రసాయన సమయోజనీయ బంధం

సమయోజనీయ బంధనానికి కారణాలు#

రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరమాణువులు భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా కలిసి ఉంచబడినప్పుడు సమయోజనీయ బంధనం సంభవిస్తుంది.

పరమాణువులు సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరచుకునే అనేక కారణాలు ఉన్నాయి, అవి:

• మరింత స్థిరమైన ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని సాధించడానికి. పరమాణువులు వాటి బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ షెల్లను నింపుకోగలిగి మరింత స్థిరంగా మారవచ్చు.
• అణువు యొక్క శక్తిని తగ్గించడానికి. పరమాణువులు బంధం ఏర్పరచుకున్నప్పుడు, ఫలితంగా వచ్చే అణువు వ్యక్తిగత పరమాణువుల కంటే తక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది, ఇది దానిని మరింత స్థిరంగా చేస్తుంది.
• బంధం యొక్క బలాన్ని పెంచడానికి. సమయోజనీయ బంధాలు అయానిక బంధాల కంటే బలంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్లు పరమాణువుల మధ్య మరింత గట్టిగా పట్టుకోబడతాయి. ఎందుకంటే భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్లు రెండు పరమాణువులకు ఆకర్షితమవుతాయి, అయానిక బంధంలో ఎలక్ట్రాన్లు ఒక పరమాణువుకు మాత్రమే ఆకర్షితమవుతాయి. సమయోజనీయ బంధంలో పరమాణువుల మధ్య ఉండే బలమైన ఆకర్షణ బంధాన్ని బలంగా చేస్తుంది.

సమయోజనీయ బంధం ఏర్పడటాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు#

కింది కారకాలు సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటును ప్రభావితం చేస్తాయి:

• విద్యుదృణత్వం: విద్యుదృణత్వం అనేది ఒక పరమాణువు యొక్క ఎలక్ట్రాన్లను ఆకర్షించే సామర్థ్యం యొక్క కొలత. పరమాణువు యొక్క విద్యుదృణత్వం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, అది ఎలక్ట్రాన్లను అంత బలంగా ఆకర్షిస్తుంది. విభిన్న విద్యుదృణత్వం కలిగిన రెండు పరమాణువులు బంధం ఏర్పరచుకున్నప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్లు అసమానంగా పంచుకోబడతాయి. ఎక్కువ విద్యుదృణత్వం కలిగిన పరమాణువు ఎలక్ట్రాన్లను మరింత బలంగా ఆకర్షిస్తుంది, ఫలితంగా ధ్రువ సమయోజనీయ బంధం ఏర్పడుతుంది.
• పరమాణు పరిమాణం: పరమాణువు యొక్క పరిమాణం కూడా సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటును ప్రభావితం చేస్తుంది. పరమాణువు పరిమాణం ఎక్కువగా ఉంటే, దానికి ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి మరియు అది ఎక్కువ స్థలాన్ని ఆక్రమిస్తుంది. రెండు పెద్ద పరమాణువులు బంధం ఏర్పరచుకున్నప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్లు మరింత విస్తరించబడతాయి మరియు బంధం బలహీనంగా ఉంటుంది.
• బంధం పొడవు: బంధం పొడవు అనేది రెండు బంధిత పరమాణువుల కేంద్రకాల మధ్య దూరం. బంధం పొడవు తక్కువగా ఉంటే, బంధం బలంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే బంధం పొడవు తక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లు పరమాణువుల మధ్య మరింత గట్టిగా పట్టుకోబడతాయి.

సమయోజనీయ బంధనం అనేది ఒక రకమైన రసాయన బంధనం, ఇది రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరమాణువులు మరింత స్థిరమైన ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాన్ని సాధించడానికి ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకున్నప్పుడు సంభవిస్తుంది. ఈ రకమైన బంధనం సాధారణంగా అణువులలో కనిపిస్తుంది, ఇక్కడ పరమాణువులు భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా కలిసి ఉంచబడతాయి. సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటును ప్రభావితం చేసే కారకాలలో విద్యుదృణత్వం, పరమాణు పరిమాణం మరియు బంధం పొడవు ఉన్నాయి.

సమయోజనీయ బంధనం యొక్క ఉదాహరణలు#

సమయోజనీయ బంధనం అనేది పరమాణువుల మధ్య ఎలక్ట్రాన్ జతలను పంచుకోవడం కలిగిన రసాయన బంధం. ఇది రసాయన బంధం యొక్క బలమైన రకం మరియు నీరు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు మీథేన్ వంటి అనేక అణువులలో కనిపిస్తుంది.

సమయోజనీయ బంధనం యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

1. హైడ్రోజన్ అణువు ($\ce{H2}$)

• రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి ఒక జత ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకుంటాయి.
• ప్రతి హైడ్రోజన్ పరమాణువు యొక్క 1s ఆర్బిటాల్ల అతివ్యాప్తి ద్వారా బంధం ఏర్పడుతుంది.
• ఫలితంగా వచ్చే అణువు స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది.

2. నీటి అణువు ($\ce{H2O}$)

• రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు మరియు ఒక ఆక్సిజన్ పరమాణువు సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి మూడు జతల ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకుంటాయి.
• ప్రతి హైడ్రోజన్ పరమాణువు యొక్క 1s ఆర్బిటాల్లు మరియు ఆక్సిజన్ పరమాణువు యొక్క 2p ఆర్బిటాల్ల అతివ్యాప్తి ద్వారా బంధం ఏర్పడుతుంది.
• ఫలితంగా వచ్చే అణువు స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు ఎక్కువ మరిగే స్థానాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

3. కార్బన్ డయాక్సైడ్ అణువు ($\ce{CO2}$)

• ఒక కార్బన్ పరమాణువు మరియు రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి నాలుగు జతల ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకుంటాయి.
• కార్బన్ పరమాణువు యొక్క 2s మరియు 2p ఆర్బిటాల్లు మరియు ఆక్సిజన్ పరమాణువుల 2p ఆర్బిటాల్ల అతివ్యాప్తి ద్వారా బంధం ఏర్పడుతుంది.
• ఫలితంగా వచ్చే అణువు స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ మరిగే స్థానాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

4. మీథేన్ అణువు ($\ce{CH4}$)

• ఒక కార్బన్ పరమాణువు మరియు నాలుగు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి నాలుగు జతల ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకుంటాయి.
• కార్బన్ పరమాణువు యొక్క 2s మరియు 2p ఆర్బిటాల్లు మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల 1s ఆర్బిటాల్ల అతివ్యాప్తి ద్వారా బంధం ఏర్పడుతుంది.
• ఫలితంగా వచ్చే అణువు స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ మరిగే స్థానాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

5. ఈథేన్ అణువు ($\ce{C2H6}$)

• రెండు కార్బన్ పరమాణువులు మరియు ఆరు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి ఆరు జతల ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకుంటాయి.
• కార్బన్ పరమాణువుల 2s మరియు 2p ఆర్బిటాల్లు మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల 1s ఆర్బిటాల్ల అతివ్యాప్తి ద్వారా బంధం ఏర్పడుతుంది.
• ఫలితంగా వచ్చే అణువు స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ మరిగే స్థానాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

6. బెంజీన్ అణువు ($\ce{C6H6}$)

• ఆరు కార్బన్ పరమాణువులు మరియు ఆరు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి ఆరు జతల ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకుంటాయి.
• కార్బన్ పరమాణువుల 2s మరియు 2p ఆర్బిటాల్లు మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువుల 1s ఆర్బిటాల్ల అతివ్యాప్తి ద్వారా బంధం ఏర్పడుతుంది.
• ఫలితంగా వచ్చే అణువు స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు ఎక్కువ మరిగే స్థానాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

ఇవి సమయోజనీయ బంధనం యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు మాత్రమే. ప్రోటీన్లు, కార్బోహైడ్రేట్లు మరియు లిపిడ్లతో సహా సమయోజనీయ బంధాలను కలిగి ఉన్న అనేక ఇతర అణువులు ఉన్నాయి. ఈ అణువుల ఏర్పాటు మరియు జీవ జీవుల నిర్మాణం మరియు పనితీరు కోసం సమయోజనీయ బంధనం అత్యవసరం.

లూయిస్ నిర్మాణాలు (సరళ అణువుల లూయిస్ ప్రాతినిధ్యాలు)#

లూయిస్ నిర్మాణాలు, ఎలక్ట్రాన్ డాట్ నిర్మాణాలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇవి ఒక అణువులో ఎలక్ట్రాన్ల అమరికను చూపించే రేఖాచిత్రాలు. అణువుల రసాయన బంధనం మరియు లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడానికి ఇవి ఉపయోగకరమైన సాధనం.

లూయిస్ నిర్మాణాలను ఎలా గీయాలి#

లూయిస్ నిర్మాణాన్ని గీయడానికి, ఈ దశలను అనుసరించండి:

1. అణువులోని మొత్తం సంయోజక ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యను లెక్కించండి. సంయోజక ఎలక్ట్రాన్లు అనేది పరమాణువు యొక్క బాహ్య షెల్లో ఉండే ఎలక్ట్రాన్లు.
2. పరమాణువులను ఏక బంధాలతో కలపండి. ఒక ఏక బంధాన్ని రెండు పరమాణువుల మధ్య ఒక రేఖ ద్వారా సూచిస్తారు.
3. మిగిలిన సంయోజక ఎలక్ట్రాన్లను ఒంటరి జంటలుగా పంపిణీ చేయండి. ఒంటరి జంటలు అనేవి బంధనంలో పాల్గొనని ఎలక్ట్రాన్లు. వాటిని ఒక పరమాణువు పక్కన రెండు చుక్కలతో సూచిస్తారు.
4. అష్టక నియమాన్ని తనిఖీ చేయండి. అష్టక నియమం పరమాణువులు వాటి బాహ్య షెల్లో ఎనిమిది ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉండే ప్రవృత్తిని కలిగి ఉంటాయని పేర్కొంటుంది. ఒక పరమాణువు దాని బాహ్య షెల్లో ఎనిమిది కంటే తక్కువ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటే, అది ఈ సంఖ్యను చేరుకోవడానికి ఎలక్ట్రాన్లను పొందడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. ఒక పరమాణువు దాని బాహ్య షెల్లో ఎనిమిది కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటే, అది ఈ సంఖ్యను చేరుకోవడానికి ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోవడానికి ప్రయత్నిస్తుంది.

లూయిస్ నిర్మాణాల ఉదాహరణలు#

లూయిస్ నిర్మాణాల కొన్ని ఉదాహరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

• నీరు (H2O)

$\ce{ H:O:H}$

• కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO2)

$\ce{ O=C=O}$

• మీథేన్ (CH4)

$\ce{H}$ | $\ce{H-C-H}$ | $\ce{H}$

లూయిస్ నిర్మాణాల అనువర్తనాలు#

లూయిస్ నిర్మాణాలు వివిధ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడతాయి, అవి:

• రసాయన బంధనాన్ని అర్థం చేసుకోవడం. లూయిస్ నిర్మాణాలు ఒక అణువులో పరమాణువులు ఎలా బంధించబడి ఉన్నాయో చూపిస్తాయి.
• అణు లక్షణాలను అంచనా వేయడం. లూయిస్ నిర్మాణాలు ఒక అణువు యొక్క లక్షణాలను, దాని ధ్రువీయత మరియు ద్రావణీయత వంటి వాటిని అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి.
• కొత్త అణువులను రూపకల్పన చేయడం. లూయిస్ నిర్మాణాలు నిర్దిష్ట లక్షణాలతో కొత్త అణువులను రూపకల్పన చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

లూయిస్ నిర్మాణాలు అణువుల రసాయన బంధనం మరియు లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక శక్తివంతమైన సాధనం. రసాయన బంధనాన్ని అర్థం చేసుకోవడం, అణు లక్షణాలను అంచనా వేయడం మరియు కొత్త అణువులను రూపకల్పన చేయడం వంటి వివిధ ప్రయోజనాల కోసం రసాయన శాస్త్రవేత్తలు వాటిని ఉపయోగిస్తారు.

ఔపచారిక ఆవేశం#

రసాయన శాస్త్రంలో, ఔపచారిక ఆవేశం అనేది ఒక జాతి యొక్క మొత్తం ఆవేశాన్ని అంచనా వేయడానికి ఒక అణువు లేదా బహుపరమాణు అయాన్లోని పరమాణువులకు ఆవేశాలను కేటాయించే ఒక మార్గం. ఇది ఒక సైద్ధాంతిక భావన, ఇది ఒక అణువులో ఎలక్ట్రాన్ల పంపిణీ మరియు బంధాల ధ్రువీయతను అర్థం చేసుకోవడంలో మాకు సహాయపడుతుంది.

ఔపచారిక ఆవేశాన్ని లెక్కించడం#

ఒక అణువులోని పరమాణువు యొక్క ఔపచారిక ఆవేశం లూయిస్ నిర్మాణంలో పరమాణువుకు కేటాయించబడిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య నుండి పరమాణువులోని సంయోజక ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యను తీసివేయడం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది. కింది సూత్రం ఉపయోగించబడుతుంది:

ఔపచారిక ఆవేశం = సంయోజక ఎలక్ట్రాన్లు - కేటాయించబడిన ఎలక్ట్రాన్లు

ఎలక్ట్రాన్లను కేటాయించడానికి నియమాలు#

లూయిస్ నిర్మాణంలో పరమాణువులకు ఎలక్ట్రాన్లను కేటాయించేటప్పుడు, కింది నియమాలు పాటించబడాలి:

1. ప్రతి పరమాణువుకు తటస్థ పరమాణువులో ఉన్న సంయోజక ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యకు సమానమైన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య కేటాయించబడుతుంది.
2. రెండు పరమాణువుల మధ్య ప్రతి బంధానికి రెండు ఎలక్ట్రాన్లు కేటాయించబడతాయి, ప్రతి పరమాణువు నుండి ఒకటి.
3. ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క ఏదైనా ఒంటరి జంటలు ఉంటే, అవి అవి బంధించబడిన పరమాణువుకు కేటాయించబడతాయి.

ఉదాహరణ#

కింది అణువులోని పరమాణువుల ఔపచారిక ఆవేశాలను లెక్కించండి:

$\ce{ H-C≡C-H }$

ప్రతి పరమాణువు యొక్క సంయోజక ఎలక్ట్రాన్లు:

• H: 1
• C: 4

లూయిస్ నిర్మాణంలో ప్రతి పరమాణువుకు కేటాయించబడిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య:

• H: 1 (ఒక బంధం)
• C: 3 (రెండు బంధాలు మరియు ఒక ఒంటరి జంట)

పరమాణువుల ఔపచారిక ఆవేశాలు:

• H: 1 - 1 = 0
• C: 4 - 3 = +1

అణువు యొక్క మొత్తం ఆవేశం అనేది అన్ని పరమాణువుల ఔపచారిక ఆవేశాల మొత్తం, ఇది 0 + (+1) + (+1) = +2. దీని అర్థం అణువుకు 2 యొక్క నికర ధనాత్మక ఆవేశం ఉంది.

ఔపచారిక ఆవేశం యొక్క అనువర్తనాలు#

ఔపచారిక ఆవేశం అణువులు మరియు బహుపరమాణు అయాన్ల ఎలక్ట్రాన్ నిర్మాణాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక ఉపయోగకరమైన సాధనం. దీనిని ఇలా ఉపయోగించవచ్చు:

• ఒక జాతి యొక్క మొత్తం ఆవేశాన్ని అంచనా వేయడం
• ధ్రువ బంధాలను గుర్తించడం
• ఒక అణువు కోసం అత్యంత స్థిరమైన లూయిస్ నిర్మాణాన్ని నిర్ణయించడం
• అణువుల యొక్క చర్యాశీలతను అర్థం చేసుకోవడం

ఔపచారిక ఆవేశం ఒక సైద్ధాంతిక భావన, కానీ దీనికి అనేక ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలు ఉన్నాయి. ఇది సేంద్రియ రసాయన శాస్త్రం, అకేంద్రియ రసాయన శాస్త్రం మరియు జీవరసాయన శాస్త్రం వంటి రసాయన శాస్త్రం యొక్క అనేక రంగాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

అష్టక నియమం యొక్క అసమగ్రతలు#

అష్టక నియమం అనేది ఒక రసాయన సూత్రం, ఇది పరమాణువులు ఎనిమిది ఎలక్ట్రాన్ల పూర్తి బాహ్య షెల్ను సాధించడానికి ఎలక్ట్రాన్లను పొందడం, కోల్పోవడం లేదా పంచుకోవడం వైపు మొగ్గు చూపుతాయని పేర్కొంటుంది. ఈ నియమం సాధారణంగా ప్రధాన-సమూహ మూలకాలకు వర్తిస్తుంది, కానీ అనేక మినహాయింపులు ఉన్నాయి.

అష్టక నియమానికి మినహాయింపులు

1. అసంపూర్ణ అష్టకం: బోరాన్ మరియు బెరిలియం వంటి కొన్ని పరమాణువులు వాటి బాహ్య షెల్లో ఎనిమిది కంటే తక్కువ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఈ విన్యాసంలో స్థిరంగా ఉంటాయి. ఎందుకంటే ఈ పరమాణువులు తక్కువ సంఖ్యలో సంయోజక ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఇతర పరమాణువులతో సులభంగా సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరచుకోగలవు.

2. విస్తరించిన అష్టకం: ఫాస్ఫరస్ మరియు సల్ఫర్ వంటి కొన్ని పరమాణువులు వాటి బాహ్య షెల్లో ఎనిమిది కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉండవచ్చు మరియు ఇప్పటికీ స్థిరంగా ఉంటాయి. ఎందుకంటే ఈ పరమాణువులు పెద్ద సంఖ్యలో సంయోజక ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఇతర పరమాణువులతో బహుళ సమయోజనీయ బంధాలను సులభంగా ఏర్పరచుకోగలవు.

3. బేసి సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లు: నైట్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ వంటి కొన్ని పరమాణువులు వాటి బాహ్య షెల్లో బేసి సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఈ విన్యాసంలో స్థిరంగా ఉంటాయి. ఎందుకంటే ఈ పరమాణువులు ఇతర పరమాణువులతో సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరచుకోగలవు, తద్వారా సరి సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లతో స్థిరమైన అణువును సృష్టించవచ్చు.

4. లోహ బంధనం: లోహాలు అష్టక నియమాన్ని పాటించవు. బదులుగా, అవి లోహ బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి, ఇందులో లోహ పరమాణువుల సంయోజక ఎలక్ట్రాన్లు విస్తృతీకరించబడి లోహంలోని అన్ని పరమాణువుల మధ