रासायनिक बंधुता

रासायनिक भौतिकी और भौतिक रसायन विज्ञान में, रासायनिक बंधुता इलेक्ट्रॉनिक गुण धर्म है जिसके द्वारा भिन्न रासायनिक प्रजातियां रासायनिक यौगिक बनाने में सक्षम होती हैं। रासायनिक समानता या रासायनिक बंधुता एक परमाणु या यौगिक की रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा परमाणुओं या विपरीत संरचना के यौगिकों के साथ गठबंधन करने की प्रवृत्ति का भी उल्लेख कर सकती है।

रासायनिक संबंध की अवधारणा एक प्राचीन विचार है, जिसकी उत्पत्ति अभिचार से हुई है, जो विज्ञान से पहले का है। भौतिक रसायन विज्ञान समानता के सिद्धांत को विकसित करने वाले पहले वैज्ञानिक विषयों में से एक था। रसायन विज्ञान और भाषाशास्त्र सहित विभिन्न क्षेत्रों में संरचनात्मक संबंधों पर चर्चा करने के लिए लगभग 1600 के बाद से समानता शब्द का उपयोग किया गया है। अवधारणा पूरे इतिहास में विकसित हुई है, जिसमें अल्बर्टस मैग्नस, रॉबर्ट बॉयल और एंटोनी लेवोज़ियर जैसे उल्लेखनीय रसायनज्ञों ने सिद्धांत के विकास में योगदान दिया है।

पहली समानता तालिका, जिसने रासायनिक समानता की कल्पना करने में मदद की, 1718 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ एटिने फ्रांकोइस जियोफ्रॉय द्वारा प्रकाशित की गई थी। तालिका छात्रों को रसायन विज्ञान पढ़ाने में एक महत्वपूर्ण उपकरण थी और 18 वीं शताब्दी के दौरान प्रमुख रसायनज्ञों द्वारा कई अनुकूलन किए गए। रासायनिक समानता की आधुनिक अवधारणा इलेक्ट्रॉनिक गुण धर्म को संदर्भित करती है जो असमान रासायनिक प्रजातियों को यौगिक बनाने की अनुमति देती है, साथ ही साथ परमाणुओं या यौगिकों की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संयोजन करने की प्रवृत्ति के विपरीत होती है।

आज, समानता उस घटना से संबंधित है जहां कुछ परमाणु या अणु बंधन या एकत्रित होते हैं। वर्तमान आईयूपीएसी परिभाषा समानता को गिब्स मुक्त ऊर्जा से जोड़ती है, जहां समानता निरंतर दबाव और तापमान पर प्रतिक्रिया की सीमा से संबंधित गिब्स मुक्त ऊर्जा का नकारात्मक आंशिक व्युत्पन्न है। बेल्जियम के गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी थियोफाइल डी डोनर ने रासायनिक प्रतिक्रिया की समानता और गिब्स मुक्त ऊर्जा के बीच एक संबंध निकाला, जिसे बाद में इल्या प्रोगोगिन और डिफे ने अपने काम, रासायनिक ऊष्मागतिकी में विस्तारित किया। अवधारणा पूरे इतिहास में विकसित हुई है, जिसमें अल्बर्टस मैग्नस, रॉबर्ट बॉयल और एंटोनी लेवोज़ियर जैसे उल्लेखनीय रसायनज्ञों ने सिद्धांत के विकास में योगदान दिया है।

प्रारंभिक सिद्धांत
समानता की अवधारणा अत्यंत पुरानी है। इसकी उत्पत्ति की पहचान करने के लिए कई प्रयास किए गए हैं। हालाँकि, इस तरह के अधिकांश प्रयास, सामान्य तरीके को छोड़कर, निरर्थक रूप से समाप्त हो जाते हैं, क्योंकि समानताएं सभी अभिचार (असाधारण) के आधार पर होती हैं, जिससे विज्ञान पूर्व-डेटिंग होता है। हालाँकि, भौतिक रसायन विज्ञान, समानता के सिद्धांत का अध्ययन करने और तैयार करने के लिए विज्ञान की पहली शाखाओं में से एक था। रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान में, दो पदार्थों, जैसे दो रसायनों, या एक एंटीजन और एक एंटीबॉडी के बीच आकर्षण की क्षमता समानता पहली बार जर्मन दार्शनिक अल्बर्टस मैग्नस द्वारा वर्ष 1250 के पास रासायनिक संबंध के अर्थ में प्रयोग किया गया था। बाद में, रॉबर्ट बॉयल, जॉन मेयो, जॉन ग्लॉबर, आइजैक न्यूटन और जॉर्ज स्टाल जैसे लोगों ने वैकल्पिक संबंधों पर विचारों को सामने रखा। दहन प्रतिक्रियाओं के दौरान ऊष्मा कैसे विकसित होती है, इसकी व्याख्या करें।

एफ़िनिटी शब्द का प्रयोग आलंकारिक रूप से सी के बाद से किया गया है। रसायन विज्ञान, भाषाशास्त्र आदि में संरचनात्मक संबंधों की चर्चा में 1600, और प्राकृतिक आकर्षण का संदर्भ 1616 से है। साथ ही, अधिक सामान्यतः, और पहले, पदार्थों के किसी भी जोड़े की "गठबंधन करने की प्रवृत्ति"। आत्मीयता स्थिर संतुलन से स्थिति के विचलन का सामान्य उपाय है। एफिनिटी, जैसा कि डी डोनर द्वारा प्रस्तुत किया गया है, एक रासायनिक परिवर्तन के दौरान पी, टी और सिस्टम संरचना के संदर्भ में परिभाषित एक थर्मोडायनामिक स्थिति विशेषता है। सामान्यतः पूरे इतिहास में उपयोग की जाने वाली व्यापक परिभाषा यह है कि रासायनिक बंधुता वह है जिससे पदार्थ प्रवेश करते हैं या अपघटन का विरोध करते हैं।

आधुनिक शब्द रासायनिक समानता अपने अठारहवीं शताब्दी के पूर्ववर्ती वैकल्पिक संबंध या वैकल्पिक आकर्षण का कुछ हद तक संशोधित रूप है, एक शब्द जिसका प्रयोग 18 वीं शताब्दी के रसायन विज्ञान व्याख्याता विलियम कुलेन द्वारा किया गया था। सामान्यतः पूरे इतिहास में उपयोग की जाने वाली व्यापक परिभाषा यह है कि रासायनिक बंधुता वह है जिससे पदार्थ प्रवेश करते हैं या अपघटन का विरोध करते हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि कुलेन ने मुहावरा गढ़ा है या नहीं, लेकिन उसका उपयोग अधिकांश अन्य लोगों से पहले का प्रतीत होता है, हालांकि यह तेजी से पूरे यूरोप में व्यापक हो गया, और विशेष रूप से स्वीडिश रसायनज्ञ टोरबर्न ओलोफ बर्गमैन द्वारा अपनी पुस्तक में इसका उपयोग किया गया था। डी आकर्षण बस प्रणाली (1775) 18वीं शताब्दी के मध्य से लेकर 19वीं शताब्दी तक के अधिकांश रसायनज्ञों द्वारा समानता के सिद्धांतों का उपयोग विभिन्न संयोजनों को समझाने और व्यवस्थित करने के लिए किया गया था जिसमें पदार्थ प्रवेश कर सकते थे और जिससे उन्हें पुनः प्राप्त किया जा सकता था। एंटोनी लेवोइसियर, अपने प्रसिद्ध 1789 ट्रेटे एलेमेंटेयर डी चिमी (रसायन विज्ञान के तत्व) में, बर्गमैन के काम को संदर्भित करता है और वैकल्पिक समानता या आकर्षण की अवधारणा पर चर्चा करता है।

रसायन विज्ञान के इतिहासकार हेनरी लीसेस्टर के अनुसार, 1923 की पाठ्यपुस्तक ऊष्मागतिकी एंड द फ्री एनर्जी ऑफ रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा गिल्बर्ट एन. लुईस और मर्ले रान्डेल ने अंग्रेजी बोलने वाले दुनिया के अधिकांश हिस्सों में ऊष्मागतिकी मुक्त ऊर्जा शब्द के स्थान पर समानता शब्द का प्रतिस्थापन किया।

प्रोगोगाइन के अनुसार, यह शब्द थियोफाइल डी डोनर द्वारा प्रस्तुत और विकसित किया गया था।

गेटे ने अपने उपन्यास वैकल्पिक समानताएं (1809) में इस अवधारणा का उपयोग किया। आधुनिक शब्द रासायनिक समानता अपने अठारहवीं शताब्दी के पूर्ववर्ती वैकल्पिक संबंध या वैकल्पिक आकर्षण का कुछ हद तक संशोधित रूप है, एक शब्द जिसका प्रयोग 18 वीं शताब्दी के रसायन विज्ञान व्याख्याता विलियम कुलेन द्वारा किया गया था।

दृश्य प्रतिनिधित्व
समानता की अवधारणा पर पदार्थों के दृश्य प्रतिनिधित्व से बहुत निकटता से जुड़ी हुई थी। पहली बार समानता तालिका, जो विस्थापन प्रतिक्रियाओं पर आधारित थी, 1718 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ एटिने फ्रांकोइस जियोफ्रॉय द्वारा प्रकाशित की गई थी। ज्योफरो का नाम इन तालिकाओं के संबंध में सबसे अच्छी तरह से जाना जाता है (टेबल डेस रैपर्ट्स), जिन्हें पहली बार 1718 और 1720 में फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज में प्रस्तुत किया गया था।

18वीं शताब्दी के दौरान तालिका के कई संस्करण स्वीडन में टोरबर्न बर्गमैन और स्कॉटलैंड में जोसेफ ब्लैक जैसे प्रमुख रसायनज्ञों के साथ नई रासायनिक खोजों को समायोजित करने के लिए इसे अपनाने के लिए प्रस्तावित किए गए थे। सभी तालिकाएँ अनिवार्य रूप से सूचियाँ थीं, जो विभिन्न अभिकर्मकों के लिए समान निकायों द्वारा प्रदर्शित समानता की अलग-अलग डिग्री दिखाते हुए, एक दूसरे पर पदार्थों की क्रियाओं पर टिप्पणियों को जोड़कर तैयार की गईं।

महत्वपूर्ण रूप से, तालिका केंद्रीय ग्राफिक उपकरण था जिसका उपयोग छात्रों को रसायन विज्ञान सिखाने के लिए किया जाता था और इसकी दृश्य व्यवस्था को प्रायः अन्य प्रकार के आरेखों के साथ जोड़ा जाता था। उदाहरण के लिए, जोसेफ ब्लैक ने रासायनिक समानता के मूल सिद्धांतों की कल्पना करने के लिए चियास्टिक और सर्कलेट आरेखों के संयोजन में तालिका का उपयोग किया। एफ़िनिटी टेबल का उपयोग पूरे यूरोप में 19वीं सदी की प्रारम्भ तक किया जाता था, जब क्लाउड लुइस बर्थोलेट द्वारा प्रारम्भ की गई एफ़िनिटी की अवधारणाओं ने उन्हें विस्थापित कर दिया था।

आधुनिक अवधारणाएँ
रासायनिक भौतिकी और भौतिक रसायन विज्ञान में, रासायनिक बंधुता इलेक्ट्रॉनिक गुण धर्म है जिसके द्वारा भिन्न रासायनिक प्रजातियां रासायनिक यौगिक बनाने में सक्षम हैं। रासायनिक समानता एक परमाणु या यौगिक की रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा परमाणुओं या विपरीत संरचना के यौगिकों के साथ गठबंधन करने की प्रवृत्ति का भी उल्लेख कर सकती है।

आधुनिक शब्दों में, हम समानता को उस परिघटना से संबंधित करते हैं जिससे कुछ परमाणुओं या अणुओं में एकत्रीकरण या बंधन की प्रवृत्ति होती है। उदाहरण के लिए, 1919 की पुस्तक केमिस्ट्री ऑफ ह्यूमन लाइफ फिजिशियन जॉर्ज डब्ल्यू केरी में कहा गया है कि, स्वास्थ्य आयरन फॉस्फेट Fe3(PO4)2 की उचित मात्रा पर निर्भर करता है। रक्त में, इस नमक के अणुओं के लिए ऑक्सीजन के लिए रासायनिक संबंध हैं और इसे जीव के सभी भागों में ले जाते हैं। इस प्राचीन संदर्भ में, रासायनिक बंधुता को कभी-कभी चुंबकीय आकर्षण शब्द का पर्यायवाची माना जाता है। लगभग 1925 तक के कई लेख भी रासायनिक बंधुता के नियम का उल्लेख करते हैं।

इल्या प्रिझोगिन ने समानता की अवधारणा को संक्षेप में कहा, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएं प्रणाली को रासायनिक संतुलन की स्थिति में ले जाती हैं जिसमें प्रतिक्रियाओं की समानताएं अदृश्य हो जाती हैं।

ऊष्मागतिकी
वर्तमान शुद्ध और व्यावहारिक रसायन के अंतर्राष्ट्रीय संघ की परिभाषा यह है कि एफिनिटी A गिब्स मुक्त ऊर्जा G का नकारात्मक आंशिक व्युत्पन्न है, जो निरंतर दबाव और तापमान पर प्रतिक्रिया की सीमा के संबंध में है। वह है,
 * $$A = -\left(\frac{\partial G}{\partial \xi}\right)_{P,T}.$$

यह इस प्रकार है कि सहज प्रक्रिया के लिए समानता सकारात्मक है।

1923 में, बेल्जियम के गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी थियोफाइल डी डोनर ने समानता और रासायनिक प्रतिक्रिया की गिब्स मुक्त ऊर्जा के बीच एक संबंध निर्दिष्ट किया। व्युत्पत्तियों की एक श्रृंखला के माध्यम से, डी डोनर ने दिखाया कि यदि हम रासायनिक प्रतिक्रिया की संभावना के साथ रासायनिक प्रजातियों के मिश्रण पर विचार करते हैं, तो यह सिद्ध किया जा सकता है कि निम्नलिखित संबंध रखता है:


 * $$ A = -\Delta_rG. \,$$

उदाहरण के तौर पर थियोफाइल डी डोनर के लेखन के साथ, इल्या प्रोगोगाइन और डिफे इन रासायनिक ऊष्मागतिकी (1954) ने रासायनिक समानता को परिभाषित किया, जो प्रतिक्रिया Q' की असम्बद्ध ऊष्मा के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित या प्रतिक्रिया की सीमा ξ असीम रूप से बढ़ती है:


 * $$A = \frac{{\mathrm d}Q'}{{\mathrm d}\xi}. \, $$

यह परिभाषा दोनों संतुलन प्रणालियों की स्थिति के लिए उत्तरदायी कारकों को मापने के लिए उपयोगी है (जहां A = 0), और गैर-संतुलन प्रणालियों की स्थिति में परिवर्तन के लिए (जहाँ A ≠ 0)।

यह भी देखें

 * रसायन विज्ञान
 * रासायनिक बंध
 * वैद्युतीयऋणात्मकता
 * इलेक्ट्रान बन्धुता
 * एटिने फ्रांकोइस जियोफ्रॉय - जियोफ्रॉय की 1718 एफिनिटी टेबल
 * संयोजकता (रसायन विज्ञान)
 * एफ़िनिटी क्रोमेटोग्राफ़ी
 * समानता वैद्युतकणसंचलन

बाहरी संबंध

 * William Whewell. "Establishment and Development of the Idea of Chemical Affinity". History of Scientific Ideas. 2:15ff.
 * Chemical Affinity and Absolute Zero - 1920 Nobel Prize in Chemistry Presentation Speech by Gerard De Geer