CuO लुईस संरचना और विशेषताएं (13 पूर्ण तथ्य)

CuO या कॉपर ऑक्साइड सीमा रेखा तत्व ऑक्साइड है जिसका आणविक भार 79.54 g/mol है। हम CuO के बारे में विस्तार से जानेंगे।

CuO में, Cu +2 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शाता है और इस कारण यहाँ Cu का ad . है⁹ व्यवस्था। यह एक संक्रमण धातु परमाणु है और CuO संक्रमण धातु ऑक्साइड है, जो प्रकृति में क्षारीय है जब यह आधार से पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। डी के कारण⁹ प्रणाली, यह चतुष्कोणीय बढ़ाव को दर्शाता है।

जाह्न टेलर विकृति के कारण, Cu(II) केंद्र के आसपास की ज्यामिति अष्टफलक से चतुष्फलकीय में बदल जाती है। इसे हाइड्रोजन की उपस्थिति में Cu धातु को भी अपचयित किया जा सकता है। अब हम लेख के निम्नलिखित भाग में उचित व्याख्या के साथ संकरण, लुईस संरचना, बंधन कोण और आकार पर चर्चा करेंगे।

1. CuO लुईस संरचना कैसे बनाएं

अष्टक नियम, संयोजकता, आणविक अभिविन्यास और केंद्रीय परमाणु की सहायता से हम लुईस संरचना को कई चरणों में बना सकते हैं। आइए CuO की लुईस संरचना बनाएं।

कुल संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की गणना

हमें CuO के लिए कुल वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की गणना Cu और O के लिए अलग-अलग वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की गणना करके करनी है। कॉपर ऑक्साइड के लिए कुल वैलेंस इलेक्ट्रॉन 15 हैं, जहां कॉपर के 9 3d इलेक्ट्रॉन शामिल हैं क्योंकि Cu यहां +2 ऑक्सीकरण अवस्था है। .

केंद्रीय परमाणु का चयन

लुईस संरचना के निर्माण के लिए, हमें एक केंद्रीय परमाणु की आवश्यकता होती है क्योंकि सभी परमाणु उस विशेष परमाणु के साथ उपयुक्त संख्या में बंधों से जुड़े होते हैं। आकार और विद्युत धनात्मकता के आधार पर हमें केंद्रीय परमाणु का चयन करना होता है। सभी बातों को ध्यान में रखते हुए, Cu को यहाँ केंद्रीय परमाणु के रूप में चुना गया है।

अष्टक को संतुष्ट करना

प्रत्येक परमाणु चाहे वह d या p ब्लॉक से संबंधित हो, को क्रमिक बंधन निर्माण के लिए उपयुक्त संख्या में इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करके अपनी वैलेंस ऑर्बिटल से भरने की आवश्यकता होती है। ऑक्टेट को पूरा करने के लिए Cu को 10 और O को 8 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है क्योंकि वे क्रमशः d और p ब्लॉक से संबंधित होते हैं।

संयोजकता को संतुष्ट करना

अष्टक निर्माण के दौरान, प्रत्येक परमाणु को इस बात की जानकारी होनी चाहिए कि वे स्थिर बंधों की संख्या बना सकते हैं जो उनकी स्थिर संयोजकता है। अष्टक इलेक्ट्रॉनों के अनुसार CuO निर्माण के लिए 10+8 = 18 की आवश्यकता होती है, लेकिन संयोजकता इलेक्ट्रॉन 15 होते हैं, इसलिए शेष इलेक्ट्रॉनों को प्रत्येक परमाणु की स्थिर संयोजकता द्वारा भरा जाना चाहिए।

अकेले जोड़े असाइन करें

ऑक्टेट और बंधन बनने के बाद, यदि प्रत्येक संबंधित परमाणु के संयोजकता कोश में इलेक्ट्रॉन रह जाते हैं, तो वे इलेक्ट्रॉन अणु में उस विशेष परमाणु के ऊपर एकाकी जोड़े के रूप में मौजूद होते हैं। CuO में, केवल O में 2 जोड़े एकाकी जोड़े होते हैं क्योंकि इसकी संयोजकता कोश में बंध बनने के बाद इसके 4 अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं।

2. CuO संयोजकता इलेक्ट्रॉन

इलेक्ट्रॉन प्रत्येक परमाणु के संयोजकता कोश में उपस्थित होते हैं और इसके रासायनिक गुणधर्म के लिए उत्तरदायी होते हैं तथा संयोजकता इलेक्ट्रॉन कहलाते हैं। आइए CuO के संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की गणना करें।

CuO अणु के लिए वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 15 है। Cu साइट से 9 3d इलेक्ट्रॉन और O साइट से 6 इलेक्ट्रॉन हैं, इसलिए हम केवल व्यक्तिगत परमाणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की गणना करते हैं और कुल वैलेंस प्राप्त करने के लिए उन्हें एक साथ जोड़ते हैं। CuO अणु के लिए इलेक्ट्रॉन।  

• Cu के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉन 9 (Cu .) है²⁺ - 3 डी⁹)
• O के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉन 6 ([He]2s . हैं²2p⁴)
• अतः CuO के लिए संयोजी इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 9+6 = 15 इलेक्ट्रॉन है।

3. CuO लुईस संरचना अकेला जोड़े

अधिक आबंध बनने के बाद संयोजकता कोश में [युग्मित रूप में मौजूद इलेक्ट्रॉनों को एकाकी युग्म कहा जाता है। आइए CuO पर एकाकी जोड़े की भविष्यवाणी करें।

एकाकी जोड़े के केवल 2 जोड़े मौजूद हैं जिसका अर्थ है कि वैलेंस शेल में 4 इलेक्ट्रॉन मौजूद हैं जिनका बंधन में कोई योगदान नहीं है। वे इलेक्ट्रॉन O साइट बनाते हैं क्योंकि O में छह वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं; उनमें से केवल दो इलेक्ट्रॉन Cu . के साथ शामिल हैं²⁺ बंधन गठन में।

• हम सूत्र का उपयोग करके प्रत्येक परमाणु पर एकाकी जोड़े की भविष्यवाणी कर सकते हैं, एकाकी जोड़े = वैलेंस ऑर्बिटल में मौजूद इलेक्ट्रॉन - बंधन निर्माण में शामिल इलेक्ट्रॉन
• तो, Cu परमाणु के ऊपर एकाकी जोड़े मौजूद हैं, 2-1 = 1
• ओ परमाणु के ऊपर मौजूद एकाकी जोड़े, 6-2 = 4
• एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन एक अकेला जोड़ा नहीं हो सकता है, इसलिए Cu में शून्य अकेला जोड़े हैं और O में 2 अकेला जोड़े या 4 इलेक्ट्रॉन हैं।

4. CuO लुईस संरचना ऑक्टेट नियम

प्रत्येक परमाणु की संयोजकता कक्षक को पूरा करने के लिए प्रत्येक परमाणु एक उपयुक्त संख्या में इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, ऑक्टेट नियम कहलाता है। आइए CuO अणु के अष्टक को देखें।

CuO ऑक्टेट नियम का पालन करता है क्योंकि Cu और O दोनों अभी तक अपनी संयोजकता कक्षीय पूर्ण नहीं हुए हैं। इसलिए, वे बंधन गठन के माध्यम से अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को पूरा करने का प्रयास करते हैं। ऑक्टेट को पूरा करने के लिए O को दो और इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह p ब्लॉक तत्व से संबंधित है इसलिए इसकी वैलेंस ऑर्बिटल में 8 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।

Cu एक संक्रमण धातु तत्व है, इसलिए इसने इलेक्ट्रॉनों द्वारा d कक्षीय को पूर्ण रूप से भरने के लिए अपना अष्टक पूरा किया, लेकिन यहाँ Cu Cu (II) के रूप में मौजूद है, इसलिए इसके संयोजकता खोल में पहले से ही 9 इलेक्ट्रॉन हैं, इसे पूरा करने के लिए केवल एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। संयोजकता कक्षीय और अष्टक नियम का पालन करें।

5. CuO लुईस संरचना आकार

आण्विक आकार एक पूर्ण ज्यामितीय संरचना प्राप्त करने के लिए प्रतिस्थापन परमाणुओं द्वारा तत्वों की उचित व्यवस्था है। आइए CuO के आकार की भविष्यवाणी करें।

CuO आकार में रैखिक है, जहाँ Cu एक दोहरे बंधन द्वारा O से जुड़ा होता है। अतः आबंध आकार के विचलन की कोई संभावना नहीं है जिसकी पुष्टि निम्नलिखित तालिका से की जा सकती है।

आणविक सूत्र	की संख्या बंधन जोड़े	की संख्या अकेले जोड़े	आकार	ज्यामिति
AX	1	0	रैखिक	रैखिक
AX2	2	0	रैखिक	रैखिक
कुल्हाड़ी	1	1	रैखिक	रैखिक
AX3	3	0	तिकोना तलीय	तिकोना Planar
AX2E	2	1	झुका हुआ	तिकोना Planar
कुल्हाड़ी2	1	2	रैखिक	तिकोना Planar
AX4	4	0	चतुष्फलकीय	चतुष्फलकीय
AX3E	3	1	तिकोना पिरामिड	चतुष्फलकीय
AX2E2	2	2	झुका हुआ	चतुष्फलकीय
कुल्हाड़ी3	1	3	रैखिक	चतुष्फलकीय
AX5	5	0	तिकोना द्विपिरामिडल	तिकोना द्विपिरामिडल
AX4E	4	1	झूला	तिकोना द्विपिरामिडल
AX3E2	3	2	टी के आकार का	तिकोना द्विपिरामिडल
AX2E3	2	3	रैखिक	तिकोना biपिरामिड
AX6	6	0	अष्टभुजाकार	अष्टभुजाकार
AX5E	5	1	चौकोर पिरामिड	अष्टभुजाकार
AX4E2	4	2	चौकोर पिरामिड	अष्टभुजाकार

एक अणु की ज्यामिति या आकार की भविष्यवाणी VSEPR (वैलेंस शेल इलेक्ट्रॉन जोड़ी प्रतिकर्षण) सिद्धांत द्वारा की जाती है, और सिद्धांत में कहा गया है कि यदि किसी अणु में AX टाइप होता है और केंद्रीय परमाणु के ऊपर कोई अकेला जोड़ा नहीं होता है तो उन्हें आकार में रैखिक होना चाहिए और ज्यामिति में कोई परिवर्तन नहीं होता है।

6. CuO लुईस संरचना कोण

विशेष ज्यामिति में उचित अभिविन्यास के लिए केंद्रीय और स्थानापन्न परमाणुओं द्वारा बनाया गया बंध कोण। आइए CuO के बंध कोण की गणना करें।

CuO में Cu और O के बीच बंध कोण 180 . है⁰ क्योंकि रैखिक ज्यामिति बंधन कोण हमेशा 180 . होता है⁰. कोई अकेला जोड़ा नहीं है - बंधन जोड़े प्रतिकर्षण होता है इसलिए बंधन कोण को बदलने की कोई आवश्यकता नहीं है। दो परमाणु हमेशा बंध कोण बनाते हैं 180⁰ जैसा कि उन्होंने हमेशा एक रैखिक आकार या सीधी रेखा को अपनाया।

• बांड कोण मूल्य की गणना संकरण मूल्य द्वारा की जा सकती है।
• बेंट के नियम के अनुसार आबंध कोण सूत्र COSθ = s/(s-1) है।
• यहाँ केंद्रीय परमाणु Cu pd संकरणित है, इसलिए p वर्ण 1/2th . है
• तो, बंध कोण है, COSθ = {(1/2)} / {(1/2)-1} =-( 1)
• = सीओएस^-1(-1) = 180⁰
• तो, संकरण मूल्य से, गणना और सैद्धांतिक मूल्य के लिए बंधन कोण समान है।

7. CuO लुईस संरचना औपचारिक प्रभार

औपचारिक चार्ज एक काल्पनिक अवधारणा है, जहां सभी परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी बराबर होती है और परमाणु के चार्ज की भविष्यवाणी कर सकती है। आइए CuO के औपचारिक आवेश की गणना करें।

जाल औपचारिक आरोप CuO का शून्य है क्योंकि आयन Cu²⁺ ऑक्साइड आयन के आवेश से उदासीन हो जाता है। क्योंकि वे चार्ज बराबर लेकिन साइन में विपरीत होते हैं। कॉपर ऑक्साइड में, Cu और O दोनों ही आयन रूप में टूट सकते हैं और हमें अलग-अलग चार्ज की गणना करनी होगी।

• NaH . का औपचारिक प्रभार₂PO₄ सूत्र द्वारा गणना की जा सकती है, FC = N_v - एन_{एल.पी.} -1/2 नहीं_बीपी
• औपचारिक प्रभार Cu . के पास है²⁺ है, 4-0-(4/2) = +2
• औपचारिक प्रभार O . के पास है^2- हैं, 6-4- (8/2) = -2
• सोसू²⁺ और ओ^2- द्विआयनिक रूप दिखा रहा है और आवेश का परिमाण समान है लेकिन प्रकृति में विपरीत होने के कारण वे एक दूसरे को रद्द कर देते हैं और CuO के तटस्थ रूप का हिसाब लगाते हैं।

8. CuO संकरण

 कक्षकों की विभिन्न ऊर्जाओं के कारण केंद्रीय परमाणु गुजरता है संकरण समतुल्य ऊर्जा का एक संकर कक्षक बनाने के लिए। आइए हम CuO के संकरण की भविष्यवाणी करें।

केंद्रीय Cu को CuO अणु में सहसंयोजक बंध बनाने के लिए pd संकरणित किया जाता है जिसकी चर्चा नीचे की जा सकती है।

संरचना	संकरण मूल्य	का राज्य संकरण केंद्रीय परमाणु का	बांड कोण
1. रैखिक	2	सपा / एसडी / पीडी	1800
2. योजनाकार तिकोना	3	sp2	1200
3. चतुष्फलकीय	4	sd3/ एसपी3	109.50
4.त्रिकोण द्विपिरामिडल	5	sp3डी/डीएसपी3	900 (अक्षीय), 1200(भूमध्यरेखीय)
5.ऑक्टाहेड्रल	6	sp3d2/ डी2sp3	900
6. पंचकोणीय द्विपिरामिडल	7	sp3d3/d3sp3	900, 720

• हम कन्वेंशन फॉर्मूला, एच = 0.5 (वी + एम-सी + ए) द्वारा संकरण की गणना कर सकते हैं,
• तो, केंद्रीय Cu का संकरण है, ½(2+2+0+0) = 2 (pd)
• Cu के एक p कक्षक और एक d कक्षक संकरण में शामिल होते हैं।
• Cu और O के बीच बंधन संकरण में शामिल नहीं है।

9. CuO घुलनशीलता

अणु की घुलनशीलता आयनों में पृथक्करण की प्रवृत्ति पर निर्भर करती है और उस विलायक में घुलनशील हो जाती है। आइए देखें कि CuO पानी में घुलनशील है या नहीं।

CuO पानी में अघुलनशील है क्योंकि Cu और O के बीच आयनिक संपर्क बहुत मजबूत होता है क्योंकि इसमें एक दोहरा बंधन मौजूद होता है। तो, CuO की बॉन्ड एन्थैल्पी हाइड्रेशन एनर्जी से अधिक मजबूत होती है, इसलिए पानी के अणु CuO अणुओं और Cu के बीच के बॉन्ड को भी तोड़ सकते हैं।²⁺ इसकी नरम प्रकृति के कारण अघुलनशील है।

कुछ सॉल्वैंट्स की सूची जहां CuO घुलनशील है

• अमोनियम क्लोराइड
• पोटेशियम साइनाइड
• अमोनियम कार्बोनेट (आंशिक घुलनशील)

10. CuO ठोस है या तरल?

एक अणु की भौतिक अवस्था बंधन प्रकृति और लागू तापमान और दबाव पर निर्भर करती है। आइए देखें कि CuO ठोस है या नहीं।

CuO एक ठोस काली शक्ति है क्योंकि कॉपर ऑक्साइड अणु के साथ अधिक जाली ऊर्जा मौजूद होती है। क्रिस्टल रूप में, इसने एक मोनोक्लिनिक संरचना को अपनाया जहां दो यूनिट सेल मौजूद हैं और आयनिक बंधन के कारण कमरे के तापमान पर जाली बहुत मजबूत है, इसलिए CuO कमरे के तापमान पर ठोस के रूप में मौजूद है।

11. CuO ध्रुवीय है या अध्रुवीय?

अणु की ध्रुवता परिणामी द्विध्रुव-आघूर्ण मान और विद्युत ऋणात्मकता अंतर के मान पर निर्भर करती है। आइए देखें कि CuO ध्रुवीय है या नहीं।

CuO एक ध्रुवीय अणु है क्योंकि एक परिणामी द्विध्रुव-आघूर्ण मौजूद होता है और विद्युत ऋणात्मकता अंतर के कारण, Cu से O तक द्विध्रुव-आघूर्ण का प्रवाह भी देखा जाता है। रैखिक संरचना के कारण, Cu और O के बीच द्विध्रुवीय क्षण को रद्द करने का कोई तरीका नहीं है और इस कारण CuO ध्रुवीय है।

लाइनर का आकार विषम नहीं है, लेकिन कोई अन्य द्विध्रुवीय क्षण नहीं है जो CuO अणु में काम करता है जो द्विध्रुवीय क्षण को रद्द कर सकता है।

12. CuO अम्लीय है या क्षारीय या नमक?

एक अणु की क्षारीय प्रकृति की अम्लता अम्लीय प्रोटॉन या हाइड्रॉक्साइड आयन की उपस्थिति पर निर्भर करती है। आइए देखें कि CuO अम्लीय है या नहीं।

CuO न तो अम्लीय है और न ही क्षार, बल्कि यह एक क्षारकीय ऑक्साइड है, क्योंकि जब यह जल के साथ अभिक्रिया कर कॉपर हाइड्रॉक्साइड का प्रबल क्षार बनाता है। सभी धातु ऑक्साइड क्षारीय प्रकृति के होते हैं इसलिए CuO भी क्षारीय होता है, लेकिन स्वयं किसी भी अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता है क्योंकि इसमें कोई अम्लीय प्रोटॉन नहीं होता है।

हार्ड सॉफ्ट एसिड बेस सिद्धांत के अनुसार, Cu²⁺ एक बॉर्डरलाइन एसिड है जो न तो मजबूत है और न ही कमजोर है, लेकिन ऑक्साइड प्रकृति में कठोर-क्षार है।

13. CuO इलेक्ट्रोलाइट है?

विलयन में इलेक्ट्रोलाइट को आयनित किया जा सकता है जब यह अलग हो जाता है और समाधान के माध्यम से बिजली ले जाता है। आइए देखें कि CuO एक इलेक्ट्रोलाइट है या नहीं।

CuO प्रकृति में एक इलेक्ट्रोलाइट है क्योंकि जब यह एक जलीय घोल में अलग हो जाता है तो यह Cu . बनाता है²⁺ और ओ^2- और उन आवेशित कणों के बनने के कारण यह विलयन के माध्यम से बिजली ले जा सकता है। ऑक्साइड आयनों का आवेश घनत्व बहुत अधिक होता है।

14. CuO आयनिक है या सहसंयोजक?

फ़जान के नियम द्वारा ध्रुवीकरण के सिद्धांत पर, हम भविष्यवाणी कर सकते हैं कि एक अणु आयनिक है या सहसंयोजक प्रकृति में है। आइए देखें कि CuO आयनिक है या सहसंयोजक प्रकृति का है।

CuO प्रकृति में आयनिक है क्योंकि Cu और O परमाणुओं के बीच आयनिक अन्योन्य क्रिया मौजूद है। इसके अलावा, ध्रुवीकरण नियम के कारण, Cu²⁺ आयनों ऑक्साइड में ध्रुवीकृत किया जा सकता है और एक आयनिक बंधन बना सकता है, और Cu और O के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी अंतर के कारण, बंधन एक आयनिक अणु की तरह अधिक ध्रुवीय होता है।

Cu और O के बीच बंध इलेक्ट्रॉनों के कुल दान से बनता है।

निष्कर्ष

CuO एक सीमा रेखा संक्रमण तत्व का मूल ऑक्साइड है। Cu +2 ऑक्सीकरण अवस्था में है इसलिए इसे ऑक्सीकरण किया जा सकता है और एक कम करने वाले एजेंट के रूप में व्यवहार किया जा सकता है।