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कार्बन एंड इट्स कंपाउंड: कोवेलेंट बॉन्ड, एल्केन-एल्कीन-एल्काइन, IUPAC नामकरण

कार्बन एंड इट्स कंपाउंड - हलवा बनाने की मास्टर क्लास

कार्बन इतने सारे कंपाउंड क्यों बनाता है?

  • दुनिया में कार्बन की मात्रा 0.02% से भी कम है, फिर भी इस पर पूरा चैप्टर और 11वीं-12वीं में पूरी ब्रांच (ऑर्गेनिक केमिस्ट्री) है।
  • कार्बन प्लास्टिक, लकड़ी, कपड़े, खाना (चावल, आलू, ब्रेड), दवाइयां, पेट्रोलियम और हमारे शरीर (18%) में मौजूद है।
  • इसकी खास प्रॉपर्टी: कोवेलेंट बॉन्ड बनाना - अपने इलेक्ट्रॉन दूसरे एटम्स के साथ शेयर करना।

कोवेलेंट कंपाउंड क्या है?

परिभाषा: दो एटम्स के बीच इलेक्ट्रॉनों की म्यूचुअल शेयरिंग से बनने वाला कंपाउंड।

  • उदाहरण: दो दोस्तों की तरह जो मैडम से बचने के लिए एक-दूसरे की किताब-कॉपी शेयर करते हैं।

इलेक्ट्रॉन डॉट स्ट्रक्चर (गुल्लू-गुल्लू विधि):

  1. Cl₂ (क्लोरीन) - सिंगल कोवेलेंट बॉन्ड

    • Cl के पास 17 इलेक्ट्रॉन; वैलेंस शेल में 7 इलेक्ट्रॉन।
    • ऑक्टेट पूरा करने के लिए 1 इलेक्ट्रॉन चाहिए।
    • दो Cl एटम 1-1 इलेक्ट्रॉन शेयर करके एक सिंगल कोवेलेंट बॉन्ड बनाते हैं।
  2. O₂ (ऑक्सीजन) - डबल कोवेलेंट बॉन्ड

    • O के पास 8 इलेक्ट्रॉन; वैलेंस शेल में 6 इलेक्ट्रॉन।
    • ऑक्टेट के लिए 2 इलेक्ट्रॉन चाहिए।
    • दो O एटम 2-2 इलेक्ट्रॉन शेयर करके डबल कोवेलेंट बॉन्ड बनाते हैं।
  3. N₂ (नाइट्रोजन) - ट्रिपल कोवेलेंट बॉन्ड

    • N के पास 7 इलेक्ट्रॉन; वैलेंस शेल में 5 इलेक्ट्रॉन।
    • ऑक्टेट के लिए 3 इलेक्ट्रॉन चाहिए।
    • दो N एटम 3-3 इलेक्ट्रॉन शेयर करके ट्रिपल कोवेलेंट बॉन्ड बनाते हैं।

अणुओं के इलेक्ट्रॉन डॉट स्ट्रक्चर:

  • H₂O (पानी): O को बीच में रखें, दोनों तरफ H। O के साथ दो सिंगल कोवेलेंट बॉन्ड।
  • CH₄ (मीथेन): C को बीच में, चारों तरफ H। चार सिंगल कोवेलेंट बॉन्ड।
  • NH₃ (अमोनिया): N को बीच में, तीन तरफ H। तीन सिंगल कोवेलेंट बॉन्ड और एक लोन पेयर।

कोवेलेंट कंपाउंड की प्रॉपर्टीज:

  1. बिजली के कुचालक:
    • कारण: आयनों की अनुपस्थिति (इलेक्ट्रॉन शेयर्ड होते हैं, फ्री नहीं)।
  2. कम गलनांक और क्वथनांक:
    • कारण: अंतरा-अणुक बल कमजोर होते हैं (कोवेलेंट बॉन्ड मजबूत है, लेकिन अणुओं के बीच आकर्षण कमजोर)।

कार्बन की टेट्रावैलेंसी (C की 4 वैलेंसी):

  • कार्बन (परमाणु क्रमांक 6) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 2, 4.
  • वैलेंस शेल में 4 इलेक्ट्रॉन।
  • समस्या: C न तो 4 इलेक्ट्रॉन गेन कर सकता है (10 e⁻ रखना मुश्किल) और न ही 4 e⁻ लूज़ कर सकता है (प्रोटॉन कसकर पकड़ते हैं)।
  • हल: शेयरिंग - चार इलेक्ट्रॉन शेयर करके कोवेलेंट बॉन्ड बनाता है। इसीलिए कार्बन केवल कोवेलेंट कंपाउंड बनाता है।

IUPAC नामकरण (नाम रखने की कला):

कार्बन चेन की लंबाई (मूल आधार):

| कार्बन की संख्या | प्रीफ़िक्स | |---|---| | 1 | मेथ- | | 2 | एथ- | | 3 | प्रॉप- | | 4 | ब्यूट- | | 5 | पेंट- | | 6 | हेक्स- |

बॉन्ड का प्रकार:

| बॉन्ड | प्रत्यय | |---|---| | C-C (सिंगल) | -एन | | C=C (डबल) | -ईन | | C≡C (ट्रिपल) | -आइन |

फंक्शनल ग्रुप:

| ग्रुप | प्रीफ़िक्स/सफ़ीक्स | |---|---| | -Cl (क्लोरीन) | क्लोरो- (प्रीफ़िक्स) | | -Br (ब्रोमीन) | ब्रोमो- (प्रीफ़िक्स) | | -OH (एल्कोहल) | -ओल (सफ़ीक्स) | | -CHO (एल्डिहाइड) | -एल (सफ़ीक्स) | | -COOH (कार्बोक्सिलिक अम्ल) | -ओइक अम्ल (सफ़ीक्स) |

नामकरण के स्टेप्स:

  1. सबसे लंबी कार्बन चेन ढूंढें।
  2. मूल नाम (मेथ/एथ/प्रॉप...) लिखें।
  3. बॉन्ड के अनुसार प्रत्यय (एन/ईन/आइन) लगाएं।
  4. फंक्शनल ग्रुप (जैसे क्लोरो-) को प्रीफ़िक्स के रूप में पहले लगाएं।

उदाहरण:

  • CH₃Cl: 1 C → मेथ + एन + क्लोरो = क्लोरोमीथेन
  • CH₃CH₂Cl: 2 C → एथ + एन + क्लोरो = क्लोरोइथेन
  • CH₃CH₂OH: 2 C, सिंगल बॉन्ड, -OH ग्रुप → एथ + एन + ओल = इथेनॉल

होमोलोगस सीरीज (समजात श्रेणी):

परिभाषा: समान फंक्शनल ग्रुप वाले कार्बनिक यौगिकों की श्रृंखला, जहां प्रत्येक क्रमागत सदस्य में -CH₂- का अंतर होता है।

तीन मुख्य श्रृंखलाएं:

| श्रृंखला | बॉन्ड | सामान्य सूत्र | उदाहरण | |---|---|---|---| | एल्केन | C-C (सिंगल) | CₙH₂ₙ₊₂ | CH₄ (मीथेन), C₂H₆ (इथेन) | | एल्कीन | C=C (डबल) | CₙH₂ₙ | C₂H₄ (इथीन), C₃H₆ (प्रोपीन) | | एल्काइन | C≡C (ट्रिपल) | CₙH₂ₙ₋₂ | C₂H₂ (इथाइन), C₃H₄ (प्रोपाइन) |

महत्वपूर्ण नोट: एक कार्बन का एल्कीन या एल्काइन संभव नहीं है क्योंकि डबल/ट्रिपल बॉन्ड के लिए कम से कम दो कार्बन चाहिए।

  • एल्कीन का पहला सदस्य: इथीन (C₂H₄)
  • एल्काइन का पहला सदस्य: इथाइन (C₂H₂)

CBSE बोर्ड के चुनिंदा प्रश्न:

  • 2023: Cl₂ का इलेक्ट्रॉन डॉट स्ट्रक्चर बनाएं।
  • 2021-22: C₄H₆ किस होमोलोगस सीरीज से संबंधित है? इसका प्रथम सदस्य लिखें।
  • 2021-22: दो एल्काइन A (CₓH₂) और B (C₃Hᵧ) के लिए x और y के मान ज्ञात करें।

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