O3 लुईस संरचना: चित्र, संकरण, आकार, शुल्क, जोड़ी और विस्तृत तथ्य

हमारे समझने में आसान गाइड के साथ O3 (ओजोन) की मूल बातें जानें। इसकी लुईस संरचना, आणविक ज्यामिति और संकरण के बारे में इस तरह से जानें जो संयुक्त राज्य अमेरिका में शुरुआती और छात्रों के लिए एकदम सही है। ओजोन की अनूठी संरचना और गुणों के बारे में स्पष्ट जानकारी प्राप्त करें, और हमारे वायुमंडल में इसके महत्व को समझें। रसायन विज्ञान अवधारणाओं या पर्यावरण अध्ययन की खोज करने वालों के लिए आदर्श।

O3 की लुईस संरचना कैसे बनाएं

लुईस संरचनाएं एक अणु में बंधन और इलेक्ट्रॉन वितरण का प्रतिनिधित्व करने का एक तरीका है। इस ब्लॉग पोस्ट में, हम O3, जिसे ओजोन भी कहा जाता है, के लिए लुईस संरचना को चित्रित करने की चरण-दर-चरण प्रक्रिया से गुजरेंगे।

ओजोन, रासायनिक सूत्र O3 के साथ, एक अणु है जिसमें तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। O3 की लुईस संरचना को चित्रित करने से हमें इसके बंधन को समझने और इसके आकार और गुणों को निर्धारित करने में मदद मिलती है।

चरण 1: कुल वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की गणना करें

O3 के लिए लुईस संरचना बनाना शुरू करने के लिए, हमें अणु में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है। वैलेंस इलेक्ट्रॉन किसी परमाणु के सबसे बाहरी कोश में मौजूद इलेक्ट्रॉन होते हैं।

O3 के मामले में, प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु 6 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का योगदान देता है (क्योंकि ऑक्सीजन आवर्त सारणी के समूह 16 में है)। चूँकि तीन ऑक्सीजन परमाणु हैं, O3 में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 3 * 6 = 18 है।

चरण 2: केंद्रीय परमाणु की पहचान करें

O3 में, एक ऑक्सीजन परमाणु केंद्रीय परमाणु होगा, जबकि अन्य दो ऑक्सीजन परमाणु इससे जुड़े होंगे। केंद्रीय परमाणु का निर्धारण करने के लिए, हम इसमें शामिल परमाणुओं के इलेक्ट्रोनगेटिविटी मूल्यों को देखते हैं। सबसे कम इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाला परमाणु आमतौर पर केंद्रीय परमाणु होता है।

इस मामले में, सभी तीन ऑक्सीजन परमाणुओं में समान विद्युतीयता होती है, इसलिए उनमें से कोई भी केंद्रीय परमाणु हो सकता है। सरलता के लिए, हम ऑक्सीजन परमाणुओं में से एक को केंद्रीय परमाणु के रूप में चुनेंगे।

चरण 3: परमाणुओं को इलेक्ट्रॉन युग्मों से जोड़ें

इसके बाद, हमें परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन जोड़े रखकर उन्हें जोड़ने की जरूरत है। O3 के मामले में, हम एकल बांड का उपयोग करके केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु को अन्य दो ऑक्सीजन परमाणुओं से जोड़ेंगे।

संरचना इस तरह दिखनी चाहिए:

चरण 4: शेष इलेक्ट्रॉनों को वितरित करें

परमाणुओं को जोड़ने के बाद, हमें बाहरी परमाणुओं को स्थिर बनाने के लिए शेष वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को वितरित करने की आवश्यकता होती है। O3 में, प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु एक पूर्ण ऑक्टेट (8 वैलेंस इलेक्ट्रॉन) चाहता है।

O3 की लुईस संरचना में, हम देख सकते हैं कि प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु के चारों ओर छह इलेक्ट्रॉन होते हैं (दो एकल बंधन से और दो एकाकी जोड़े से)। हालाँकि, हमारे पास अभी भी चार वैलेंस इलेक्ट्रॉन बचे हैं।

बाहरी परमाणुओं को स्थिर बनाने के लिए, हम इन चार इलेक्ट्रॉनों को केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु पर एकाकी जोड़े के रूप में वितरित कर सकते हैं। इससे केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु को कुल आठ इलेक्ट्रॉन मिलते हैं, जो अपना अष्टक पूरा करते हैं।

चरण 5: ऑक्टेट नियम की जाँच करें

शेष इलेक्ट्रॉनों को वितरित करने के बाद, हमें यह जांचना होगा कि क्या सभी परमाणुओं ने ऑक्टेट नियम को पूरा किया है (हाइड्रोजन को छोड़कर, जिसमें युगल हो सकता है)।

O3 के मामले में, दोनों बाहरी ऑक्सीजन परमाणुओं ने प्रत्येक आठ इलेक्ट्रॉनों के साथ ऑक्टेट नियम को पूरा किया है। केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु में भी आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो ऑक्टेट नियम को संतुष्ट करते हैं।

चरण 6: औपचारिक शुल्क निर्धारित करें

अंत में, हमें लुईस संरचना में प्रत्येक परमाणु पर औपचारिक शुल्क की गणना करने की आवश्यकता है। औपचारिक आवेश हमें एक अणु में परमाणुओं और इलेक्ट्रॉनों की सबसे स्थिर व्यवस्था निर्धारित करने में मदद करता है।

औपचारिक शुल्क की गणना का सूत्र है:

औपचारिक चार्ज = वैलेंस इलेक्ट्रॉन - (बॉन्डिंग इलेक्ट्रॉन/2) - नॉन-बॉन्डिंग इलेक्ट्रॉन

औपचारिक O पर आवेश: 6-2-½ (6)= 1, इस प्रकार o3 लुईस संरचना पर औपचारिक आवेश केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु पर +1 है। इसी प्रकार, दो आसन्न ऑक्सीजन परमाणु (-½) आंशिक ऋणात्मक आवेश वहन करते हैं, और केंद्रीय ऑक्सीजन +1 औपचारिक आवेश वहन करते हैं जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

इस सूत्र को लागू करने से, हम पाते हैं कि O3 में प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु का औपचारिक चार्ज शून्य है। यह इंगित करता है कि हमने जो लुईस संरचना तैयार की है वह सबसे स्थिर व्यवस्था है।

O3, या किसी भी अणु की लुईस संरचना को चित्रित करने से हमें अणु के भीतर बंधन और इलेक्ट्रॉन वितरण को समझने में मदद मिलती है। इस ब्लॉग पोस्ट में उल्लिखित चरण-दर-चरण प्रक्रिया का पालन करके, आप O3 के लिए लुईस संरचना को सटीक रूप से बना सकते हैं और इसके गुणों और व्यवहार के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

याद रखें कि लुईस संरचनाएं अणुओं का एक सरलीकृत प्रतिनिधित्व हैं और अणुओं की त्रि-आयामी प्रकृति को नहीं पकड़ती हैं। अन्य तकनीकों, जैसे वीएसईपीआर सिद्धांत, का उपयोग O3 जैसे अणुओं के आकार और ज्यामिति को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

O3 की आणविक ज्यामिति और बंधन कोण

ज्यामिति

O3 की लुईस संरचना, जिसे ओजोन भी कहा जाता है, में तीन ऑक्सीजन परमाणु एक साथ बंधे होते हैं। प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु एक दोहरे बंधन द्वारा केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु से जुड़ा होता है। केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का एक अकेला जोड़ा होता है।

केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु पर एकाकी जोड़ी की उपस्थिति O3 को एक मुड़ी हुई या V-आकार की आणविक ज्यामिति देती है। ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच दोहरे बंधन के परिणामस्वरूप एक त्रिकोणीय तलीय व्यवस्था बनती है।

बांड कोण

O3 में बंधन कोणों को इसकी आणविक ज्यामिति द्वारा समझाया जा सकता है। चूँकि O3 का आकार मुड़ा हुआ है, ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच बंधन कोण 120 डिग्री से कम है। O3 में वास्तविक बंधन कोण लगभग 117 डिग्री है।

O3 में दोहरे बंधन एक त्रिकोणीय तलीय व्यवस्था बनाकर अणु के समग्र आकार में योगदान करते हैं। केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु पर एकाकी जोड़े की उपस्थिति आकार को और विकृत कर देती है, जिसके परिणामस्वरूप आणविक ज्यामिति मुड़ जाती है।

O3 संकरण

O3 में, केंद्रीय परमाणु ऑक्सीजन (O) है और दो टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु हैं। O3 में परमाणुओं का संकरण आणविक ज्यामिति और इलेक्ट्रॉन व्यवस्था को देखकर निर्धारित किया जा सकता है।

आणविक ज्यामिति और इलेक्ट्रॉन व्यवस्था

O3 में लगभग 116.5 डिग्री के बंधन कोण के साथ एक मुड़ी हुई या V-आकार की आणविक ज्यामिति होती है। केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु दोहरे बंधन द्वारा दो टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।

O3 में इलेक्ट्रॉन व्यवस्था को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

• केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु: 3 सिग्मा बांड (2 टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ, 1 एकाकी जोड़ी के साथ)
• टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु: 1 सिग्मा बंधन (केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के साथ), 1 अकेला जोड़ा

O3 में ऑक्सीजन परमाणुओं का संकरण

O3 में ऑक्सीजन परमाणुओं का संकरण प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु के चारों ओर सिग्मा बांड और एकाकी जोड़े की संख्या पर विचार करके निर्धारित किया जा सकता है।

• केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु: O3 में केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु 3 सिग्मा बांड में शामिल होता है और इसमें 1 अकेला जोड़ा होता है। इसलिए, यह sp2 संकरण से गुजरता है। तीन sp2 संकर कक्षाएँ एक त्रिकोणीय तलीय व्यवस्था में उन्मुख हैं, जो O3 के मुड़े हुए आकार की व्याख्या करती है।
• टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु: O3 में टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु प्रत्येक 1 सिग्मा बंधन में शामिल होते हैं और इनमें 3 एकाकी जोड़े होते हैं। इसलिए, वे sp3 संकरण से गुजरते हैं। तीन एसपी3 हाइब्रिड ऑर्बिटल्स टेट्राहेड्रल व्यवस्था में उन्मुख हैं, जो केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के साथ सिग्मा बंधन के गठन की अनुमति देता है।

जुड़ाव और आकार पर प्रभाव

O3 में ऑक्सीजन परमाणुओं का संकरण अणु के बंधन और आकार को प्रभावित करता है।

• बंधन: एसपी2 संकरित केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु एसपी2 संकर कक्षाओं के ओवरलैपिंग के माध्यम से टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ दो सिग्मा बंधन बनाता है। शेष sp2 संकर कक्षक में एक अकेला जोड़ा होता है। टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु अपने sp3 हाइब्रिड ऑर्बिटल्स का उपयोग करके केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के साथ सिग्मा बांड बनाते हैं।
• आकार: केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के sp2 हाइब्रिड ऑर्बिटल्स को त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति में व्यवस्थित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप O3 के लिए एक मुड़ी हुई या V-आकार की आणविक ज्यामिति बनती है। टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच बंधन कोण लगभग 116.5 डिग्री है।

कुल मिलाकर, O3 में ऑक्सीजन परमाणुओं का संकरण सिग्मा बांड के निर्माण की अनुमति देता है और अणु के मुड़े हुए आकार को जन्म देता है।

O3 अनुनाद

अनुनाद संरचनाओं का निर्धारण

अनुनाद तब होता है जब एक अणु में इलेक्ट्रॉनों को व्यवस्थित करने के कई तरीके होते हैं। O3 के मामले में, जिसे ओजोन भी कहा जाता है, केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु दो अन्य ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।

O3 की अनुनाद संरचनाओं को निर्धारित करने के लिए, हमें इलेक्ट्रॉनों की संभावित व्यवस्था पर विचार करना चाहिए। O3 की लुईस संरचना एक ऑक्सीजन परमाणु और केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के बीच एक दोहरा बंधन और दूसरे ऑक्सीजन परमाणु और केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के बीच एक एकल बंधन दिखाती है। हालाँकि, यह संरचना अणु के भीतर इलेक्ट्रॉन वितरण का पूरी तरह से प्रतिनिधित्व नहीं करती है।

O3 की अनुनाद संरचनाएँ

वास्तव में, O3 में इलेक्ट्रॉनों को स्थानीयकृत किया जाता है, जिसका अर्थ है कि वे एक विशिष्ट बंधन तक ही सीमित नहीं हैं बल्कि अणु में फैले हुए हैं। यह कई अनुनाद संरचनाओं को जन्म देता है जो समग्र इलेक्ट्रॉन वितरण में योगदान करते हैं।

O3 की एक संभावित अनुनाद संरचना वह है जहां केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु और दाईं ओर के ऑक्सीजन परमाणु के बीच दोहरा बंधन होता है, जबकि बाईं ओर के ऑक्सीजन परमाणु का केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के साथ एकल बंधन होता है।

O3 की एक अन्य अनुनाद संरचना वह है जहां केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु और बाईं ओर के ऑक्सीजन परमाणु के बीच दोहरा बंधन होता है, जबकि दाईं ओर के ऑक्सीजन परमाणु का केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के साथ एकल बंधन होता है।

इलेक्ट्रॉन वितरण और स्थिरता

अनुनाद की अवधारणा O3 की स्थिरता और उसके रासायनिक गुणों को समझाने में मदद करती है। कई अनुनाद संरचनाओं में इलेक्ट्रॉनों का डेलोकलाइज़ेशन पूरे अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व को अधिक समान रूप से वितरित करता है। यह अणु को एकल, स्थानीयकृत इलेक्ट्रॉन व्यवस्था की तुलना में अधिक स्थिर बनाता है।

O3 की स्थिरता का श्रेय अनुनाद ऊर्जा को भी दिया जाता है। अनुनाद ऊर्जा वास्तविक अणु और सबसे स्थिर अनुनाद संरचना के बीच ऊर्जा का अंतर है। O3 में अपेक्षाकृत उच्च अनुनाद ऊर्जा है, जो इसकी स्थिरता का संकेत देती है।

रासायनिक गुणों पर प्रभाव

O3 में अनुनाद संरचनाओं की उपस्थिति इसके रासायनिक गुणों को प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनों का डेलोकलाइज़ेशन O3 को स्थानीयकृत इलेक्ट्रॉनों वाले अणु की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील बनाता है। इस प्रतिक्रियाशीलता को O3 की शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करने की क्षमता में देखा जा सकता है।

इसके अतिरिक्त, कई अनुनाद संरचनाओं की उपस्थिति O3 के मुड़े हुए आणविक आकार में योगदान करती है। यह मुड़ी हुई संरचना O3 को अद्वितीय रासायनिक गुण प्रदान करती है, जैसे समताप मंडल में पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करने की इसकी क्षमता और हानिकारक यूवी किरणों के खिलाफ एक सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करना।

O3 की ध्रुवीयता और द्विध्रुव आघूर्ण

ध्रुवीयता में योगदान देने वाले कारक

O3 की ध्रुवता

O3 का द्विध्रुव आघूर्ण

किसी अणु का द्विध्रुव आघूर्ण उसकी ध्रुवता का माप है। यह अणु के भीतर व्यक्तिगत बंधन द्विध्रुवों के परिमाण और दिशा से निर्धारित होता है।

O3 में, ऑक्सीजन और ऑक्सीजन के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर के कारण प्रत्येक ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन ध्रुवीय होता है। मुड़ी हुई आणविक ज्यामिति समग्र द्विध्रुवीय क्षण में और योगदान देती है।

O3 में द्विध्रुव आघूर्ण की दिशा केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु से टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु की ओर होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु आंशिक रूप से नकारात्मक चार्ज रखता है, जबकि टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु आंशिक सकारात्मक चार्ज रखता है।

O3 में द्विध्रुव आघूर्ण का परिमाण व्यक्तिगत बंधन द्विध्रुवों का एक सदिश योग है। यह बंधन की लंबाई और बंधन में शामिल परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर पर निर्भर करता है। O3 का द्विध्रुव आघूर्ण लगभग 0.53 डेबाई है।

इसलिए, अणु O3 एक द्विध्रुवीय क्षण के साथ ध्रुवीय है जो केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु से टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणुओं की ओर निर्देशित होता है।

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मोनिका सैनी

नमस्ते...मैं मोनिका हूं. मैंने केमिस्ट्री में मास्टर्स किया है. मैं रसायन विज्ञान में विषय विशेषज्ञ हूं। मैं कहूंगा कि मैं बहुत भावुक लेखक हूं। मेरे लेखन का मुख्य लक्ष्य नए दृष्टिकोण प्रस्तुत करना है। मैं नई चीजें खोजना चाहता हूं जिन्हें मैं अपने परिवेश पर लागू कर सकूं।
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