अणुओं को कैसे रैंक किया जाए, इसके बारे में आपको जो कुछ भी जानने की जरूरत है, उसके अनुसार उच्च क्वथनांक (इसे देखे बिना) इस लेख में है। आइए कुछ बुनियादी बातों से शुरू करते हैं।
उबलते बनाम। भाप
जब आप चूल्हे पर पानी के बर्तन को देखते हैं, तो आप जानते हैं कि पानी उबल रहा है जब आप बुलबुले देखते हैं जो सतह पर उठते हैं और फूटते हैं।
वाष्पीकरण और उबलने के बीच का अंतर यह है कि वाष्पीकरण की प्रक्रिया में केवल सतह के अणु होते हैं जिनमें तरल चरण से बचने और गैस बनने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। दूसरी ओर, जब एक तरल उबलता है, तो सतह के नीचे के अणुओं में तरल चरण से बचने और गैस बनने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है।
एक पहचानकर्ता के रूप में क्वथनांक
क्वथनांक प्रत्येक अणु के लिए एक बहुत ही विशिष्ट तापमान पर होता है। यही कारण है कि यह अक्सर गुणात्मक रसायन विज्ञान में एक अज्ञात पदार्थ की पहचान करने के लिए प्रयोग किया जाता है। क्वथनांक का अनुमान लगाने योग्य होने का कारण यह है कि इसे द्वारा नियंत्रित किया जाता है बंधनों की ताकत अणु में परमाणुओं को एक साथ रखना, और उन बंधनों को तोड़ने के लिए गतिज ऊर्जा की मात्रा मापने योग्य और अपेक्षाकृत विश्वसनीय है।
गतिज ऊर्जा
सभी अणुओं में है गतिज ऊर्जा; वे कंपन कर रहे हैं। जब किसी तरल पर ऊष्मा ऊर्जा लागू की जाती है, तो अणुओं में गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है, और वे अधिक कंपन करते हैं। यदि वे पर्याप्त कंपन करते हैं, तो वे एक दूसरे से टकराते हैं। अणुओं की एक-दूसरे से टकराने की विघटनकारी शक्ति उन्हें अपने आस-पास के अणुओं के प्रति आकर्षण को दूर करने की अनुमति देती है।
किसी द्रव के उबलने के लिए कौन सी अवस्था होनी चाहिए? द्रव तब उबलता है जब उसके ऊपर का वाष्प दाब वायुमंडलीय दाब के बराबर हो जाता है।
टिप्स
कुंजी यह जानना है कि उबलने के लिए किन बांडों को अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
रिश्ते की ताक़त सबसे मजबूत से सबसे कमजोर का दर्जा दिया गया:
आयनिक > H-बंध > द्विध्रुव > वैन डेर वाल्स
कम कार्यात्मक समूह> अधिक कार्यात्मक समूह (एमाइड> एसिड> अल्कोहल> कीटोन या एल्डिहाइड> एमाइन> एस्टर> अल्केन)
उच्च क्वथनांक का निर्धारण कैसे करें
यदि आप अणुओं की तुलना यह निर्धारित करने के लिए कर रहे हैं कि किसका क्वथनांक अधिक है, तो उन बलों पर विचार करें जो अणु के भीतर काम कर रहे हैं। इन्हें निम्नलिखित तीन कारकों में वर्गीकृत किया जा सकता है।
कारक 1: अंतर-आणविक बल
द्रव के भीतर के अणु एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं। चार प्रकार के अंतर-आणविक बल हैं, और उन्हें सबसे मजबूत से सबसे कमजोर के क्रम में नीचे सूचीबद्ध किया गया है।
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आयोनिक बंध आयनिक बंधन में एक परमाणु से दूसरे परमाणु (जैसे NaCl, टेबल सॉल्ट) में एक इलेक्ट्रॉन दान किया जाता है। NaCl के उदाहरण में, धनावेशित सोडियम आयन ऋणात्मक रूप से आवेशित क्लोराइड आयन के निकट होता है और शुद्ध प्रभाव एक अणु होता है जो विद्युत रूप से तटस्थ होता है। यह तटस्थता है जो आयनिक बंधन को इतना मजबूत बनाती है, और एक अलग प्रकार के बंधन की तुलना में उस बंधन को तोड़ने में अधिक ऊर्जा क्यों लगेगी।
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हाइड्रोजन बंध एक हाइड्रोजन परमाणु जो अपने वैलेन्ट इलेक्ट्रॉन को साझा करके दूसरे परमाणु से बंधा होता है, उसमें कम विद्युतीयता (जैसे एचएफ, हाइड्रोजन फ्लोराइड) होती है। फ्लोरीन परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन बादल बड़ा होता है और इसमें उच्च विद्युतीयता होती है जबकि हाइड्रोजन परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन बादल छोटा होता है और इसमें बहुत कम विद्युतीयता होती है। यह एक ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें इलेक्ट्रॉनों को असमान रूप से साझा किया जाता है।
सभी हाइड्रोजन बांडों में समान ताकत नहीं होती है, यह उस परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी पर निर्भर करता है जिससे वह बंधा होता है। जब हाइड्रोजन को फ्लोरीन से जोड़ा जाता है, तो बंधन बहुत मजबूत होता है, जब क्लोरीन से बंध जाता है तो इसकी मध्यम शक्ति होती है, और जब दूसरे हाइड्रोजन के साथ बंध जाता है, तो अणु गैर-ध्रुवीय होता है और बहुत कमजोर होता है।
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द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय एक द्विध्रुवीय बल तब होता है जब एक ध्रुवीय अणु का धनात्मक सिरा दूसरे ध्रुवीय अणु के ऋणात्मक सिरे की ओर आकर्षित होता है।3कोच3, प्रोपेनोन)।
- वैन डेर वाल्स फ़ोर्स वैन डेर वाल्स बल एक अणु के स्थानांतरण इलेक्ट्रॉन-समृद्ध भाग के आकर्षण के लिए जिम्मेदार हैं दूसरे अणु के स्थानांतरण इलेक्ट्रॉन-गरीब हिस्से में (इलेक्ट्रोनगेटिविटी की अस्थायी अवस्था, उदा। उसने2).
फैक्टर 2: आण्विक भार
एक बड़ा अणु अधिक ध्रुवीकरण योग्य होता है, जो एक आकर्षण है जो अणुओं को एक साथ रखता है। गैस चरण से बचने के लिए उन्हें अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए बड़े अणु में उच्च क्वथनांक होता है। आणविक भार और क्वथनांक के संदर्भ में सोडियम नाइट्रेट और रूबिडियम नाइट्रेट की तुलना करें:
रासायनिक सूत्र |
आणविक वजन |
क्वथनांक (डिग्री सेल्सियस) |
यौगिक का उपयोग |
नैनो3 |
85.00 |
380 |
सौर ऊर्जा संयंत्रों में गर्मी हस्तांतरण |
आरबीएनओ3 |
147.5 |
578 |
फ्लेयर्स |
10852 रूबिडियम नाइट्रेट: https://www.alfa.com/en/catalog/010852/
फैक्टर 3: आकार
अणु जो लंबी, सीधी श्रृंखला बनाते हैं, उनके आस-पास के अणुओं के लिए मजबूत आकर्षण होते हैं क्योंकि वे करीब आ सकते हैं। एक सीधी-श्रृंखला अणु जैसे ब्यूटेन (C .)4एच10) कार्बन और हाइड्रोजन के बीच एक छोटा इलेक्ट्रोनगेटिविटी अंतर है।
एक अणु जिसमें डबल-बंधुआ ऑक्सीजन होता है, जैसे ब्यूटेनोन (C .)4एच8O) बीच में शिखर पर है जहां ऑक्सीजन कार्बन श्रृंखला से बंधी हुई है। ब्यूटेन का क्वथनांक 0 डिग्री सेल्सियस के करीब होता है, जबकि ब्यूटेनोन का उच्च क्वथनांक (79.6 डिग्री सेल्सियस) हो सकता है अणु के आकार द्वारा समझाया गया है, जो एक अणु पर ऑक्सीजन और पड़ोसी पर हाइड्रोजन के बीच एक आकर्षक बल बनाता है अणु
निम्नलिखित विशेषताओं का एक बनाने का प्रभाव होगा: उच्च क्वथनांक:
- अणु में परमाणुओं की लंबी श्रृंखला की उपस्थिति (अधिक ध्रुवीकरण योग्य)
- कार्यात्मक समूह जो अधिक उजागर होते हैं (अर्थात, एक श्रृंखला के अंत में, बजाय बीच में)
- कार्यात्मक समूहों की ध्रुवीयता रैंकिंग: एमाइड>एसिड>अल्कोहल>कीटोन या एल्डिहाइड>अमीन>एस्टर>अल्केन
उदाहरण:
- इन तीन यौगिकों की तुलना करें:
a) अमोनिया (NH .)3), बी) हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच .)2हे2) और ग) पानी (एच .)2ओ)
राष्ट्रीय राजमार्ग3 गैर-ध्रुवीय (कमजोर) है
एच2हे2 हाइड्रोजन-बॉन्ड (बहुत मजबूत) द्वारा दृढ़ता से ध्रुवीकृत होता है
एच2हे हाइड्रोजन-बॉन्ड (मजबूत) द्वारा ध्रुवीकृत है
आप इन्हें क्रम में रखेंगे (सबसे मजबूत से सबसे कमजोर): एच2हे2>हो2ओ>एनएच3
- इन तीन यौगिकों की तुलना करें:
a) लिथियम हाइड्रॉक्साइड (LiOH), b) हेक्सेन (C .)6एच14) और c) आइसो-ब्यूटेन (C .)4एच10)
LiOH आयनिक है (बहुत मजबूत)
सी6एच14 एक सीधी श्रृंखला है (मजबूत)
सी4एच10 शाखित (कमजोर)
आप इन्हें क्रम में रखेंगे (सबसे मजबूत से सबसे कमजोर): LiOH>C6एच14>सी4एच10
यौगिकों की सूची के क्वथनांक
एच2हे |
100.0 |
एच2हे2 |
150.7 |
NaCl (पानी में संतृप्त घोल: 23.3%w/w) |
108.7 |
राष्ट्रीय राजमार्ग3 |
-33.3 |
LiOH |
924 |
सी6एच14 |
69 |
सी4एच10 |
-11.7 |
चौधरी3COOH (एसिटिक एसिड) |
117.9 |
चौधरी3कोच3 (एसीटोन) |
56.2 |
https://www.engineeringtoolbox.com/inorganic-salt-melting-boiling-point-water-solubility-density-liquid-d_1984.html
उपरोक्त तालिका में अंतिम दो मदों पर ध्यान दें। एसिटिक एसिड और एसीटोन दो कार्बन पर आधारित अणु हैं। एसिटिक एसिड में डबल-बंधुआ ऑक्सीजन और हाइड्रॉक्सिल (OH) समूह इस अणु को बहुत ध्रुवीकृत बनाते हैं, जिससे मजबूत अंतर-आणविक आकर्षण होता है। एसीटोन में अंत के बजाय बीच में एक डबल-बंधुआ ऑक्सीजन होता है, जो अणुओं के बीच कमजोर बातचीत बनाता है।
क्वथनांक और दबाव
दाब बढ़ाने का प्रभाव क्वथनांक को ऊपर उठाना होता है। विचार कीजिए कि द्रव के ऊपर दाब है नीचे दबाना सतह पर, जिससे अणुओं का गैस चरण में भागना मुश्किल हो जाता है। अधिक दबाव, अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए उच्च दबाव पर क्वथनांक अधिक होता है।
उच्च ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव कम होता है। इसका प्रभाव यह है कि अधिक ऊंचाई पर क्वथनांक कम होते हैं। इसे प्रदर्शित करने के लिए, समुद्र के स्तर पर, पानी १०० डिग्री सेल्सियस पर उबलता है, लेकिन ला पाज़, बोलीविया (११,९४२ फीट) में, पानी लगभग ८७ डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। उबले हुए भोजन के पकाने के समय को यह सुनिश्चित करने के लिए बदला जाना चाहिए कि भोजन पूरी तरह से पक गया है।
क्वथनांक और दबाव के बीच संबंध को सारांशित करने के लिए, क्वथनांक की परिभाषा वाष्प के दबाव के बाहरी दबाव के बराबर होने से संबंधित है दबाव, इसलिए यह समझ में आता है कि बाहरी दबाव में वृद्धि के लिए वाष्प दबाव में वृद्धि की आवश्यकता होगी, जो गतिज में वृद्धि से प्राप्त होता है ऊर्जा।