KMnO4 संरचना और विशेषताएं (13 महत्वपूर्ण तथ्य)

KMnO₄ या पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग रेडॉक्स अनुमापन के लिए किया जाता है जिसका आणविक भार 158.034 g/mol होता है। आइए चर्चा करते हैं केएमएनओ₄ विस्तार से।

KMnO₄ एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, इसे आसानी से कई प्रजातियों द्वारा ऑक्सीकरण किया जा सकता है और इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण द्वारा स्वयं को कम किया जा सकता है। काउंटर आयनों वाला हिस्सा भी एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, एमएन चार ओ परमाणुओं द्वारा टेट्राहेड्रल मौएटिटी में जुड़ा हुआ है। यह एक ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल है जिसमें बैंगनी काला रंग होता है।

KMnO₄ मुख्य रूप से ऑक्सालिक एसिड के अनुमापन में a . के रूप में उपयोग किया जाता है स्व-संकेतक, क्योंकि इसमें विशेषताओं का रंग गुलाबी होता है। अब इस लेख में, हमें KMnO के संकरण, लुईस संरचना, बंधन कोण, ध्रुवता और अम्लता को जानना होगा।₄ उचित स्पष्टीकरण के साथ।

1. KMnO कैसे ड्रा करें?₄ संरचना?

किसी भी अणु की लुईस संरचना आणविक आकार की भविष्यवाणी कर सकती है और वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की गणना कर सकती है। अब हम सीखते हैं कि KMnO . की लुईस संरचना कैसे बनाई जाती है₄ कुछ चरणों में।

कुल संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की गणना

1^st चरण किसी भी अणु के लिए उसकी लुईस संरचना को चित्रित करते समय वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या की गणना कर रहा है। KMnO . के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या₄ चार O परमाणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों और क्रमशः एक K और Mn परमाणु सहित 32 हैं। हम बस उन्हें एक साथ जोड़ते हैं।

केंद्रीय परमाणु का चयन

अणु की लुईस संरचना को चित्रित करने के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण कदम सभी परमाणुओं के बीच केंद्रीय परमाणुओं का चयन करना है। Mn को KMnO . के लिए केंद्रीय परमाणु के रूप में चुना जाता है₄. क्योंकि इसका आकार बड़ा है और यह एक इलेक्ट्रोपोसिटिव परमाणु भी है इसलिए यह अपने आस-पास के सभी घटक परमाणुओं को पकड़ सकता है।

अष्टक को संतुष्ट करना

 किसी भी अणु में हमें प्रत्येक परमाणु का अष्टक जांचना होता है। KmnO . में₄, Mn ने अपना अष्टक इलेक्ट्रॉन साझा करके O के साथ बंध बनाकर पूरा किया। प्रत्येक O परमाणु दो इलेक्ट्रॉनों को साझा करने के लिए Mn के साथ दो बंधन बनाते हैं और अपना अष्टक पूरा करते हैं। यहां तक ​​कि s ब्लॉक तत्व K भी अपना अष्टक पूरा करने के लिए अपना इलेक्ट्रॉन O के साथ साझा करता है।

संयोजकता को संतुष्ट करना

अष्टक को पूरा करने के लिए आबंध निर्माण के दौरान प्रत्येक परमाणु को उसकी स्थायी संयोजकता से संतुष्ट होना चाहिए। Mn की स्थिर संयोजकता 7 है और यह चार O परमाणुओं के साथ सात बंध बनाता है। इसकी द्विसंयोजकता को संतुष्ट करने के लिए O को दो बंध बनाए जाते हैं, और K केवल एक बंधन बनाता है क्योंकि यह अपनी मोनो संयोजकता द्वारा स्थिर होता है।

अकेले जोड़े असाइन करें

परमाणु के बीच आवश्यक बंधन बनने के बाद कुछ के पास वैलेंस शेल में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं। वे इलेक्ट्रॉन उस विशेष परमाणु पर अकेले जोड़े के रूप में मौजूद होते हैं और अन्य अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं। KMnO . में₄ अणु, केवल प्रत्येक O में दो जोड़े एकाकी जोड़े होते हैं।

2. केएमएनओ₄ संरचना संयोजकता इलेक्ट्रॉन

परमाणुओं के सबसे बाहरी कक्षक में मौजूद इलेक्ट्रॉनों को वैलेंस इलेक्ट्रॉन कहा जाता है, जो अन्य के साथ बंधन बनाने में शामिल होते हैं। अब KMnO के संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की गणना कीजिए₄.

KMnO . के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या₄ अणु 32 है और K, Mn और चार O परमाणुओं के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉन एक साथ समान संख्या में हैं, इसलिए हम कह सकते हैं कि अणु के संयोजकता इलेक्ट्रॉन उस अणु में मौजूद प्रत्येक परमाणु के संयोजकता इलेक्ट्रॉनों का योग हैं।

• K के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉन 1 है (यह IA समूह से संबंधित है)
• Mn के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉन 7 हैं (d ब्लॉक तत्व के हैं)
• प्रत्येक O परमाणु के लिए संयोजकता इलेक्ट्रॉन 6 हैं (समूह VIA के हैं)
• अब, KMnO . के लिए कुल संयोजकता इलेक्ट्रॉन₄ हैं 1+7+ (4*6) = 32

3. केएमएनओ₄ संरचना अकेला जोड़े

एकाकी जोड़े अतिरिक्त प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं लेकिन बंधन निर्माण में नहीं, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों में मौजूद होते हैं। आइए KMnO . के कुल एकाकी युग्मों की गणना करें₄.

KMnO . पर कुल 8 जोड़े एकाकी जोड़े मौजूद हैं₄. सभी एकाकी जोड़े ओ साइट से ही आ रहे हैं। O में छह वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं और उनमें से केवल दो का उपयोग बंधन निर्माण में किया जा रहा है, इसलिए शेष चार इलेक्ट्रॉन O. K और Mn के ऊपर एकाकी जोड़े के रूप में मौजूद हैं। यहां शून्य एकाकी जोड़े हैं।

• एकाकी जोड़े की गणना सूत्र द्वारा की जाती है, अकेला जोड़े = वैलेंस ऑर्बिटल में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की संख्या - इलेक्ट्रॉनों की संख्या बंधन निर्माण में भाग लेती है।
• Mn के ऊपर एकाकी युग्म है, 7-7 = 0
• K के ऊपर एकाकी युग्म है, 1-1 = 0
• प्रत्येक O परमाणु के ऊपर एकाकी युग्म हैं, 6-2 = 4
• तो, KMnO . पर मौजूद कुल एकाकी जोड़े₄, जहां चार ओ परमाणु मौजूद हैं, 4*2 = 8 जोड़े या 16 एकाकी जोड़े इलेक्ट्रॉन।

4. केएमएनओ₄ संरचना आकार

अणु का आकार केंद्रीय परमाणु के उचित अभिविन्यास से निर्धारित होता है और आसपास के परमाणु प्रतिकर्षण से बचते हैं। आइए हम KMnO के आकार की भविष्यवाणी करें₄.

KMnO . के अणु का आकार₄ चतुष्फलकीय है जिसे निम्न तालिका में दिखाया जा सकता है।

VSEPR (वैलेंस शेल इलेक्ट्रॉन जोड़ी प्रतिकर्षण) सिद्धांत अणु की ज्यामिति तय करता है। कुल्हाड़ी₄ अणु के प्रकार में टेट्राहेड्रल ज्यामिति या वर्ग योजनाकार होता है। लेकिन चतुष्फलकीय ज्यामिति में, वर्गाकार योजनाकार की तुलना में स्टीरिक प्रतिकर्षण कम होता है क्योंकि उनका आबंध कोण अधिक होता है।

5. केएमएनओ₄ संरचना कोण

आबंध कोण घटक परमाणुओं द्वारा अपनाई गई ज्यामिति में उनके उचित अभिविन्यास द्वारा बनाया जाता है। आइए KMnO . के लिए आबंध कोण की गणना करें₄.

KMnO . के लिए आदर्श आबंध कोण₄ चतुष्फलकीय अणु 109.5 . है⁰ वीएसईपीआर सिद्धांत के अनुसार, बंधन कोण के लिए टेट्रा समन्वित अणु स्टेरिक प्रतिकर्षण के बिना मौजूद है, अन्यथा, बहुत सारी स्टेरिक भीड़ आ जाएगी। स्थैतिक प्रतिकर्षण से बचने के लिए चतुष्फलकीय अणु बंधन कोण बनाता है।

• हम केंद्रीय परमाणु के संकरण मूल्य द्वारा बांड कोण मूल्य की गणना भी कर सकते हैं।
• बेंट के नियम के अनुसार आबंध कोण सूत्र COSθ = s/(s-1) है।
• केंद्रीय परमाणु Mn sd . है³ संकरित, इसलिए यहाँ s वर्ण 1/4 . है^rd
• तो, बंध कोण है, COSθ = {(1/4)} / {(1/4)-1} =-( 1/3)
• = सीओएस^-1(-1/3) = 109.5⁰

6. केएमएनओ₄ संरचना संकरण

Mn का d कक्षक और O का p कक्षक आबंधन के लिए अनुकूल नहीं है इसलिए वे उचित आबंधन के लिए संकरण से गुजरते हैं। आइए KMnO . का संकरण देखें₄.

KMnO . में केंद्रीय Mn परमाणु₄ एसडीओ है³ संकरित, जिसकी पुष्टि निम्न तालिका द्वारा की जा सकती है,

• अब हम सूत्र द्वारा Mn के संकरण की गणना कर सकते हैं, H = 0.5(V+M-C+A),
• तो, केंद्रीय Mn का संकरण है, ½(4+4+0+0) = 8 (sd .)³)
• एक s कक्षीय और Mn के तीन d कक्षक संकरण में शामिल हैं।
• दोहरे बंधन और एकाकी जोड़े संकरण में शामिल नहीं हैं।
• बांड कोण मूल्य ने भी एमएन के संकरण मूल्य की पुष्टि की।

7. केएमएनओ₄ घुलनशीलता

KMnO4 की विलेयता Mn और द्वि-बंधित O परमाणुओं के बीच बंध वियोजन ऊर्जा पर निर्भर करती है। आइए देखें कि यह पानी में घुलनशील है या नहीं।

KMnO₄ पानी में घुलनशील है क्योंकि यह Mn और O डबल बॉन्ड के टूटने से हाइड्रोलिसिस के लिए प्रवण हो सकता है। द डू_π -p_π O और Mn के बीच के बंधन इतने मजबूत नहीं हैं, इसलिए उन्हें जलयोजन ऊर्जा द्वारा तोड़ा जा सकता है और यह पानी के अणु में अलग हो जाता है। लेकिन KMnO . की विलेयता₄ पानी में इतना अधिक नहीं है।

पानी के अलावा इसमें घुलनशील हो सकता है,

• एचसीएल जैसे मजबूत अकार्बनिक एसिड,
• एक कार्बनिक गैर-ध्रुवीय अणु जैसे CCl₄ इत्यादि

8. KMnO . है₄ ठोस या तरल?

KMnO . की भौतिक स्थिति₄ एक विशेष तापमान पर बंधन और उसमें मौजूद घटक परमाणुओं की ताकत पर निर्भर करता है। आइए देखें कि यह ठोस है या नहीं।

KMnO₄ एक ठोस अणु है, यह बैंगनी-काले रंग के क्रिस्टलीय अणु के रूप में प्रकट होता है क्योंकि अणु में तीन दोहरे बंधन मौजूद होते हैं इसलिए अणु बहुत मजबूत और कठोर होता है। इसके अलावा, इसकी जाली संरचना में ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल होता है जो प्रकृति में बहुत मजबूत होता है, इसलिए यह एक ठोस के रूप में मौजूद होता है।.

यद्यपि यह ठोस है, इसकी जलयोजन ऊर्जा बंध एन्थैल्पी से अधिक है और इसे उच्च तापमान पर द्रवित किया जा सकता है, इसे द्रवित किया जा सकता है।

9. KMnO . है₄ ध्रुवीय या गैर ध्रुवीय?

KMnO . की ध्रुवता₄ यह उस संरचना पर निर्भर करता है जिसे वह अपनाता है और Mn और O के बीच वैद्युतीयऋणात्मकता अंतर भी। आइए देखें कि यह ध्रुवीय है या नहीं।

KMnO4 एक ध्रुवीय अणु है क्योंकि यह केंद्रीय Mn के चारों ओर विषम चतुष्फलकीय ज्यामिति को अपनाता है। इस कारण से, O से Mn के बीच का द्विध्रुवीय क्षण रद्द नहीं हो रहा है और कुछ परिणामी द्विध्रुवीय क्षण मौजूद होगा। साथ ही, O और Mn के बीच वैद्युतीयऋणात्मकता अंतर देखा गया।

 अणु की ध्रुवता में बंधन कोण भी यहां महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उस बंधन कोण और विद्युत ऋणात्मक अंतर के कारण अणु ध्रुवीय हो जाता है।

10. KMnO . है₄ अम्ल या क्षार या नमक?

एक ठोस अणु की अम्लता की जाँच करने के लिए हमें इसे पानी में घोलना होगा और फिर घोल के pH की जाँच करनी होगी। आइए देखें कि क्या KMnO₄ अम्लीय है या नहीं।

KMnO . का जलीय विलयन₄ न तो अम्लीय है और न ही क्षारीय, यह तटस्थ है क्योंकि कोई अम्लीय प्रोटॉन या मूल OH नहीं है^- अणु के भीतर मौजूद नहीं है, जब यह आयनित होता है तो पोटेशियम केशन के साथ बस परमैंगनेट आयन बनता है। अम्लता के आधार पर दोनों आयन उदासीन प्रकृति के होते हैं। तो, यह एक तटस्थ नमक है।

यह अम्ल या क्षार के बजाय नमक के रूप में व्यवहार कर सकता है लेकिन घोल में, यह अभी भी प्रकृति में तटस्थ है।

11. KMnO . है₄ इलेक्ट्रोलाइट?

पदार्थ की प्रकृति जब यह दिखाती है कि समाधान के माध्यम से बिजली ले जाने वाले आयनों में इलेक्ट्रोलाइट्स अलग हो गए हैं। आइए देखें कि क्या KMnO₄ इलेक्ट्रोलाइट है या नहीं।

केएमएनओ₄ एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट है क्योंकि इसे दो उच्च प्रवाहकीय आयनों में अलग किया जा सकता है, एक है K⁺ और दूसरा परमैंगनेट है। परमैंगनेट आयन अपने गुंजयमान स्वभाव के कारण अधिक स्थिर और अत्यधिक प्रवाहकीय होते हैं। क⁺ बहुत तेजी से बिजली ले जाने के लिए उच्च गतिशीलता और उच्च चार्ज घनत्व है।

12. KMnO . है₄ आयनिक या सहसंयोजक?

KMnO . के बंधन की प्रकृति₄ इलेक्ट्रॉनों के बंटवारे और फ़जान के ध्रुवीकरण के नियम पर निर्भर करता है। आइए देखें कि यह आयनिक है या सहसंयोजक।

KMnO₄ एक सहसंयोजक अणु है क्योंकि उनके बीच का बंधन केंद्रीय Mn परमाणु के संकरण से बनता है और d और s ऑर्बिटल्स के संकरण के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को भी साझा करता है। लेकिन आयनिक अन्योन्यक्रिया और अन्योन्यक्रिया द्वारा O और K द्वारा निर्मित बंधन बहुत मजबूत होता है.

दूसरी ओर, नियम ध्रुवीकरण के कारण, इसमें कुछ% आयनिक वर्ण भी होते हैं और आयनिक अन्योन्य क्रिया मौजूद होगी जिसमें पोटेशियम आयन और परमैंगनेट आयन मौजूद होंगे।

13. KMnO . है₄ एक अकार्बनिक यौगिक?

एक अणु अकार्बनिक होता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि अणु में कौन से परमाणु मौजूद हैं चाहे वह सी हो या अन्य तत्व। आइए देखें कि क्या KMnO₄ अकार्बनिक है या नहीं।

KMnO₄ एक शुद्ध अकार्बनिक यौगिक है क्योंकि इसमें केवल K, Mn और O परमाणु होते हैं, अणु के भीतर कोई हाइड्रोकार्बन भाग मौजूद नहीं होता है। हाइड्रोकार्बन भाग केवल C और H परमाणुओं से बना होता है और KMnO . के विपरीत कोई अन्य तत्व मौजूद नहीं होगा₄ सी और एच को छोड़कर एक और तत्व मौजूद है।

हमेशा कार्बनिक अणु में केवल सी और एच ही नहीं होता है, इसमें हेटेरो परमाणुओं के रूप में ओ, एन, एस और हलोजन होता है लेकिन वहां एक हाइड्रोकार्बन हिस्सा मौजूद होना चाहिए जहां सी और एच एक सीधा बंधन बनाते हैं।

निष्कर्ष

पोटेशियम परमैंगनेट एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है और इसे बहुत अधिक कार्बनिक कार्यक्षमता के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है, इस कारण से, यह कई कार्बनिक संश्लेषणों में उपयोग कर सकता है। इसका उपयोग विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में रेडॉक्स के रूप में किया जाता है टाइट्रेंट और ऑक्सालिक एसिड KMnO . की ताकत का निर्धारण₄ का उपयोग किया जाता है और यह यहाँ स्व-संकेतक के रूप में कार्य 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।