प्रोटॉन बंधुता: Difference between revisions

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(Created page with "{{Acids and bases}} प्रोटॉन एफ़िनिटी (पीए, ''ई''<sub>pa</sub>) एक आयन या एक तटस्थ परमाणु या [...")
 
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प्रोटॉन एफ़िनिटी (पीए, ''ई''<sub>pa</sub>) एक आयन या एक तटस्थ परमाणु या [[अणु]] संबंधित रासायनिक प्रजातियों और गैस चरण में एक [[प्रोटॉन]] के बीच प्रतिक्रिया में [[तापीय धारिता]] परिवर्तन का नकारात्मक है:<ref>"[http://goldbook.iupac.org/P04907.html Proton affinity.]" ''[[Compendium of Chemical Terminology]]''.</ref>
प्रोटॉन बंधुता (PA, ''E''<sub>pa</sub>) एक ऋणायन या एक अनावेशी परमाणु या [[अणु]] संबंधित रासायनिक प्रजातियों और गैस चरण में एक [[प्रोटॉन]] के बीच अभिक्रिया में [[तापीय धारिता]] परिवर्तन का नकारात्मक है:<ref>"[http://goldbook.iupac.org/P04907.html Proton affinity.]" ''[[Compendium of Chemical Terminology]]''.</ref>
::: <chem>A- +  H+ -> HA  </chem>
::: <chem>A- +  H+ -> HA  </chem>
::: <chem> B + H+ -> BH+ </chem>
::: <chem> B + H+ -> BH+ </chem>
गैस चरण में ये प्रतिक्रियाएं हमेशा [[एक्ज़ोथिर्मिक]] होती हैं, यानी जब प्रतिक्रिया ऊपर दिखाए गए दिशा में आगे बढ़ती है, तो ऊर्जा जारी होती है (एन्थैल्पी नकारात्मक होती है), जबकि प्रोटॉन एफ़िनिटी सकारात्मक होती है। यह वही चिह्न परिपाटी है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉन बंधुता के लिए किया जाता है। प्रोटॉन बंधुता से संबंधित संपत्ति गैस-चरण की बुनियादीता है, जो उपरोक्त प्रतिक्रियाओं के लिए [[गिब्स ऊर्जा]] का ऋणात्मक है,<ref>"[http://goldbook.iupac.org/html/G/G02588.html Gas-phase basicity.]" ''[[Compendium of Chemical Terminology]]''.</ref> यानी गैस-चरण की बुनियादीता में प्रोटॉन आत्मीयता के विपरीत [[एन्ट्रापी]] शब्द शामिल हैं।
गैस चरण में ये अभिक्रियाएं सदैव [[Index.php?title=ऊष्माक्षेपी|ऊष्माक्षेपी]] होती हैं,अर्थात् जब अभिक्रिया ऊपर दिखाए गए दिशा में आगे बढ़ती है, तो ऊर्जा जारी होती है (एन्थैल्पी नकारात्मक होती है), जबकि प्रोटॉन बंधुता सकारात्मक होती है। यह वही चिह्न परिपाटी है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉन बंधुता के लिए किया जाता है। प्रोटॉन बंधुता से संबंधित गुण गैस-चरण की क्षारकता है, जो उपरोक्त अभिक्रियाओं के लिए [[गिब्स ऊर्जा]] का ऋणात्मक है,<ref>"[http://goldbook.iupac.org/html/G/G02588.html Gas-phase basicity.]" ''[[Compendium of Chemical Terminology]]''.</ref> अर्थात् गैस-चरण की क्षारकता में प्रोटॉन बंधुता के विपरीत [[एन्ट्रापी]] शब्द सम्मिलित हैं।


== अम्ल/क्षार रसायन ==
== अम्ल/क्षार रसायन ==
गैस प्रावस्था में प्रोटॉन बंधुता जितनी अधिक होगी, क्षार उतना ही अधिक मजबूत होगा और संयुग्मी अम्ल कमजोर होगा। (कथित तौर पर) सबसे मजबूत ज्ञात आधार [[ऑर्थो-डायथिनिलबेंजीन डायनियन]] (ई<sub>pa</sub>= 1843 केजे/मोल),<ref>{{cite journal | doi = 10.1039/C6SC01726F | pmid=30034765 | pmc=6024202 | volume=7 | issue=9 | title=Preparation of an ion with the highest calculated proton affinity: ortho-diethynylbenzene dianion | journal=Chem. Sci. | pages=6245–6250| year=2016 | last1=Poad | first1=Berwyck L. J. | last2=Reed | first2=Nicholas D. | last3=Hansen | first3=Christopher S. | last4=Trevitt | first4=Adam J. | last5=Blanksby | first5=Stephen J. | last6=MacKay | first6=Emily G. | last7=Sherburn | first7=Michael S. | last8=Chan | first8=Bun | last9=Radom | first9=Leo }}</ref> इसके बाद [[मीथेनाइड]] आयन (ई<sub>pa</sub>= 1743 kJ/mol) और [[हाइड्राइड]] आयन (E<sub>pa</sub>= 1675 केजे/मोल),<ref name="Bartmess">{{cite journal | last1 = Bartmess | first1 = J. E. | last2 = Scott | first2 = J. A. | last3 = McIver | first3 = R. T. | year = 1979 | title = मेथनॉल से फिनोल तक गैस चरण में अम्लता का पैमाना| journal = [[Journal of the American Chemical Society|J. Am. Chem. Soc.]] | volume = 101 | issue = 20| page = 6046 | doi=10.1021/ja00514a030}}</ref> [[मीथेन]] को सबसे कमजोर प्रोटॉन एसिड बनाना<ref>The term "proton acid" is used to distinguish these acids from [[Lewis acid]]s. It is the gas-phase equivalent of the term [[Brønsted acid]].</ref> गैस चरण में, उसके बाद [[ dihydrogen ]]। सबसे कमजोर ज्ञात आधार [[हीलियम]] परमाणु (ई<sub>pa</sub>= 177.8 केजे/मोल),<ref name="Lias">Lias, S. G.; Liebman, J. F.; Levin, R. D. (1984). Title ''[[Journal of Physical and Chemical Reference Data|J. Phys. Chem. Ref. Data.]]'' '''13'''':695.</ref> [[हाइड्रोहीलियम (1+) आयन]] को सबसे मजबूत ज्ञात प्रोटॉन अम्ल बनाता है।
गैस प्रावस्था में प्रोटॉन बंधुता जितनी अधिक होगी, क्षार उतना ही अधिक मजबूत होगा और संयुग्मी अम्ल दुर्बल होगा। (कथित तौर पर) सबसे मजबूत ज्ञात क्षार [[Index.php?title=ऑर्थो-डायथिनिलबेंजीन द्विऋणायन|ऑर्थो-डायथिनिलबेंजीन द्विऋणायन]] (''E''<sub>pa</sub>= 1843 केजे/मोल),<ref>{{cite journal | doi = 10.1039/C6SC01726F | pmid=30034765 | pmc=6024202 | volume=7 | issue=9 | title=Preparation of an ion with the highest calculated proton affinity: ortho-diethynylbenzene dianion | journal=Chem. Sci. | pages=6245–6250| year=2016 | last1=Poad | first1=Berwyck L. J. | last2=Reed | first2=Nicholas D. | last3=Hansen | first3=Christopher S. | last4=Trevitt | first4=Adam J. | last5=Blanksby | first5=Stephen J. | last6=MacKay | first6=Emily G. | last7=Sherburn | first7=Michael S. | last8=Chan | first8=Bun | last9=Radom | first9=Leo }}</ref> इसके बाद [[मीथेनाइड]] [[Index.php?title=ऑर्थो-डायथिनिलबेंजीन द्विऋणायन|ऋणायन]] (''E''<sub>pa</sub>= 1743 kJ/mol) और [[हाइड्राइड]] आयन (E<sub>pa</sub>= 1675 केजे/मोल),<ref name="Bartmess">{{cite journal | last1 = Bartmess | first1 = J. E. | last2 = Scott | first2 = J. A. | last3 = McIver | first3 = R. T. | year = 1979 | title = मेथनॉल से फिनोल तक गैस चरण में अम्लता का पैमाना| journal = [[Journal of the American Chemical Society|J. Am. Chem. Soc.]] | volume = 101 | issue = 20| page = 6046 | doi=10.1021/ja00514a030}}</ref> [[मीथेन]] बनाते हैं गैस चरण में सबसे दुर्बल प्रोटॉन अम्ल <ref>The term "proton acid" is used to distinguish these acids from [[Lewis acid]]s. It is the gas-phase equivalent of the term [[Brønsted acid]].</ref> है, उसके बाद [[Index.php?title=डाइहाइड्रोजन|डाइहाइड्रोजन]] है। सबसे दुर्बल ज्ञात क्षार [[हीलियम]] परमाणु (''E''<sub>pa</sub>= 177.8 केजे/मोल) है, जो<ref name="Lias">Lias, S. G.; Liebman, J. F.; Levin, R. D. (1984). Title ''[[Journal of Physical and Chemical Reference Data|J. Phys. Chem. Ref. Data.]]'' '''13'''':695.</ref> [[हाइड्रोहीलियम (1+) आयन]] को सबसे मजबूत ज्ञात प्रोटॉन अम्ल बनाता है।


== जलयोजन ==
== जलयोजन ==
प्रोटॉन बंधुताएं जलीय-चरण ब्रोंस्टेड अम्लता में [[जलयोजन प्रतिक्रिया]] की भूमिका का वर्णन करती हैं। [[हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल]] जलीय विलयन में एक दुर्बल अम्ल है (pK<sub>a</sub> = 3.15)<ref name="Jolly">Jolly, William L. (1991). ''Modern Inorganic Chemistry'' (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. {{ISBN|0-07-112651-1}}.</ref> लेकिन गैस चरण में एक बहुत कमजोर एसिड (ई<sub>pa</sub>(एफ<sup>−</sup>) = 1554 kJ/mol):<ref name="Bartmess"/>[[फ्लोराइड]] आयन सिलेनाइड|SiH जितना मजबूत क्षार है<sub>3</sub><sup>−</sup> गैस चरण में, लेकिन जलीय घोल में इसकी क्षारीयता कम हो जाती है क्योंकि यह दृढ़ता से हाइड्रेटेड है, और इसलिए स्थिर है। इसके विपरीत [[ हीड्राकसीड ]] आयन (ई<sub>pa</sub>= 1635 केजे/मोल),<ref name="Bartmess"/>गैस चरण में सबसे मजबूत ज्ञात प्रोटॉन स्वीकर्ता में से एक। [[डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड]] में [[पोटेशियम हाइड्रोक्साइड]] के निलंबन (जो हाइड्रॉक्साइड आयन को पानी के रूप में दृढ़ता से नहीं घोलते हैं) जलीय घोलों की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक बुनियादी हैं, और ऐसे कमजोर एसिड को [[ट्राइफेनिलमीथेन]] (pK) के रूप में प्रदर्शित करने में सक्षम हैं।<sub>a</sub>= लगभग। 30).<ref>{{cite journal | last1 = Jolly | first1 = William L | year = 1967 | title = हाइड्रॉक्साइड आयन की आंतरिक मूलभूतता| url = http://www.escholarship.org/uc/item/30d4j3gz| journal = [[Journal of Chemical Education|J. Chem. Educ.]] | volume = 44 | issue = 5| page = 304 | doi=10.1021/ed044p304| bibcode = 1967JChEd..44..304J}}</ref><ref>{{cite book | last1 = Jolly | first1 = William L | title = अकार्बनिक संश्लेषण| year = 1968 | chapter =  σ-Methyl-π-Cyclopentadienylmolybdenum Tricarbonyl| doi = 10.1002/9780470132425.ch22 | journal = [[Inorganic Syntheses|Inorg. Synth.]] | volume = 11 | page = 113 | series = अकार्बनिक संश्लेषण| isbn = 9780470132425 }}</ref>
प्रोटॉन बंधुताएं जलीय-चरण ब्रोंस्टेड अम्लता में [[जलयोजन प्रतिक्रिया|जलयोजन]] की भूमिका का वर्णन करती हैं। [[हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल]] जलीय विलयन में एक दुर्बल अम्ल है (pK<sub>a</sub> = 3.15)<ref name="Jolly">Jolly, William L. (1991). ''Modern Inorganic Chemistry'' (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. {{ISBN|0-07-112651-1}}.</ref> लेकिन गैस चरण में एक बहुत दुर्बल अम्ल(''E''<sub>pa</sub>(F<sup>−</sup>) = 1554 kJ/mol):<ref name="Bartmess"/>[[फ्लोराइड]] आयन गैस में SiH<sub>3</sub><sup>−</sup> के समान मजबूत  क्षार है, लेकिन जलीय विलयन में इसकी क्षारीयता कम हो जाती है क्योंकि यह दृढ़ता से हाइड्रेटेड है, और इसलिए स्थिर है। इसके विपरीत [[Index.php?title=हाइड्रॉक्साइड|हाइड्रॉक्साइड]] आयन (''E''<sub>pa</sub>= 1635 केजे/मोल),<ref name="Bartmess"/>गैस चरण में सबसे मजबूत ज्ञात प्रोटॉन स्वीकर्ता में से एक हैं। [[डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड]] में [[पोटेशियम हाइड्रोक्साइड]] के निलंबन (जो हाइड्रॉक्साइड आयन को पानी के रूप में दृढ़ता से नहीं घोलते हैं) जलीय विलयनों की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक क्षारीय हैं, और [[ट्राइफेनिलमीथेन]](p''K''<sub>a</sub> = ''ca.'' 30) जैसे दुर्बल अम्ल को के रूप में डीप्रोटोनेट करने में सक्षम हैं।.<ref>{{cite journal | last1 = Jolly | first1 = William L | year = 1967 | title = हाइड्रॉक्साइड आयन की आंतरिक मूलभूतता| url = http://www.escholarship.org/uc/item/30d4j3gz| journal = [[Journal of Chemical Education|J. Chem. Educ.]] | volume = 44 | issue = 5| page = 304 | doi=10.1021/ed044p304| bibcode = 1967JChEd..44..304J}}</ref><ref>{{cite book | last1 = Jolly | first1 = William L | title = अकार्बनिक संश्लेषण| year = 1968 | chapter =  σ-Methyl-π-Cyclopentadienylmolybdenum Tricarbonyl| doi = 10.1002/9780470132425.ch22 | journal = [[Inorganic Syntheses|Inorg. Synth.]] | volume = 11 | page = 113 | series = अकार्बनिक संश्लेषण| isbn = 9780470132425 }}</ref>{{Verify sources|table does not seem to have correct values and some of them seem to be heat of formation instead of enthalpy.|talk=Incorrect values|date=May 2022}}
 
पहले सन्निकटन के लिए, गैस चरण में एक क्षार के प्रोटॉन बंधुता को गैसीय प्रोटॉन की अत्यंत अनुकूल जलयोजन ऊर्जा को  (ΔE = -1530 kJ/mol ऑफसेटिंग ( सामान्यतः केवल आंशिक रूप से) के रूप में देखा जा सकता है,), जैसा कि  जलीय अम्लता के निम्नलिखित अनुमान में देखा जा सकता है:
{{clear}}{{Verify sources|table does not seem to have correct values and some of them seem to be heat of formation instead of enthalpy.|talk=Incorrect values|date=May 2022}}
पहले सन्निकटन के लिए, गैस चरण में एक आधार के प्रोटॉन आत्मीयता को ऑफसेटिंग (आमतौर पर केवल आंशिक रूप से) के रूप में देखा जा सकता है, गैसीय प्रोटॉन की अत्यंत अनुकूल जलयोजन ऊर्जा (ΔE = -1530 kJ/mol), जैसा कि में देखा जा सकता है जलीय अम्लता के निम्नलिखित अनुमान:


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| '''Proton affinity'''
|'''प्रोटॉन बंधुता'''
| HHe<sup>+</sup>(''g'')  
| HHe<sup>+</sup>(''g'')  
| →  
| →  
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| <ref name="Bartmess"/>
| <ref name="Bartmess"/>
|-
|-
| '''Hydration of acid'''
|'''अम्ल का जलयोजन'''
| HHe<sup>+</sup>(''aq'')  
| HHe<sup>+</sup>(''aq'')  
| →  
| →  
Line 60: Line 58:
| <ref name="EstSol">Estimated from solubility data.</ref>
| <ref name="EstSol">Estimated from solubility data.</ref>
|-
|-
| '''Hydration of proton'''
|'''प्रोटॉन का जलयोजन'''
| H<sup>+</sup>(''g'')  
| H<sup>+</sup>(''g'')  
| →  
| →  
Line 82: Line 80:
| <ref name="Jolly"/>
| <ref name="Jolly"/>
|-  style="border-bottom:2px solid black"
|-  style="border-bottom:2px solid black"
| '''Hydration of base'''
|'''क्षार का जलयोजन'''
| He(''g'')  
| He(''g'')  
| →  
| →  
Line 104: Line 102:
| <ref name="Jolly"/>
| <ref name="Jolly"/>
|-
|-
| '''Dissociation equilibrium'''&nbsp;&nbsp;
|'''पृथक्करण संतुलन'''
| '''HHe<sup>+</sup>(''aq'')'''
| '''HHe<sup>+</sup>(''aq'')'''
| '''→'''
| '''→'''
Line 126: Line 124:
| &nbsp;
| &nbsp;
|-
|-
| ''Estimated p''K''<sub>a</sub>''
| '''''अनुमानित p''K''<sub>a</sub>'''''
| colspan=6 align=center | ''&minus;63''
| colspan=6 align=center | ''&minus;63''
| &nbsp;
| &nbsp;
Line 134: Line 132:
|-
|-
|}
|}
ये अनुमान इस तथ्य से ग्रस्त हैं कि पृथक्करण का मुक्त ऊर्जा परिवर्तन दो बड़ी संख्याओं के छोटे अंतर के प्रभाव में है। हालांकि, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को जलीय घोल में एक कमजोर एसिड और पीकेए के अनुमानित मूल्य के रूप में सही ढंग से भविष्यवाणी की जाती है<sub>a</sub> [[कार्बनिक संश्लेषण]] में उपयोग किए जाने पर डाइहाइड्रोजन लवणीय हाइड्राइड्स (जैसे, [[सोडियम हाइड्राइड]]) के व्यवहार के अनुरूप होता है।
ये अनुमान इस तथ्य से ग्रस्त हैं कि पृथक्करण का मुक्त ऊर्जा परिवर्तन दो बड़ी संख्याओं के छोटे अंतर के प्रभाव में है।तथापि, हाइड्रोफ्लोरिक अम्लको जलीय विलयन में एक दुर्बल अम्ल और p''K''<sub>a</sub> के अनुमानित मूल्य के रूप में सही ढंग से भविष्यवाणी की जाती है [[कार्बनिक संश्लेषण]] में उपयोग किए जाने पर डाइहाइड्रोजन लवणीय हाइड्राइड्स (जैसे, [[सोडियम हाइड्राइड]]) के व्यवहार के अनुरूप होता है।


== पीके से अंतर<sub>a</sub>==
== pK<sub>a</sub> से अंतर==
प्रोटॉन एफ़िनिटी और pKa|pK दोनों<sub>a</sub>एक अणु की अम्लता के उपाय हैं, और इसलिए दोनों एक अणु के बीच थर्मोडायनामिक प्रवणता और उस अणु से एक प्रोटॉन को हटाने पर उस अणु के आयनिक रूप को दर्शाते हैं। पीके की परिभाषा में निहित<sub>a</sub> हालाँकि यह है कि इस प्रोटॉन का स्वीकर्ता पानी है, और अणु और थोक समाधान के बीच एक संतुलन स्थापित किया जा रहा है। अधिक व्यापक रूप से, पीके<sub>a</sub> किसी भी विलायक के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है, और कई कमजोर कार्बनिक अम्लों ने pK को मापा है<sub>a</sub> डीएमएसओ में मूल्य। पीके के बीच बड़ी विसंगतियां<sub>a</sub> पानी बनाम DMSO में मान (यानी, pK<sub>a</sub> पानी में पानी की मात्रा 14 है,<ref>{{Cite journal|last1=Meister|first1=Erich C.|last2=Willeke|first2=Martin|last3=Angst|first3=Werner|last4=Togni|first4=Antonio|last5=Walde|first5=Peter|date=2014|title=Confusing Quantitative Descriptions of Brønsted-Lowry Acid-Base Equilibria in Chemistry Textbooks – A Critical Review and Clarifications for Chemical Educators|journal=Helvetica Chimica Acta|language=en|volume=97|issue=1|pages=1–31|doi=10.1002/hlca.201300321|issn=1522-2675}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Silverstein|first1=Todd P.|last2=Heller|first2=Stephen T.|date=2017-06-13|title=pKa Values in the Undergraduate Curriculum: What Is the Real pKa of Water?|journal=Journal of Chemical Education|volume=94|issue=6|pages=690–695|doi=10.1021/acs.jchemed.6b00623|issn=0021-9584|bibcode=2017JChEd..94..690S}}</ref> लेकिन DMSO में पानी 32 है) प्रदर्शित करता है कि विलायक प्रोटॉन संतुलन प्रक्रिया में एक सक्रिय भागीदार है, और इसलिए pK<sub>a</sub> अलगाव में अणु की आंतरिक संपत्ति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। इसके विपरीत, विलायक के स्पष्ट संदर्भ के बिना, प्रोटॉन आत्मीयता अणु की एक आंतरिक संपत्ति है।
प्रोटॉनबंधुता और pKa|pK दोनों<sub>a</sub>एक अणु की अम्लता के उपाय हैं, और इसलिए दोनों एक अणु के बीच थर्मोडायनामिक प्रवणता और उस अणु से एक प्रोटॉन को हटाने पर उस अणु के आयनिक रूप को दर्शाते हैं। पीके की परिभाषा में निहित<sub>a</sub> हालाँकि यह है कि इस प्रोटॉन का स्वीकर्ता पानी है, और अणु और थोक समाधान के बीच एक संतुलन स्थापित किया जा रहा है। अधिक व्यापक रूप से, पीके<sub>a</sub> किसी भी विलायक के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है, और कई दुर्बल कार्बनिक अम्लों ने pK को मापा है<sub>a</sub> डीएमएसओ में मूल्य। पीके के बीच बड़ी विसंगतियां<sub>a</sub> पानी बनाम DMSO में मान (अर्थात्, pK<sub>a</sub> पानी में पानी की मात्रा 14 है,<ref>{{Cite journal|last1=Meister|first1=Erich C.|last2=Willeke|first2=Martin|last3=Angst|first3=Werner|last4=Togni|first4=Antonio|last5=Walde|first5=Peter|date=2014|title=Confusing Quantitative Descriptions of Brønsted-Lowry Acid-Base Equilibria in Chemistry Textbooks – A Critical Review and Clarifications for Chemical Educators|journal=Helvetica Chimica Acta|language=en|volume=97|issue=1|pages=1–31|doi=10.1002/hlca.201300321|issn=1522-2675}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Silverstein|first1=Todd P.|last2=Heller|first2=Stephen T.|date=2017-06-13|title=pKa Values in the Undergraduate Curriculum: What Is the Real pKa of Water?|journal=Journal of Chemical Education|volume=94|issue=6|pages=690–695|doi=10.1021/acs.jchemed.6b00623|issn=0021-9584|bibcode=2017JChEd..94..690S}}</ref> लेकिन DMSO में पानी 32 है) प्रदर्शित करता है कि विलायक प्रोटॉन संतुलन प्रक्रिया में एक सक्रिय भागीदार है, और इसलिए pK<sub>a</sub> अलगाव में अणु की आंतरिक संपत्ति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। इसके विपरीत, विलायक के स्पष्ट संदर्भ के बिना, प्रोटॉन बंधुताअणु की एक आंतरिक संपत्ति है।


पीके को ध्यान में रखते हुए एक दूसरा अंतर उत्पन्न होता है<sub>a</sub> प्रोटॉन स्थानांतरण प्रक्रिया के लिए एक तापीय मुक्त ऊर्जा को दर्शाता है, जिसमें थैलेपिक और एन्ट्रोपिक दोनों शब्दों को एक साथ माना जाता है। इसलिए, पीके<sub>a</sub> आणविक आयनों की स्थिरता के साथ-साथ नई प्रजातियों के गठन और मिश्रण से जुड़ी एंट्रॉपी दोनों से प्रभावित होती है। दूसरी ओर प्रोटॉन एफ़िनिटी, मुक्त ऊर्जा का माप नहीं है।
पीके को ध्यान में रखते हुए एक दूसरा अंतर उत्पन्न होता है<sub>a</sub> प्रोटॉन स्थानांतरण प्रक्रिया के लिए एक तापीय मुक्त ऊर्जा को दर्शाता है, जिसमें थैलेपिक और एन्ट्रोपिक दोनों शब्दों को एक साथ माना जाता है। इसलिए, पीके<sub>a</sub> आणविक आयनों की स्थिरता के साथ-साथ नई प्रजातियों के गठन और मिश्रण से जुड़ी एंट्रॉपी दोनों से प्रभावित होती है। दूसरी ओर प्रोटॉनबंधुता, मुक्त ऊर्जा का माप नहीं है।


== यौगिक समानता की सूची ==
== यौगिक समानता की सूची ==
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{| class="wikitable sortable" style="font-size:90%;"
{| class="wikitable sortable" style="font-size:90%;"
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! colspan="2"| Proton affinity<ref>Jolly, William L. (1991). ''Modern Inorganic Chemistry'' (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. {{ISBN|0-07-112651-1}}</ref>
! colspan="2"| प्रोटॉन बंधुता<ref>Jolly, William L. (1991). ''Modern Inorganic Chemistry'' (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. {{ISBN|0-07-112651-1}}</ref>
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! [[Base (chemistry)|Base]] || Affinity<br/>{{nobold|1=([[Joule per mole|kJ/mol]])}}
!क्षार
! बंधुता<br/>{{nobold|1=([[Joule per mole|kJ/mol]])}}
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| colspan=2 align=center | ''Neutral molecules''
| colspan=2 align=center | ''Neutral molecules''
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| [[Helium]] || 178
|हीलियम
| 178
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| [[Neon]] || 201
| [[Index.php?title= नियोन|नियोन]]|| 201
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| [[Argon]] || 371
| [[Index.php?title=आर्गन|आर्गन]]|| 371
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| [[Dioxygen]] || 422
| [[Index.php?title= डाइऑक्सीजन|डाइऑक्सीजन]]|| 422
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|-
| [[Dihydrogen]] || 424
| [[Index.php?title= हाइहाइड्रोजन|हाइहाइड्रोजन]]|| 424
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| [[Krypton]] || 425
| [[Index.php?title= क्रीप्टोण|क्रीप्टोण]]|| 425
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| [[Hydrogen fluoride]] || 490
| [[Index.php?title=हाइड्रोजिन फ्लोराइड|हाइड्रोजिन फ्लोराइड]]|| 490
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| [[Dinitrogen]] || 495
| [[Index.php?title=डाइनाइट्रोजन|डाइनाइट्रोजन]]|| 495
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| [[Xenon]] || 496
| [[Index.php?title=जीनॉन|जीनॉन]]|| 496
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| [[Nitric oxide]] || 531
| [[Index.php?title=नाइट्रिक ऑक्साइड|नाइट्रिक ऑक्साइड]]|| 531
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| [[Carbon dioxide]] || 548
| [[Index.php?title=कार्बन डाईऑक्साइड|कार्बन डाईऑक्साइड]]|| 548
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| [[Methane]] || 552
| [[Index.php?title= मीथेन|मीथेन]]|| 552
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| [[Hydrogen chloride]] || 564
| [[Index.php?title=हाइड्रोजन क्लोराइड|हाइड्रोजन क्लोराइड]]|| 564
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| [[Hydrogen bromide]] || 569
| [[Index.php?title=हाइड्रोजन ब्रोमाइड|हाइड्रोजन ब्रोमाइड]]|| 569
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| [[Nitrous oxide]] || 571
| [[Index.php?title= नाइट्रस ऑक्साइड|नाइट्रस ऑक्साइड]]|| 571
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| [[Sulfur trioxide]] || 589<ref>{{Cite web|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1044030599000550|title=Proton affinity of SO3}}</ref>
| [[Index.php?title= सल्फर ट्राइऑक्साइड|सल्फर ट्राइऑक्साइड]]|| 589<ref>{{Cite web|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1044030599000550|title=Proton affinity of SO3}}</ref>
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| [[Carbon monoxide]] || 594
| [[Index.php?title=कार्बन मोनोआक्साइड|कार्बन मोनोआक्साइड]]|| 594
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| [[Ethane]] || 601
| [[Index.php?title= एथेन|एथेन]]|| 601
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| [[Nitrogen trifluoride]] || 602
| [[Index.php?title=नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड|नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड]]|| 602
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| [[Hydrogen iodide]] || 628
| [[Index.php?title=हाइड्रोजन आयोडाइड|हाइड्रोजन आयोडाइड]]|| 628
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| [[Carbonyl sulfide]] || 632
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Revision as of 10:58, 13 April 2023

Acids and bases
Diagrammatic representation of the dissociation of acetic acid in aqueous solution to acetate and hydronium ions.
Acid types
Base types

प्रोटॉन बंधुता (PA, Epa) एक ऋणायन या एक अनावेशी परमाणु या अणु संबंधित रासायनिक प्रजातियों और गैस चरण में एक प्रोटॉन के बीच अभिक्रिया में तापीय धारिता परिवर्तन का नकारात्मक है:[1]

गैस चरण में ये अभिक्रियाएं सदैव ऊष्माक्षेपी होती हैं,अर्थात् जब अभिक्रिया ऊपर दिखाए गए दिशा में आगे बढ़ती है, तो ऊर्जा जारी होती है (एन्थैल्पी नकारात्मक होती है), जबकि प्रोटॉन बंधुता सकारात्मक होती है। यह वही चिह्न परिपाटी है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉन बंधुता के लिए किया जाता है। प्रोटॉन बंधुता से संबंधित गुण गैस-चरण की क्षारकता है, जो उपरोक्त अभिक्रियाओं के लिए गिब्स ऊर्जा का ऋणात्मक है,[2] अर्थात् गैस-चरण की क्षारकता में प्रोटॉन बंधुता के विपरीत एन्ट्रापी शब्द सम्मिलित हैं।

अम्ल/क्षार रसायन

गैस प्रावस्था में प्रोटॉन बंधुता जितनी अधिक होगी, क्षार उतना ही अधिक मजबूत होगा और संयुग्मी अम्ल दुर्बल होगा। (कथित तौर पर) सबसे मजबूत ज्ञात क्षार ऑर्थो-डायथिनिलबेंजीन द्विऋणायन (Epa= 1843 केजे/मोल),[3] इसके बाद मीथेनाइड ऋणायन (Epa= 1743 kJ/mol) और हाइड्राइड आयन (Epa= 1675 केजे/मोल),[4] मीथेन बनाते हैं गैस चरण में सबसे दुर्बल प्रोटॉन अम्ल [5] है, उसके बाद डाइहाइड्रोजन है। सबसे दुर्बल ज्ञात क्षार हीलियम परमाणु (Epa= 177.8 केजे/मोल) है, जो[6] हाइड्रोहीलियम (1+) आयन को सबसे मजबूत ज्ञात प्रोटॉन अम्ल बनाता है।

जलयोजन

प्रोटॉन बंधुताएं जलीय-चरण ब्रोंस्टेड अम्लता में जलयोजन की भूमिका का वर्णन करती हैं। हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल जलीय विलयन में एक दुर्बल अम्ल है (pKa = 3.15)[7] लेकिन गैस चरण में एक बहुत दुर्बल अम्ल(Epa(F−) = 1554 kJ/mol):[4]फ्लोराइड आयन गैस में SiH3− के समान मजबूत क्षार है, लेकिन जलीय विलयन में इसकी क्षारीयता कम हो जाती है क्योंकि यह दृढ़ता से हाइड्रेटेड है, और इसलिए स्थिर है। इसके विपरीत हाइड्रॉक्साइड आयन (Epa= 1635 केजे/मोल),[4]गैस चरण में सबसे मजबूत ज्ञात प्रोटॉन स्वीकर्ता में से एक हैं। डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड में पोटेशियम हाइड्रोक्साइड के निलंबन (जो हाइड्रॉक्साइड आयन को पानी के रूप में दृढ़ता से नहीं घोलते हैं) जलीय विलयनों की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक क्षारीय हैं, और ट्राइफेनिलमीथेन(pKa = ca. 30) जैसे दुर्बल अम्ल को के रूप में डीप्रोटोनेट करने में सक्षम हैं।.[8][9]Template:Verify sources पहले सन्निकटन के लिए, गैस चरण में एक क्षार के प्रोटॉन बंधुता को गैसीय प्रोटॉन की अत्यंत अनुकूल जलयोजन ऊर्जा को (ΔE = -1530 kJ/mol ऑफसेटिंग ( सामान्यतः केवल आंशिक रूप से) के रूप में देखा जा सकता है,), जैसा कि जलीय अम्लता के निम्नलिखित अनुमान में देखा जा सकता है:

प्रोटॉन बंधुता HHe+(g) → H+(g) + He(g) +178 kJ/mol [6]     HF(g) → H+(g) + F−(g) +1554 kJ/mol [4]     H2(g) → H+(g) + H−(g) +1675 kJ/mol [4]
अम्ल का जलयोजन HHe+(aq) → HHe+(g)   +973 kJ/mol [10]   HF(aq) → HF(g)   +23 kJ/mol [7]   H2(aq) → H2(g)   −18 kJ/mol [11]
प्रोटॉन का जलयोजन H+(g) → H+(aq)   −1530 kJ/mol [7]   H+(g) → H+(aq)   −1530 kJ/mol [7]   H+(g) → H+(aq)   −1530 kJ/mol [7]
क्षार का जलयोजन He(g) → He(aq)   +19 kJ/mol [11]   F−(g) → F−(aq)   −13 kJ/mol [7]   H−(g) → H−(aq)   +79 kJ/mol [7]
पृथक्करण संतुलन HHe+(aq) → H+(aq) + He(aq) −360 kJ/mol     HF(aq) → H+(aq) + F−(aq) +34 kJ/mol     H2(aq) → H+(aq) + H−(aq) +206 kJ/mol  
अनुमानित pKa −63   +6   +36

ये अनुमान इस तथ्य से ग्रस्त हैं कि पृथक्करण का मुक्त ऊर्जा परिवर्तन दो बड़ी संख्याओं के छोटे अंतर के प्रभाव में है।तथापि, हाइड्रोफ्लोरिक अम्लको जलीय विलयन में एक दुर्बल अम्ल और pKa के अनुमानित मूल्य के रूप में सही ढंग से भविष्यवाणी की जाती है कार्बनिक संश्लेषण में उपयोग किए जाने पर डाइहाइड्रोजन लवणीय हाइड्राइड्स (जैसे, सोडियम हाइड्राइड) के व्यवहार के अनुरूप होता है।

pKa से अंतर

प्रोटॉनबंधुता और pKa|pK दोनोंaएक अणु की अम्लता के उपाय हैं, और इसलिए दोनों एक अणु के बीच थर्मोडायनामिक प्रवणता और उस अणु से एक प्रोटॉन को हटाने पर उस अणु के आयनिक रूप को दर्शाते हैं। पीके की परिभाषा में निहितa हालाँकि यह है कि इस प्रोटॉन का स्वीकर्ता पानी है, और अणु और थोक समाधान के बीच एक संतुलन स्थापित किया जा रहा है। अधिक व्यापक रूप से, पीकेa किसी भी विलायक के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है, और कई दुर्बल कार्बनिक अम्लों ने pK को मापा हैa डीएमएसओ में मूल्य। पीके के बीच बड़ी विसंगतियांa पानी बनाम DMSO में मान (अर्थात्, pKa पानी में पानी की मात्रा 14 है,[12][13] लेकिन DMSO में पानी 32 है) प्रदर्शित करता है कि विलायक प्रोटॉन संतुलन प्रक्रिया में एक सक्रिय भागीदार है, और इसलिए pKa अलगाव में अणु की आंतरिक संपत्ति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। इसके विपरीत, विलायक के स्पष्ट संदर्भ के बिना, प्रोटॉन बंधुताअणु की एक आंतरिक संपत्ति है।

पीके को ध्यान में रखते हुए एक दूसरा अंतर उत्पन्न होता हैa प्रोटॉन स्थानांतरण प्रक्रिया के लिए एक तापीय मुक्त ऊर्जा को दर्शाता है, जिसमें थैलेपिक और एन्ट्रोपिक दोनों शब्दों को एक साथ माना जाता है। इसलिए, पीकेa आणविक आयनों की स्थिरता के साथ-साथ नई प्रजातियों के गठन और मिश्रण से जुड़ी एंट्रॉपी दोनों से प्रभावित होती है। दूसरी ओर प्रोटॉनबंधुता, मुक्त ऊर्जा का माप नहीं है।

यौगिक समानता की सूची

बेस की गैस-फेज बेसिकिटी के बढ़ते क्रम में प्रोटॉन बंधुता जूल प्रति मोल | kJ/mol में उद्धृत की जाती है।

प्रोटॉन बंधुता[14]
क्षार बंधुता
(kJ/mol)
Neutral molecules
हीलियम 178
नियोन 201
आर्गन 371
डाइऑक्सीजन 422
हाइहाइड्रोजन 424
क्रीप्टोण 425
हाइड्रोजिन फ्लोराइड 490
डाइनाइट्रोजन 495
जीनॉन 496
नाइट्रिक ऑक्साइड 531
कार्बन डाईऑक्साइड 548
मीथेन 552
हाइड्रोजन क्लोराइड 564
हाइड्रोजन ब्रोमाइड 569
नाइट्रस ऑक्साइड 571
सल्फर ट्राइऑक्साइड 589[15]
कार्बन मोनोआक्साइड 594
एथेन 601
नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड 602
हाइड्रोजन आयोडाइड 628
कार्बोनिल सल्फाइड 632
एसिटिलीन 641
आर्सेनिक ट्राइफ्लोराइड 649
सिलेन 649
सल्फर डाइऑक्साइड 676
हाइड्रोजन पेरोक्साइड 678
ईथीलीन 680
फास्फोरस ट्राइफ्लोराइड 697
जल 697
कार्बन डाइसल्फ़ाइड 699
फॉस्फोरिल ट्राइफ्लोराइड 702
2,4-डिकार्बा-क्लोसो-हेप्टाबोरेन (7) 703
हाइड्रोजन सल्फाइड 712
हाइड्रोजन सेलेनाइड 717
हाइड्रोजन साइनाइड 717
फार्मेल्डिहाइड 718
कार्बन मोनोसल्फाइड 732
सायनोजेन क्लोराइड 735
आर्सिन 750
बेंजीन 759
मेथनॉल 761
मेथेनेथियोल 784
इथेनॉल 788
ऐसीटोनाइट्राइल 788
फॉस्फीन 789
Nitrogen trichloride 791
Ethanethiol 798
Propanol 798
Propane-1-thiol 802
Hydroxylamine 803
Dimethyl ether 804
Glyceryl phosphite 812
Borazine 812
Acetone 823
Diethyl ether 838
Dimethyl sulfide 839
Iron pentacarbonyl 845
Ammonia 854
Methylphosphine 854
Hydrazine 856
Diethyl sulfide 858
1,6-Dicarba-closo-hexaborane(6) 866
Aniline 877
P(OCH2)3CCH3 877
Ferrocene 877
Dimethyl sulfoxide 884
Dimethyl formamide 884
Trimethyl phosphate 887
Trimethylarsine 893
Methylamine 896
Tri-O-methyl thiophosphate 897
Dimethylphosphine 905
Trimethyl phosphite 923
Dimethylamine 923
Pyridine 924
Trimethylamine 942
Trimethylphosphine 950
Triethylphosphine 969
Triethylamine 972
Lithium hydroxide 1008
Sodium hydroxide 1038
Potassium hydroxide 1100
Caesium hydroxide 1125
Anions
Trioxophosphate(1−) 1301
Iodide 1315
Pentacarbonylmanganate(1−) 1326
Trifluoroacetate 1350
Bromide 1354
Nitrate 1358
Pentacarbonylrhenate(1−) 1389
Chloride 1395
Nitrite 1415
Hydroselenide 1417
Formate 1444
Acetate 1458
Phenoxide 1470
Cyanide 1477
Hydrosulfide 1477
Cyclopentadienide 1490
Ethanethiolate 1495
Nitromethanide 1501
Arsinide 1502
Methanethiolate 1502
Germanide 1509
Trichloromethanide 1515
Formylmethanide 1533
Methylsulfonylmethanide 1534
Anilide 1536
Acetonide 1543
Phosphinide 1550
Silanide 1554
Fluoride 1554
Cyanomethanide 1557
Propoxide 1568
Acetylide 1571
Trifluoromethanide 1572
Ethoxide 1574
Phenylmethanide 1586
Methoxide 1587
Hydroxide 1635
Amide 1672
Hydride 1675
Methanide 1743


संदर्भ

  1. ↑ "Proton affinity." Compendium of Chemical Terminology.
  2. ↑ "Gas-phase basicity." Compendium of Chemical Terminology.
  3. ↑ Poad, Berwyck L. J.; Reed, Nicholas D.; Hansen, Christopher S.; Trevitt, Adam J.; Blanksby, Stephen J.; MacKay, Emily G.; Sherburn, Michael S.; Chan, Bun; Radom, Leo (2016). "Preparation of an ion with the highest calculated proton affinity: ortho-diethynylbenzene dianion". Chem. Sci. 7 (9): 6245–6250. doi:10.1039/C6SC01726F. PMC 6024202. PMID 30034765.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Bartmess, J. E.; Scott, J. A.; McIver, R. T. (1979). "मेथनॉल से फिनोल तक गैस चरण में अम्लता का पैमाना". J. Am. Chem. Soc. 101 (20): 6046. doi:10.1021/ja00514a030.
  5. ↑ The term "proton acid" is used to distinguish these acids from Lewis acids. It is the gas-phase equivalent of the term Brønsted acid.
  6. ↑ 6.0 6.1 Lias, S. G.; Liebman, J. F.; Levin, R. D. (1984). Title J. Phys. Chem. Ref. Data. 13':695.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Jolly, William L. (1991). Modern Inorganic Chemistry (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-112651-1.
  8. ↑ Jolly, William L (1967). "हाइड्रॉक्साइड आयन की आंतरिक मूलभूतता". J. Chem. Educ. 44 (5): 304. Bibcode:1967JChEd..44..304J. doi:10.1021/ed044p304.
  9. ↑ Jolly, William L (1968). "σ-Methyl-π-Cyclopentadienylmolybdenum Tricarbonyl". अकार्बनिक संश्लेषण. p. 113. doi:10.1002/9780470132425.ch22. ISBN 9780470132425. {{cite book}}: |journal= ignored (help)
  10. ↑ Estimated to be the same as for Li+(aq) → Li+(g).
  11. ↑ 11.0 11.1 Estimated from solubility data.
  12. ↑ Meister, Erich C.; Willeke, Martin; Angst, Werner; Togni, Antonio; Walde, Peter (2014). "Confusing Quantitative Descriptions of Brønsted-Lowry Acid-Base Equilibria in Chemistry Textbooks – A Critical Review and Clarifications for Chemical Educators". Helvetica Chimica Acta (in English). 97 (1): 1–31. doi:10.1002/hlca.201300321. ISSN 1522-2675.
  13. ↑ Silverstein, Todd P.; Heller, Stephen T. (2017-06-13). "pKa Values in the Undergraduate Curriculum: What Is the Real pKa of Water?". Journal of Chemical Education. 94 (6): 690–695. Bibcode:2017JChEd..94..690S. doi:10.1021/acs.jchemed.6b00623. ISSN 0021-9584.
  14. ↑ Jolly, William L. (1991). Modern Inorganic Chemistry (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-112651-1
  15. ↑ "Proton affinity of SO3".
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