ट्रिपलेट ऑक्सीजन: Difference between revisions
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त्रिज ऑक्सीजन, 3O<sub>2</sub>, आणविक ऑक्सीजन (डाइऑक्सीजन) के S = 1 इलेक्ट्रॉनिक तलीय अवस्था को संदर्भित करता है। यह ऑक्सीजन का सबसे स्थिर और सामान्य आवंटन है।त्रिज ऑक्सीजन के अणु में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो त्रिज ऑक्सीजन को स्थिर और प्रायः सामना किए जाने वाले डायरैडिकल का एक असामान्य उदाहरण बनाते हैं:<ref>{{Cite journal|last=Borden|first=Weston Thatcher|last2=Hoffmann|first2=Roald|last3=Stuyver|first3=Thijs|last4=Chen|first4=Bo|title=Dioxygen: What Makes This Triplet Diradical Kinetically Persistent?|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=139|issue=26|pages=9010–9018|doi=10.1021/jacs.7b04232|pmid=28613073|year=2017|doi-access=free}}</ref>यह एकक की तुलना में त्रिज के रूप में अधिक स्थिर है। आणविक कक्षीय सिद्धांत के अनुसार, त्रिज ऑक्सीजन के इलेक्ट्रॉन विन्यास में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं जो दो π आणविक कक्षक (MOs) में बराबर होते हैं। हुण्ड के नियमों के अनुसार, वे अयुग्मित और चक्रण -समानांतर रहते हैं और आणविक ऑक्सीजन के अनुचुम्बकत्व के लिए जाने जाते हैं। ये आधे भरे हुए कक्षक व्यवहार में प्रति-बंधन हैं, अणु के समग्र बंधन क्रम को 3 के अधिकतम मान (जैसे, डाइनाइट्रोजन) से घटाकर 2 कर देते हैं, जो तब होता है जब ये प्रति-बंधन कक्षक पूरी तरह से रिक्त रहते हैं। त्रिज ऑक्सीजन के लिए आणविक शब्द का प्रतीक 3Σ-g है<sup>.<ref>Atkins, Peter; De Paula, Julio; Friedman, Ronald (2009) ''Quanta, Matter, and Change: A Molecular Approach to Physical Chemistry,'' pp. 341–342, Oxford: Oxford University Press, {{ISBN|0199206066}}, see [https://books.google.com/books?isbn=0199206066]. accessed 11 August 2015.</ref> | |||
=== चक्रण === | |||
[[Image:Valence orbitals of oxygen atom and dioxygen molecule (diagram).svg|thumb|left|upright|आणविक ऑक्सीजन (मध्य) की वैलेंस ऑर्बिटल्स; मूल अवस्था में, π* कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों के चक्रण समानांतर होते हैं।]]अपह्रासित कक्षक में दो इलेक्ट्रॉनों के s = 1/2 चक्रण कुल मिलाकर 2 × 2 = 4 स्वतंत्र प्रचक्रण अवस्थाओं को जन्म देते हैं। पारस्परिक आदान प्रदान इन्हें एक एकक अवस्था (कुल स्पिन S = 0) और 3 अपह्रासित त्रिज अवस्था (S = 1) के सेट में विभाजित करता है।हुण्ड के नियमों के अनुसार, त्रिक अवस्थाएँ ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल होती हैं, और S = 1 के कुल इलेक्ट्रॉन चक्रण के साथ अणु की निचली अवस्था के अनुरूप होती हैं। S = 0 स्थिति के लिए उत्तेजना अधिक अभिक्रियाशील, मितस्थायी एकक ऑक्सी का परिणाम देती है।<ref>{{Cite book|title=अकार्बनिक रसायन शास्त्र|last=Wulfsberg|first=Gary|publisher=University Science Press|year=2000|isbn=9781891389016|location=Sausalito, CA|pages=879}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://web.mit.edu/5.03/www/readings/oxygen/oxygen_notes.pdf|title=ऑक्सीजन की अवस्थाएँ|last=Massachusetts Institute of Technology|date=2014|website=Principles of Inorganic Chemistry I}}</ref> | |||
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[[Image:Valence orbitals of oxygen atom and dioxygen molecule (diagram).svg|thumb|left|upright|आणविक ऑक्सीजन (मध्य) की वैलेंस ऑर्बिटल्स; मूल अवस्था में, π* कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों के चक्रण समानांतर होते हैं।]] | |||
=== लुईस संरचना === | === लुईस संरचना === | ||
[[File:Ow-Pauling.png|thumb|ट्रिपल डाइऑक्सीजन के लिए पॉलिंग की लुईस संरचना।]]क्योंकि इसकी | [[File:Ow-Pauling.png|thumb|ट्रिपल डाइऑक्सीजन के लिए पॉलिंग की लुईस संरचना।]]क्योंकि इसकी निचली अवस्था में अणु में गैर-शून्य चक्रण चुंबकीय क्षण होता है, ऑक्सीजन अनुचुंबकीय है; अर्थात यह चुंबक के ध्रुवों की ओर आकर्षित हो सकता है। इस प्रकार, जोड़े में सभी इलेक्ट्रॉनों के साथ लुईस संरचना O= O आणविक ऑक्सीजन में बंधन की प्रकृति का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व नहीं करती है। यद्यपि वैकल्पिक संरचना •O-O• भी अपर्याप्त है, क्योंकि यह एकल बंध व्यवहार को दर्शाता है, जबकि 121 pm[6] की प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित बंध लंबाई हाइड्रोजन में एकल बंध की तुलना में बहुत कम है।<ref>{{Cite book|title=अकार्बनिक रसायन शास्त्र|last=Housecroft|first=Catherine E.|last2=Sharpe|first2=Alan G.|publisher=Pearson Prentice-Hall|edition=2nd|year=2005|isbn=978-0130-39913-7|page=438}}</ref> चूंकि यह एकल बंध व्यवहार को दर्शाता है, जबकि प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित 121 pm [6] की बंध लंबाई हाइड्रोजन पेरोक्साइड (HO-OH) में एकल बंध की तुलना में बहुत कम है, जिसकी लंबाई 147.5 pm है।<ref>Housecroft and Sharpe p.443</ref> यह इंगित करता है कि त्रिज ऑक्सीजन में एक उच्च बंधन क्रम है। आणविक कक्षीय सिद्धांत का उपयोग एक साथ देखे गए अनुचुंबकत्व और लघु बंधन लंबाई के लिए सही ढंग से करने के लिए किया जाना चाहिए। एक आणविक कक्षीय सिद्धांत ढांचे के तहत, त्रिज डाइऑक्सीजन में ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन को एक पूर्ण σ बंध और दो π अर्ध-बंध के रूप में बेहतर तरीके से वर्णित किया गया है ,त्रिज डाइऑक्सीजन में ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन को एक पूर्ण σ बंध और दो π अर्ध-बंधों के रूप में वर्णित किया जाता है, प्रत्येक अर्ध-बंधन को दो-केंद्र तीन-इलेक्ट्रॉन (2c-3e) बंधन द्वारा व्यवस्थित किया जाता है, जिससे शुद्ध बंधन क्रम दिया जा सके दो (1 2×1/2), जबकि चक्रण अवस्था (S = 1) के लिए भी लेखांकन।त्रिज डाइऑक्सीजन के क्रम में, प्रत्येक 2c-3e बंध में πu बंध कक्षक में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं और πg प्रतिबंधक कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन होता है, जो कुल बंध क्रम का 1/2योगदान देता है। | ||
== तरल अवस्था में अवलोकन == | लुईस संरचनाओं के निर्माण के सामान्य नियमों को 2c-3e बंध वाले त्रिज डाइऑक्सीजन या नाइट्रिक ऑक्साइड जैसे अणुओं को समायोजित करने के लिए संशोधित किया जाना चाहिए। इस संबंध में कोई सहमति नहीं है; पॉलिंग ने तीन-इलेक्ट्रॉन बंधन का प्रतिनिधित्व करने के लिए तीन निकट दूरी वाले समरेख बिंदुओं के उपयोग का सुझाव दिया है।<ref>{{Cite book|title=Pauling's Legacy: Modern Modelling of the Chemical Bond|last=Maksic|first=Z. B.|last2=Orville-Thomas|first2=W. J.|publisher=Elsevier|year=1999|isbn=978-0444825087|location=Amsterdam|pages=455}}</ref> | ||
=== तरल अवस्था में अवलोकन === | |||
डाइऑक्सीजन के अनुचुंबकत्व का निरीक्षण करने का एक सामान्य प्रायोगिक तरीका इसे तरल चरण में ठंडा करना है। जब यह प्रबल चुम्बकों के ध्रुवों के बीच डाला जाता है जो एक साथ समीप होते हैं तो तरल ऑक्सीजन को निलंबित किया जा सकता है। या एक चुंबक तरल ऑक्सीजन की धारा को उड़ेलते ही खींच सकता है। आणविक कक्षीय सिद्धांत इन अवलोकनों की व्याख्या प्रदान करता है। | |||
== | === अभिक्रिया === | ||
असामान्य इलेक्ट्रॉन विन्यास आणविक ऑक्सीजन को कई अन्य अणुओं के साथ सीधे | असामान्य इलेक्ट्रॉन विन्यास आणविक ऑक्सीजन को कई अन्य अणुओं के साथ सीधे अभिक्रिया करने से रोकता है, जो प्रायः एकल अवस्था में होते हैं। यद्यपि , त्रिज ऑक्सीजन एक नए मौलिक को बनाने के लिए दोगुनी अवस्था में अणुओं के साथ आसानी से अभिक्रिया करेगा।। | ||
चक्रण क्वांटम संख्या के संरक्षण के लिए एक बंद खोल (एकल अवस्था में एक अणु) के साथ त्रिज ऑक्सीजन की अभिक्रिया में त्रिक संक्रमण अवस्था की आवश्यकता होगी। आवश्यक अतिरिक्त ऊर्जा परिवेश के तापमान पर प्रत्यक्ष अभिक्रिया को रोकने के लिए यह पर्याप्त है, लेकिन सबसे अधिक अभिक्रियाशील तत्त्व ,जिसका उदाहरण सफेद फास्फोरस है । उच्च तापमान पर या उपयुक्त उत्प्रेरक की उपस्थिति में अभिक्रिया अधिक आसानी से आगे बढ़ती है। उदाहरण के लिए, अधिकांश ज्वलनशील पदार्थों की विशेषता एक स्व-प्रज्वलन अस्थायी होती है। उदाहरण के लिए, अधिकांश ज्वलनशील पदार्थों को एक स्वत: प्रज्वलन तापमान की विशेषता होती है, जिस पर वे वाह्य लौ या चिंगारी के बिना हवा में दहन करेंगे। | |||
== संदर्भ == | === संदर्भ === | ||
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===अग्रिम पठन=== | |||
==अग्रिम पठन== | |||
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=== बाहरी स्रोत === | |||
== बाहरी स्रोत == | |||
* http://meta-synthesis.com/webbook/16_diradical/diradical.html{{better source|date=March 2015}} | * http://meta-synthesis.com/webbook/16_diradical/diradical.html{{better source|date=March 2015}} | ||
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Latest revision as of 17:28, 3 May 2023
| |
| Names | |
|---|---|
| IUPAC name
Triplet oxygen
| |
| Systematic IUPAC name | |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
|
|
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| EC Number |
|
| 492 | |
| KEGG | |
| MeSH | Oxygen |
PubChem CID
|
|
| RTECS number |
|
| UNII | |
| UN number | 1072 |
| |
| |
| Properties | |
| O2 | |
| Molar mass | 31.998 g·mol−1 |
| Appearance | Colorless gas |
| Melting point | −218.2 °C; −360.7 °F; 55.0 K |
| Boiling point | −183.2 °C; −297.7 °F; 90.0 K |
| Structure | |
| Linear | |
| 0 D | |
| Thermochemistry | |
Std molar
entropy (S⦵298) |
205.152 J K−1 mol−1 |
Std enthalpy of
formation (ΔfH⦵298) |
0 kJ mol−1 |
| Pharmacology | |
| V03AN01 (WHO) | |
| Hazards | |
| GHS labelling: | |
| |
| Danger | |
| H270 | |
| P220, P244, P370+P376, P403 | |
| NFPA 704 (fire diamond) | |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
| |
त्रिज ऑक्सीजन, 3O2, आणविक ऑक्सीजन (डाइऑक्सीजन) के S = 1 इलेक्ट्रॉनिक तलीय अवस्था को संदर्भित करता है। यह ऑक्सीजन का सबसे स्थिर और सामान्य आवंटन है।त्रिज ऑक्सीजन के अणु में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो त्रिज ऑक्सीजन को स्थिर और प्रायः सामना किए जाने वाले डायरैडिकल का एक असामान्य उदाहरण बनाते हैं:[2]यह एकक की तुलना में त्रिज के रूप में अधिक स्थिर है। आणविक कक्षीय सिद्धांत के अनुसार, त्रिज ऑक्सीजन के इलेक्ट्रॉन विन्यास में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं जो दो π आणविक कक्षक (MOs) में बराबर होते हैं। हुण्ड के नियमों के अनुसार, वे अयुग्मित और चक्रण -समानांतर रहते हैं और आणविक ऑक्सीजन के अनुचुम्बकत्व के लिए जाने जाते हैं। ये आधे भरे हुए कक्षक व्यवहार में प्रति-बंधन हैं, अणु के समग्र बंधन क्रम को 3 के अधिकतम मान (जैसे, डाइनाइट्रोजन) से घटाकर 2 कर देते हैं, जो तब होता है जब ये प्रति-बंधन कक्षक पूरी तरह से रिक्त रहते हैं। त्रिज ऑक्सीजन के लिए आणविक शब्द का प्रतीक 3Σ-g है.[3]
चक्रण
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अपह्रासित कक्षक में दो इलेक्ट्रॉनों के s = 1/2 चक्रण कुल मिलाकर 2 × 2 = 4 स्वतंत्र प्रचक्रण अवस्थाओं को जन्म देते हैं। पारस्परिक आदान प्रदान इन्हें एक एकक अवस्था (कुल स्पिन S = 0) और 3 अपह्रासित त्रिज अवस्था (S = 1) के सेट में विभाजित करता है।हुण्ड के नियमों के अनुसार, त्रिक अवस्थाएँ ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल होती हैं, और S = 1 के कुल इलेक्ट्रॉन चक्रण के साथ अणु की निचली अवस्था के अनुरूप होती हैं। S = 0 स्थिति के लिए उत्तेजना अधिक अभिक्रियाशील, मितस्थायी एकक ऑक्सी का परिणाम देती है।[4][5]
लुईस संरचना
क्योंकि इसकी निचली अवस्था में अणु में गैर-शून्य चक्रण चुंबकीय क्षण होता है, ऑक्सीजन अनुचुंबकीय है; अर्थात यह चुंबक के ध्रुवों की ओर आकर्षित हो सकता है। इस प्रकार, जोड़े में सभी इलेक्ट्रॉनों के साथ लुईस संरचना O= O आणविक ऑक्सीजन में बंधन की प्रकृति का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व नहीं करती है। यद्यपि वैकल्पिक संरचना •O-O• भी अपर्याप्त है, क्योंकि यह एकल बंध व्यवहार को दर्शाता है, जबकि 121 pm[6] की प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित बंध लंबाई हाइड्रोजन में एकल बंध की तुलना में बहुत कम है।[6] चूंकि यह एकल बंध व्यवहार को दर्शाता है, जबकि प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित 121 pm [6] की बंध लंबाई हाइड्रोजन पेरोक्साइड (HO-OH) में एकल बंध की तुलना में बहुत कम है, जिसकी लंबाई 147.5 pm है।[7] यह इंगित करता है कि त्रिज ऑक्सीजन में एक उच्च बंधन क्रम है। आणविक कक्षीय सिद्धांत का उपयोग एक साथ देखे गए अनुचुंबकत्व और लघु बंधन लंबाई के लिए सही ढंग से करने के लिए किया जाना चाहिए। एक आणविक कक्षीय सिद्धांत ढांचे के तहत, त्रिज डाइऑक्सीजन में ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन को एक पूर्ण σ बंध और दो π अर्ध-बंध के रूप में बेहतर तरीके से वर्णित किया गया है ,त्रिज डाइऑक्सीजन में ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन को एक पूर्ण σ बंध और दो π अर्ध-बंधों के रूप में वर्णित किया जाता है, प्रत्येक अर्ध-बंधन को दो-केंद्र तीन-इलेक्ट्रॉन (2c-3e) बंधन द्वारा व्यवस्थित किया जाता है, जिससे शुद्ध बंधन क्रम दिया जा सके दो (1 2×1/2), जबकि चक्रण अवस्था (S = 1) के लिए भी लेखांकन।त्रिज डाइऑक्सीजन के क्रम में, प्रत्येक 2c-3e बंध में πu बंध कक्षक में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं और πg प्रतिबंधक कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन होता है, जो कुल बंध क्रम का 1/2योगदान देता है।
लुईस संरचनाओं के निर्माण के सामान्य नियमों को 2c-3e बंध वाले त्रिज डाइऑक्सीजन या नाइट्रिक ऑक्साइड जैसे अणुओं को समायोजित करने के लिए संशोधित किया जाना चाहिए। इस संबंध में कोई सहमति नहीं है; पॉलिंग ने तीन-इलेक्ट्रॉन बंधन का प्रतिनिधित्व करने के लिए तीन निकट दूरी वाले समरेख बिंदुओं के उपयोग का सुझाव दिया है।[8]
तरल अवस्था में अवलोकन
डाइऑक्सीजन के अनुचुंबकत्व का निरीक्षण करने का एक सामान्य प्रायोगिक तरीका इसे तरल चरण में ठंडा करना है। जब यह प्रबल चुम्बकों के ध्रुवों के बीच डाला जाता है जो एक साथ समीप होते हैं तो तरल ऑक्सीजन को निलंबित किया जा सकता है। या एक चुंबक तरल ऑक्सीजन की धारा को उड़ेलते ही खींच सकता है। आणविक कक्षीय सिद्धांत इन अवलोकनों की व्याख्या प्रदान करता है।
अभिक्रिया
असामान्य इलेक्ट्रॉन विन्यास आणविक ऑक्सीजन को कई अन्य अणुओं के साथ सीधे अभिक्रिया करने से रोकता है, जो प्रायः एकल अवस्था में होते हैं। यद्यपि , त्रिज ऑक्सीजन एक नए मौलिक को बनाने के लिए दोगुनी अवस्था में अणुओं के साथ आसानी से अभिक्रिया करेगा।।
चक्रण क्वांटम संख्या के संरक्षण के लिए एक बंद खोल (एकल अवस्था में एक अणु) के साथ त्रिज ऑक्सीजन की अभिक्रिया में त्रिक संक्रमण अवस्था की आवश्यकता होगी। आवश्यक अतिरिक्त ऊर्जा परिवेश के तापमान पर प्रत्यक्ष अभिक्रिया को रोकने के लिए यह पर्याप्त है, लेकिन सबसे अधिक अभिक्रियाशील तत्त्व ,जिसका उदाहरण सफेद फास्फोरस है । उच्च तापमान पर या उपयुक्त उत्प्रेरक की उपस्थिति में अभिक्रिया अधिक आसानी से आगे बढ़ती है। उदाहरण के लिए, अधिकांश ज्वलनशील पदार्थों की विशेषता एक स्व-प्रज्वलन अस्थायी होती है। उदाहरण के लिए, अधिकांश ज्वलनशील पदार्थों को एक स्वत: प्रज्वलन तापमान की विशेषता होती है, जिस पर वे वाह्य लौ या चिंगारी के बिना हवा में दहन करेंगे।
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 "Triplet Dioxygen (CHEBI:27140)". Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute.
- ↑ Borden, Weston Thatcher; Hoffmann, Roald; Stuyver, Thijs; Chen, Bo (2017). "Dioxygen: What Makes This Triplet Diradical Kinetically Persistent?". Journal of the American Chemical Society. 139 (26): 9010–9018. doi:10.1021/jacs.7b04232. PMID 28613073.
- ↑ Atkins, Peter; De Paula, Julio; Friedman, Ronald (2009) Quanta, Matter, and Change: A Molecular Approach to Physical Chemistry, pp. 341–342, Oxford: Oxford University Press, ISBN 0199206066, see [1]. accessed 11 August 2015.
- ↑ Wulfsberg, Gary (2000). अकार्बनिक रसायन शास्त्र. Sausalito, CA: University Science Press. p. 879. ISBN 9781891389016.
- ↑ Massachusetts Institute of Technology (2014). "ऑक्सीजन की अवस्थाएँ" (PDF). Principles of Inorganic Chemistry I.
- ↑ Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2005). अकार्बनिक रसायन शास्त्र (2nd ed.). Pearson Prentice-Hall. p. 438. ISBN 978-0130-39913-7.
- ↑ Housecroft and Sharpe p.443
- ↑ Maksic, Z. B.; Orville-Thomas, W. J. (1999). Pauling's Legacy: Modern Modelling of the Chemical Bond. Amsterdam: Elsevier. p. 455. ISBN 978-0444825087.
अग्रिम पठन
- IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "singlet molecular oxygen (singlet molecular dioxygen)". doi:10.1351/goldbook.S05695
बाहरी स्रोत
श्रेणी:ऑक्सीजन के आवंटन
