क्या है?
- 2हीलियम अकेले परमाणुओं के रूप में क्यों रहती है?
- 3CO का नाम क्या है?
- 4N₂ में प्रत्येक नाइट्रोजन परमाणु कितने इलेक्ट्रॉन साझा करता है?
- 5हाइड्रोजन के दो परमाणु और ऑक्सीजन का एक परमाणु मिलकर जल कैसे बनाते हैं?
- 6H₂S को हाइड्रोजन सल्फाइड कहते हैं, डाइहाइड्रोजन सल्फाइड नहीं, ऐसा क्यों?
- 7कार्बन में 4 और गंधक में 6 संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। एक कार्बन परमाणु से गंधक के कितने परमाणु जुड़ेंगे, बंध का प्रकार क्या होगा और नाम क्या होगा?
- 8PCl₃ और N₂O₅ के नाम बताइए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन-युग्म साझा करने से बना बंध।
- 2क्योंकि उसका संयोजकता कोश पहले से पूर्ण है, इसलिए वह स्थिर है।
- 3कार्बन मोनोऑक्साइड।
- 43।
- 5प्रत्येक हाइड्रोजन ऑक्सीजन के साथ एक इलेक्ट्रॉन साझा करता है, इसलिए ऑक्सीजन को दो साझा युग्म और प्रत्येक हाइड्रोजन को एक मिलता है।
- 6क्योंकि हाइड्रोजन पहले हो तो उपसर्ग नहीं लगाते।
- 7गंधक के दो परमाणु, द्विबंधों से जुड़े : कार्बन डाइसल्फाइड, CS₂।
- 8फॉस्फोरस ट्राइक्लोराइड और डाइनाइट्रोजन पेंटॉक्साइड।
आयन और आयनिक बंध
सोडियम पानी में फुफकारने वाली नरम धातु है और क्लोरीन ज़हरीली गैस, फिर भी दोनों मिलकर हमारी थाली का निरापद नमक बनाते हैं। कैसे?
चार से कम संयोजी इलेक्ट्रॉन वाला धातु का परमाणु उन्हें खो देता है और चार से अधिक वाला अधातु का परमाणु उन्हें पाता या साझा करता है। सोडियम का परमाणु (2, 8, 1) एक इलेक्ट्रॉन खोकर Na⁺ बनता है, जिसमें 11 प्रोटॉन और 10 इलेक्ट्रॉन होते हैं। क्लोरीन का परमाणु (2, 8, 7) एक इलेक्ट्रॉन पाकर Cl⁻ बनता है। धन आयन धनायन और ऋण आयन ऋणायन कहलाते हैं, और दोनों मिलकर आयन। उनके बीच का स्थिरवैद्युत आकर्षण आयनिक बंध है। आयनिक यौगिक त्रिविमीय क्रिस्टल बनाते हैं; सोडियम क्लोराइड में प्रत्येक Na⁺ के चारों ओर छह Cl⁻ होते हैं। नाम में पहले धनायन और फिर ऋणायन आता है, -ide अंत के साथ; NH₄⁺ जैसे बहुपरमाणुक आयन परमाणुओं के समूह हैं।
आकृति में : धातु इलेक्ट्रॉन खोती है, अधातु पाती है और आयन एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं।
नियम 1 : 4 से कम खोते हैं, 4 से अधिक पाते हैं — परमाणु इलेक्ट्रॉन खोकर या पाकर पूर्ण कोश की ओर बढ़ते हैं।
- आसान : सोडियम (2, 8, 1) 1 इलेक्ट्रॉन खोकर Na⁺ बनाता है।
- मध्यम : ऐलुमिनियम (2, 8, 3) 3 इलेक्ट्रॉन खोकर Al³⁺ बनाता है।
- परीक्षा-प्रकार : फ़्लोरीन (2, 7) 1 इलेक्ट्रॉन पाकर F⁻ बनाता है।
नियम 2 : आवेश संतुलित होने चाहिए — धन और ऋण आयनों की संख्या ऐसी चुनते हैं कि कुल आवेश शून्य हो।
- आसान : Na⁺ और Cl⁻ मिलकर NaCl।
- मध्यम : Mg²⁺ और दो Cl⁻ मिलकर MgCl₂।
- परीक्षा-प्रकार : दो Na⁺ और O²⁻ मिलकर Na₂O।
आयनिक बंध इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण से बने धन और ऋण आयनों के बीच का आकर्षण है।
यह मानना कि आयनिक यौगिक अणुओं से बना होता है। वह आयनों का दोहराई जाने वाली व्यवस्था में क्रिस्टल होता है।
याद रखने की युक्ति : धातु खोती है, अधातु पाती है — विपरीत आवेश आकर्षित करते हैं।
अंतर पहचानें
| परमाणु | परिवर्तन | आयन |
|---|---|---|
| सोडियम (11) | 1 इलेक्ट्रॉन खोता है | Na⁺ |
| ऑक्सीजन (8) | 2 इलेक्ट्रॉन पाती है | O²⁻ |
| ऐलुमिनियम (13) | 3 इलेक्ट्रॉन खोता है | Al³⁺ |
अभ्यास के प्रश्न
- 1धनायन और ऋणायन क्या हैं?
- 2आयनिक बंध क्या है?
- 3फ़्लोरीन कौन-सा आयन बनाती है?
- 4सोडियम का परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खोने पर Na⁺ क्यों बनता है?
- 5एक मैग्नीशियम आयन से कितने क्लोराइड आयन जुड़ते हैं और क्यों?
- 6सोडियम क्लोराइड अलग-अलग अणु क्यों नहीं बनाता?
- 7एक कण में 16 प्रोटॉन और 18 इलेक्ट्रॉन हैं। उसका आवेश ज्ञात कीजिए और नाम बताइए।
- 8इलेक्ट्रॉन दिखाकर बताइए कि कैल्सियम (20) और फ़्लोरीन (9) से कैल्सियम फ़्लोराइड कैसे बनता है।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1धनायन धन आयन हैं और ऋणायन ऋण आयन।
- 2विपरीत आवेश वाले आयनों के बीच का आकर्षण।
- 3फ़्लोराइड आयन, F⁻।
- 4उसमें 11 प्रोटॉन हैं पर केवल 10 इलेक्ट्रॉन, इसलिए आवेश +1।
- 5दो, ताकि +2 और 2 × (−1) का योग शून्य हो।
- 6क्योंकि आयन दोहराई जाने वाली व्यवस्था का त्रिविमीय क्रिस्टल बनाते हैं।
- 7आवेश −2 है, इसलिए वह सल्फाइड आयन, S²⁻ है।
- 8कैल्सियम दो फ़्लोरीन परमाणुओं में से प्रत्येक को एक इलेक्ट्रॉन देता है, जिससे Ca²⁺ और दो F⁻ बनते हैं, जो CaF₂ के रूप में जुड़ते हैं।
रासायनिक सूत्र लिखना
दुकानदार हर वस्तु के लिए एक ही निश्चित संकेत-कोड लगाता है। रसायनज्ञ भी ऐसा ही करते हैं : हर यौगिक का एक सूत्र होता है, जो बताता है कि कौन-से परमाणु या आयन हैं और कितने।
सहसंयोजक यौगिक के लिए चिह्न और उनकी संयोजकताएँ लिखें और संयोजकताओं को अधोलिखित अंक के रूप में आर-पार बदलें; अधोलिखित 1 नहीं लिखते। आयनिक यौगिक के लिए पहले धनायन लिखें, चिह्नों के नीचे आवेश लिखें और केवल अंकों को आर-पार बदलें; आवेश सूत्र में नहीं लिखते। अधोलिखित अंकों को उभयनिष्ठ गुणनखंड से भाग दें, क्योंकि सूत्र सबसे सरल अनुपात दर्शाता है। एक ही प्रकार के दो या अधिक बहुपरमाणुक आयन चाहिए हों तो उन्हें कोष्ठक में रखें, जैसे Mg(NO₃)₂ और Al(OH)₃ में। कुल धनावेश कुल ऋणावेश के बराबर होना चाहिए, ताकि यौगिक उदासीन रहे।
आकृति में : आर-पार बदलना, सरल करना और कोष्ठक लगाना: यही सूत्र लिखने की विधि है।
नियम 1 : संयोजकता या आवेशों को आर-पार बदलें — एक आयन की संख्या दूसरे का अधोलिखित अंक बन जाती है।
- आसान : Al³⁺ और Cl⁻ से AlCl₃।
- मध्यम : Na⁺ और SO₄²⁻ से Na₂SO₄।
- परीक्षा-प्रकार : K⁺ और O²⁻ से K₂O।
नियम 2 : सरल करें और कोष्ठक लगाएँ — उभयनिष्ठ गुणनखंड से भाग दें, और एक से अधिक बार आने वाले बहुपरमाणुक आयन को कोष्ठक में रखें।
- आसान : Zn²⁺ और S²⁻ से Zn₂S₂, जिसे ZnS लिखते हैं।
- मध्यम : Mg²⁺ और NO₃⁻ से Mg(NO₃)₂।
- परीक्षा-प्रकार : NH₄⁺ और SO₄²⁻ से (NH₄)₂SO₄।
अंकों को आर-पार बदलें, उभयनिष्ठ गुणनखंड से भाग दें और दोहराए गए बहुपरमाणुक आयनों को कोष्ठक में रखें।
Al(OH)₃ को AlOH₃ लिखना। कोष्ठक के बिना 3 केवल H पर लागू होता है।
याद रखने की युक्ति : आर-पार, सरल, कोष्ठक।
अंतर पहचानें
| धनायन | ऋणायन | सूत्र |
|---|---|---|
| Ca²⁺ | F⁻ | CaF₂ |
| Fe³⁺ | O²⁻ | Fe₂O₃ |
| NH₄⁺ | SO₄²⁻ | (NH₄)₂SO₄ |
अभ्यास के प्रश्न
- 1आयनिक यौगिक के सूत्र में कौन-सा आयन पहले लिखते हैं?
- 2क्या सूत्र में आवेश दिखाते हैं?
- 3पोटैशियम क्लोराइड का सूत्र लिखिए।
- 4ज़िंक सल्फाइड Zn₂S₂ नहीं, ZnS क्यों लिखा जाता है?
- 5मैग्नीशियम नाइट्रेट में कोष्ठक क्यों चाहिए?
- 6Al(OH)₃ में 3 क्या दर्शाता है?
- 7कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड और अमोनियम क्लोराइड के सूत्र लिखिए।
- 8Fe³⁺ और CO₃²⁻ के यौगिक का सूत्र लिखिए और कोष्ठक का कारण बताइए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1धनायन, यानी धन आयन।
- 2नहीं, सूत्र में आवेश नहीं लिखते।
- 3KCl।
- 4क्योंकि सूत्र सबसे सरल अनुपात दर्शाता है और 2 : 2 सरल होकर 1 : 1 हो जाता है।
- 5क्योंकि एक Mg²⁺ के लिए एक ही प्रकार के दो NO₃⁻ आयन चाहिए।
- 6कि एक ऐलुमिनियम आयन से तीन हाइड्रॉक्साइड आयन जुड़े हैं।
- 7Ca(OH)₂ और NH₄Cl।
- 8Fe₂(CO₃)₃; कोष्ठक दिखाते हैं कि अधोलिखित 3 पूरे CO₃ समूह पर लागू होता है।
आयनिक और सहसंयोजक यौगिकों के गुण
नमक और चीनी दोनों पानी में घुलते हैं और एक जैसे दिखते हैं, पर केवल एक ही विलयन से बल्ब जलता है। अंतर बंधों में है।
विलयन में विद्युत धारा गतिशील आयन ले जाते हैं। ठोस सोडियम क्लोराइड में आयन निश्चित स्थानों पर जकड़े होते हैं, इसलिए वह चालन नहीं करता; जल में घुलने या पिघलने पर आयन स्वतंत्र हो जाते हैं और वह चालन करता है। सोडियम क्लोराइड और कॉपर सल्फेट जैसे आयनिक यौगिक सामान्यतः जल में विलेय पर पेट्रोल और केरोसिन में अविलेय होते हैं, और आयनों के बीच प्रबल आकर्षण के कारण उनके गलनांक और क्वथनांक उच्च होते हैं। कपूर और नैफ़्थलीन जैसे सहसंयोजक यौगिक सामान्यतः जल में अविलेय पर पेट्रोल और केरोसिन में विलेय होते हैं, और उनके गलनांक और क्वथनांक निम्न होते हैं। चीनी सहसंयोजक है और जल में घुलती है, पर आयन नहीं देती, इसलिए उसका विलयन चालन नहीं करता। परीक्षण में कम वोल्टता की बैटरी लें और पेट्रोल व केरोसिन को लौ से दूर रखें।
आकृति में : आयनिक और सहसंयोजक यौगिक विलेयता, गलनांक और चालन में भिन्न होते हैं।
नियम 1 : चालन के लिए आयन स्वतंत्र होने चाहिए — पदार्थ तभी चालन करता है जब आवेशित कण गति कर सकें।
- आसान : ठोस सोडियम क्लोराइड चालन नहीं करता।
- मध्यम : सोडियम क्लोराइड का विलयन चालन करता है।
- परीक्षा-प्रकार : पिघला सोडियम क्लोराइड चालन करता है।
नियम 2 : गुणों के समूह की तुलना करें — आयनिक यौगिकों का गलनांक उच्च होता है और वे जल में घुलते हैं, जबकि सहसंयोजक यौगिकों का गलनांक निम्न होता है और वे पेट्रोल में घुलते हैं।
- आसान : कॉपर सल्फेट जल में घुलता है पर पेट्रोल में नहीं।
- मध्यम : नैफ़्थलीन पेट्रोल में घुलती है पर जल में नहीं।
- परीक्षा-प्रकार : चीनी जल में घुलती है पर आयन नहीं देती।
आयनिक यौगिक उच्च तापमान पर पिघलते हैं और घुलने या पिघलने पर चालन करते हैं; सहसंयोजक यौगिक निम्न तापमान पर पिघलते हैं और सामान्यतः चालन नहीं करते।
यह मानना कि जल में घुलने वाला हर यौगिक आयनिक होता है। चीनी घुलती है पर आयन नहीं देती।
याद रखने की युक्ति : आयन स्वतंत्र = धारा बहती है — ठोस आयनिक नहीं, घुला या पिघला हुआ हाँ।
अंतर पहचानें
| गुण | आयनिक यौगिक | सहसंयोजक यौगिक |
|---|---|---|
| गलनांक | उच्च | निम्न |
| घुलता है | जल में | पेट्रोल, केरोसिन में |
| चालन | घुलने या पिघलने पर | सामान्यतः नहीं |
अभ्यास के प्रश्न
- 1ठोस सोडियम क्लोराइड चालन क्यों नहीं करता?
- 2पेट्रोल में घुलने वाले एक सहसंयोजक यौगिक का नाम बताइए।
- 3किस प्रकार के यौगिकों का गलनांक उच्च होता है?
- 4कॉपर सल्फेट के विलयन से बल्ब क्यों जलता है?
- 5चीनी घुलती है फिर भी उसका विलयन चालन क्यों नहीं करता?
- 6बैटरी और पेट्रोल के साथ कौन-सी सुरक्षा सावधानी चाहिए?
- 7एक सफ़ेद ठोस बहुत उच्च तापमान पर पिघलता है और केवल घुलने या पिघलने पर चालन करता है। बंध का प्रकार बताइए और कारण दीजिए।
- 8एक यौगिक जल में अविलेय है, निम्न तापमान पर पिघलता है और केरोसिन में घुलता है। उसके बंध-प्रकार और चालन का अनुमान लगाइए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1क्योंकि उसके आयन निश्चित स्थानों पर जकड़े होते हैं।
- 2नैफ़्थलीन (या कपूर)।
- 3आयनिक यौगिकों का।
- 4क्योंकि वह जल में स्वतंत्र आयन देता है, जो धारा ले जाते हैं।
- 5क्योंकि चीनी विलयन में आयन नहीं देती।
- 6कम वोल्टता की बैटरी लें, इलेक्ट्रोडों को न छुएँ और पेट्रोल व केरोसिन को लौ से दूर रखें।
- 7आयनिक, क्योंकि उसका गलनांक उच्च है और घुलने या पिघलने पर उसमें स्वतंत्र आयन मिलते हैं।
- 8सहसंयोजक, और वह चालन नहीं करेगा, क्योंकि उसमें आयन नहीं हैं।
अणु द्रव्यमान और सूत्र इकाई द्रव्यमान
दुकानदार पैकेट का वज़न हर वस्तु का वज़न जोड़कर निकालता है। रसायनज्ञ अणु का द्रव्यमान इसी तरह, परमाणुओं के द्रव्यमान जोड़कर निकालते हैं।
सहसंयोजक यौगिक का आण्विक द्रव्यमान उसके सूत्र के सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमानों का योग है, इकाई u। ऑक्सीजन के लिए O₂ = 16 × 2 = 32 u, और अमोनिया के लिए NH₃ = 14 + 3 × 1 = 17 u। आयनिक यौगिक अणु नहीं बनाते; वे क्रिस्टल बनाते हैं, इसलिए हम सूत्र इकाई लेते हैं, यानी आयनों का सबसे सरल पूर्ण-संख्या अनुपात। सूत्र इकाई द्रव्यमान सूत्र इकाई के परमाणु द्रव्यमानों का योग है, जैसे NaCl = 23 + 35.5 = 58.5 u। कोष्ठक पर अधोलिखित अंक हो तो कोष्ठक के भीतर सब कुछ गुणा करें, इसलिए Ca(OH)₂ = 40 + 2 × (16 + 1) = 74 u।
आकृति में : सूत्र के हर परमाणु के परमाणु द्रव्यमान जोड़ें।
नियम 1 : सहसंयोजक यौगिक का आण्विक द्रव्यमान — प्रत्येक परमाणु द्रव्यमान को उन परमाणुओं की संख्या से गुणा करके जोड़ें।
- आसान : O₂ = 16 × 2 = 32 u।
- मध्यम : NH₃ = 14 + 3 × 1 = 17 u।
- परीक्षा-प्रकार : H₂SO₄ = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 u।
नियम 2 : आयनिक यौगिक का सूत्र इकाई द्रव्यमान — सूत्र इकाई के परमाणु द्रव्यमान जोड़ें, और कोष्ठक को पहले उसके अधोलिखित अंक से गुणा करें।
- आसान : NaCl = 23 + 35.5 = 58.5 u।
- मध्यम : Ca(OH)₂ = 40 + 2 × (16 + 1) = 74 u।
- परीक्षा-प्रकार : Na₂SO₄ = 2 × 23 + 32 + 4 × 16 = 142 u।
सूत्र के सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमान जोड़ें; कोष्ठक के लिए समूह को उसके अधोलिखित अंक से गुणा करें।
पूरे कोष्ठक को उसके अधोलिखित अंक से गुणा करना भूल जाना, जैसे Ca(OH)₂ में एक ही OH गिनना।
याद रखने की युक्ति : गिनो, गुणा करो, जोड़ो।
अंतर पहचानें
| पदार्थ | गणना | द्रव्यमान |
|---|---|---|
| ईथेन, C₂H₆ | 2 × 12 + 6 × 1 | 30 u |
| कैल्सियम क्लोराइड, CaCl₂ | 40 + 2 × 35.5 | 111 u |
| ऐलुमिनियम हाइड्रॉक्साइड, Al(OH)₃ | 27 + 3 × (16 + 1) | 78 u |
अभ्यास के प्रश्न
- 1आण्विक द्रव्यमान की इकाई क्या है?
- 2सूत्र इकाई क्या है?
- 3क्या आयनिक यौगिकों में अणु होते हैं?
- 4SO₂ का आण्विक द्रव्यमान ज्ञात कीजिए (S = 32 u, O = 16 u)।
- 5MgO का सूत्र इकाई द्रव्यमान ज्ञात कीजिए (Mg = 24 u, O = 16 u)।
- 6NaCl के लिए आण्विक द्रव्यमान की जगह सूत्र इकाई द्रव्यमान क्यों कहते हैं?
- 7Mg(NO₃)₂ का सूत्र इकाई द्रव्यमान ज्ञात कीजिए (Mg = 24 u, N = 14 u, O = 16 u)।
- 8किसका द्रव्यमान अधिक है : CO₂ का एक अणु या CaO की एक सूत्र इकाई? (C = 12 u, O = 16 u, Ca = 40 u)
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1u, परमाणु द्रव्यमान इकाई।
- 2आयनिक यौगिक में आयनों का सबसे सरल पूर्ण-संख्या अनुपात।
- 3नहीं, वे आयनों के क्रिस्टल बनाते हैं।
- 464 u।
- 540 u।
- 6क्योंकि आयनिक यौगिक आयनों के क्रिस्टल के रूप में होते हैं, अलग-अलग अणुओं के रूप में नहीं।
- 7148 u।
- 8CaO, क्योंकि 56 u, 44 u से अधिक है।