ट्रिपलेट ऑक्सीजन

ट्रिपल ऑक्सीजन, 3O2 आणविक ऑक्सीजन (डाइऑक्सीजन) के S = 1 इलेक्ट्रॉनिक  जमीनी राज्य को संदर्भित करता है। यह ऑक्सीजन के अलॉट्रोप्स का सबसे स्थिर और सामान्य  अपररूपता है। ट्रिपलेट ऑक्सीजन के अणु में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो ट्रिपलेट ऑक्सीजन को एक स्थिर और सामान्य रूप से सामना किए जाने वाले  diradical का एक असामान्य उदाहरण बनाते हैं: यह एकल अवस्था की तुलना में त्रिक अवस्था के रूप में अधिक स्थिर है। आणविक कक्षीय सिद्धांत के अनुसार, ट्रिपलेट ऑक्सीजन के इलेक्ट्रॉन विन्यास में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं जो समान ऊर्जा के दो π आणविक ऑर्बिटल्स (MOs) पर कब्जा कर लेते हैं (अर्थात, ऊर्जा स्तर कम हो जाते हैं)। हंड के नियमों के अनुसार, वे इलेक्ट्रॉन जोड़ी और स्पिन-समानांतर रहते हैं और आणविक ऑक्सीजन के अनुचुंबकत्व के लिए खाते हैं। ये आधे भरे हुए कक्षक चरित्र में प्रति-बंधन हैं, अणु के समग्र बंधन क्रम को 3 के अधिकतम मान (जैसे, डाइनाइट्रोजन) से घटाकर 2 कर देते हैं, जो तब होता है जब ये प्रति-बंधन कक्षक पूरी तरह से खाली रहते हैं। ट्रिपलेट ऑक्सीजन के लिए आणविक शब्द प्रतीक है 3एस$− g$.

स्पिन
एस ={{1/2}डीजनरेट ऑर्बिटल्स में दो इलेक्ट्रॉनों के स्पिन (भौतिकी) से कुल 2 × × 2 = 4 स्वतंत्र स्पिन अवस्थाएँ बनती हैं। एक्सचेंज इंटरेक्शन इन्हें एक सिंगल स्टेट (कुल स्पिन एस = 0) और 3 पतित ट्रिपल स्टेट्स (एस = 1) के एक सेट में विभाजित करता है। हंड के नियमों के अनुसार, त्रिक अवस्थाएँ ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल होती हैं, और S = 1 के कुल इलेक्ट्रॉन स्पिन के साथ अणु की जमीनी अवस्था के अनुरूप होती हैं। S = 0 स्थिति के लिए उत्तेजना अधिक प्रतिक्रियाशील, मेटास्टेबल सिंगलेट ऑक्सीजन का परिणाम देती है।

लुईस संरचना
क्योंकि इसकी जमीनी अवस्था में अणु में गैर-शून्य स्पिन चुंबकीय क्षण होता है, ऑक्सीजन अनुचुंबकीय है; यानी यह चुंबक के ध्रुवों की ओर आकर्षित हो सकता है। इस प्रकार, जोड़े में सभी इलेक्ट्रॉनों के साथ लुईस संरचना ओ = ओ आणविक ऑक्सीजन में बंधन की प्रकृति का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व नहीं करती है। हालांकि, वैकल्पिक संरचना •O-O• भी अपर्याप्त है, क्योंकि इसका तात्पर्य एकल बंधन चरित्र से है, जबकि प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित बांड की लंबाई 121 picometre  है हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एचओ-ओएच) में एकल बांड की तुलना में बहुत छोटा है जिसकी लंबाई 147.5 बजे है। यह इंगित करता है कि ट्रिपलेट ऑक्सीजन में एक उच्च बंधन क्रम है। आणविक कक्षीय सिद्धांत का उपयोग एक साथ देखे गए पैरामैग्नेटिज़्म और लघु बंधन लंबाई के लिए सही ढंग से करने के लिए किया जाना चाहिए। एक आणविक कक्षीय सिद्धांत ढांचे के तहत, ट्रिपलेट डाइऑक्सीजन में ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन को एक पूर्ण σ बांड और दो π अर्ध-बॉन्ड के रूप में वर्णित किया जाता है, प्रत्येक आधा-बॉन्ड को सहसंयोजक बंधन # एक- और तीन-इलेक्ट्रॉन बांड द्वारा हिसाब किया जाता है। दो- केंद्र तीन-इलेक्ट्रॉन (2c-3e) बॉन्डिंग, दो (1+2×) का नेट बॉन्ड ऑर्डर देने के लिए$1⁄2$), जबकि स्पिन स्थिति (S = 1) के लिए भी लेखांकन। त्रिक डाइऑक्सीजन के मामले में, प्रत्येक 2c-3e बंधन में π में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं।u बॉन्डिंग ऑर्बिटल और एक π में एक इलेक्ट्रॉनg एंटीबॉन्डिंग ऑर्बिटल का नेट बॉन्ड ऑर्डर योगदान देने के लिए $1⁄2$.

लुईस संरचनाओं के निर्माण के सामान्य नियमों को 2c-3e बॉन्ड वाले ट्रिपलेट डाइऑक्सीजन या नाइट्रिक ऑक्साइड जैसे अणुओं को समायोजित करने के लिए संशोधित किया जाना चाहिए। इस संबंध में कोई सहमति नहीं है; लिनस पॉलिंग ने तीन-इलेक्ट्रॉन बांड (चित्रण देखें) का प्रतिनिधित्व करने के लिए तीन निकटवर्ती समरेख बिंदुओं के उपयोग का सुझाव दिया है।

तरल अवस्था में अवलोकन
डाइअॉॉक्सिन के अनुचुंबकत्व का निरीक्षण करने का एक सामान्य प्रायोगिक तरीका इसे तरल चरण में ठंडा करना है। जब मजबूत चुम्बकों के ध्रुवों के बीच डाला जाता है जो एक साथ करीब होते हैं तो तरल ऑक्सीजन को निलंबित किया जा सकता है। या एक चुंबक तरल ऑक्सीजन की धारा को उड़ेलते ही खींच सकता है। आणविक कक्षीय सिद्धांत इन अवलोकनों की व्याख्या प्रदान करता है।

प्रतिक्रिया
असामान्य इलेक्ट्रॉन विन्यास आणविक ऑक्सीजन को कई अन्य अणुओं के साथ सीधे प्रतिक्रिया करने से रोकता है, जो अक्सर एकल अवस्था में होते हैं। हालाँकि, ट्रिपलेट ऑक्सीजन एक नए रेडिकल बनाने के लिए डबल अवस्था में अणुओं के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करेगा।

स्पिन क्वांटम संख्या के संरक्षण के लिए एक बंद शेल (एकल राज्य में एक अणु) के साथ ट्रिपल ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया में ट्रिपल संक्रमण राज्य की आवश्यकता होगी। आवश्यक अतिरिक्त ऊर्जा परिवेश के तापमान पर प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया को रोकने के लिए पर्याप्त है, लेकिन सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील सबस्ट्रेट्स, उदा। सफेद फास्फोरस। उच्च तापमान पर या उपयुक्त उत्प्रेरक की उपस्थिति में प्रतिक्रिया अधिक आसानी से आगे बढ़ती है। उदाहरण के लिए, अधिकांश ज्वलनशील पदार्थों को एक स्वत: प्रज्वलन तापमान की विशेषता होती है, जिस पर वे बाहरी लौ या चिंगारी के बिना हवा में दहन करेंगे।

बाहरी स्रोत

 * http://meta-synthesis.com/webbook/16_diradical/diradical.html

श्रेणी:ऑक्सीजन के आवंटन