सीएच4 लुईस संरचना: छवि और आकार के साथ चित्र बनाने के 5 आसान चरण

[कस्टम_समीक्षक]

CH4 का सामान्य नाम मीथेन है। यह कार्बनिक अणु में सबसे सरल हाइड्रोकार्बन है और यह सी का हाइड्राइड है। सीएच 4 लुईस संरचना में, अणु एक चतुष्फलकीय आकार है और इसका बंधन कोण पूरी तरह से 109.5 है⁰. जिस अणु से गुजरना पड़ता है वह है sp³ संकरण। एक H परमाणु आणविक तल के नीचे और दूसरा आणविक तल के ऊपर होता है।

कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में उच्च-क्रम हाइड्रोकार्बन को संश्लेषित करने के लिए CH4 का उपयोग किया जाता है। यह एक साधारण एल्केन है क्योंकि सभी CH बंध एकल होते हैं।

CH4 लुईस संरचना कैसे बनाएं?

मीथेन (CH4) के लिए लुईस संरचना बनाना बहुत सीधा है, लेकिन आइए इस प्रक्रिया को चरण-दर-चरण देखें। मीथेन एक साधारण अणु है, जिसमें एक कार्बन परमाणु चार हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है। यहां बताया गया है कि आप इसकी लुईस संरचना कैसे बना सकते हैं:

वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या की गणना करें: मीथेन में, केंद्रीय कार्बन परमाणु में 4 वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, और प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु में 1 वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है। चूँकि 4 हाइड्रोजन परमाणु हैं, यानी हाइड्रोजन से 4 वैलेंस इलेक्ट्रॉन, साथ ही कार्बन से 4, जिससे हमें काम करने के लिए कुल 8 वैलेंस इलेक्ट्रॉन मिलते हैं।

कार्बन इलेक्ट्रॉन विन्यास — सी वैलेंस इलेक्ट्रॉन

हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉन — सी वैलेंस इलेक्ट्रॉन

केंद्रीय परमाणु निर्धारित करें: कार्बन हाइड्रोजन की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक है, और यह अधिक बंधन बना सकता है, इसलिए कार्बन संरचना में केंद्रीय परमाणु होगा।

अणु का एक कंकाल बनाएं: कार्बन को केंद्र में रखें और उसके चारों ओर चार हाइड्रोजन परमाणुओं को व्यवस्थित करें। यह एक धन चिह्न को चित्रित करने जैसा है, जिसमें प्रतिच्छेदन पर कार्बन और प्रत्येक पंक्ति के अंत में हाइड्रोजन परमाणु हैं।

वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को वितरित करें: बाहरी परमाणुओं से शुरू करके, कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच के बंधन को दर्शाने के लिए उनके चारों ओर इलेक्ट्रॉन रखें। कार्बन और हाइड्रोजन के बीच प्रत्येक बंधन 2 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों में से 8 का उपयोग करेगा। चूँकि मीथेन में हमारे पास 4 सीएच बांड हैं, इन बांडों को बनाने में सभी 8 इलेक्ट्रॉनों का उपयोग किया जाता है।

ऑक्टेट नियम की जाँच करें: मीथेन में प्रत्येक परमाणु उन नियमों का पालन करता है जिनके द्वारा वे जीना पसंद करते हैं। कार्बन को अपना पूरा ऑक्टेट मिलता है क्योंकि यह हाइड्रोजन के साथ 4 इलेक्ट्रॉन (प्रत्येक बंधन से एक) साझा करता है, और प्रत्येक हाइड्रोजन 2 इलेक्ट्रॉन (हाइड्रोजन के लिए एक पूर्ण बाहरी आवरण) से खुश होता है।

यदि आवश्यक हो तो एकाकी जोड़े जोड़ें: मीथेन के मामले में, कोई अकेला जोड़ा नहीं है क्योंकि हमने बांड बनाने में सभी वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का उपयोग किया है, और प्रत्येक परमाणु का अपना आवश्यक पूर्ण बाहरी आवरण होता है।

तो, अंतिम CH4 लुईस संरचना है:

इतना ही! आपको मीथेन के लिए लुईस संरचना मिल गई है। दृश्यमान रूप से, आप केंद्र में कार्बन को चार कम्पास बिंदुओं पर हाइड्रोजन तक फैली एकल रेखाओं (एकल बंधन का प्रतिनिधित्व) के साथ देखेंगे। मीथेन की संरचना टेट्राहेड्रल आणविक ज्यामिति का एक आदर्श उदाहरण है, लेकिन यह आणविक आकृतियों में थोड़ा गोता लगा रही है।

CH4 लुईस संरचना आकार

VSEPR (वैलेंस शेल इलेक्ट्रॉन पेयर रेपल्सन) सिद्धांत के अनुसार यदि किसी अणु की इलेक्ट्रॉनों की संख्या 8 है तो अणु टेट्राहेड्रल ज्यामिति को अपनाता है। C के लिए इलेक्ट्रॉनों का योगदान 4 है और चार H परमाणु प्रत्येक में 1 इलेक्ट्रॉन का योगदान करते हैं, इसलिए कुल इलेक्ट्रॉन गणना 8 होगी। तो, CH4 लुईस संरचना चतुष्फलकीय है।

CH4 . में लुईस संरचना, संपूर्ण इलेक्ट्रॉन घनत्व केवल केंद्रीय C परमाणुओं के ऊपर होता है। C चतुष्फलकीय भाग में चार H परमाणुओं से घिरा हुआ है। अणु का आकार आदर्श है और आकार और ज्यामिति में कोई विचलन नहीं है क्योंकि कोई अकेला जोड़ा मौजूद नहीं है और कोई अस्थिरता कारक भी मौजूद नहीं है।

CH4 वैलेंस इलेक्ट्रॉन

किसी परमाणु की संयोजकता या सबसे बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉन संयोजकता इलेक्ट्रॉन कहलाते हैं। C के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या 4 है और H के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या 1 है।

CH4 लुईस संरचना में, C परमाणु एक समूह 14 . है^th तत्व, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाले [वह] २ एस²2p² इसलिए, इसके सबसे बाहरी कक्षक में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं और सभी इलेक्ट्रॉन चार एच परमाणुओं के साथ सिग्मा बंधन निर्माण में शामिल होते हैं। एच परमाणु के लिए हम सभी जानते हैं कि केवल एक इलेक्ट्रॉन मौजूद है और वह है इसकी वैलेंस इलेक्ट्रॉन और यह सी के साथ बंधन निर्माण में शामिल है।

यह भी देखें Baso4 लुईस संरचना, विशेषताएं: 13 तथ्य जो आपको जानना चाहिए

तो, CH4 . में लुईस संरचना, की कुल संख्या संयोजकता इलेक्ट्रॉन 4+(4*1) = 8 . है इलेक्ट्रॉनों और यह दिखाया गया है कि संख्या ऑक्टेट इस अणु से पूरी तरह से संतुष्ट है।

CH4 लुईस संरचना औपचारिक प्रभार

किसी विशेष अणु में सभी परमाणुओं के लिए समान विद्युत ऋणात्मकता के लिए लेखांकन अणु या व्यक्तिगत परमाणुओं पर विशिष्ट आवेश की गणना करता है जिसे औपचारिक आवेश कहा जाता है। औपचारिक आवेश एक काल्पनिक अवधारणा है, इस अवधारणा से हम यह अनुमान लगा सकते हैं कि अणु आवेशित है या नहीं।

औपचारिक शुल्क की गणना के लिए हम जिस सूत्र का उपयोग कर सकते हैं, एफसी = एन_v - एन_{एल.पी.} -1/2 नहीं_बीपी

जहां नहीं_vवैलेंस शेल या सबसे बाहरी कक्षीय में इलेक्ट्रॉनों की संख्या है, N_{एल.पी.}एकाकी जोड़े में इलेक्ट्रॉनों की संख्या है, और N_बीपी इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या है जो केवल बंधन निर्माण में शामिल हैं।

CH4 . में लुईस संरचना, सी और एच अलग-अलग प्रतिस्थापन हैं इसलिए हम व्यक्तिगत रूप से सी और एच के औपचारिक प्रभार की गणना करते हैं।

C पर औपचारिक प्रभार है, 4-0-(8/2) = 0

H पर औपचारिक प्रभार है, 1-0-(2/2) = 0

तो, C और H पर औपचारिक शुल्क शून्य है। यह भी परिलक्षित होता है कि CH4 . में लुईस संरचना कि अणु भी तटस्थ है।

तो, व्यक्तिगत औपचारिक शुल्क भी एक चार्ज या तटस्थ अणु की उचित व्याख्या देता है।

CH4 लुईस संरचना अकेले जोड़े

इलेक्ट्रॉन किसी परमाणु की संयोजकता कोश या सबसे बाहरी कक्षक में मौजूद होते हैं लेकिन प्रत्यक्ष बंधन निर्माण में शामिल नहीं होते हैं, लेकिन मौजूद होते हैं जोड़े को अकेला जोड़ा कहा जाता है। CH4 लुईस संरचना से, हम कह सकते हैं कि अणु के ऊपर कोई अकेला जोड़ा नहीं है।

CH4 . में लुईस संरचना, दो प्रतिस्थापन मौजूद हैं, सी और एच। एच के खोल में केवल एक इलेक्ट्रॉन है और वह इलेक्ट्रॉन भी इसके लिए वैलेंस इलेक्ट्रॉन है। एच का एक इलेक्ट्रॉन केंद्रीय सी परमाणु के साथ सिग्मा बंधन निर्माण में शामिल है, इसलिए एच परमाणु के लिए कोई अकेला जोड़ा नहीं है।

सी समूह 14 . है^th तत्व है और इसके सबसे बाहरी कक्षक में चार इलेक्ट्रॉन हैं, सभी इलेक्ट्रॉन चार एच परमाणुओं के साथ सिग्मा बंधन निर्माण में शामिल हैं। तो, C के सबसे बाहरी कक्षक में कोई इलेक्ट्रॉन मौजूद नहीं है। तो, C में भी एकाकी जोड़े और संपूर्ण CH4 . का अभाव है लुईस संरचना कोई अकेला जोड़ा शामिल नहीं है।

CH4 लुईस संरचना ऑक्टेट नियम

नोबल गैस को छोड़कर प्रत्येक परमाणु अपने संयोजकता कोश को पूरा करने का प्रयास करता है लेकिन किसी अन्य स्रोत से एक उपयुक्त संख्या में इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है और ओ ऑक्टेट नियम के अनुसार निकटतम उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करने का प्रयास करता है। CH4 लुईस संरचना भी C और H के बीच बंध निर्माण द्वारा अपना अष्टक पूरा करने का प्रयास करती है।

CH4 लुईस संरचना में, C का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [He]2s . है²2p². तो, C के लिए सबसे बाहरी कोश में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसे अपना अष्टक पूरा करने के लिए चार और इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है। अब CH4 अणु C में चार H परमाणुओं के साथ चार सिग्मा बंध बनाते हैं जो इलेक्ट्रॉनों को साझा करके और अपना अष्टक पूरा करते हैं।

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फिर से, एच के लिए केवल एक इलेक्ट्रॉन है, और वह एक इलेक्ट्रॉन वैलेंस इलेक्ट्रॉन है जो एच के लिए वैलेंस शेल में मौजूद है। एच को अपना ऑक्टेट पूरा करने के लिए एक और इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है और वह जैसे निकटतम महान गैस विन्यास प्राप्त करता है। अब H, C के साथ अपना एक इलेक्ट्रॉन और C से एक इलेक्ट्रॉन साझा करके और अपना अष्टक भी पूरा करके एक बंधन बनाता है।

CH4 लुईस संरचना बंधन कोण

एक बंधन कोण एक विशेष अणु में परमाणुओं द्वारा उन्हें एक विशेष तरीके से व्यवस्थित करने के लिए बनाया गया एक विशिष्ट कोण है। CH4 . में लुईस संरचना, आबंध कोण 109.50 है, जो चतुष्फलकीय ज्यामिति के लिए आदर्श है।

CH4 . से लुईस संरचना, हम जानते हैं कि मीथेन अणु टेट्राहेड्रल ज्यामिति को अपनाता है और वीएसईपीआर सिद्धांत से हम जानते हैं कि टेट्राहेड्रल ज्यामिति के लिए बंधन कोण 109.50 है। इस संरचना में आदर्श बंधन कोण से कोई विचलन नहीं होता है और इसके पीछे का कारण यह है कि कोई विचलन कारक मौजूद नहीं है। सी, साथ ही एच का आकार बहुत छोटा है, इसलिए उनके बीच कोई प्रतिकर्षण नहीं है और अणु के ऊपर कोई अकेला जोड़ा नहीं है। तो, अकेले जोड़ी-बंध जोड़ी प्रतिकर्षण की कोई संभावना नहीं है।

तो, एचसीएच पूरी तरह से 109.5 . है⁰ आदर्श चतुष्फलकीय भाग में।

CH4 लुईस संरचना प्रतिध्वनि

किसी विशेष अणु के विभिन्न कंकालों के बीच इलेक्ट्रॉनिक बादलों के निरूपण को अनुनाद कहा जाता है। लेकिन CH4 . में लुईस संरचना, कोई प्रतिध्वनि नहीं होती है।

अनुनाद केवल एक ही तल पर स्थित परमाणुओं के बीच होता है। लेकिन CH4 लुईस संरचना में, दो H परमाणु आणविक तल पर मौजूद होते हैं लेकिन अन्य दो आणविक तल के नीचे और ऊपर स्थित होते हैं। तो, वहाँ अनुनाद नहीं हो सकता है। फिर से, प्रतिध्वनि के लिए, एक अतिरिक्त की आवश्यकता है इलेक्ट्रॉनिक क्लाउड जिसे डेलोकलाइज़ किया जा सकता है लेकिन C और H दोनों इलेक्ट्रोपोसिटिव हैं और इलेक्ट्रॉनिक क्लाउड की कमी है।

तो, CH4 . में लुईस संरचना प्रतिध्वनि नहीं हो सकती। तो, कोई प्रतिध्वनि नहीं हैं CH4 लुईस के लिए संरचनाएं देखी जाती हैं संरचना.

CH4 संकरण

संकरण एक सैद्धांतिक अवधारणा है जिसके द्वारा अलग-अलग ऊर्जा वाले दो या दो से अधिक ऑर्बिटल्स समान ऊर्जा के एक हाइब्रिड ऑर्बिटल का उत्पादन करने के लिए मिश्रण से गुजरते हैं और एक सहसंयोजक बंधन बनाते हैं। सीएच4 लुईस संरचना एक सहसंयोजक अणु है इसलिए यह संकरण भी दिखाता है और केंद्रीय सी परमाणु sp3 संकरित होता है।

हम निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके CH4 संकरण की गणना करते हैं,

एच = 0.5 (वी + एम-सी + ए), जहां एच = संकरण मूल्य, वी केंद्रीय परमाणु में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या है, एम = मोनोवैलेंट परमाणु घिरा हुआ है, सी = नहीं। कटियन का, ए = नहीं। आयनों का.

CH4 . के लिए लुईस संरचना, c में 4 वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं जो बंधन निर्माण में शामिल होते हैं, और चार H परमाणु मौजूद होते हैं।

तो, CH4 . में केंद्रीय C लुईस संरचना है, ½(4+4+0+0) = 4 (sp .)³) संकरित।

संरचना	संकरण मूल्य	केंद्रीय परमाणु के संकरण की स्थिति	बांड कोण
रैखिक	2	सपा / एसडी / पीडी	180⁰
योजनाकार त्रिभुज	3	sp²	120⁰
चतुष्फलकीय	4	sd³/ एसपी³	109.5⁰
पिरामिडनुमा त्रिकोण	5	sp³डी/डीएसपी³	90⁰ (अक्षीय), 120⁰(भूमध्यरेखीय)
अष्टभुजाकार	6	sp³d²/ डी²sp³	90⁰
पंचकोणीय द्विपिरामिड	7	sp³d³/d³sp³	90⁰, 72⁰

संकरण की उपरोक्त तालिका से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यदि संकरण मान 4 है तो केंद्रीय परमाणु sp . है³ संकरित।

CH4 . के बॉक्स आरेख से लुईस संरचना, हम कह सकते हैं कि जमीनी अवस्था में c एक बंधन बनाने में असमर्थ है क्योंकि 2s कक्षीय में दो इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं। उत्तेजित अवस्था में, C ने अपने एक s और तीन p कक्षकों को शामिल करते हुए चार H परमाणुओं के साथ एक बंधन बनाया। अत: संकरण की विधि sp . है³.

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संकरण में, हम केवल सिग्मा बॉन्ड पर विचार करते हैं, डबल या मल्टीपल बॉन्ड पर नहीं।

CH4 घुलनशीलता

CH4 . से लुईस संरचना, हम इस अणु की घुलनशीलता का भी अनुमान लगा सकते हैं। मीथेन अणु गैर-ध्रुवीय है, इसलिए यह ज्यादातर एक गैर-ध्रुवीय विलायक या कार्बनिक विलायक में घुल जाता है। लेकिन H आबंधन के कारण यह जल जैसे ध्रुवीय विलायकों में भी विलेय है।

द्विध्रुवीय क्षण की गणना से, हम देखते हैं कि अणु गैर-ध्रुवीय है, इसलिए यह उम्मीद की जाती है कि यह बेंजीन में घुलनशील है, एक इथेनॉल जैसा कार्बनिक विलायक। लेकिन मीथेन के अणुओं में चार एच परमाणु मौजूद होते हैं और वे पानी के अणु की अकेली जोड़ी के साथ आसानी से एच बॉन्डिंग बना सकते हैं और अणु पानी में भी घुलनशील हो जाता है।

क्या CH4 आयनिक है?

फजान के नियम के अनुसार, हम कह सकते हैं कि प्रत्येक सहसंयोजक अणु कुछ% आयनिक लक्षण दिखाता है।

CH4 . में लुईस संरचना, C परमाणु का आकार छोटा होता है लेकिन आवेश घनत्व भी कम होता है इसलिए आयनिक क्षमता बहुत कम होती है, इसलिए यह H को ठीक से ध्रुवीकृत नहीं कर सकता है लेकिन हाइड्राइड आयन का आकार बहुत बड़ा होता है। तो क्या आयनिक क्षमता का एक दृश्य कुछ आयनिक चरित्र भी है।

CH4 अम्लीय है या क्षारीय?

किसी अणु की ध्रुवता परिणामी द्विध्रुव आघूर्ण के मान पर निर्भर करती है। CH4 . के लिए लुईस संरचनाशून्य द्विध्रुव आघूर्ण के कारण यह अध्रुवीय है।

CH4 . में लुईस संरचना, हम देख सकते हैं कि सभी सीएच बांड समान हैं और उनकी संरचना में समान इलेक्ट्रोनगेटिविटी अंतर है सममित है इसलिए चार द्विध्रुवीय क्षण एक दूसरे को रद्द कर देते हैं और शुद्ध परिणाम CH4 अणु के लिए शून्य द्विध्रुवीय क्षण होता है और अणु को गैर-ध्रुवीय बनाता है।

क्या CH4 चतुष्फलकीय है?

हाँ, CH4 एक चतुष्फलकीय अणु है। वीएसईपीआर से मीथेन अणु के लिए कुल इलेक्ट्रॉन संख्या 8 है और यही कारण है कि अणु का आकार चतुष्फलकीय है।

CH4 . से लुईस संरचना और संकरण, हम देखते हैं कि अणु चतुष्फलकीय ज्यामिति को अपनाता है। अणु sp . है³ संकरित और यह अणु टेट्राहेड्रल की ज्यामिति में भी परिलक्षित होता है।

के बारे में कुछ विस्तृत तथ्य CH4

CH4 एक रंगहीन, गंधहीन और बहुत हल्का गैसीय अणु है। दहन पर प्रत्येक हाइड्रोकार्बन कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है, इसलिए मीथेन के दहन पर भी कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प का उत्पादन होता है। मीथेन अणु का गलनांक और क्वथनांक क्रमशः 90 K और 116 K है।

अणु को नी उत्प्रेरक, हाइड्रोजन गैस और कार्बन मोनोऑक्साइड की उपस्थिति में संश्लेषित किया जाता है।

सीओ + 3H₂ = सीएच₄ + एच₂O

मीथेन का उपयोग विभिन्न ऑटोमोबाइल प्रणालियों में ईंधन के रूप में किया जाता है और परिष्कृत मीथेन का उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में भी किया जाता है। यह कई कट्टरपंथी प्रतिक्रियाओं में आसानी से भाग लेता है और मिथाइल रेडिकल बनाता है जो एक अधिक प्रतिक्रियाशील प्रजाति है।

निष्कर्ष

CH4 . की उपरोक्त चर्चा से लुईस संरचना, हम कह सकते हैं कि यह अणु पूर्णतया चतुष्फलकीय अणु है और आबंध कोण 109.50 है और C और H दोनों आकार में छोटे होने के कारण कोई विचलन कारक मौजूद नहीं है। हालांकि मीथेन गैर-ध्रुवीय है लेकिन पानी में घुलनशील है और मीथेनियम आयन एक सुपर एसिड के रूप में व्यवहार करता है।

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विश्वरूप चंद्र डे

नमस्ते......मैं बिस्वरूप चंद्र डे हूं, मैंने पंजाब केंद्रीय विश्वविद्यालय से रसायन विज्ञान में स्नातकोत्तर की पढ़ाई पूरी की है। मेरी विशेषज्ञता का क्षेत्र अकार्बनिक रसायन विज्ञान है। रसायन विज्ञान केवल पंक्ति दर पंक्ति पढ़ने और याद रखने के बारे में नहीं है, यह आसान तरीके से समझने की एक अवधारणा है और यहां मैं आपके साथ रसायन विज्ञान के बारे में अवधारणा साझा कर रहा हूं जो मैं सीखता हूं क्योंकि ज्ञान इसे साझा करने के लायक है।