जालक ऊर्जा: Difference between revisions

Revision as of 23:05, 17 April 2023

रसायन विज्ञान में, जालक ऊर्जा अपने घटक आयनों से एक मोल क्रिस्टलीय आयनिक यौगिक के निर्माण पर ऊर्जा परिवर्तन है जिसको प्रारम्भ में गैसीय अवस्था के रूप में माना जाता है यह संसंजक बलों का माप है जो आयनिक ठोसों को संबद्ध करता है जालक ऊर्जा का आकार घुलनशीलता, कठोरता और अस्थिरता (रसायन विज्ञान) सहित कई अन्य भौतिक गुणों से सम्बद्ध है चूंकि इसे सामान्यतः प्रत्यक्ष रूप मापा नहीं जा सकता है जालक ऊर्जा सामान्यतः बोर्न-हैबर चक्र के माध्यम से प्रयोगात्मक आंकड़े से प्राप्त की जाती है।^[1]

जालक ऊर्जा और जालक एन्थैल्पी

सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल जालक

जालक ऊर्जा की अवधारणा को मूल रूप से चट्टानों मे सोडियम क्लोराइड (NaCl) और स्फेलेराइट (ZnS) जैसी संरचनाओं के साथ यौगिकों के निर्माण के लिए प्रयुक्त किया गया था जहां आयन उच्च-सममिति क्रिस्टल की जालक अवस्था को प्राप्त कर लेते हैं और NaCl की स्थितियों में जालक ऊर्जा निम्न अभिक्रिया का ऊर्जा परिवर्तन है:

Na⁺ (g) + Cl⁻ (g) → NaCl (s)

जो -786 kJ/mol के बराबर होती है।^[2]

कुछ रसायन विज्ञान की पाठ्य पुस्तकें और साथ ही रसायन विज्ञान और भौतिकी मे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सीआरसी हैंडबुक जालक ऊर्जा को विपरीत संकेत के साथ परिभाषित करती हैं^[3]^[4] अर्थात क्रिस्टल को निर्वात में विभिन्न रूप से अलग गैसीय आयनों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है इस प्रक्रिया के बाद NaCl की जालक ऊर्जा +786 kJ/mol होती है और दोनों पारम्परिक संकेत व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

दाब में जालक ऊर्जा और जालक एन्थैल्पी के बीच संबंध $P$ निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:

\Delta U_{lattice}=\Delta H_{lattice}-P\Delta V_{m}

,

जहाँ $\Delta U_{lattice}$ जालक ऊर्जा है अर्थात आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन $\Delta H_{lattice}$ जालक की एन्थैल्पी है और $\Delta V_{m}$ जालक के निर्माण के कारण मोलर की मात्रा में परिवर्तन है चूँकि ठोस का मोलर आयतन गैसों की तुलना में $\Delta V_{m}<0$ बहुत कम होता है निर्वात में आयनों से एक क्रिस्टल जालक के निर्माण में सम्मिलित शुद्ध आकर्षक बलों के कारण आंतरिक ऊर्जा $\Delta U_{lattice}<0$ अपेक्षाकृत कम होनी चाहिए और इसलिए $-P\Delta V_{m}$ h> शब्द धनात्मक है लेकिन कम दाब पर अपेक्षाकृत छोटा होता है और इसलिए जालक एन्थैल्पी का मान भी ऋणात्मक और ऊष्माक्षैपी होता है।

सैद्धांतिक अभिक्रिया

आयनिक यौगिक की जालक ऊर्जा उन आयनों के आवेशों पर दृढ़ता से निर्भर करती है जो ठोस होते हैं जो कूलम्ब के नियम के माध्यम से एक दूसरे को आकर्षित करते है या अधिक संक्षेप में, आयनों के सापेक्ष और पूर्ण आकार $\Delta H_{lattice}$ को प्रभावित करते हैं लंडन परिक्षेपण बल भी आयनों के बीच सम्मिलित हैं और ध्रुवीकरण प्रभाव के माध्यम से जालक ऊर्जा में योगदान करते हैं आणविक धनायनों और ऋणायनों से बने आयनिक यौगिकों के लिए आयन-द्विध्रुवीय और द्विध्रुव अंतःक्रियाएँ भी हो सकती हैं यदि किसी भी अणु में आणविक द्विध्रुव आघूर्ण हो और नीचे वर्णित सैद्धांतिक अभिक्रिया परमाणु धनायन और आयनों से बने यौगिकों पर केंद्रित हैं तो ऊष्मीकृत जालक कंपन से जालक की आंतरिक ऊर्जा में योगदान की उपेक्षा करते हैं।

बोर्न-लैंडे समीकरण

1918 में मैक्स बोर्न और लैंडे ने प्रस्तावित किया कि जालक ऊर्जा को आयनिक जालक की विद्युत क्षमता और प्रतिकारक संभावित ऊर्जा शब्द से प्राप्त किया जा सकता है।^[2]^[5]

\Delta U_{lattice}=-{\frac {N_{A}Mz^{+}z^{-}e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}r_{0}}}\left(1-{\frac {1}{n}}\right),

जहाँ

N_A अवोगाद्रो स्थिरांक है।

M मैडेलुंग स्थिरांक है जो क्रिस्टल की ज्यामिति से संबंधित है।

z⁺ धनायन की आवेश संख्या है।

z⁻ ऋणायन की आवेश संख्या है।

e प्रारंभिक आवेश है, जो 1.6022×10⁻¹⁹ C के बराबर है।

ε₀ मुक्त स्थान की पारगम्यता है, जो 8.854×10⁻¹² C² J⁻¹ m⁻¹ के बराबर है।

r₀ आयनों के बीच निकटतम दूरी है।

n बोर्न घातांक है जो 5 और 12 के बीच की एक संख्या, ठोस की संपीड्यता को मापने के द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित या सैद्धांतिक रूप से व्युत्पन्न होता है।^[6]

ऊपर दिए गए बोर्न-लैंडे समीकरण से पता चलता है कि किसी यौगिक की जालक ऊर्जा मुख्य रूप से दो कारकों पर निर्भर करती है:

जैसे-जैसे आयनों पर आवेश बढ़ता है जालक ऊर्जा बढ़ती है और अधिक ऋणात्मक हो जाती है।
जब आयन पास-पास होते हैं तो जालक ऊर्जा बढ़ती है और अधिक ऋणात्मक हो जाती है।

बेरियम ऑक्साइड (BaO), उदाहरण के लिए, जिसमें NaCl संरचना होती है और इसलिए वही मैडेलुंग स्थिरांक होता है जिसमें 275 पिकोमीटर की बन्ध त्रिज्या और -3054 kJ/mol की जालक ऊर्जा होती है जबकि सोडियम क्लोराइड (NaCl) की त्रिज्या 283 पीकोमीटर और -786 kJ/mol की जालक ऊर्जा बन्ध त्रिज्या समान हैं लेकिन आवेशित संख्या नहीं हैं बेरियम ऑक्साइड के साथ (+2,-2) और NaCl (+1,-1) की आवेशित संख्याएं हैं बोर्न-लैंडे समीकरण पूर्वानुमान करता है कि आवेशित संख्या में अंतर जालक ऊर्जा में बड़े अंतर का प्रमुख कारण है।

इसमे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सूत्र मे निकटता से संबंधित कपुस्तिंस्की समीकरण है जिसका उपयोग जालक ऊर्जाओं का अनुमान लगाने के एक सरल तरीके के रूप में किया जा सकता है जहां उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता नहीं होती है।^[2]

ध्रुवीकरण का प्रभाव

कुछ आयनिक यौगिकों के लिए जालक ऊर्जा की गणना ध्रुवीकरण प्रभावों को स्पष्ट रूप से सम्मिलित करने के लिए आवश्यक होती है^[7] इन स्थितियों में ध्रुवीय जालक पर आयनों से सम्बद्ध ध्रुवीकरण ऊर्जा एपोल को बोर्न-हैबर चक्र में सम्मिलित किया जा सकता है एक उदाहरण के रूप में आयरन-पाइराइट FeS₂ की स्थिति पर विचार किया जा सकता है यह दिखाया गया है कि ध्रुवीकरण की अपेक्षा मे FeS₂ के स्थिति सिद्धांत और प्रयोग के बीच 15% अंतर उत्पन्न होता है जबकि इसे सम्मिलित करने से 2% तक त्रुटि कम हो जाती है।^[8]

प्रतिनिधित्व पर आधारित जालक ऊर्जा

निम्न तालिका मे कुछ सामान्य यौगिकों के साथ-साथ उनके संरचना प्रकार के लिए जालक ऊर्जाओं की एक सूची प्रस्तुत है:

मिश्रण	प्रायोगिक जालक ऊर्जा^[1]	संरचना प्रकार	टिप्पणी
LiF	−1030 kJ/mol	NaCl	धनायन और ऋणायन दोनों के लिए अधिक आवेश/त्रिज्या के कारण सोडियम क्लोराइड मे अंतर
NaCl	−786 kJ/mol	NaCl	NaCl जालक के लिए संदर्भ यौगिक
NaBr	−747 kJ/mol	NaCl	NaCl और दुर्बल जालक
NaI	−704 kJ/mol	NaCl	दुर्बल जालक और NaBr, एसीटोन में घुलनशीलता
CsCl	−657 kJ/mol	CsCl	CsCl जालक के लिए संदर्भ यौगिक
CsBr	−632 kJ/mol	CsCl	प्रवृत्ति या CsCl जैसे NaCl या NaBr
CsI	−600 kJ/mol	CsCl	प्रवृत्ति या CsCl जैसे NaCl या NaI
MgO	−3795 kJ/mol	NaCl	M²⁺O^2- पदार्थ में उच्च जालक ऊर्जा या M⁺O⁻ होती है MgO सभी विलायक में अघुलनशील है।
CaO	−3414 kJ/mol	NaCl	M²⁺O^2- पदार्थ में उच्च जालक ऊर्जा या M⁺O⁻ होती है CaO सभी विलायक में अघुलनशील है।
SrO	−3217 kJ/mol	NaCl	M²⁺O^2- पदार्थ में उच्च जालक ऊर्जा या M⁺O⁻ होती है SrO सभी विलायक में अघुलनशील है।
MgF₂	−2922 kJ/mol	rutile	इसके विपरीत Mg²⁺O^2-
TiO₂	−12150 kJ/mol	rutile	TiO₂ (रूटाइल) और कुछ अन्य M⁴⁺(O^2-)₂ यौगिक अग्निरोधक पदार्थ हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

↑ ^1.0 ^1.1 Atkins; et al. (2010). श्राइवर और एटकिंस की अकार्बनिक रसायन (Fifth ed.). New York: W. H. Freeman and Company. ISBN 978-1-4292-1820-7.
↑ ^2.0 ^2.1 ^2.2 David Arthur Johnson, Metals and Chemical Change, Open University, Royal Society of Chemistry, 2002,ISBN 0-85404-665-8
↑ Zumdahl, Steven S. (1997). रसायन विज्ञान (4th ed.). Boston: Houghton Mifflin. pp. 357–358. ISBN 978-0-669-41794-4.
↑ Haynes, William M.; Lide, David R.; Bruno, Thomas J. (2017). CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data. Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor & Francis Group. pp. 12–22 to 12–34. ISBN 9781498754293.
↑ I.D. Brown, The chemical Bond in Inorganic Chemistry, IUCr monographs in crystallography, Oxford University Press, 2002, ISBN 0-19-850870-0
↑ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; (1966). Advanced Inorganic Chemistry (2d Edn.) New York:Wiley-Interscience.
↑ M. Birkholz (1995). "Crystal-field induced dipoles in heteropolar crystals I: Concept". Z. Phys. B. 96 (3): 325–332. Bibcode:1995ZPhyB..96..325B. CiteSeerX 10.1.1.424.5632. doi:10.1007/BF01313054. S2CID 122527743.
↑ M. Birkholz (1992). "पाइराइट की क्रिस्टल ऊर्जा". J. Phys.: Condens. Matter. 4 (29): 6227–6240. Bibcode:1992JPCM....4.6227B. doi:10.1088/0953-8984/4/29/007. S2CID 250815717.

[Shriver-1] 1.0 ^1.1 Atkins; et al. (2010). श्राइवर और एटकिंस की अकार्बनिक रसायन (Fifth ed.). New York: W. H. Freeman and Company. ISBN 978-1-4292-1820-7.

[Johnson-2] 2.0 ^2.1 ^2.2 David Arthur Johnson, Metals and Chemical Change, Open University, Royal Society of Chemistry, 2002,ISBN 0-85404-665-8

[3] Zumdahl, Steven S. (1997). रसायन विज्ञान (4th ed.). Boston: Houghton Mifflin. pp. 357–358. ISBN 978-0-669-41794-4.

[4] Haynes, William M.; Lide, David R.; Bruno, Thomas J. (2017). CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data. Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor & Francis Group. pp. 12–22 to 12–34. ISBN 9781498754293.

[5] I.D. Brown, The chemical Bond in Inorganic Chemistry, IUCr monographs in crystallography, Oxford University Press, 2002, ISBN 0-19-850870-0

[6] Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; (1966). Advanced Inorganic Chemistry (2d Edn.) New York:Wiley-Interscience.

[ZPB1995a-7] M. Birkholz (1995). "Crystal-field induced dipoles in heteropolar crystals I: Concept". Z. Phys. B. 96 (3): 325–332. Bibcode:1995ZPhyB..96..325B. CiteSeerX 10.1.1.424.5632. doi:10.1007/BF01313054. S2CID 122527743.

[BJPC1992-8] M. Birkholz (1992). "पाइराइट की क्रिस्टल ऊर्जा". J. Phys.: Condens. Matter. 4 (29): 6227–6240. Bibcode:1992JPCM....4.6227B. doi:10.1088/0953-8984/4/29/007. S2CID 250815717.

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 {{Short description|Energy change upon the formation of one mole of ionic solid}}
-[[रसायन विज्ञान]] में, जाली [[ऊर्जा]] अपने घटक [[आयन]]ों से एक क्रिस्टलीय [[आयनिक यौगिक]] के एक मोल (इकाई) के गठन पर ऊर्जा परिवर्तन है, जिसे प्रारंभ में [[गैसीय अवस्था]] में माना जाता है। यह संसंजक बलों का माप है जो आयनिक ठोसों को बांधता है। जाली ऊर्जा का आकार [[घुलनशीलता]], [[कठोरता]] और [[अस्थिरता (रसायन विज्ञान)]] सहित कई अन्य भौतिक गुणों से जुड़ा है। चूंकि इसे आम तौर पर सीधे मापा नहीं जा सकता है, जाली ऊर्जा आमतौर पर बोर्न-हैबर चक्र के माध्यम से प्रयोगात्मक डेटा से निकाली जाती है।<ref name=Shriver>{{cite book|title=श्राइवर और एटकिंस की अकार्बनिक रसायन|edition=Fifth|author=Atkins |display-authors=etal |publisher=W. H. Freeman and Company|location=New York|year=2010|isbn=978-1-4292-1820-7}}</ref>
+[[रसायन विज्ञान]] में, '''जालक ऊर्जा''' अपने घटक आयनों से एक मोल क्रिस्टलीय [[आयनिक यौगिक]] के निर्माण पर ऊर्जा परिवर्तन है जिसको प्रारम्भ में गैसीय अवस्था के रूप में माना जाता है यह संसंजक बलों का माप है जो आयनिक ठोसों को संबद्ध करता है जालक ऊर्जा का आकार [[घुलनशीलता]], [[कठोरता]] और [[अस्थिरता (रसायन विज्ञान)]] सहित कई अन्य भौतिक गुणों से सम्बद्ध है चूंकि इसे सामान्यतः प्रत्यक्ष रूप मापा नहीं जा सकता है जालक ऊर्जा सामान्यतः बोर्न-हैबर चक्र के माध्यम से प्रयोगात्मक आंकड़े से प्राप्त की जाती है।<ref name="Shriver">{{cite book|title=श्राइवर और एटकिंस की अकार्बनिक रसायन|edition=Fifth|author=Atkins |display-authors=etal |publisher=W. H. Freeman and Company|location=New York|year=2010|isbn=978-1-4292-1820-7}}</ref>
 == जालक ऊर्जा और जालक एन्थैल्पी ==
-[[File:Sodium-chloride-3D-ionic.png|thumb|right|सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल जाली]]जाली ऊर्जा की अवधारणा को मूल रूप से चट्टानों के नमक ([[सोडियम क्लोराइड]]) और [[sphalerite]] ([[जिंक सल्फाइड]]) जैसी संरचनाओं के साथ यौगिकों के गठन के लिए लागू किया गया था जहां आयन उच्च-सममिति क्रिस्टल जाली साइटों पर कब्जा कर लेते हैं। NaCl के मामले में, जाली ऊर्जा प्रतिक्रिया का ऊर्जा परिवर्तन है
+[[File:Sodium-chloride-3D-ionic.png|thumb|right|सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल जालक]]जालक ऊर्जा की अवधारणा को मूल रूप से चट्टानों मे सोडियम क्लोराइड (NaCl) और स्फेलेराइट (ZnS) जैसी संरचनाओं के साथ यौगिकों के निर्माण के लिए प्रयुक्त किया गया था जहां आयन उच्च-सममिति क्रिस्टल की जालक अवस्था को प्राप्त कर लेते हैं और NaCl की स्थितियों में जालक ऊर्जा निम्न अभिक्रिया का ऊर्जा परिवर्तन है:
-: ना<sup>+</sup> (जी) + सीएल<sup>−</sup> (g) → NaCl (s)
+: Na<sup>+</sup> (g) + Cl<sup>−</sup> (g) → NaCl (s)
-जो -786 kJ/mol के बराबर है।<ref name="Johnson"/>
+जो -786 kJ/mol के बराबर होती है।<ref name="Johnson">David Arthur Johnson, ''Metals and Chemical Change'', Open University, Royal Society of Chemistry, 2002,{{ISBN|0-85404-665-8}}</ref>
-रसायन विज्ञान की कुछ पाठ्यपुस्तकें<ref>{{cite book|last=Zumdahl|first=Steven S.|title=रसायन विज्ञान|year=1997|publisher=Houghton Mifflin|location=Boston|isbn=978-0-669-41794-4|pages=357–358|edition=4th}}</ref> साथ ही रसायन विज्ञान और भौतिकी की व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली सीआरसी हैंडबुक<ref>{{Cite book|title=CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data|last1=Haynes|first1=William M.|last2=Lide|first2=David R.|last3=Bruno|first3=Thomas J.|publisher=CRC Press, Taylor & Francis Group|year=2017|isbn=9781498754293|location=Boca Raton, FL|pages=12–22 to 12–34}}</ref> जाली ऊर्जा को विपरीत संकेत के साथ परिभाषित करें, अर्थात क्रिस्टल को निर्वात में असीम रूप से अलग गैसीय आयनों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा, एक [[ एन्दोठेर्मिक ]] प्रक्रिया। इस सम्मेलन के बाद, NaCl की जालक ऊर्जा +786 kJ/mol होगी। दोनों साइन कन्वेंशन व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
+कुछ रसायन विज्ञान की पाठ्य पुस्तकें और साथ ही रसायन विज्ञान और भौतिकी मे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सीआरसी हैंडबुक जालक ऊर्जा को विपरीत संकेत के साथ परिभाषित करती हैं<ref>{{cite book|last=Zumdahl|first=Steven S.|title=रसायन विज्ञान|year=1997|publisher=Houghton Mifflin|location=Boston|isbn=978-0-669-41794-4|pages=357–358|edition=4th}}</ref><ref>{{Cite book|title=CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data|last1=Haynes|first1=William M.|last2=Lide|first2=David R.|last3=Bruno|first3=Thomas J.|publisher=CRC Press, Taylor & Francis Group|year=2017|isbn=9781498754293|location=Boca Raton, FL|pages=12–22 to 12–34}}</ref> अर्थात क्रिस्टल को निर्वात में विभिन्न रूप से अलग गैसीय आयनों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है इस प्रक्रिया के बाद NaCl की जालक ऊर्जा +786 kJ/mol होती है और दोनों पारम्परिक संकेत व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
-दबाव में जाली ऊर्जा और जाली थैलीसी के बीच संबंध <math>P</math> निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:
+दाब में जालक ऊर्जा और जालक एन्थैल्पी के बीच संबंध <math>P</math> निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:
 :<math>\Delta U_{lattice}=\Delta H_{lattice} -P\Delta V_m</math>,
-कहाँ <math>\Delta U_{lattice}</math> जाली ऊर्जा है (यानी, दाढ़ [[आंतरिक ऊर्जा]] परिवर्तन), <math>\Delta H_{lattice}</math> जाली एन्थैल्पी है, और <math>\Delta V_m</math> जाली के गठन के कारण दाढ़ की मात्रा में परिवर्तन। चूँकि ठोस का दाढ़ आयतन गैसों की तुलना में बहुत कम होता है, <math>\Delta V_m < 0</math>. निर्वात में आयनों से एक [[क्रिस्टल लैटिस]] के गठन में शामिल शुद्ध आकर्षक बलों के कारण आंतरिक ऊर्जा कम होनी चाहिए, और इसलिए <math>\Delta U_{lattice} < 0</math>. <math>-P\Delta V_m</math> h> शब्द सकारात्मक है लेकिन कम दबावों पर अपेक्षाकृत छोटा है, और इसलिए जाली एन्थैल्पी का मान भी नकारात्मक (और [[एक्ज़ोथिर्मिक]]) है।
+जहाँ <math>\Delta U_{lattice}</math> जालक ऊर्जा है अर्थात [[आंतरिक ऊर्जा]] परिवर्तन <math>\Delta H_{lattice}</math> जालक की एन्थैल्पी है और <math>\Delta V_m</math> जालक के निर्माण के कारण मोलर की मात्रा में परिवर्तन है चूँकि ठोस का मोलर आयतन गैसों की तुलना में <math>\Delta V_m < 0</math> बहुत कम होता है निर्वात में आयनों से एक [[क्रिस्टल लैटिस|क्रिस्टल जालक]] के निर्माण में सम्मिलित शुद्ध आकर्षक बलों के कारण आंतरिक ऊर्जा <math>\Delta U_{lattice} < 0</math> अपेक्षाकृत कम होनी चाहिए और इसलिए <math>-P\Delta V_m</math> h> शब्द धनात्मक है लेकिन कम दाब पर अपेक्षाकृत छोटा होता है और इसलिए जालक एन्थैल्पी का मान भी ऋणात्मक और [[एक्ज़ोथिर्मिक|ऊष्माक्षैपी]] होता है।
+== सैद्धांतिक अभिक्रिया ==
+आयनिक यौगिक की जालक ऊर्जा उन आयनों के आवेशों पर दृढ़ता से निर्भर करती है जो ठोस होते हैं जो कूलम्ब के नियम के माध्यम से एक दूसरे को आकर्षित करते है या अधिक संक्षेप में, आयनों के सापेक्ष और पूर्ण आकार <math>\Delta H_{lattice}</math> को प्रभावित करते हैं लंडन परिक्षेपण बल भी आयनों के बीच सम्मिलित हैं और ध्रुवीकरण प्रभाव के माध्यम से जालक ऊर्जा में योगदान करते हैं आणविक धनायनों और ऋणायनों से बने आयनिक यौगिकों के लिए आयन-द्विध्रुवीय और द्विध्रुव अंतःक्रियाएँ भी हो सकती हैं यदि किसी भी अणु में आणविक द्विध्रुव आघूर्ण हो और नीचे वर्णित सैद्धांतिक अभिक्रिया परमाणु धनायन और आयनों से बने यौगिकों पर केंद्रित हैं तो ऊष्मीकृत जालक कंपन से जालक की आंतरिक ऊर्जा में योगदान की उपेक्षा करते हैं।
-== सैद्धांतिक उपचार ==
+===बोर्न-लैंडे समीकरण===
-एक आयनिक यौगिक की जाली ऊर्जा उन आयनों के आवेशों पर दृढ़ता से निर्भर करती है जो ठोस होते हैं, जो कूलम्ब के नियम के माध्यम से एक दूसरे को आकर्षित या पीछे हटाना चाहिए। अधिक सूक्ष्मता से, आयनों के सापेक्ष और निरपेक्ष आकार प्रभावित करते हैं  <math>\Delta H_{lattice}</math>. [[लंदन फैलाव बल]] भी आयनों के बीच मौजूद हैं और ध्रुवीकरण प्रभाव के माध्यम से जाली ऊर्जा में योगदान करते हैं। आणविक धनायनों और/या ऋणायनों से बने आयनिक यौगिकों के लिए, आयन-द्विध्रुवीय और द्विध्रुव-द्विध्रुव अंतःक्रियाएँ भी हो सकती हैं यदि किसी भी अणु में आणविक द्विध्रुव आघूर्ण हो। नीचे वर्णित सैद्धांतिक उपचार परमाणु धनायन और आयनों से बने यौगिकों पर केंद्रित हैं, और थर्मलकृत जाली कंपन से जाली की आंतरिक ऊर्जा में योगदान की उपेक्षा करते हैं।
+{{main|बोर्न-लैंडे समीकरण}}
-===जन्म-लैंडे समीकरण===
+में [[मैक्स बोर्न]] और लैंडे ने प्रस्तावित किया कि जालक ऊर्जा को आयनिक जालक की विद्युत क्षमता और प्रतिकारक [[संभावित ऊर्जा]] शब्द से प्राप्त किया जा सकता है।<ref name="Johnson" /><ref>I.D. Brown, ''The chemical Bond in Inorganic Chemistry'', IUCr monographs in crystallography, Oxford University Press, 2002, {{ISBN|0-19-850870-0}}</ref>
-{{main|Born–Landé equation}}
-में<ref>I.D. Brown, ''The chemical Bond in Inorganic Chemistry'', IUCr monographs in crystallography, Oxford University Press, 2002, {{ISBN|0-19-850870-0}}</ref> [[मैक्स बोर्न]] और अल्फ्रेड लैंडे | लांडे ने प्रस्तावित किया कि जाली ऊर्जा को आयनिक जाली की विद्युत क्षमता और प्रतिकारक [[संभावित ऊर्जा]] शब्द से प्राप्त किया जा सकता है।<ref name = "Johnson">David Arthur Johnson, ''Metals and Chemical Change'', Open University, Royal Society of Chemistry, 2002,{{ISBN|0-85404-665-8}}</ref>
 :<math>\Delta U_{lattice} = -\frac{N_AMz^+z^- e^2 }{4 \pi \varepsilon_0 r_0}\left(1-\frac{1}{n}\right),</math>
-कहाँ
+जहाँ
-:एन<sub>A</sub> [[अवोगाद्रो स्थिरांक]] है;
+:''N''<sub>A</sub> [[अवोगाद्रो स्थिरांक]] है।
-:M [[मैडेलुंग स्थिरांक]] है, जो क्रिस्टल की ज्यामिति से संबंधित है;
+:M [[मैडेलुंग स्थिरांक]] है जो क्रिस्टल की ज्यामिति से संबंधित है।
-: जेड<sup>+</sup> धनायन की आवेश संख्या है;
+: ''z''<sup>+</sup> धनायन की आवेश संख्या है।
-: जेड<sup>−</sup> ऋणायन की आवेश संख्या है;
+: ''z''<sup>−</sup> ऋणायन की आवेश संख्या है।
-: ई प्राथमिक प्रभार है, के बराबर {{val|1.6022|e=−19|u=C}};
+: e प्रारंभिक आवेश है, जो {{val|1.6022|e=−19|u=C}} के बराबर है।
-:एह<sub>0</sub> के बराबर मुक्त स्थान की पारगम्यता है {{val|8.854|e=-12|u=C<sup>2</sup> J<sup>−1</sup> m<sup>−1</sup>}};
+:ε<sub>0</sub> मुक्त स्थान की पारगम्यता है, जो {{val|8.854|e=-12|u=C<sup>2</sup> J<sup>−1</sup> m<sup>−1</sup>}} के बराबर है।
-:आर<sub>0</sub> आयनों के बीच निकटतम-पड़ोसी दूरी है; और
+:r<sub>0</sub> आयनों के बीच निकटतम दूरी है।
-:n बोर्न एक्सपोनेंट है (5 और 12 के बीच की संख्या, ठोस की संपीड़ितता को मापने के द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित, या सैद्धांतिक रूप से व्युत्पन्न)।<ref>Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; (1966). Advanced Inorganic Chemistry (2d Edn.) New York:Wiley-Interscience.</ref>
+:n बोर्न घातांक है जो 5 और 12 के बीच की एक संख्या, ठोस की संपीड्यता को मापने के द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित या सैद्धांतिक रूप से व्युत्पन्न होता है।<ref>Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; (1966). Advanced Inorganic Chemistry (2d Edn.) New York:Wiley-Interscience.</ref>
-ऊपर दिए गए बोर्न-लैंडे समीकरण से पता चलता है कि किसी यौगिक की जाली ऊर्जा मुख्य रूप से दो कारकों पर निर्भर करती है:
+ऊपर दिए गए बोर्न-लैंडे समीकरण से पता चलता है कि किसी यौगिक की जालक ऊर्जा मुख्य रूप से दो कारकों पर निर्भर करती है:
-* जैसे-जैसे आयनों पर आवेश बढ़ता है, जाली ऊर्जा बढ़ती है (अधिक ऋणात्मक हो जाती है),
+* जैसे-जैसे आयनों पर आवेश बढ़ता है जालक ऊर्जा बढ़ती है और अधिक ऋणात्मक हो जाती है।
-* जब आयन पास-पास होते हैं तो जालक ऊर्जा बढ़ती है (अधिक ऋणात्मक हो जाती है)
+* जब आयन पास-पास होते हैं तो जालक ऊर्जा बढ़ती है और अधिक ऋणात्मक हो जाती है।
-बेरियम ऑक्साइड (BaO), उदाहरण के लिए, जिसमें NaCl संरचना होती है और इसलिए वही मैडेलुंग स्थिरांक होता है, जिसमें 275 पिकोमीटर का बॉन्ड त्रिज्या और -3054 kJ/mol की जाली ऊर्जा होती है, जबकि सोडियम क्लोराइड (NaCl) का बॉन्ड त्रिज्या होता है 283 पीकोमीटर और -786 kJ/mol की जालक ऊर्जा। बांड त्रिज्या समान हैं लेकिन चार्ज नंबर नहीं हैं, बाओ के साथ (+2,-2) और NaCl (+1,-1) की चार्ज संख्याएं हैं; बोर्न-लैंडे समीकरण भविष्यवाणी करता है कि चार्ज संख्या में अंतर जाली ऊर्जा में बड़े अंतर का प्रमुख कारण है।
+बेरियम ऑक्साइड (BaO), उदाहरण के लिए, जिसमें NaCl संरचना होती है और इसलिए वही मैडेलुंग स्थिरांक होता है जिसमें 275 पिकोमीटर की बन्ध त्रिज्या और -3054 kJ/mol की जालक ऊर्जा होती है जबकि सोडियम क्लोराइड (NaCl) की त्रिज्या 283 पीकोमीटर और -786 kJ/mol की जालक ऊर्जा बन्ध त्रिज्या समान हैं लेकिन आवेशित संख्या नहीं हैं बेरियम ऑक्साइड के साथ (+2,-2) और NaCl (+1,-1) की आवेशित संख्याएं हैं बोर्न-लैंडे समीकरण पूर्वानुमान करता है कि आवेशित संख्या में अंतर जालक ऊर्जा में बड़े अंतर का प्रमुख कारण है।
-इस व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सूत्र से निकटता से संबंधित कपुस्तिंस्की समीकरण है, जिसका उपयोग जाली ऊर्जाओं का अनुमान लगाने के एक सरल तरीके के रूप में किया जा सकता है जहां उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता नहीं होती है।<ref name = "Johnson"/>
+इसमे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सूत्र मे निकटता से संबंधित कपुस्तिंस्की समीकरण है जिसका उपयोग जालक ऊर्जाओं का अनुमान लगाने के एक सरल तरीके के रूप में किया जा सकता है जहां उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता नहीं होती है।<ref name = "Johnson"/>
 === ध्रुवीकरण का प्रभाव ===
-कुछ आयनिक यौगिकों के लिए, जाली ऊर्जा की गणना के लिए ध्रुवीकरण प्रभावों को स्पष्ट रूप से शामिल करने की आवश्यकता होती है।<ref name= ZPB1995a>{{cite journal | author = M. Birkholz | title = Crystal-field induced dipoles in heteropolar crystals I: Concept | journal = Z. Phys. B | volume = 96 | issue = 3 | pages = 325–332 | year = 1995 | doi = 10.1007/BF01313054 |bibcode = 1995ZPhyB..96..325B | url=https://www.researchgate.net/publication/227050494| citeseerx = 10.1.1.424.5632 | s2cid = 122527743 }}</ref> इन मामलों में [[आयनिक ध्रुवीकरण]] ऊर्जा ई<sub>pol</sub>ध्रुवीय जालक स्थलों पर आयनों से संबद्ध बोर्न-हैबर चक्र में शामिल हो सकते हैं। एक उदाहरण के रूप में, कोई [[पाइराइट]] | आयरन-पाइराइट FeS के मामले पर विचार कर सकता है<sub>2</sub>. यह दिखाया गया है कि ध्रुवीकरण की उपेक्षा ने FeS के मामले में सिद्धांत और प्रयोग के बीच 15% का अंतर पैदा किया<sub>2</sub>, जबकि इसे शामिल करने से त्रुटि 2% तक कम हो गई।<ref name= BJPC1992>{{cite journal|author = M. Birkholz|url = https://www.researchgate.net/publication/231101585 |title = पाइराइट की क्रिस्टल ऊर्जा|journal = J. Phys.: Condens. Matter|volume = 4|pages = 6227–6240|year = 1992|doi = 10.1088/0953-8984/4/29/007|bibcode=1992JPCM....4.6227B|issue = 29|s2cid = 250815717 }}</ref>
+कुछ आयनिक यौगिकों के लिए जालक ऊर्जा की गणना [[आयनिक ध्रुवीकरण|ध्रुवीकरण]] प्रभावों को स्पष्ट रूप से सम्मिलित करने के लिए आवश्यक होती है<ref name="ZPB1995a">{{cite journal | author = M. Birkholz | title = Crystal-field induced dipoles in heteropolar crystals I: Concept | journal = Z. Phys. B | volume = 96 | issue = 3 | pages = 325–332 | year = 1995 | doi = 10.1007/BF01313054 |bibcode = 1995ZPhyB..96..325B | url=https://www.researchgate.net/publication/227050494| citeseerx = 10.1.1.424.5632 | s2cid = 122527743 }}</ref> इन स्थितियों में ध्रुवीय जालक पर आयनों से सम्बद्ध ध्रुवीकरण ऊर्जा एपोल को बोर्न-हैबर चक्र में सम्मिलित किया जा सकता है एक उदाहरण के रूप में आयरन-[[पाइराइट]] FeS<sub>2</sub> की स्थिति पर विचार किया जा सकता है यह दिखाया गया है कि ध्रुवीकरण की अपेक्षा मे FeS<sub>2</sub> के स्थिति सिद्धांत और प्रयोग के बीच 15% अंतर उत्पन्न होता है जबकि इसे सम्मिलित करने से 2% तक त्रुटि कम हो जाती है।<ref name="BJPC1992">{{cite journal|author = M. Birkholz|url = https://www.researchgate.net/publication/231101585 |title = पाइराइट की क्रिस्टल ऊर्जा|journal = J. Phys.: Condens. Matter|volume = 4|pages = 6227–6240|year = 1992|doi = 10.1088/0953-8984/4/29/007|bibcode=1992JPCM....4.6227B|issue = 29|s2cid = 250815717 }}</ref>
+== प्रतिनिधित्व पर आधारित जालक ऊर्जा ==
+निम्न तालिका मे कुछ सामान्य यौगिकों के साथ-साथ उनके संरचना प्रकार के लिए जालक ऊर्जाओं की एक सूची प्रस्तुत है:
-== प्रतिनिधि जाली ऊर्जा ==
-निम्न तालिका कुछ सामान्य यौगिकों के साथ-साथ उनके संरचना प्रकार के लिए जालक ऊर्जाओं की एक सूची प्रस्तुत करती है।
 {| class="wikitable" border="1"
 |-
-! Compound
+!मिश्रण
-! Experimental Lattice Energy<ref name=Shriver/>
+! प्रायोगिक जालक ऊर्जा<ref name=Shriver/>
-! Structure type
+!संरचना प्रकार
-! Comment
+!टिप्पणी
 |-
 | LiF
 | −1030 kJ/mol
 | NaCl
-| difference vs. sodium chloride due to greater <u>charge/radius</u> for both cation and anion
+|धनायन और ऋणायन दोनों के लिए अधिक आवेश/त्रिज्या के कारण सोडियम क्लोराइड मे अंतर
 |-
 | NaCl
 | −786 kJ/mol
 | NaCl
-| reference compound for NaCl lattice
+|NaCl जालक के लिए संदर्भ यौगिक
 |-
 | NaBr
 | −747 kJ/mol
 | NaCl
-| weaker lattice vs. NaCl
+|NaCl और दुर्बल जालक
 |-|
 | NaI
 | −704 kJ/mol
 | NaCl
-| weaker lattice vs. NaBr, soluble in acetone
+|दुर्बल जालक और NaBr, एसीटोन में घुलनशीलता
 |-
 | CsCl
 | −657 kJ/mol
 | CsCl
-| reference compound for CsCl lattice
+|CsCl जालक के लिए संदर्भ यौगिक
 |-
 | CsBr
 | −632 kJ/mol
 | CsCl
-| trend vs CsCl like NaCl vs. NaBr
+|प्रवृत्ति या CsCl जैसे NaCl या NaBr
 |-
 | CsI
 | −600 kJ/mol
 | CsCl
-| trend vs CsCl like NaCl vs. NaI
+|प्रवृत्ति या CsCl जैसे NaCl या NaI
 |-
 | MgO
 | −3795 kJ/mol
 | NaCl
-| M<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup> materials have high lattice energies vs. M<sup>+</sup>O<sup>−</sup>. MgO is insoluble in all solvents
+|M<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup> पदार्थ में उच्च जालक ऊर्जा या M<sup>+</sup>O<sup>−</sup> होती है MgO सभी विलायक में अघुलनशील है।
 |-
 | CaO
 | −3414 kJ/mol
 | NaCl
-| M<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup> materials have high lattice energies vs. M<sup>+</sup>O<sup>−</sup>. CaO is insoluble in all solvents
+| M<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup> पदार्थ में उच्च जालक ऊर्जा या M<sup>+</sup>O<sup>−</sup> होती है CaO सभी विलायक में अघुलनशील है।
 |-
 | SrO
 | −3217 kJ/mol
 | NaCl
-| M<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup> materials have high lattice energies vs. M<sup>+</sup>O<sup>−</sup>. SrO is insoluble in all solvents
+|M<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup> पदार्थ में उच्च जालक ऊर्जा या M<sup>+</sup>O<sup>−</sup> होती है SrO सभी विलायक में अघुलनशील है।
 |-
 | MgF<sub>2</sub>
 | −2922 kJ/mol
 | rutile
-| contrast with Mg<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup>
+| इसके विपरीत Mg<sup>2+</sup>O<sup>2-</sup>
 |-
 | TiO<sub>2</sub>
 | −12150 kJ/mol
 | rutile
-| TiO<sub>2</sub> ([[rutile]]) and some other M<sup>4+</sup>(O<sup>2-</sup>)<sub>2</sub> compounds are [[refractory]] materials
+| TiO<sub>2</sub> (रूटाइल) और कुछ अन्य M<sup>4+</sup>(O<sup>2-</sup>)<sub>2</sub> यौगिक अग्निरोधक पदार्थ हैं।
 |}
 == यह भी देखें ==
 * [[बंधन ऊर्जा]]
-* जन्म-हैबर चक्र
+* बोर्न-हैबर चक्र
 * [[रासायनिक बंध]]
 * मैडेलुंग स्थिरांक
@@ Line 128: / Line 121: @@
 ==टिप्पणियाँ==
 {{Reflist|group=note}}
 ==संदर्भ==
 {{reflist}}

v t e Chemical solutions
Solution	Ideal solution Aqueous solution Solid solution Buffer solution Flory–Huggins Mixture Suspension Colloid Phase diagram Phase separation Eutectic point Alloy Saturation Supersaturation Serial dilution Dilution (equation) Apparent molar property Miscibility gap
Concentration and related quantities	Molar concentration Mass concentration Number concentration Volume concentration Normality Molality Mole fraction Mass fraction Isotopic abundance Mixing ratio Ternary plot
Solubility	Solubility equilibrium Total dissolved solids Solvation Solvation shell Enthalpy of solution Lattice energy Raoult's law Henry's law Solubility table (data) Solubility chart Miscibility
Solvent	(Category) Acid dissociation constant Protic solvent Polar aprotic solvent Inorganic nonaqueous solvent Solvation List of boiling and freezing information of solvents Partition coefficient Polarity Hydrophobe Hydrophile Lipophilic Amphiphile Lyonium ion Lyate ion

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Revision as of 23:05, 17 April 2023

Contents

जालक ऊर्जा और जालक एन्थैल्पी

सैद्धांतिक अभिक्रिया

बोर्न-लैंडे समीकरण

ध्रुवीकरण का प्रभाव

प्रतिनिधित्व पर आधारित जालक ऊर्जा

यह भी देखें

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