સહસંયોજક બંધનોની ચર્ચા કરતા ઉદાહરણ પ્રશ્નો
પેન્ડાહુલુઆન
સહસંયોજક બંધન એ રાસાયણિક બંધનનો એક પ્રકાર છે જેમાં બે પરમાણુઓ એક જોડી અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોન શેર કરે છે જેથી સ્થિર ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન પ્રાપ્ત થાય, જેમ કે ઉમદા વાયુઓમાં. આ બંધન સામાન્ય રીતે બિન-ધાતુ પરમાણુઓ વચ્ચે થાય છે જેમાં પ્રમાણમાં ઊંચી ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી હોય છે અને નોંધપાત્ર રીતે અલગ નથી. સહસંયોજક બંધન રચના કાર્બનિક અને અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર બંનેમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે અને તે ઘણા સંયોજનોનો પાયો છે જેનો આપણે દરરોજ સામનો કરીએ છીએ. આ લેખમાં, આપણે સહસંયોજક બંધનોને લગતા ઘણા ઉદાહરણોની ચર્ચા કરીશું અને તેમને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ કરવા માટે ઉકેલો પ્રદાન કરીશું.
નમૂના પ્રશ્નો અને ચર્ચા
પ્રશ્ન ૧
H2O (પાણી) પરમાણુમાં બનેલા સહસંયોજક બંધનો પ્રકાર અને સંખ્યા નક્કી કરો.
ચર્ચા:
પાણીના પરમાણુમાં એક ઓક્સિજન પરમાણુ (O) અને બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ (H) હોય છે.
1. ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન:
– ઓક્સિજન: 1s² 2s² 2p⁴ (કુલ 8 ઇલેક્ટ્રોન)
– હાઇડ્રોજન: 1s¹ (કુલ 1 ઇલેક્ટ્રોન)
ઓક્સિજનને ઓક્ટેટ રૂપરેખાંકન (તેના સૌથી બાહ્ય શેલમાં 8 ઇલેક્ટ્રોન) પ્રાપ્ત કરવા માટે બે વધુ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે, જ્યારે દરેક હાઇડ્રોજન અણુને ડુપ્લેટ રૂપરેખાંકન (K શેલમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન) પ્રાપ્ત કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે.
2. સહસંયોજક બંધનોની રચના:
- દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુ એક ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે વહેંચે છે.
- ઓક્સિજન બે ઇલેક્ટ્રોન બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે વહેંચે છે, દરેક પરમાણુ માટે એક.
આમ, H2O પરમાણુમાં બે સહસંયોજક બંધનો રચાય છે, એક અનુક્રમે ઓક્સિજન પરમાણુ અને હાઇડ્રોજન પરમાણુ વચ્ચે.
પ્રશ્ન ૧
મિથેન પરમાણુ (CH₄) માટે લુઈસ રચના લખો.
ચર્ચા:
મિથેનમાં એક કાર્બન પરમાણુ (C) અને ચાર હાઇડ્રોજન પરમાણુ (H) હોય છે.
1. ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન:
– કાર્બન: 1 ચોરસ ચોરસ 2 ચોરસ ચોરસ 2 પાઉન્ડ (કુલ 6 ઇલેક્ટ્રોન)
– હાઇડ્રોજન: 1s¹ (કુલ 1 ઇલેક્ટ્રોન)
કાર્બનમાં ચાર સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન (2s² 2p²) હોય છે, અને એક ઓક્ટેટ સુધી પહોંચવા માટે તેને વધુ ચાર ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
2. સહસંયોજક બંધનોની રચના:
- દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુ કાર્બન પરમાણુ સાથે એક ઇલેક્ટ્રોન વહેંચે છે.
- કાર્બન ચાર હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે ચાર ઇલેક્ટ્રોન વહેંચે છે, દરેક પરમાણુ માટે એક.
મિથેન માટે લુઈસ માળખું નીચે મુજબ છે:
"`
H
|
એચ - સી - એચ
|
H
"`
કાર્બન કેન્દ્રમાં ચાર હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે ચાર એકલ સહસંયોજક બંધનો સાથે છે.
પ્રશ્ન ૧
કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO₂) માટે લુઈસ રચના અને પરમાણુ આકાર નક્કી કરો.
ચર્ચા:
કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં એક કાર્બન પરમાણુ (C) અને બે ઓક્સિજન પરમાણુ (O) હોય છે.
1. ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન:
– કાર્બન: 1 ચોરસ ચોરસ 2 ચોરસ ચોરસ 2 પાઉન્ડ (કુલ 6 ઇલેક્ટ્રોન)
– ઓક્સિજન: 1s² 2s² 2p⁴ (કુલ 8 ઇલેક્ટ્રોન)
કાર્બનમાં ચાર સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જ્યારે દરેક ઓક્સિજન પરમાણુમાં છ હોય છે. કાર્બનને એક ઓક્ટેટ માટે વધુ ચાર ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે, જ્યારે દરેક ઓક્સિજન પરમાણુને બે વધુ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
2. સહસંયોજક બંધનોની રચના:
- કાર્બન દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે બે ઇલેક્ટ્રોન વહેંચે છે.
- કાર્બન અને દરેક ઓક્સિજન વચ્ચે બે ડબલ સહસંયોજક બંધનો રચાય છે.
CO₂ માટે લુઈસ માળખું નીચે મુજબ છે:
"`
ઓ = સી = ઓ
"`
આ પરમાણુનો આકાર રેખીય છે અને તેનો બંધન કોણ 180° છે.
પ્રશ્ન ૧
કુલ સંયોજક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાની ગણતરી કરો અને એમોનિયા પરમાણુ (NH₃) માટે લુઇસ માળખું દોરો.
ચર્ચા:
એમોનિયામાં એક નાઇટ્રોજન અણુ (N) અને ત્રણ હાઇડ્રોજન અણુ (H) હોય છે.
1. ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન:
– નાઇટ્રોજન: 1s² 2s² 2p³ (કુલ 7 ઇલેક્ટ્રોન)
– હાઇડ્રોજન: 1s¹ (કુલ 1 ઇલેક્ટ્રોન)
નાઇટ્રોજનમાં પાંચ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, એક ઓક્ટેટ માટે વધુ ત્રણ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર પડે છે.
2. વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા:
- નાઇટ્રોજન: 5 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન.
– હાઇડ્રોજન (3 અણુ): 3 ઇલેક્ટ્રોન (પ્રતિ પરમાણુ 1 ઇલેક્ટ્રોન).
કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = 5 + 3 = 8 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન.
3. સહસંયોજક બંધનોની રચના:
- નાઇટ્રોજન દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે એક ઇલેક્ટ્રોન વહેંચે છે.
NH₃ માટે લુઈસ માળખું છે:
"`
H
|
એચ - એન - એચ
|
"`
અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની જોડી (એકલી જોડી) નાઇટ્રોજનમાં હોય છે.
પ્રશ્ન ૧
નાઈટ્રેટ આયન (NO₃⁻) માટે લુઈસ રચના દોરો અને સમજાવો.
ચર્ચા:
નાઈટ્રેટ આયન એક બહુપરમાણુ સંયોજન છે જેમાં એક નાઇટ્રોજન (N) અને ત્રણ ઓક્સિજન (O), અને એક ઋણ ચાર્જ હોય છે.
1. ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન:
– નાઇટ્રોજન: 1s² 2s² 2p³ (કુલ 7 ઇલેક્ટ્રોન)
– ઓક્સિજન: 1s² 2s² 2p⁴ (કુલ 8 ઇલેક્ટ્રોન)
નાઇટ્રોજનમાં પાંચ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જ્યારે દરેક ઓક્સિજનમાં છ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
2. વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા:
- નાઇટ્રોજન: 5 ઇલેક્ટ્રોન.
– ઓક્સિજન (3 અણુ): 18 ઇલેક્ટ્રોન (પ્રતિ પરમાણુ 6 ઇલેક્ટ્રોન).
– ઋણ આયનોને કારણે વધારાનું: 1 ઇલેક્ટ્રોન.
કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = 5 + 18 + 1 = 24 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન.
3. સહસંયોજક બંધનોની રચના અને લુઈસ માળખાની તૈયારી:
- નાઇટ્રોજન ઓક્સિજન પરમાણુઓમાંથી એક સાથે ડબલ બોન્ડ બનાવે છે અને અન્ય બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે સિંગલ બોન્ડ બનાવે છે.
- એકલ બંધન ધરાવતા બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે નકારાત્મક ચાર્જનું સમાન વિતરણ રેઝોનન્સનો સમાવેશ કરે છે.
NO₃⁻ માટે લુઈસ માળખું છે:
"`
O
/
ચાલુ=ઓ
"`
પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન ડિલોકલાઈઝેશનનું વર્ણન કરવા માટે રેઝોનન્સ ચિહ્ન ઉમેરવું આવશ્યક છે.
કેસિમ્પુલન
રસાયણશાસ્ત્રમાં સહસંયોજક બંધન એ એક મૂળભૂત ખ્યાલ છે, જ્યાં પરમાણુ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોન શેર કરે છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની ઊંડી સમજ માટે લુઇસ સ્ટ્રક્ચર્સ કેવી રીતે દોરવા, વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની ગણતરી કેવી રીતે કરવી અને પરમાણુ આકાર કેવી રીતે નક્કી કરવા તે સમજવું એ આવશ્યક કુશળતા છે. ઉપરોક્ત ઉદાહરણો દ્વારા, આશા છે કે વાચકો સહસંયોજક બંધનોની રચના અને લાક્ષણિકતાઓની વધુ સારી સમજ મેળવશે.
