औपचारिक भार फॉर्मूला, इसकी गणना कैसे करें और उदाहरण

औपचारिक प्रभार (सीएफ) वह है जो एक अणु या आयन के परमाणु को सौंपा गया है, जो इसकी संरचना और रासायनिक गुणों को इसके कार्य के रूप में समझाने की अनुमति देता है। इस अवधारणा का तात्पर्य लिंक A-B में सहसंयोजी के अधिकतम चरित्र पर विचार करना है; अर्थात्, इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी A और B के बीच समान रूप से साझा की जाती है.

निचली छवि में ऊपर समझने के लिए दो परमाणुओं को जोड़ा गया है: एक अक्षर A के साथ नामित और दूसरा अक्षर B के साथ। जैसा कि देखा जा सकता है, मंडलियों के अवरोधन में एक जोड़ी ":" के साथ बनती है। इस विषमकोण अणु में, यदि A और B में समान इलेक्ट्रोनगैटिविटीज हैं, तो यह जोड़ी ":" A और B दोनों के लिए समान है।.

हालांकि, चूंकि दो अलग-अलग परमाणुओं में समान गुण नहीं हो सकते हैं, इसलिए जोड़ी ":" उस पर आकर्षित होती है जो अधिक विद्युत प्रवाहित होती है। इस मामले में, यदि A, B की तुलना में अधिक विद्युतीय है, तो ":" A, B की तुलना में A के अधिक निकट है। विपरीत तब होता है जब B, A की तुलना में अधिक विद्युत-अपघट्य होता है, जो अब आ रहा है ":" B.

फिर, ए और बी दोनों को औपचारिक शुल्क आवंटित करने के लिए, पहले मामले (छवि के ऊपर एक) पर विचार करना आवश्यक है। यदि विशुद्ध रूप से सहसंयोजक बंधन A-B टूट गया था, तो एक समरूप विखंडन होगा, जिससे मुक्त कण A और · B उत्पन्न होंगे.

सूची

• 1 औपचारिक कार्गो के उपयोग के गुणात्मक लाभ
• 2 फॉर्मूला और इसकी गणना कैसे करें
  • 2.1 संरचना के अनुसार गणना के परिवर्तन
• 3 औपचारिक प्रभार गणना के उदाहरण
  • 3.1 BF4- (टेट्रफ्लुओरोबोरेट आयन)
  • 3.2 BeH2 (बेरिलियम हाइड्राइड)
  • 3.3 CO (कार्बन मोनोऑक्साइड)
  • 3.4 NH4 + (अमोनियम आयन), NH3 और NH2- (एमाइड आयन)
• 4 संदर्भ

औपचारिक कार्गो के रोजगार के गुणात्मक लाभ

इलेक्ट्रॉनों को तय नहीं किया जाता है, जैसा कि पिछले उदाहरण में है, लेकिन वे यात्रा करते हैं और अणु या आयन के परमाणुओं से खो जाते हैं। यदि यह एक डायटोमिक अणु है, तो यह ज्ञात है कि जोड़ी ":" दोनों परमाणुओं के बीच साझा या भटकना चाहिए; ऐसा ही प्रकार A-B-C के अणु में होता है, लेकिन अधिक जटिलता के साथ.

हालांकि, एक परमाणु का अध्ययन करके और इसके बंधों में एक सौ प्रतिशत कोवलेंस मानकर, यह स्थापित करना आसान है कि यह परिसर के भीतर इलेक्ट्रॉनों को हासिल करता है या खो देता है। इस लाभ या हानि को निर्धारित करने के लिए, आपको अपने आधारभूत या मुक्त स्थिति की तुलना अपने इलेक्ट्रॉनिक वातावरण से करनी चाहिए.

इस तरह, एक सकारात्मक चार्ज (+) को असाइन करना संभव है यदि परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, या एक नकारात्मक चार्ज (-) जब इसके विपरीत, यह एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है (संकेत एक सर्कल के अंदर लिखा जाना चाहिए).

इस प्रकार, हालांकि इलेक्ट्रॉनों को ठीक से स्थित नहीं किया जा सकता है, संरचनाओं में ये औपचारिक शुल्क (+) और (-) अपेक्षित रासायनिक गुणों के अधिकांश मामलों में अनुरूप होते हैं.

अर्थात किसी परमाणु का औपचारिक आवेश उसके वातावरण के आणविक ज्यामिति और यौगिक के भीतर उसकी प्रतिक्रियात्मकता से निकटता से जुड़ा होता है.

फॉर्मूला और इसकी गणना कैसे करें

क्या औपचारिक शुल्क मनमाने ढंग से सौंपे जाते हैं? जवाब है नहीं। इसके लिए, इलेक्ट्रॉनों के लाभ या हानि की गणना विशुद्ध रूप से सहसंयोजक बंधों की गणना करके की जानी चाहिए, और यह निम्नलिखित विकल्पों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है:

सीएफ = (परमाणु समूह संख्या) - (लिंक के रूपों की संख्या) - (इलेक्ट्रॉनों की संख्या साझा नहीं)

यदि परमाणु में +1 के मान के साथ एक CF है, तो इसे एक सकारात्मक चार्ज (+) सौंपा गया है; जबकि यदि आपके पास -1 के मान के साथ एक CF है, तो आपको एक नकारात्मक चार्ज दिया जाता है (-).

CF की सही गणना करने के लिए, निम्नलिखित चरणों का पालन किया जाना चाहिए:

- यह पता लगाएँ कि आवर्त सारणी के भीतर परमाणु किस समूह में स्थित है.

- अपने पड़ोसियों के साथ आपके द्वारा जोड़े गए लिंक की संख्या की गणना करें: डबल लिंक (=) दो के लायक हैं और ट्रिपल लिंक तीन (links) के लायक हैं.

- अंत में, अनसेर्ड किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को गिनें, जो लुईस संरचनाओं के साथ आसानी से देखे जा सकते हैं.

संरचना के अनुसार गणना के परिवर्तन

रैखिक अणु A-B-C-D को देखते हुए, प्रत्येक परमाणु के लिए औपचारिक शुल्क भिन्न हो सकते हैं यदि संरचना, उदाहरण के लिए, अब इस प्रकार लिखा जाता है: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B, आदि। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऐसे परमाणु हैं जो अधिक इलेक्ट्रॉनों को साझा करके (अधिक बांड बनाते हैं), सकारात्मक या नकारात्मक CF प्राप्त करते हैं.

तो, तीन संभावित आणविक संरचनाओं में से कौन सा यौगिक एबीसीडी से मेल खाता है? इसका उत्तर है: एक जिसमें आम तौर पर सबसे कम CF मान होते हैं; यह भी, जो सबसे अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं को नकारात्मक शुल्क (-) प्रदान करता है.

यदि C और D A और B की तुलना में अधिक विद्युतीय हैं, तो अधिक इलेक्ट्रॉनों को साझा करने के परिणामस्वरूप वे सकारात्मक औपचारिक शुल्क प्राप्त करते हैं (एक स्वनिम नियम से देखा जाता है).

इस प्रकार, सबसे स्थिर संरचना, और सबसे अधिक ऊर्जा-इष्ट, सी-ए-बी-डी है, क्योंकि इस मामले में सी और बी दोनों केवल एक लिंक बनाते हैं। दूसरी ओर, संरचना A-B-C-D और जिनके पास C या B हैं, जो दो बॉन्ड बनाते हैं (-C- या -D-), अधिक अस्थिर हैं.

सभी संरचनाओं में से कौन सबसे अधिक अस्थिर है? ए-सी-डी-बी, क्योंकि न केवल सी और डी दो लिंक बनाते हैं, बल्कि उनके नकारात्मक औपचारिक शुल्क (-) एक दूसरे से सटे होते हैं, आगे संरचना को अस्थिर करते हैं.

औपचारिक प्रभार गणना के उदाहरण

बीएफ₄^- (टेट्रफ्लुओरोबोरेट आयन)

बोरान परमाणु चार फ्लोरीन परमाणुओं से घिरा हुआ है। यह देखते हुए कि बी समूह IIIA (13) से संबंधित है, गैर-साझा इलेक्ट्रॉनों का अभाव है और चार सहसंयोजक बांड बनाता है, इसका CF (3-4-0 = -1) है। एफ के विपरीत, समूह VIIA (17) का तत्व, इसका CF है (7-6-1 = 0).

आयन या अणु के आवेश का निर्धारण करने के लिए, परमाणुओं के व्यक्तिगत CF को जोड़ने के लिए पर्याप्त है जो इसे बनाते हैं: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

हालांकि, बी के लिए सीएफ का वास्तविक अर्थ नहीं है; अर्थात्, उच्चतम इलेक्ट्रॉनिक घनत्व इस पर नहीं रहता है। वास्तव में, यह इलेक्ट्रॉनिक घनत्व F के चार परमाणुओं को वितरित किया जाता है, बी की तुलना में बहुत अधिक विद्युत तत्व.

Beh₂ (बेरिलियम हाइड्राइड)

बेरिलियम परमाणु समूह IIA (2) के अंतर्गत आता है, दो बंध बनाता है और फिर से, गैर-साझा इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है। इस प्रकार, Be और H के लिए CF हैं:

सीएफ_होना= 2-2-0 = 0

सीएफ_एच= 1-1-0 = 0

BeH लोड करें₂= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (कार्बन मोनोऑक्साइड)

इसकी लुईस संरचना को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: C≡O: (हालाँकि इसमें अन्य अनुनाद संरचनाएँ हैं)। सीएफ गणना दोहराते हुए, इस बार सी (वैट समूह से) और ओ (वीआईए समूह से), हमारे पास है:

सीएफ_सी= 4-3-2 = -1

सीएफ_हे= 6-3-2 = +1

यह एक उदाहरण है जहां औपचारिक शुल्क तत्वों की प्रकृति के अनुरूप नहीं है। O, C से अधिक विद्युतीय है और इसलिए, इसे धनात्मक नहीं ले जाना चाहिए.

अन्य संरचनाएं (C = O और ⁽⁺⁾सी-ओ^(-)), यद्यपि वे आरोपों के सुसंगत आवंटन का अनुपालन करते हैं, वे ऑक्टेट नियम का पालन नहीं करते हैं (C में आठ से कम वैध इलेक्ट्रॉन हैं).

राष्ट्रीय राजमार्ग₄⁺ (आयन अमोनियम), एनएच₃ और एनएच₂^- (आयन के बीच)

जबकि अधिक इलेक्ट्रॉन एन साझा करते हैं, अधिक सकारात्मक इसका सीएफ है (अमोनियम आयन तक, क्योंकि इसमें पांच बॉन्ड बनाने के लिए कोई ऊर्जा उपलब्धता नहीं है).

अमोनियम आयन, अमोनिया और एमिड्यूरो आयन में एन के लिए भी गणना लागू करना, हमारे पास है:

सीएफ = 5-4-0 = +1 (एनएच)₄⁺)

सीएफ = 5-3-2 = 0 (एनएच)₃)

और अंत में:

सीएफ = 5-2-4 = -1 (एनएच)₂^-)

यानी एनएच में₂^- N के पास चार इलेक्ट्रॉन नहीं हैं, और जब यह NH बनता है तो सभी साझा करता है₄⁺. H के लिए CF 0 के बराबर होता है और इसलिए, उनकी गणना बच जाती है.

संदर्भ

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