🧪 अम्ल और क्षार (Acids & Bases) - Complete notes for SSC & RRB अम्ल और क्षार (Acids & Bases) - Complete notes for SSC & RRB 🍋 अम्ल (Acids) - परिभाषा और पहचान अम्ल की परिभाषा: 1) आर्हेनियस के अनुसार (Arrhenius Theory): वे पदार्थ जो जल में घुलकर हाइड्रोजन आयन (H⁺) देते हैं, अम्ल कहलाते हैं। HCl → H⁺ + Cl⁻ H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻ 2) ब्रॉन्स्टेड-लॉरी के अनुसार (Bronsted-Lowry Theory): वे पदार्थ जो प्रोटॉन (H⁺) दान करते हैं, अम्ल कहलाते हैं। 3) लुईस के अनुसार (Lewis Theory): वे पदार्थ जो इलेक्ट्रॉन युग्म ग्रहण करते हैं। ✅ अम्ल की पहचान के गुण: गुण विवरण स्वाद खट्टा (Sour) लिटमस परीक्षण नीला लिटमस → लाल स्पर्श संक्षारक (Corrosive) विद्युत चालकता जलीय विलयन विद्युत का चालन करता है धातुओं से क्रिया H₂ गैस मुक्त करते हैं क्षार से क्रिया लवण + जल बनाते हैं (उदासीनीकरण) 📚 अम्लों के प्रकार A) उत्पत्ति के आधार पर: 1️⃣ प्राकृतिक/कार्बनिक अम्ल (Organic Acids): अम्ल रासायनिक सूत्र स्रोत विशेषता एसीटिक अम्ल CH₃COOH सिरका (Vinegar) 5-8% सांद्रता साइट्रिक अम्ल C₆H...
रासायनिक बंधन (Chemical Bonding) - SSC & RRB Exam Complete Notes
रासायनिक बंधन क्या है? (What is Chemical Bond?)
परिभाषा: दो या दो से अधिक परमाणुओं को एक साथ जोड़े रखने वाली आकर्षण शक्ति को रासायनिक बंधन कहते हैं।
उद्देश्य: परमाणुओं को स्थिरता प्रदान करना
मुख्य सिद्धांत: परमाणु बंधन बनाकर निकटतम निष्क्रिय गैस का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्राप्त करना चाहते हैं।
परमाणु रासायनिक बंधन क्यों बनाते हैं?
अष्टक नियम (Octet Rule)
प्रतिपादक: गिल्बर्ट लुईस (Gilbert Lewis - 1916)
नियम: परमाणु बंधन बनाकर अपनी बाहरी कक्षा में 8 इलेक्ट्रॉन (अष्टक) प्राप्त करना चाहते हैं, जिससे वे स्थिर हो जाते हैं।
अपवाद:
- हाइड्रोजन (H): 2 इलेक्ट्रॉन चाहता है (द्विक नियम - Duet Rule)
- लिथियम (Li): 2 इलेक्ट्रॉन चाहता है
- बेरिलियम (Be): 4 इलेक्ट्रॉन से स्थिर
- बोरॉन (B): 6 इलेक्ट्रॉन से स्थिर
उदाहरण:
- सोडियम (Na): 2, 8, 1 → 1 इलेक्ट्रॉन देकर → 2, 8 (Ne जैसा)
- क्लोरीन (Cl): 2, 8, 7 → 1 इलेक्ट्रॉन लेकर → 2, 8, 8 (Ar जैसा)
- ऑक्सीजन (O): 2, 6 → 2 इलेक्ट्रॉन लेकर → 2, 8 (Ne जैसा)
परीक्षा नोट: निष्क्रिय गैसों की बाहरी कक्षा पहले से ही पूर्ण होती है (8 इलेक्ट्रॉन), इसलिए वे बंधन नहीं बनातीं।
रासायनिक बंधन के प्रकार (Types of Chemical Bonds)
रासायनिक बंधन (Chemical Bonds)
│
├─── 1. आयनिक बंधन (Ionic Bond)
│ - धातु + अधातु
│ - इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
│
├─── 2. सहसंयोजक बंधन (Covalent Bond)
│ - अधातु + अधातु
│ - इलेक्ट्रॉन साझेदारी
│ │
│ ├─── एकल बंधन (Single)
│ ├─── द्विबंधन (Double)
│ └─── त्रिबंधन (Triple)
│
├─── 3. धात्विक बंधन (Metallic Bond)
│ - धातु + धातु
│ - इलेक्ट्रॉन समुद्र
│
└─── 4. हाइड्रोजन बंधन (Hydrogen Bond)
- अंतर-आणविक बंधन
- H और F/O/N के बीच
1. आयनिक बंधन (Ionic Bond / Electrovalent Bond)
परिभाषा:
इलेक्ट्रॉनों के पूर्ण स्थानांतरण (देने-लेने) से बने धनायनों और ऋणायनों के बीच विद्युत स्थैतिक आकर्षण को आयनिक बंधन कहते हैं।
दूसरा नाम:
- विद्युतसंयोजक बंधन (Electrovalent Bond)
- ध्रुवीय बंधन (Polar Bond)
बनने की प्रक्रिया:
चरण 1: इलेक्ट्रॉन देना (धातु)
- धातु इलेक्ट्रॉन देकर धनायन (Cation) बनता है
- उदाहरण: Na → Na⁺ + e⁻
चरण 2: इलेक्ट्रॉन लेना (अधातु)
- अधातु इलेक्ट्रॉन लेकर ऋणायन (Anion) बनता है
- उदाहरण: Cl + e⁻ → Cl⁻
चरण 3: विद्युत स्थैतिक आकर्षण
- धनायन और ऋणायन आकर्षित होकर बंधन बनाते हैं
- Na⁺ + Cl⁻ → NaCl
उदाहरण:
A. सोडियम क्लोराइड (NaCl) का बनना:
Na (2, 8, 1) → Na⁺ (2, 8) + e⁻ [धनायन]
Cl (2, 8, 7) + e⁻ → Cl⁻ (2, 8, 8) [ऋणायन]
Na⁺ + Cl⁻ → Na⁺Cl⁻ या NaCl (नमक)
समझाएं:
- Na ने 1 इलेक्ट्रॉन दिया (अष्टक पूर्ण करने के लिए)
- Cl ने 1 इलेक्ट्रॉन लिया (अष्टक पूर्ण करने के लिए)
- दोनों स्थिर हुए (निष्क्रिय गैस विन्यास)
B. मैग्नीशियम ऑक्साइड (MgO) का बनना:
Mg (2, 8, 2) → Mg²⁺ (2, 8) + 2e⁻
O (2, 6) + 2e⁻ → O²⁻ (2, 8)
Mg²⁺ + O²⁻ → MgO
C. कैल्शियम क्लोराइड (CaCl₂) का बनना:
Ca (2, 8, 8, 2) → Ca²⁺ (2, 8, 8) + 2e⁻
Cl (2, 8, 7) + e⁻ → Cl⁻ (2, 8, 8)
Cl (2, 8, 7) + e⁻ → Cl⁻ (2, 8, 8)
Ca²⁺ + 2Cl⁻ → CaCl₂
नोट: Ca के पास 2 इलेक्ट्रॉन हैं, इसलिए 2 Cl परमाणु चाहिए
आयनिक बंधन की शर्तें:
- कम आयनन ऊर्जा (IE) वाला तत्व - धातु (इलेक्ट्रॉन देना आसान)
- अधिक इलेक्ट्रॉन बंधुता (EA) वाला तत्व - अधातु (इलेक्ट्रॉन लेना आसान)
- विद्युत ऋणात्मकता में अधिक अंतर - 1.7 या अधिक
- धातु + अधातु का संयोग
आयनिक यौगिकों के गुण:
भौतिक गुण:
1. भौतिक अवस्था:
- कमरे के तापमान पर ठोस
- कारण: प्रबल विद्युत स्थैतिक आकर्षण
2. गलनांक और क्वथनांक:
- उच्च गलनांक और क्वथनांक
- कारण: आयनों के बीच प्रबल आकर्षण
- उदाहरण: NaCl का गलनांक = 801°C
3. कठोरता:
- कठोर लेकिन भंगुर (Brittle)
- दबाव देने पर टूट जाते हैं
- कारण: समान आवेश वाले आयनों का प्रतिकर्षण
4. विद्युत चालकता:
- ठोस अवस्था में विद्युत के कुचालक
- गलित (पिघली हुई) या जलीय विलयन में सुचालक
- कारण: आयन गतिशील होते हैं
5. जल में घुलनशीलता:
- जल में घुलनशील
- कारण: ध्रुवीय विलायक (H₂O) ध्रुवीय यौगिक को घोलता है
- कार्बनिक विलायकों में अघुलनशील (बेंजीन, पेट्रोल)
6. क्रिस्टलीय संरचना:
- नियमित क्रिस्टलीय जालक
- त्रि-आयामी व्यवस्था
7. दिशात्मकता:
- दिशाहीन (Non-directional)
- सभी दिशाओं में समान आकर्षण
रासायनिक गुण:
1. अभिक्रियाशीलता:
- जलीय विलयन में तीव्र अभिक्रिया करते हैं
2. विद्युत अपघटन:
- विद्युत धारा प्रवाहित करने पर विघटित होते हैं
आयनिक यौगिकों के उदाहरण:
| यौगिक | सूत्र | सामान्य नाम | उपयोग |
|---|---|---|---|
| सोडियम क्लोराइड | NaCl | नमक | खाना, संरक्षण |
| पोटैशियम आयोडाइड | KI | - | आयोडीन की कमी |
| कैल्शियम ऑक्साइड | CaO | बुझा चूना | सीमेंट, दीवार |
| मैग्नीशियम ऑक्साइड | MgO | मैग्नीशिया | दवा |
| सोडियम कार्बोनेट | Na₂CO₃ | धोने का सोडा | साबुन, कांच |
| सोडियम बाइकार्बोनेट | NaHCO₃ | बेकिंग सोडा | खाना पकाना |
| कैल्शियम कार्बोनेट | CaCO₃ | संगमरमर, चूना | निर्माण |
| एल्युमिनियम ऑक्साइड | Al₂O₃ | - | घर्षण सामग्री |
आयनिक बंधन की पहचान कैसे करें?
✅ धातु + अधातु = आयनिक बंधन ✅ उच्च गलनांक/क्वथनांक ✅ जल में घुलनशील ✅ गलित अवस्था में विद्युत सुचालक ✅ कठोर और भंगुर ✅ क्रिस्टलीय ठोस
2. सहसंयोजक बंधन (Covalent Bond)
परिभाषा:
दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी से बनने वाले बंधन को सहसंयोजक बंधन कहते हैं।
दूसरे नाम:
- आण्विक बंधन (Molecular Bond)
- अध्रुवीय बंधन (Non-polar Bond) - यदि समान परमाणु हों
प्रतिपादक: गिल्बर्ट लुईस (1916)
बनने की प्रक्रिया:
- दो परमाणु इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी करते हैं
- दोनों परमाणुओं का अष्टक पूर्ण होता है
- कोई आयन नहीं बनता
- अधातु + अधातु
सहसंयोजक बंधन के प्रकार:
A. साझा इलेक्ट्रॉनों की संख्या के आधार पर:
1. एकल बंधन (Single Bond) - एक जोड़ी इलेक्ट्रॉन
प्रतीक: A - B (एक डैश)
उदाहरण:
हाइड्रोजन अणु (H₂):
H (1) + H (1) → H : H या H - H
H • + • H → H : H
प्रत्येक H ने 1 इलेक्ट्रॉन दिया
दोनों ने 2 इलेक्ट्रॉन साझे किए (1-1 जोड़ी)
दोनों का द्विक पूर्ण (He जैसा)
क्लोरीन अणु (Cl₂):
Cl (2, 8, 7) + Cl (2, 8, 7) → Cl : Cl या Cl - Cl
:Cl• + •Cl: → :Cl : Cl:
प्रत्येक Cl ने 1 इलेक्ट्रॉन दिया
दोनों का अष्टक पूर्ण (Ar जैसा)
जल (H₂O):
O (2, 6) को 2 इलेक्ट्रॉन चाहिए
H (1) × 2 = 2 इलेक्ट्रॉन देंगे
H
|
H - O - H या H : O : H
अमोनिया (NH₃):
N (2, 5) को 3 इलेक्ट्रॉन चाहिए
H (1) × 3 = 3 इलेक्ट्रॉन देंगे
H
|
H - N - H
मीथेन (CH₄):
C (2, 4) को 4 इलेक्ट्रॉन चाहिए
H (1) × 4 = 4 इलेक्ट्रॉन देंगे
H
|
H - C - H
|
H
2. द्विबंधन (Double Bond) - दो जोड़ी इलेक्ट्रॉन
प्रतीक: A = B (दो डैश)
उदाहरण:
ऑक्सीजन अणु (O₂):
O (2, 6) + O (2, 6) → O = O
:O•• + ••O: → :O :: O: या O = O
प्रत्येक O ने 2 इलेक्ट्रॉन दिए
4 इलेक्ट्रॉन साझे (2 जोड़ी)
दोनों का अष्टक पूर्ण
कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂):
O = C = O
ऑक्सीजन के साथ दोनों तरफ द्विबंधन
कुल 4 बंध (दो द्विबंधन)
3. त्रिबंधन (Triple Bond) - तीन जोड़ी इलेक्ट्रॉन
प्रतीक: A ≡ B (तीन डैश)
उदाहरण:
नाइट्रोजन अणु (N₂):
N (2, 5) + N (2, 5) → N ≡ N
:N••• + •••N: → :N ::: N: या N ≡ N
प्रत्येक N ने 3 इलेक्ट्रॉन दिए
6 इलेक्ट्रॉन साझे (3 जोड़ी)
दोनों का अष्टक पूर्ण
सबसे प्रबल बंधन
एथाइन (C₂H₂) - एसिटिलीन:
H - C ≡ C - H
कार्बन-कार्बन के बीच त्रिबंधन
बंधों की प्रबलता और लंबाई:
| बंधन प्रकार | प्रबलता | बंधन लंबाई | तोड़ने के लिए ऊर्जा |
|---|---|---|---|
| एकल (Single) | कम | अधिक | कम |
| द्विबंधन (Double) | मध्यम | मध्यम | मध्यम |
| त्रिबंधन (Triple) | अधिक | कम | अधिक |
सरल नियम:
- बंधन जितना प्रबल → लंबाई उतनी कम
- त्रिबंधन > द्विबंधन > एकल बंधन (प्रबलता में)
परीक्षा नोट: N₂ (त्रिबंधन) सबसे स्थिर अणु है, इसलिए निष्क्रिय है।
B. ध्रुवीयता के आधार पर:
1. अध्रुवीय सहसंयोजक बंधन (Non-polar Covalent):
परिभाषा: समान परमाणुओं के बीच बनने वाला बंधन जिसमें इलेक्ट्रॉन समान रूप से साझे होते हैं।
विशेषता:
- विद्युत ऋणात्मकता में अंतर = 0
- इलेक्ट्रॉन बादल समान वितरित
- कोई ध्रुव नहीं
उदाहरण:
- H₂ (H-H)
- Cl₂ (Cl-Cl)
- O₂ (O=O)
- N₂ (N≡N)
- CH₄ (मीथेन)
- CCl₄ (कार्बन टेट्राक्लोराइड)
2. ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन (Polar Covalent):
परिभाषा: भिन्न परमाणुओं के बीच बनने वाला बंधन जिसमें इलेक्ट्रॉन असमान रूप से साझे होते हैं।
विशेषता:
- विद्युत ऋणात्मकता में अंतर = 0.4 से 1.7
- इलेक्ट्रॉन अधिक EN वाले की ओर झुके
- आंशिक धनात्मक (δ⁺) और ऋणात्मक (δ⁻) ध्रुव बनते हैं
- द्विध्रुव आघूर्ण (Dipole Moment) होता है
उदाहरण:
जल (H₂O):
δ⁺ δ⁻ δ⁺
H - O - H
O अधिक EN वाला (3.5)
H कम EN वाला (2.1)
इलेक्ट्रॉन O की ओर झुके
O पर आंशिक ऋणावेश, H पर धनावेश
हाइड्रोजन क्लोराइड (HCl):
δ⁺ δ⁻
H - Cl
Cl अधिक EN (3.0)
H कम EN (2.1)
ध्रुवीय अणु
अन्य उदाहरण:
- NH₃ (अमोनिया)
- HF (हाइड्रोजन फ्लोराइड)
- H₂S (हाइड्रोजन सल्फाइड)
सहसंयोजक यौगिकों के गुण:
भौतिक गुण:
1. भौतिक अवस्था:
- गैस, द्रव या कम गलनांक वाले ठोस
- कारण: अणुओं के बीच दुर्बल आकर्षण
2. गलनांक और क्वथनांक:
- निम्न गलनांक और क्वथनांक
- आयनिक यौगिकों से बहुत कम
- उदाहरण:
- CH₄ का क्वथनांक = -162°C
- H₂O = 100°C (हाइड्रोजन बंधन के कारण अधिक)
3. कठोरता:
- नरम या लचीले
- आसानी से तोड़े जा सकते हैं
4. विद्युत चालकता:
- विद्युत के कुचालक
- कारण: कोई आयन नहीं, कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं
- अपवाद: ग्रेफाइट (विशेष संरचना के कारण)
5. जल में घुलनशीलता:
- ध्रुवीय: जल में घुलनशील (HCl, NH₃)
- अध्रुवीय: जल में अघुलनशील (CH₄, CCl₄)
- नियम: "Like dissolves like" - समान घुलता है समान में
6. कार्बनिक विलायकों में घुलनशीलता:
- अधिकतर कार्बनिक विलायकों में घुलनशील
- बेंजीन, ईथर, क्लोरोफॉर्म में
7. दिशात्मकता:
- दिशात्मक (Directional)
- विशिष्ट दिशा में बनते हैं
- अणु की आकृति निर्धारित करते हैं
सहसंयोजक यौगिकों के उदाहरण:
| यौगिक | सूत्र | अवस्था | उपयोग |
|---|---|---|---|
| मीथेन | CH₄ | गैस | ईंधन, CNG |
| जल | H₂O | द्रव | पीना, जीवन |
| अमोनिया | NH₃ | गैस | उर्वरक, प्रशीतक |
| कार्बन डाइऑक्साइड | CO₂ | गैस | प्रकाश संश्लेषण, शीतल पेय |
| ऑक्सीजन | O₂ | गैस | श्वसन |
| नाइट्रोजन | N₂ | गैस | निष्क्रिय वातावरण |
| हाइड्रोजन क्लोराइड | HCl | गैस | अम्ल |
| ईथेन | C₂H₆ | गैस | ईंधन |
| ग्लूकोज | C₆H₁₂O₆ | ठोस | ऊर्जा |
| सुक्रोज | C₁₂H₂₂O₁₁ | ठोस | चीनी |
आयनिक और सहसंयोजक बंधन में अंतर
| गुण | आयनिक बंधन | सहसंयोजक बंधन |
|---|---|---|
| बनना | इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण | इलेक्ट्रॉन साझेदारी |
| आयन | बनते हैं | नहीं बनते |
| तत्व | धातु + अधातु | अधातु + अधातु |
| उदाहरण | NaCl, MgO, CaCl₂ | H₂, O₂, CH₄, H₂O |
| भौतिक अवस्था | ठोस | गैस, द्रव, ठोस |
| गलनांक/क्वथनांक | उच्च | निम्न |
| जल में घुलनशीलता | घुलनशील | परिवर्तनशील |
| विद्युत चालकता | गलित/विलयन में | कुचालक |
| कठोरता | कठोर, भंगुर | नरम, लचीले |
| दिशात्मकता | दिशाहीन | दिशात्मक |
| बंधन प्रबलता | प्रबल | तुलनात्मक रूप से दुर्बल |
3. धात्विक बंधन (Metallic Bond)
परिभाषा:
धातुओं में परमाणुओं के बीच मुक्त इलेक्ट्रॉनों के समुद्र द्वारा बनने वाले बंधन को धात्विक बंधन कहते हैं।
बनने की प्रक्रिया:
धातु में:
- धातु के परमाणु संयोजी इलेक्ट्रॉन त्याग देते हैं
- धनायन (Cations) बन जाते हैं
- त्यागे गए इलेक्ट्रॉन मुक्त होकर पूरी धातु में घूमते हैं
- इन्हें "इलेक्ट्रॉन समुद्र" (Electron Sea) कहते हैं
चित्रण:
[M⁺] [M⁺] [M⁺] [M⁺] ← धनायन (नाभिक + आंतरिक इलेक्ट्रॉन)
e⁻ e⁻ e⁻ e⁻ e⁻ ← मुक्त इलेक्ट्रॉन (समुद्र)
[M⁺] [M⁺] [M⁺] [M⁺]
e⁻ e⁻ e⁻ e⁻ e⁻
[M⁺] [M⁺] [M⁺] [M⁺]
उदाहरण:
- सोडियम धातु (Na): Na → Na⁺ + e⁻
- तांबा (Cu): Cu → Cu⁺ + e⁻
- लोहा (Fe): Fe → Fe²⁺ + 2e⁻
धात्विक बंधन की विशेषताएं:
1. दिशाहीन (Non-directional):
- सभी दिशाओं में समान आकर्षण
2. मुक्त इलेक्ट्रॉन:
- इलेक्ट्रॉन किसी एक परमाणु से बंधे नहीं
- पूरी धातु में स्वतंत्र रूप से गति
3. प्रबलता:
- मध्यम से प्रबल बंधन
- धातु की प्रकृति पर निर्भर
धात्विक बंधन के कारण धातुओं के गुण:
1. विद्युत चालकता: ✅ उत्कृष्ट विद्युत सुचालक
- कारण: मुक्त इलेक्ट्रॉन गति करते हैं
- उदाहरण: Cu, Ag, Au, Al
2. ऊष्मा चालकता: ✅ उत्कृष्ट ऊष्मा सुचालक
- कारण: मुक्त इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं
3. धात्विक चमक (Metallic Lustre): ✅ चमकीले
- कारण: मुक्त इलेक्ट्रॉन प्रकाश को परावर्तित करते हैं
4. आघातवर्ध्यता (Malleability): ✅ पीटकर चादर बनाई जा सकती है
- कारण: परतें खिसकती हैं लेकिन बंधन बना रहता है
- उदाहरण: सोना सबसे आघातवर्ध्य
5. तन्यता (Ductility): ✅ खींचकर तार बनाया जा सकता है
- कारण: धात्विक बंधन लचीला
- उदाहरण: तांबे के तार
6. उच्च गलनांक और क्वथनांक: ✅ अधिकांश धातुओं के उच्च
- कारण: प्रबल धात्विक बंधन
- अपवाद: Hg (द्रव), Na, K (कम गलनांक)
7. सोनोरस (Sonorous): ✅ धातु ध्वनि उत्पन्न करते हैं
- कारण: इलेक्ट्रॉन कंपन
धात्विक बंधन के उदाहरण:
- सोडियम (Na) - मुलायम धातु
- लोहा (Fe) - प्रबल धात्विक बंधन
- तांबा (Cu) - विद्युत सुचालक
- चांदी (Ag) - सर्वोत्तम सुचालक
- सोना (Au) - सबसे आघातवर्ध्य
- एल्युमिनियम (Al) - हल्की धातु
- पारा (Hg) - एकमात्र द्रव धातु
परीक्षा नोट:
- धातु में इलेक्ट्रॉन "समुद्र" की तरह होते हैं - मुक्त रूप से घूमते हैं
- इसी कारण धातुएं विद्युत और ऊष्मा की सुचालक होती हैं
4. हाइड्रोजन बंधन (Hydrogen Bond)
परिभाषा:
एक अणु के हाइड्रोजन परमाणु और दूसरे अणु के अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु (F, O, N) के बीच बनने वाले दुर्बल आकर्षण को हाइड्रोजन बंधन कहते हैं।
दूसरा नाम:
- अंतर-आणविक बल (Intermolecular Force)
प्रतीक:
X - H -------- Y
(हाइड्रोजन बंधन - डॉटेड लाइन)
आवश्यक शर्तें:
- हाइड्रोजन परमाणु उपस्थित हो
- अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व से जुड़ा हो:
- फ्लोरीन (F)
- ऑक्सीजन (O)
- नाइट्रोजन (N)
याद रखने की ट्रिक: "FON" = F, O, N
बनने की प्रक्रिया:
चरण 1: ध्रुवीकरण
- H अत्यधिक EN तत्व (F/O/N) से जुड़ा है
- H पर आंशिक धनावेश (δ⁺)
- F/O/N पर आंशिक ऋणावेश (δ⁻)
चरण 2: आकर्षण
- एक अणु का δ⁺ H
- दूसरे अणु का δ⁻ F/O/N
- दोनों के बीच आकर्षण = हाइड्रोजन बंधन
हाइड्रोजन बंधन के प्रकार:
1. अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंधन (Intermolecular):
दो अलग-अलग अणुओं के बीच
2. अंतः-आणविक हाइड्रोजन बंधन (Intramolecular):
एक ही अणु के भीतर
उदाहरण:
A. जल (H₂O) - सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण
H H
| |
H - O -------- O - H
| |
H H
(डॉटेड लाइन = हाइड्रोजन बंधन)
विशेषता:
- प्रत्येक O परमाणु 2 हाइड्रोजन बंधन बना सकता है
- बर्फ में व्यवस्थित हाइड्रोजन बंधन
- इसी कारण बर्फ पानी पर तैरती है (कम घनत्व)
जल के असामान्य गुण (हाइड्रोजन बंधन के कारण):
-
उच्च क्वथनांक: 100°C
- H₂S (समान आणविक भार) = -60°C
- कारण: प्रबल हाइड्रोजन बंधन
-
बर्फ का कम घनत्व:
- बर्फ पानी पर तैरती है
- 4°C पर जल का घनत्व अधिकतम
-
उच्च विशिष्ट ऊष्मा:
- तापमान नियंत्रण में सहायक
-
उच्च वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा:
- पसीने से शीतलता
-
उच्च पृष्ठ तनाव:
- पानी की बूंदें गोल
B. हाइड्रोजन फ्लोराइड (HF)
H - F -------- H - F -------- H - F
- सबसे प्रबल हाइड्रोजन बंधन
- F सबसे अधिक EN (4.0)
- उच्च क्वथनांक (19.5°C)
C. अमोनिया (NH₃)
H H
| |
H - N -------- N - H
| |
H H
- N की EN (3.0)
- हाइड्रोजन बंधन बनाता है
- उच्च क्वथनांक (-33°C)
D. DNA में हाइड्रोजन बंधन
- DNA की दो स्ट्रैंड्स को जोड़ता है
- बेस पेयर्स के बीच:
- A-T (Adenine-Thymine): 2 हाइड्रोजन बंधन
- G-C (Guanine-Cytosine): 3 हाइड्रोजन बंधन
महत्व: DNA की संरचना और कार्य
E. प्रोटीन में हाइड्रोजन बंधन
- प्रोटीन की द्वितीयक संरचना
- α-हेलिक्स और β-शीट
- C=O और N-H के बीच
हाइड्रोजन बंधन के गुण:
1. प्रबलता:
- सामान्य सहसंयोजक बंधन से दुर्बल
- वान डर वाल्स बलों से प्रबल
- ऊर्जा: 10-40 kJ/mol
2. बंधन लंबाई:
- सामान्य बंधन से लंबा
- लगभग 1.5 - 2.5 Å
3. दिशात्मक:
- विशिष्ट दिशा में बनते हैं
4. संतृप्तता:
- सीमित संख्या में बन सकते हैं
हाइड्रोजन बंधन का महत्व:
1. भौतिक गुणों पर प्रभाव: ✅ उच्च गलनांक और क्वथनांक ✅ उच्च घुलनशीलता ✅ उच्च चिपचिपाहट
2. जैविक महत्व: ✅ DNA की संरचना ✅ प्रोटीन की संरचना ✅ एंजाइम की क्रिया ✅ कोशिका झिल्ली
3. जल के असामान्य गुण: ✅ जीवन का आधार ✅ जलीय जीवन संभव
4. घुलनशीलता: ✅ ध्रुवीय यौगिकों की घुलनशीलता ✅ शर्करा, अल्कोहल जल में घुलते हैं
हाइड्रोजन बंधन के उदाहरण (तुलना):
| यौगिक | आणविक सूत्र | क्वथनांक | हाइड्रोजन बंधन |
|---|---|---|---|
| जल | H₂O | 100°C | हाँ (प्रबल) |
| हाइड्रोजन सल्फाइड | H₂S | -60°C | नहीं |
| हाइड्रोजन फ्लोराइड | HF | 19.5°C | हाँ (सबसे प्रबल) |
| हाइड्रोजन क्लोराइड | HCl | -85°C | नहीं |
| अमोनिया | NH₃ | -33°C | हाँ |
| फॉस्फीन | PH₃ | -87°C | नहीं |
निष्कर्ष: हाइड्रोजन बंधन वाले यौगिकों का क्वथनांक बहुत अधिक होता है।
रासायनिक बंधनों की तुलना (Final Comparison Table)
| गुण | आयनिक | सहसंयोजक | धात्विक | हाइड्रोजन |
|---|---|---|---|---|
| बनना | e⁻ transfer | e⁻ share | e⁻ sea | अंतर-आणविक |
| तत्व | धातु+अधातु | अधातु+अधातु | धातु | H+F/O/N |
| उदाहरण | NaCl, MgO | H₂, H₂O | Cu, Fe | H₂O, DNA |
| अवस्था | ठोस | गैस/द्रव/ठोस | ठोस | - |
| गलनांक | उच्च | निम्न | उच्च | - |
| विद्युत चालकता | गलित में | नहीं | हाँ | - |
| प्रबलता | प्रबल | मध्यम | मध्यम | दुर्बल |
| ऊर्जा | 400-4000 | 150-1000 | 100-800 | 10-40 kJ/mol |
परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण One-Liners (30+)
- रासायनिक बंधन परमाणुओं को जोड़ने वाली शक्ति है
- अष्टक नियम: 8 e⁻ (गिल्बर्ट लुईस - 1916)
- आयनिक बंधन: e⁻ transfer (धातु+अधातु)
- सहसंयोजक बंधन: e⁻ share (अधातु+अधातु)
- धात्विक बंधन: मुक्त e⁻ समुद्र (धातु)
- हाइड्रोजन बंधन: H + FON
- NaCl: आयनिक यौगिक
- H₂O: सहसंयोजक + हाइड्रोजन बंधन
- आयनिक: उच्च m.p., घुलनशील
- सहसंयोजक: निम्न m.p., कुचालक
- एकल बंधन (-): H₂, Cl₂
- द्विबंधन (=): O₂, CO₂
- त्रिबंधन (≡): N₂
- त्रिबंधन > द्विबंधन > एकल
- N₂ सबसे स्थिर अणु
- ध्रुवीय: HCl, H₂O
- अध्रुवीय: H₂, Cl₂
- धातुएं: विद्युत सुचालक
- धातुएं: आघातवर्ध्य और तन्य
- H₂O: उच्च क्वथनांक (100°C)
- बर्फ पानी पर तैरती है
- DNA: हाइड्रोजन बंधन
- निष्क्रिय गैसें: बंधन नहीं बनातीं
- EN अंतर > 1.7: आयनिक
- EN अंतर < 1.7: सहसंयोजक
- CH₄: अध्रुवीय
- "Like dissolves like"
- हाइड्रोजन बंधन: सबसे दुर्बल
- Cu, Ag: सुचालक
- FON = F, O, N
Practice Questions (20+)
Q1: अष्टक नियम किसने दिया? A: गिल्बर्ट लुईस (1916)
Q2: आयनिक बंधन किसके बीच? A: धातु और अधातु
Q3: NaCl किस प्रकार का? A: आयनिक यौगिक
Q4: सहसंयोजक बंधन में? A: इलेक्ट्रॉन साझेदारी
Q5: N₂ में कितने बंधन? A: त्रिबंधन (≡)
Q6: धात्विक बंधन क्या है? A: मुक्त इलेक्ट्रॉन समुद्र
Q7: हाइड्रोजन बंधन किन तत्वों के साथ? A: F, O, N (FON)
Q8: बर्फ पानी पर क्यों तैरती है? A: हाइड्रोजन बंधन के कारण
Q9: सबसे प्रबल बंधन? A: त्रिबंधन (N≡N)
Q10: आयनिक यौगिक का गलनांक? A: उच्च
Q11: सहसंयोजक यौगिक विद्युत? A: कुचालक
Q12: धातुएं सुचालक क्यों? A: मुक्त इलेक्ट्रॉन
Q13: H₂O में हाइड्रोजन बंधन? A: 2 प्रति अणु
Q14: CH₄ में बंधन? A: सहसंयोजक (एकल)
Q15: CO₂ में बंधन? A: द्विबंधन (C=O)
Q16: निष्क्रिय गैसें बंधन क्यों नहीं? A: अष्टक पूर्ण
Q17: ध्रुवीय अणु? A: HCl, H₂O
Q18: अध्रुवीय अणु? A: H₂, Cl₂
Q19: DNA में बंधन? A: हाइड्रोजन बंधन
Q20: NaCl कैसे बनता है? A: Na⁺ + Cl⁻
याद रखने की Tricks
1. हाइड्रोजन बंधन:
"FON करो याद"
- F = Fluorine
- O = Oxygen
- N = Nitrogen
2. बंधन प्रकार:
धातु+अधातु = आयनिक अधातु+अधातु = सहसंयोजक धातु+धातु = धात्विक
3. प्रबलता:
3 > 2 > 1 (त्रिबंधन > द्विबंधन > एकल)
4. गुण:
आयनिक = "उ-ज"
- उच्च गलनांक
- जल में घुलनशील
सहसंयोजक = "नि-कु"
- निम्न गलनांक
- कुचालक
Common Mistakes
❌ H₂O को आयनिक समझना ✅ H₂O सहसंयोजक है
❌ धातुओं को कुचालक समझना ✅ धातुएं सुचालक हैं
❌ N₂ में द्विबंधन ✅ N₂ में त्रिबंधन
❌ हाइड्रोजन बंधन को मुख्य बंधन समझना ✅ यह दुर्बल अंतर-आणविक बल है
परीक्षा Tips
⭐ अत्यधिक महत्वपूर्ण:
- आयनिक vs सहसंयोजक अंतर
- NaCl का बनना
- बंधों के प्रकार
- हाइड्रोजन बंधन - FON
- जल के असामान्य गुण
- धातुओं की सुचालकता
✅ परीक्षा में कैसे solve करें:
बंधन पहचानना:
- धातु+अधातु → आयनिक
- अधातु+अधातु → सहसंयोजक
गुणों से:
- उच्च m.p. → आयनिक
- निम्न m.p. → सहसंयोजक
Quick Reference Card
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CHEMICAL BONDING GUIDE
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बंधन:
• आयनिक = e⁻ transfer
• सहसंयोजक = e⁻ share
• धात्विक = e⁻ sea
• हाइड्रोजन = FON
उदाहरण:
NaCl | H₂O | Cu | DNA
ट्रिक: FON, 3>2>1
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Summary Table
| बंधन | बनना | उदाहरण | गुण |
|---|---|---|---|
| आयनिक | e⁻ transfer | NaCl | उच्च m.p. |
| सहसंयोजक | e⁻ share | H₂O | निम्न m.p. |
| धात्विक | e⁻ sea | Cu | सुचालक |
| हाइड्रोजन | H+FON | DNA | दुर्बल |
अंतिम सलाह
✅ हर परीक्षा में 3-4 प्रश्न ✅ FON trick याद रखें ✅ NaCl, H₂O, N₂ महत्वपूर्ण ✅ गुणों की तुलना जरूर करें ✅ Practice questions daily करें
शुभकामनाएं! रासायनिक बंधन master करें! 🎯📚
धन्यवाद! All the Best! 🙏💯
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