रेडिकल आयन
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, रेडिकल आयन एक रेडिकल (रसायन विज्ञान) प्रजाति है[1] जो एक चार्ज (रसायन विज्ञान) वहन करता है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में रेडिकल आयनों का सामना पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक यौगिकों के कम व्युत्पन्न के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए। सोडियम नेफ़थैलेनाइड . गैर-कार्बन रेडिकल आयन का एक उदाहरण सुपरऑक्साइड आयन है, जो एक इलेक्ट्रॉन को ऑक्सीजन अणु में स्थानांतरित करने से बनता है। रेडिकल आयनों को आम तौर पर संकेत दिया जाता है .
पॉलीसाइक्लिक रेडिकल आयन
कई सुगंधित यौगिक क्षार धातुओं द्वारा एक-इलेक्ट्रॉन कमी से गुजर सकते हैं। इलेक्ट्रॉन को क्षार धातु आयन से सुगंधित अणु के एक रिक्त प्रतिरक्षी बंधन पी-पी * कक्षक में स्थानांतरित किया जाता है। यह स्थानांतरण आमतौर पर केवल ऊर्जावान रूप से अनुकूल होता है यदि खुशबूदार विलायक क्षार धातु आयन को कुशलतापूर्वक घोलता है। प्रभावी सॉल्वैंट्स वे हैं जो क्षार धातु धनायन से बंधते हैं: दिएथील ईथर < टेट्राहाइड्रोफ्यूरेन < डाइमेथोक्सीथेन | 1,2-डाइमेथोक्सीथेन < एचएमपीए। सिद्धांत रूप में कोई भी असंतृप्त अणु एक रेडिकल आयन बना सकता है, लेकिन एंटीबॉडी ऑर्बिटल्स केवल अधिक व्यापक संयुग्मित प्रणालियों में ऊर्जावान रूप से पहुंच योग्य हैं। गठन में आसानी बेंजीन <नेफ़थलीन <एन्थ्रेसीन <पाइरीन आदि क्रम में होती है। रेडिकल आयनों के लवणों को अक्सर ठोस के रूप में पृथक नहीं किया जाता है, बल्कि यथास्थान उपयोग किया जाता है। वे आमतौर पर गहरे रंग के होते हैं।
- नेफ़थलीन के रूप में
- लिथियम के साथ नेफ़थलीन की प्रतिक्रिया से लिथियम नेफ़थलीन प्राप्त होता है।
- सोडियम नेफ़थलीन सोडियम के साथ नेफ़थलीन की प्रतिक्रिया से प्राप्त होता है।
- सोडियम 1-मिथाइलनेफथलीन|1-मिथाइलनाफ्थेलीन और 1-मिथाइलनफथलीन क्रमशः सोडियम नेफथलीन और नेफथलीन की तुलना में अधिक घुलनशील होते हैं।[2]
- इसके लिथियम नमक के रूप में बाइफिनाइल।[3]
- एसेनाफ्थिलीन नेफ़थलीन आयन की तुलना में हल्का अपचायक है।
- एंथ्रेसीन अपने क्षार धातु लवण के रूप में।[4]*पाइरीन इसके सोडियम नमक के रूप में।[5]
- पेरिलीन अपनी क्षार धातु (एम = ली, ना, सीएस) के रूप में ईथर करता है।[6]
अन्य उदाहरण
साइक्लोएक्टेट्रेन को मौलिक पोटैशियम द्वारा डायनियन में अपचयित किया जाता है। परिणामी डायनियन एक 10-पीआई इलेक्ट्रॉन प्रणाली है, जो सुगन्धितता के लिए हकल नियम के अनुरूप है। क्विनोन एक सेमीक्विनोन रेडिकल आयन में कम हो जाता है। यक्ष डाइकार्बोनिल यौगिकों के अपचयन से प्राप्त होते हैं।
प्रतिक्रियाएँ
रेडॉक्स
पाई-रेडिकल आयनों का उपयोग विशेष संश्लेषणों में कम करने वाले एजेंटों के रूप में किया जाता है। कम से कम कुछ विलायकों में घुलनशील होने के कारण, ये लवण क्षार धातुओं की तुलना में तेजी से कार्य करते हैं। नुकसान यह है कि पॉलीसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन को हटाया जाना चाहिए। क्षार धातु नेफ़थलीन लवण की अपचयन क्षमता लगभग 3.1 V (बनाम Fc) है+/0). बड़ी प्रणालियों की कमी क्षमता कम है, उदाहरण के लिए एसेनेफ़थेलीन 2.45 वी है।[7] कई मूल ऋणायन डायायनों में और कमी के प्रति संवेदनशील होते हैं।
| hydrocarbon | M+ | E1/2 | comments |
|---|---|---|---|
| naphthalene | Li+ | -3.09 V | can be reduced to dianion |
| naphthalene | Na+ | -3.09 V | |
| biphenyl | Li+ | -3.18 V | |
| anthracene | Na+ | -2.53 V | |
| perylene | Na+ | -2.19 V | includes dme solvate |
प्रोटोनेशन
रेडिकल आयन में एक प्रोटॉन स्रोत (यहां तक कि पानी) जोड़ने से प्रोटोनेशन होता है, यानी प्रोटोनेशन के बाद कमी का क्रम हाइड्रोजनीकरण के बराबर होता है। उदाहरण के लिए, एन्थ्रेसीन रेडिकल आयन मुख्य रूप से (लेकिन विशेष रूप से नहीं) 9,10-डायहाइड्रोएन्थ्रेसीन बनाता है। रेडिकल आयन और उनके प्रोटोनेशन बर्च कटौती के केंद्र में हैं।
धातु आयनों से समन्वय
पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक यौगिकों के रेडिकल आयन ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान में लिगैंड के रूप में कार्य करते हैं।[8]
रेडिकल धनायन
आयनों की तुलना में धनायनित मूलक प्रजातियाँ बहुत कम आम हैं। लक्षित , वे मास स्पेक्ट्रोमेट्री में प्रमुखता से दिखाई देते हैं।[9] जब एक गैस-चरण अणु को इलेक्ट्रॉन आयनीकरण के अधीन किया जाता है तो एक इलेक्ट्रॉन को इलेक्ट्रॉन बीम में एक इलेक्ट्रॉन द्वारा अमूर्त किया जाता है ताकि एक रेडिकल धनायन एम बनाया जा सके।+.. यह प्रजाति आणविक आयन या मूल आयन का प्रतिनिधित्व करती है। एक विशिष्ट मास स्पेक्ट्रम कई संकेत दिखाता है क्योंकि आणविक आयन आयनों और अनावेशित मूलक प्रजातियों के एक जटिल मिश्रण में विखंडित हो जाता है। उदाहरण के लिए, मेथनॉल रेडिकल धनायन एक मेथेनियम धनायन सीएच में टुकड़े हो जाता है3+और एक हाइड्रॉकसिल रेडिकल। नेफ़थलीन में अखण्डित मूलक धनायन द्रव्यमान स्पेक्ट्रम में अब तक का सबसे प्रमुख शिखर है। द्वितीयक प्रजातियाँ हाइड्रोजन आयन लाभ (M+1) और प्रोटॉन हानि (M-1) से उत्पन्न होती हैं।
डाइअॉॉक्सिनिल धनायन युक्त कुछ यौगिकों को थोक में तैयार किया जा सकता है।[10]
जैविक कंडक्टर
पॉलिमर के संचालन के रसायन विज्ञान और गुणों में रेडिकल धनायन प्रमुखता से आते हैं। ऐसे पॉलिमर हेटरोसायकल के ऑक्सीकरण द्वारा रेडिकल धनायन देने के लिए बनते हैं, जो मूल हेटरोसायकल के साथ संघनित होते हैं। उदाहरण के लिए, मेथनॉल में फ़ेरिक क्लोराइड का उपयोग करके pyrrole के ऑक्सीकरण द्वारा पाली मित्र आर भूमिका तैयार किया जाता है:
- एन सी4H4एनएच + 2 FeCl3 → (सी4H2एनएच)n + 2 FeCl2 + 2 एचसीएल
एक बार बनने के बाद, ये पॉलिमर ऑक्सीकरण पर प्रवाहकीय बन जाते हैं।[11] पोलारोन और द्विध्रुवी डोप्ड संवाहक पॉलिमर में पाए जाने वाले कट्टरपंथी धनायन हैं।
संदर्भ
- ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "radical ion". doi:10.1351/goldbook.R05073
- ↑ Liu, X.; Ellis, J. E. (2004). "Hexacarbonylvanadate(1−) and Hexacarbonylvanadium(0)". Inorg. Synth. 34: 96–103. doi:10.1002/0471653683.ch3. ISBN 0-471-64750-0.
- ↑ Rieke, Reuben D.; Wu, Tse-Chong & Rieke, Loretta I. (1995). "Highly Reactive Calcium for the Preparation of Organocalcium Reagents: 1-Adamantyl Calcium Halides and Their Addition to Ketones: 1-(1-Adamantyl)cyclohexanol". Org. Synth. 72: 147. doi:10.15227/orgsyn.072.0147.
- ↑ 4.0 4.1 Castillo, Maximiliano; Metta-Magaña, Alejandro J.; Fortier, Skye (2016). "Isolation of Gravimetrically Quantifiable Alkali Metal Arenides Using 18-Crown-6". New Journal of Chemistry. 40 (3): 1923–1926. doi:10.1039/C5NJ02841H.
- ↑ Kucera, Benjamin E.; Jilek, Robert E.; Brennessel, William W.; Ellis, John E. (2014). "Bis(pyrene)metal complexes of vanadium, niobium and titanium: Isolable homoleptic pyrene complexes of transition metals". Acta Crystallographica Section C: Structural Chemistry. 70 (8): 749–753. doi:10.1107/S2053229614015290. PMID 25093352.
- ↑ Näther, Christian; Bock, Hans; Havlas, Zdenek; Hauck, Tim (1998). "Solvent-Shared and Solvent-Separated Ion Multiples of Perylene Radical Anions and Dianions: An Exemplary Case of Alkali Metal Cation Solvation". Organometallics. 17 (21): 4707–4715. doi:10.1021/om970610g.
- ↑ Connelly, Neil G.; Geiger, William E. (1996). "ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान के लिए रासायनिक रेडॉक्स एजेंट". Chemical Reviews. 96 (2): 877–910. doi:10.1021/cr940053x. PMID 11848774.
- ↑ Ellis, John E. (2019). "The Chatt Reaction: Conventional Routes to homoleptic Arenemetalates of d-Block Elements". Dalton Transactions. 48 (26): 9538–9563. doi:10.1039/C8DT05029E. PMID 30724934. S2CID 73436073.
- ↑ Sparkman, O. David (2000). मास स्पेक्ट्रोमेट्री डेस्क संदर्भ. Pittsburgh: Global View Pub. p. 53. ISBN 978-0-9660813-2-9.
- ↑ Solomon, I. J.; Brabets, R. I.; Uenishi, R. K.; Keith, J. N.; McDonough, J. M. (1964). "नए डाइआक्सीजेनिल यौगिक". Inorganic Chemistry. 3 (3): 457. doi:10.1021/ic50013a036.
- ↑ "Polypyrrole: a conducting polymer; its synthesis, properties and applications" Russ. Chem. Rev. 1997, vol. 66, p.443ff.(http://iopscience.iop.org/0036-021X/66/5/R04)
