अणु: Difference between revisions
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[[File:Pentacene on Ni(111) STM.jpg|thumb|[[ पेंटासीन | पेंटासीन]] अणुओं की एक अवलोकन टनलिंग सूक्ष्मदर्शी यंत्र , जिसमें पांच कार्बन के छल्लों की रैखिक श्रृंखलाएं होती हैं।<ref>{{cite journal|doi=10.1039/C4NR07057G|pmid=25619890|title=Pentacene on Ni(111): Room-temperature molecular packing and temperature-activated conversion to graphene|journal=Nanoscale|volume=7|issue=7|pages=3263–9|year=2015|last1=Dinca|first1=L.E.|last2=De Marchi|first2=F.|last3=MacLeod|first3=J.M.|last4=Lipton-Duffin|first4=J.|last5=Gatti|first5=R.|last6=Ma|first6=D.|last7=Perepichka|first7=D.F.|last8=Rosei|first8=F.|author-link7=Dmitrii Perepichka|bibcode= 2015Nanos...7.3263D}}</ref>]] | [[File:Pentacene on Ni(111) STM.jpg|thumb|[[ पेंटासीन | पेंटासीन]] अणुओं की एक अवलोकन टनलिंग सूक्ष्मदर्शी यंत्र , जिसमें पांच कार्बन के छल्लों की रैखिक श्रृंखलाएं होती हैं।<ref>{{cite journal|doi=10.1039/C4NR07057G|pmid=25619890|title=Pentacene on Ni(111): Room-temperature molecular packing and temperature-activated conversion to graphene|journal=Nanoscale|volume=7|issue=7|pages=3263–9|year=2015|last1=Dinca|first1=L.E.|last2=De Marchi|first2=F.|last3=MacLeod|first3=J.M.|last4=Lipton-Duffin|first4=J.|last5=Gatti|first5=R.|last6=Ma|first6=D.|last7=Perepichka|first7=D.F.|last8=Rosei|first8=F.|author-link7=Dmitrii Perepichka|bibcode= 2015Nanos...7.3263D}}</ref>]] | ||
[[File:TOAT AFM.png|thumb|1,5,9-ट्रायोक्सो -13-एजेट्रेेेगुलिन एएफएम छवि और इसकी रासायनिक संरचना की।<ref>{{cite journal|doi=10.1038/ncomms11560|pmid=27230940|pmc=4894979|title=Mapping the electrostatic force field of single molecules from high-resolution scanning probe images|journal=Nature Communications|volume=7|pages=11560|year=2016|last1=Hapala|first1=Prokop|last2=Švec|first2=Martin|last3=Stetsovych|first3=Oleksandr|last4=Van Der Heijden|first4=Nadine J.|last5=Ondráček|first5=Martin|last6=Van Der Lit|first6=Joost|last7=Mutombo|first7=Pingo|last8=Swart|first8=Ingmar|last9=Jelínek|first9=Pavel|bibcode=2016NatCo...711560H}}</ref>]] | [[File:TOAT AFM.png|thumb|1,5,9-ट्रायोक्सो -13-एजेट्रेेेगुलिन एएफएम छवि और इसकी रासायनिक संरचना की।<ref>{{cite journal|doi=10.1038/ncomms11560|pmid=27230940|pmc=4894979|title=Mapping the electrostatic force field of single molecules from high-resolution scanning probe images|journal=Nature Communications|volume=7|pages=11560|year=2016|last1=Hapala|first1=Prokop|last2=Švec|first2=Martin|last3=Stetsovych|first3=Oleksandr|last4=Van Der Heijden|first4=Nadine J.|last5=Ondráček|first5=Martin|last6=Van Der Lit|first6=Joost|last7=Mutombo|first7=Pingo|last8=Swart|first8=Ingmar|last9=Jelínek|first9=Pavel|bibcode=2016NatCo...711560H}}</ref>]] | ||
एक '''''अणु''''' दो या दो से अधिक [[ परमाणु |परमाणु]]ओं का एक समूह होता है जो आकर्षक बलों द्वारा एक साथ जुडा होता है जिसे [[ रासायनिक बंध | रासायनिक बंध]]न कहा जाता है; संदर्भ के आधार पर, शब्द में आयन सम्मिलित हो सकते हैं या नहीं भी हो सकते हैं जो इस मानदंड को पूरा करते हैं।<ref name="iupac">{{GoldBookRef| title=Molecule|file=M04002|accessdate=23 February 2016}}</ref><ref>{{cite book| author= Ebbin, Darrell D.| title= General Chemistry |edition=3rd| date= 1990| publisher= [[Houghton Mifflin Co.]]| location= Boston| isbn= 978-0-395-43302-7}}</ref><ref>{{cite book| author= Brown, T.L. |author2=Kenneth C. Kemp |author3=Theodore L. Brown |author4=Harold Eugene LeMay |author5=Bruce Edward Bursten |title= Chemistry – the Central Science | url= https://archive.org/details/studentlectureno00theo | url-access= registration |edition=9th| date= 2003| publisher= [[Prentice Hall]]| location= New Jersey| isbn= 978-0-13-066997-1}}</ref><ref>{{cite book| last= Chang| first= Raymond| title= Chemistry | url= https://archive.org/details/chemistry00chan_0| url-access= registration|edition=6th| date= 1998| publisher= [[McGraw Hill]]| location= New York| isbn= 978-0-07-115221-1}}</ref><ref>{{cite book| author= Zumdahl, Steven S.| title= Chemistry |edition=4th| date= 1997| publisher= Houghton Mifflin| location= Boston| isbn= 978-0-669-41794-4}}</ref> क्वांटम भौतिकी, कार्बनिक रसायन विज्ञान और जैव रसायन मे आयनों से | एक '''''अणु''''' दो या दो से अधिक [[ परमाणु |परमाणु]]ओं का एक समूह होता है जो आकर्षक बलों द्वारा एक साथ जुडा होता है जिसे [[ रासायनिक बंध | रासायनिक बंध]]न कहा जाता है; संदर्भ के आधार पर, शब्द में आयन सम्मिलित हो सकते हैं या नहीं भी हो सकते हैं जो इस मानदंड को पूरा करते हैं।<ref name="iupac">{{GoldBookRef| title=Molecule|file=M04002|accessdate=23 February 2016}}</ref><ref>{{cite book| author= Ebbin, Darrell D.| title= General Chemistry |edition=3rd| date= 1990| publisher= [[Houghton Mifflin Co.]]| location= Boston| isbn= 978-0-395-43302-7}}</ref><ref>{{cite book| author= Brown, T.L. |author2=Kenneth C. Kemp |author3=Theodore L. Brown |author4=Harold Eugene LeMay |author5=Bruce Edward Bursten |title= Chemistry – the Central Science | url= https://archive.org/details/studentlectureno00theo | url-access= registration |edition=9th| date= 2003| publisher= [[Prentice Hall]]| location= New Jersey| isbn= 978-0-13-066997-1}}</ref><ref>{{cite book| last= Chang| first= Raymond| title= Chemistry | url= https://archive.org/details/chemistry00chan_0| url-access= registration|edition=6th| date= 1998| publisher= [[McGraw Hill]]| location= New York| isbn= 978-0-07-115221-1}}</ref><ref>{{cite book| author= Zumdahl, Steven S.| title= Chemistry |edition=4th| date= 1997| publisher= Houghton Mifflin| location= Boston| isbn= 978-0-669-41794-4}}</ref> क्वांटम भौतिकी, कार्बनिक रसायन विज्ञान और जैव रसायन मे आयनों से अंतर को हटा दिया जाता है और बहुपरमाणुक आयनों के संदर्भ मे प्रायः अणु का उपयोग किया जाता है। | ||
एक अणु [[ होमोन्यूक्लियर | | एक अणु [[ होमोन्यूक्लियर |समानाभिकीय]] हो सकता है, अर्थात इसमें [[ रासायनिक तत्व | रासायनिक तत्व]] के परमाणु होते हैं, उदाहरण के लिए [[ ऑक्सीजन |ऑक्सीजन (O .)<sub>2</sub>]] अणु में दो परमाणु<sub>,</sub> या यह[[ हेटेरोन्यूक्लियर | विषमनाभिकीय]] हो सकता है, एक [[ रासायनिक यौगिक | रासायनिक यौगिक]] जो एक से अधिक तत्वों से बना होता है, जैसे पानी(H<sub>2</sub>O) मे दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु। गैसों के गतिज सिद्धांत में, अणु शब्द का प्रयोग प्रायः किसी भी गैसीय [[ कण |कण]] के लिए किया जाता है, चाहे उसकी संरचना कुछ भी हो। यह इस आवश्यकता को कम करता है कि एक अणु में दो या दो से अधिक परमाणु होते हैं, क्योंकि उत्कृष्ट गैसें विशिष्ट परमाणु होती हैं।<ref>{{cite book |last=Chandra |first=Sulekh |title=Comprehensive Inorganic Chemistry |date=2005 |publisher=New Age Publishers |isbn=978-81-224-1512-4}}</ref> [[ हाइड्रोजन बंध |हाइड्रोजन बंध]] या [[ आयोनिक बंध | आयोनिक बंध,]] जैसे गैर-सहसंयोजक, अन्तःक्रियाओ से जुड़े मिश्रित परमाणुओ को आमतौर पर एकल अणु नहीं माना जाता है।<ref>{{cite encyclopedia|title=Molecule|encyclopedia=[[Encyclopædia Britannica]]|date=22 January 2016|url=http://global.britannica.com/science/molecule|access-date=23 February 2016|archive-date=3 May 2020|archive-url=https://web.archive.org/web/20200503044729/https://global.britannica.com/science/molecule|url-status=live}}</ref> | ||
अणुओं के समान अवधारणाओं पर प्राचीन काल से चर्चा की गई है, लेकिन अणुओं की प्रकृति और उनके बंधनों की आधुनिक जांच सत्तरहवीं शताब्दी में प्रारंभ हुई। रॉबर्ट बॉयल, [[ एमेडियो अवोगाद्रो |एमेडियो अवोगाद्रो]],[[ जीन-बैप्टिस्ट पेरिन |जीन-बैप्टिस्ट पेरिन]] और [[ लिनुस पॉलिंग |लिनुस पॉलिंग]] जैसे वैज्ञानिकों द्वारा समय के साथ परिष्कृत, अणुओं के अध्ययन को आज [[ आणविक भौतिकी | आणविक भौतिकी]] या आणविक रसायन विज्ञान के रूप में जाना जाता है। | अणुओं के समान अवधारणाओं पर प्राचीन काल से चर्चा की गई है, लेकिन अणुओं की प्रकृति और उनके बंधनों की आधुनिक जांच सत्तरहवीं शताब्दी में प्रारंभ हुई। रॉबर्ट बॉयल, [[ एमेडियो अवोगाद्रो |एमेडियो अवोगाद्रो]],[[ जीन-बैप्टिस्ट पेरिन |जीन-बैप्टिस्ट पेरिन]] और [[ लिनुस पॉलिंग |लिनुस पॉलिंग]] जैसे वैज्ञानिकों द्वारा समय के साथ परिष्कृत, अणुओं के अध्ययन को आज [[ आणविक भौतिकी | आणविक भौतिकी]] या आणविक रसायन विज्ञान के रूप में जाना जाता है। | ||
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अणु की परिभाषा विकसित हुई | अणु की परिभाषा विकसित हुई क्योंकि अणुओं की संरचना के ज्ञान मे वृद्धि हुई है। पहले की परिभाषाएँ कम सटीक थीं, अणुओं को शुद्ध रासायनिक पदार्थों के सबसे छोटे कणों के रूप मे परिभाषित करना जो अभी भी अपनी संरचना और रासायनिक गुणों को बनाए रखते है।<ref>[http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/glossary/m.shtml#molecule Molecule Definition] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20141013143129/http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/glossary/m.shtml#molecule|date=13 October 2014}} ([[Frostburg State University]])</ref> यह परिभाषा प्रायः टूट जाती है क्योंकि सामान्य अनुभव में कई पदार्थ, जैसे कि चट्टानें, नमक और[[ धातु | धातु,]] रासायनिक रूप से बंधे परमाणुओं या [[ आयन |आयनों]] के बड़े क्रिस्टलीय नेटवर्क से बने होते हैं, लेकिन असंतत अणुओं से नहीं बने होते हैं। | ||
अणुओं की आधुनिक अवधारणा को पूर्व-वैज्ञानिक और ग्रीक दार्शनिकों जैसे [[ ल्यूसिपस ]] और [[ डेमोक्रिटस ]] की ओर देखा जा सकता है, जिन्होंने तर्क दिया कि सभी ब्रह्मांड परमाणु सिद्धांत से बना है। लगभग 450 ईसा पूर्व [[ एम्पिदोक्लेस ]] ने [[ शास्त्रीय तत्व ]] की कल्पना की (अग्नि (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Fire_symbol_(alchemical).svg|20x20px), [[ पृथ्वी (शास्त्रीय तत्व) ]] ([[File:Earth_symbol_(alchemical).svg|20x20px), [[ वायु (शास्त्रीय तत्व) ]] ([[File:Air_symbol_(alchemical).svg|20x20px), और पानी (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Water_symbol_(alchemical).svg|20x20px)) और आकर्षण और प्रतिकर्षण की ताकतें तत्वों को बातचीत करने की अनुमति देती हैं। | अणुओं की आधुनिक अवधारणा को पूर्व-वैज्ञानिक और ग्रीक दार्शनिकों जैसे [[ ल्यूसिपस ]] और [[ डेमोक्रिटस ]] की ओर देखा जा सकता है, जिन्होंने तर्क दिया कि सभी ब्रह्मांड परमाणु सिद्धांत से बना है। लगभग 450 ईसा पूर्व [[ एम्पिदोक्लेस ]] ने [[ शास्त्रीय तत्व ]] की कल्पना की (अग्नि (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Fire_symbol_(alchemical).svg|20x20px), [[ पृथ्वी (शास्त्रीय तत्व) ]] ([[File:Earth_symbol_(alchemical).svg|20x20px), [[ वायु (शास्त्रीय तत्व) ]] ([[File:Air_symbol_(alchemical).svg|20x20px), और पानी (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Water_symbol_(alchemical).svg|20x20px)) और आकर्षण और प्रतिकर्षण की ताकतें तत्वों को बातचीत करने की अनुमति देती हैं। | ||
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अन्य उपयोगों के लिए, अणु (बहुविकल्पी) देखें।
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एक अणु दो या दो से अधिक परमाणुओं का एक समूह होता है जो आकर्षक बलों द्वारा एक साथ जुडा होता है जिसे रासायनिक बंधन कहा जाता है; संदर्भ के आधार पर, शब्द में आयन सम्मिलित हो सकते हैं या नहीं भी हो सकते हैं जो इस मानदंड को पूरा करते हैं।[4][5][6][7][8] क्वांटम भौतिकी, कार्बनिक रसायन विज्ञान और जैव रसायन मे आयनों से अंतर को हटा दिया जाता है और बहुपरमाणुक आयनों के संदर्भ मे प्रायः अणु का उपयोग किया जाता है।
एक अणु समानाभिकीय हो सकता है, अर्थात इसमें रासायनिक तत्व के परमाणु होते हैं, उदाहरण के लिए ऑक्सीजन (O .)2 अणु में दो परमाणु, या यह विषमनाभिकीय हो सकता है, एक रासायनिक यौगिक जो एक से अधिक तत्वों से बना होता है, जैसे पानी(H2O) मे दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु। गैसों के गतिज सिद्धांत में, अणु शब्द का प्रयोग प्रायः किसी भी गैसीय कण के लिए किया जाता है, चाहे उसकी संरचना कुछ भी हो। यह इस आवश्यकता को कम करता है कि एक अणु में दो या दो से अधिक परमाणु होते हैं, क्योंकि उत्कृष्ट गैसें विशिष्ट परमाणु होती हैं।[9] हाइड्रोजन बंध या आयोनिक बंध, जैसे गैर-सहसंयोजक, अन्तःक्रियाओ से जुड़े मिश्रित परमाणुओ को आमतौर पर एकल अणु नहीं माना जाता है।[10]
अणुओं के समान अवधारणाओं पर प्राचीन काल से चर्चा की गई है, लेकिन अणुओं की प्रकृति और उनके बंधनों की आधुनिक जांच सत्तरहवीं शताब्दी में प्रारंभ हुई। रॉबर्ट बॉयल, एमेडियो अवोगाद्रो,जीन-बैप्टिस्ट पेरिन और लिनुस पॉलिंग जैसे वैज्ञानिकों द्वारा समय के साथ परिष्कृत, अणुओं के अध्ययन को आज आणविक भौतिकी या आणविक रसायन विज्ञान के रूप में जाना जाता है।
व्युत्पत्ति
मेरिएम वेबस्टर और सक्रिय व्युत्पत्ति शब्दकोश के अनुसार, ''अणु'' शब्द लैटिन मोल (इकाई) या द्रव्यमान की छोटी इकाई से निकला है। यह शब्द फ्रेंच मॉलिक्यूल(1678) से लिया गया है, जो नए शब्द लैटिन मॉलिक्यूला का लैटिन मोल ''द्रव्यमान झिल्ली'' से छोटा है। यह शब्द, जो अठारहवीं शताब्दी के अंत तक केवल लैटिन रूप में प्रयोग किया जाता था, रेने डेसकार्टेस द्वारा तत्वज्ञान के कार्यों में उपयोग किए जाने के बाद लोकप्रिय हो गया।[11][12]
इतिहास
अणु की परिभाषा विकसित हुई क्योंकि अणुओं की संरचना के ज्ञान मे वृद्धि हुई है। पहले की परिभाषाएँ कम सटीक थीं, अणुओं को शुद्ध रासायनिक पदार्थों के सबसे छोटे कणों के रूप मे परिभाषित करना जो अभी भी अपनी संरचना और रासायनिक गुणों को बनाए रखते है।[13] यह परिभाषा प्रायः टूट जाती है क्योंकि सामान्य अनुभव में कई पदार्थ, जैसे कि चट्टानें, नमक और धातु, रासायनिक रूप से बंधे परमाणुओं या आयनों के बड़े क्रिस्टलीय नेटवर्क से बने होते हैं, लेकिन असंतत अणुओं से नहीं बने होते हैं।
अणुओं की आधुनिक अवधारणा को पूर्व-वैज्ञानिक और ग्रीक दार्शनिकों जैसे ल्यूसिपस और डेमोक्रिटस की ओर देखा जा सकता है, जिन्होंने तर्क दिया कि सभी ब्रह्मांड परमाणु सिद्धांत से बना है। लगभग 450 ईसा पूर्व एम्पिदोक्लेस ने शास्त्रीय तत्व की कल्पना की (अग्नि (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Fire_symbol_(alchemical).svg|20x20px), पृथ्वी (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Earth_symbol_(alchemical).svg|20x20px), वायु (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Air_symbol_(alchemical).svg|20x20px), और पानी (शास्त्रीय तत्व) ([[File:Water_symbol_(alchemical).svg|20x20px)) और आकर्षण और प्रतिकर्षण की ताकतें तत्वों को बातचीत करने की अनुमति देती हैं।
एक पाँचवाँ तत्व, अविनाशी सर्वोत्कृष्ट ईथर (शास्त्रीय तत्व) , को स्वर्गीय पिंडों का मूलभूत निर्माण खंड माना जाता था। ल्यूसिपस और एम्पेडोकल्स का दृष्टिकोण, एथर के साथ, अरस्तू द्वारा स्वीकार किया गया था और मध्ययुगीन और पुनर्जागरण यूरोप को पारित कर दिया गया था।
अधिक ठोस तरीके से, हालांकि, बंधुआ परमाणुओं के समुच्चय या इकाइयों की अवधारणा, यानी अणु, रॉबर्ट बॉयल की 1661 की परिकल्पना के लिए अपनी उत्पत्ति का पता लगाते हैं, उनके प्रसिद्ध ग्रंथ द स्केप्टिकल चिमिस्ट में, वह पदार्थ कणों के समूहों और उस रासायनिक परिवर्तन से बना है। क्लस्टर के पुनर्व्यवस्था के परिणाम। बॉयल ने तर्क दिया कि पदार्थ के मूल तत्वों में विभिन्न प्रकार और कणों के आकार होते हैं, जिन्हें कॉर्पसकल कहा जाता है, जो स्वयं को समूहों में व्यवस्थित करने में सक्षम थे। 1789 में, विलियम हिगिंस (रसायनज्ञ) ने उन विचारों को प्रकाशित किया जिन्हें उन्होंने परम कणों के संयोजन कहा था, जिसने संयोजकता बांड की अवधारणा को पूर्वाभास दिया। यदि, उदाहरण के लिए, हिगिंस के अनुसार, ऑक्सीजन के अंतिम कण और नाइट्रोजन के अंतिम कण के बीच का बल 6 था, तो बल की ताकत को तदनुसार विभाजित किया जाएगा, और इसी तरह परम कणों के अन्य संयोजनों के लिए।
Amedeo Avogadro ने अणु शब्द बनाया।[14] उनका 1811 का पेपर निबंध, निकायों के प्राथमिक अणुओं के सापेक्ष द्रव्यमान का निर्धारण पर, वह अनिवार्य रूप से कहता है, यानी जेआर पार्टिंगटन के ए शॉर्ट हिस्ट्री ऑफ केमिस्ट्री के अनुसार, कि:[15]
The smallest particles of gases are not necessarily simple atoms, but are made up of a certain number of these atoms united by attraction to form a single molecule.
इन अवधारणाओं के समन्वय में, 1833 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ मार्क एंटोनी अगस्टे गौडीन ने अवोगाद्रो की परिकल्पना का एक स्पष्ट विवरण प्रस्तुत किया,[16] परमाणु भार के संबंध में, आयतन आरेखों का उपयोग करके, जो स्पष्ट रूप से अर्ध-सही आणविक ज्यामिति, जैसे कि एक रैखिक पानी के अणु, और सही आणविक सूत्र, जैसे H दोनों को स्पष्ट रूप से दिखाते हैं।2ओ:
1917 में, लिनुस पॉलिंग नाम का एक अज्ञात अमेरिकी स्नातक रसायन इंजीनियर ओरेगॉन कृषि कॉलेज में डाल्टन मॉडल | डाल्टन हुक-एंड-आई बॉन्डिंग विधि सीख रहा था, जो उस समय परमाणुओं के बीच बंधन का मुख्य विवरण था। हालाँकि, पॉलिंग इस पद्धति से संतुष्ट नहीं थे और उन्होंने एक नई विधि के लिए क्वांटम भौतिकी के नए उभरते क्षेत्र की ओर देखा। 1926 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जॉन पेरिन को अणुओं के अस्तित्व को साबित करने के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला। उन्होंने तीन अलग-अलग तरीकों का उपयोग करके अवोगाद्रो की संख्या की गणना करके ऐसा किया, जिसमें सभी तरल चरण प्रणालियों को शामिल किया गया था। पहला, उन्होंने गैंबोज साबुन की तरह इमल्शन का इस्तेमाल किया, दूसरा ब्राउनियन गति पर प्रायोगिक कार्य करके, और तीसरा तरल चरण में आइंस्टीन के कण रोटेशन के सिद्धांत की पुष्टि करके।[17] 1927 में, भौतिकविदों फ़्रिट्ज़ लंदन और वाल्टर हिटलर ने हाइड्रोजन अणु के संतृप्त, गैर-गतिशील आकर्षण और प्रतिकर्षण, यानी विनिमय बलों के साथ सौदे के लिए नए क्वांटम यांत्रिकी को लागू किया। इस समस्या का उनके संयोजकता बांड उपचार, उनके संयुक्त पत्र में,[18] यह एक मील का पत्थर था जिसमें यह रसायन विज्ञान को क्वांटम यांत्रिकी के तहत लाया। उनका काम पॉलिंग पर एक प्रभाव था, जिन्होंने अभी-अभी डॉक्टरेट की उपाधि प्राप्त की थी और एक गुगेनहाइम फैलोशिप पर ज्यूरिख में हिटलर और लंदन का दौरा किया था।
इसके बाद, 1931 में, हिटलर और लंदन के काम पर और लुईस के प्रसिद्ध लेख में पाए गए सिद्धांतों पर, पॉलिंग ने अपना महत्वपूर्ण लेख द नेचर ऑफ द केमिकल बॉन्ड प्रकाशित किया।[19] जिसमें उन्होंने अणुओं के गुणों और संरचनाओं की गणना करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग किया, जैसे बांड के बीच कोण और बांड के बारे में रोटेशन। इन अवधारणाओं पर, पॉलिंग ने CH . जैसे अणुओं में बंधों को ध्यान में रखते हुए संकरण सिद्धांत विकसित किया4, जिसमें चार sp³ संकरित कक्षक हाइड्रोजन के 1s कक्षक द्वारा अतिव्याप्त होते हैं, जिससे चार सिग्मा आबंध|सिग्मा (σ) आबंध प्राप्त होते हैं। चार बंधन समान लंबाई और ताकत के होते हैं, जो नीचे दिखाए गए अनुसार आणविक संरचना उत्पन्न करते हैं:
आण्विक विज्ञान
अणुओं के विज्ञान को आणविक रसायन विज्ञान या आणविक भौतिकी कहा जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि ध्यान रसायन विज्ञान पर है या भौतिकी पर। आणविक रसायन विज्ञान अणुओं के बीच बातचीत को नियंत्रित करने वाले कानूनों से संबंधित है, जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक बंधों का निर्माण और टूटना होता है, जबकि आणविक भौतिकी उनकी संरचना और गुणों को नियंत्रित करने वाले कानूनों से संबंधित है। व्यवहार में, हालांकि, यह भेद अस्पष्ट है। आणविक विज्ञान में, एक अणु में दो या दो से अधिक परमाणुओं से बनी एक स्थिर प्रणाली (बाध्य अवस्था ) होती है। बहुपरमाणुक आयनों को कभी-कभी विद्युत आवेशित अणुओं के रूप में उपयोगी माना जा सकता है। अस्थिर अणु शब्द का उपयोग बहुत प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान) प्रजातियों के लिए किया जाता है, अर्थात, इलेक्ट्रॉनों और परमाणु नाभिक की अल्पकालिक असेंबली (रेजोनेंस (रसायन विज्ञान)), जैसे कि रेडिकल (रसायन विज्ञान), आणविक आयन, Rydberg अणु, संक्रमण अवस्था, वैन डेर बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट के रूप में वाल्स बॉन्डिंग, या परमाणुओं के टकराने की प्रणाली।
व्यापकता
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पदार्थ के घटक के रूप में अणु आम हैं। वे अधिकांश महासागरों और वायुमंडल को भी बनाते हैं। अधिकांश कार्बनिक पदार्थ अणु होते हैं। जीवन के पदार्थ अणु हैं, उदा। प्रोटीन, अमीनो एसिड जिनसे वे बने हैं, न्यूक्लिक एसिड (डीएनए और आरएनए), शर्करा, कार्बोहाइड्रेट, वसा और विटामिन। पोषक तत्व खनिज आम तौर पर आयनिक यौगिक होते हैं, इस प्रकार वे अणु नहीं होते हैं, उदा। लौह सल्फेट।
हालाँकि, पृथ्वी पर अधिकांश परिचित ठोस पदार्थ आंशिक रूप से या पूरी तरह से क्रिस्टल या आयनिक यौगिकों से बने होते हैं, जो अणुओं से नहीं बने होते हैं। इनमें वे सभी खनिज शामिल हैं जो पृथ्वी के पदार्थ, रेत, मिट्टी, कंकड़, चट्टानें, शिलाखंड, क्रस्ट (भूविज्ञान) , मेंटल (भूविज्ञान) , और पृथ्वी कोर का निर्माण करते हैं। इन सभी में कई रासायनिक बंधन होते हैं, लेकिन ये पहचानने योग्य अणुओं से नहीं बने होते हैं।
नमक के लिए कोई विशिष्ट अणु परिभाषित नहीं किया जा सकता है और न ही नेटवर्क ठोस के लिए, हालांकि ये अक्सर दोहराई जाने वाली इकाई कोशिकाओं से बने होते हैं जो या तो एक विमान (गणित) में विस्तारित होते हैं, उदा। ग्राफीन ; या त्रि-आयामी उदा। हीरा , क्वार्ट्ज, सोडियम क्लोराइड। दोहराई जाने वाली इकाई-कोशिका-संरचना का विषय अधिकांश धातुओं के लिए भी है जो धातु बंधन के साथ संघनित चरण हैं। इस प्रकार ठोस धातुएं अणुओं से नहीं बनती हैं। चश्मे में, जो ठोस होते हैं जो एक कांच की अव्यवस्थित अवस्था में मौजूद होते हैं, परमाणुओं को रासायनिक बंधनों द्वारा एक साथ रखा जाता है, जिसमें किसी भी निश्चित अणु की उपस्थिति नहीं होती है, न ही दोहराई जाने वाली इकाई-सेलुलर-संरचना की कोई नियमितता जो लवण, सहसंयोजक क्रिस्टल, और धातु।
बंधन
अणु आमतौर पर सहसंयोजक बंधन द्वारा एक साथ होते हैं। कई गैर-धातु तत्व पर्यावरण में केवल अणुओं के रूप में या तो यौगिकों में या होमोन्यूक्लियर अणुओं के रूप में मौजूद होते हैं, न कि मुक्त परमाणुओं के रूप में: उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन।
जबकि कुछ लोग कहते हैं कि धात्विक क्रिस्टल को धात्विक बंधन द्वारा एक साथ रखा गया एक विशाल अणु माना जा सकता है,[20] अन्य बताते हैं कि धातुएं अणुओं की तुलना में बहुत अलग तरीके से व्यवहार करती हैं।[21]
सहसंयोजक
एक सहसंयोजक बंधन एक रासायनिक बंधन है जिसमें परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन जोड़े को साझा करना शामिल है। इन इलेक्ट्रॉन जोड़े को साझा जोड़े या बंधन जोड़े कहा जाता है, और परमाणुओं के बीच आकर्षक और प्रतिकारक बलों के स्थिर संतुलन, जब वे इलेक्ट्रॉन जोड़ी साझा करते हैं, को सहसंयोजक बंधन कहा जाता है।[22]
आयनिक
आयनिक बंधन एक प्रकार का रासायनिक बंधन है जिसमें विपरीत रूप से चार्ज किए गए आयनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण शामिल होता है, और आयनिक यौगिक ों में होने वाली प्राथमिक बातचीत होती है। आयन ऐसे परमाणु होते हैं जिन्होंने एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है (जिन्हें धनायन कहा जाता है) और परमाणु जिन्होंने एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त किए हैं (जिन्हें आयन कहा जाता है)।[23] सहसंयोजक बंधन के विपरीत इलेक्ट्रॉनों के इस हस्तांतरण को इलेक्ट्रोवेलेंस कहा जाता है। सबसे सरल मामले में, धनायन एक धातु परमाणु है और आयन एक अधातु परमाणु है, लेकिन ये आयन अधिक जटिल प्रकृति के हो सकते हैं, उदा। NH . जैसे आणविक आयन4+ या SO42−. सामान्य तापमान और दबाव पर, आयनिक बंधन ज्यादातर अलग-अलग पहचान योग्य अणुओं के बिना ठोस (या कभी-कभी तरल पदार्थ) बनाता है, लेकिन ऐसी सामग्रियों का वाष्पीकरण/उच्च बनाने की क्रिया अलग अणुओं का उत्पादन करती है जहां बांडों को सहसंयोजक के बजाय आयनिक माना जाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को अभी भी पूरी तरह से स्थानांतरित किया जाता है। .
आणविक आकार
अधिकांश अणु नग्न आंखों से देखे जाने के लिए बहुत छोटे होते हैं, हालांकि कई पॉलिमर के अणु स्थूल आकार तक पहुंच सकते हैं, जिसमें डीएनए जैसे जैव बहुलक भी शामिल हैं। आमतौर पर कार्बनिक संश्लेषण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में उपयोग किए जाने वाले अणुओं में कुछ एंगस्ट्रॉम (Å) से लेकर कई दर्जन या मीटर के लगभग एक अरबवें हिस्से का आयाम होता है। एकल अणुओं को आमतौर पर प्रकाश द्वारा नहीं देखा जा सकता है (जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है), लेकिन छोटे अणुओं और यहां तक कि व्यक्तिगत परमाणुओं की रूपरेखा को कुछ परिस्थितियों में परमाणु बल माइक्रोस्कोप के उपयोग से पता लगाया जा सकता है। कुछ सबसे बड़े अणु मैक्रो मोलेक्यूल ्स या सुपरमोलेक्यूल्स हैं।
सबसे छोटा अणु द्विपरमाणुक हाइड्रोजन (H .) है2), 0.74 की बांड लंबाई के साथ।[24] प्रभावी आणविक त्रिज्या वह आकार है जो एक अणु समाधान में प्रदर्शित करता है।[25][26] विभिन्न पदार्थों के लिए पारगम्यता की तालिका में उदाहरण हैं।
आणविक सूत्र
रासायनिक सूत्र प्रकार
एक अणु के लिए रासायनिक सूत्र रासायनिक तत्व प्रतीकों, संख्याओं, और कभी-कभी अन्य प्रतीकों, जैसे कोष्ठक, डैश, कोष्ठक, और प्लस (+) और माइनस (-) संकेतों की एक पंक्ति का उपयोग करता है। ये प्रतीकों की एक टाइपोग्राफिक लाइन तक सीमित हैं, जिसमें सबस्क्रिप्ट और सुपरस्क्रिप्ट शामिल हो सकते हैं।
एक यौगिक का अनुभवजन्य सूत्र एक बहुत ही सरल प्रकार का रासायनिक सूत्र है।[27] यह इसे बनाने वाले रासायनिक तत्वों का सबसे सरल पूर्णांक अनुपात है।[28] उदाहरण के लिए, पानी हमेशा हाइड्रोजन से ऑक्सीजन परमाणुओं के 2:1 अनुपात से बना होता है, और इथेनॉल (एथिल अल्कोहल) हमेशा 2:6:1 के अनुपात में कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बना होता है। हालांकि, यह विशिष्ट रूप से अणु के प्रकार को निर्धारित नहीं करता है - उदाहरण के लिए, डाइमिथाइल ईथर में इथेनॉल के समान अनुपात होता है। विभिन्न व्यवस्थाओं में समान परमाणुओं वाले अणु समावयवी कहलाते हैं। इसके अलावा, उदाहरण के लिए, कार्बोहाइड्रेट का अनुपात समान होता है (कार्बन: हाइड्रोजन: ऑक्सीजन = 1:2:1) (और इस प्रकार एक ही अनुभवजन्य सूत्र) लेकिन अणु में परमाणुओं की कुल संख्या अलग होती है।
आणविक सूत्र अणु की रचना करने वाले परमाणुओं की सटीक संख्या को दर्शाता है और इसलिए विभिन्न अणुओं की विशेषता है। हालाँकि अलग-अलग अणु होते हुए भी अलग-अलग आइसोमर्स की परमाणु संरचना समान हो सकती है।
अनुभवजन्य सूत्र अक्सर आणविक सूत्र के समान होता है लेकिन हमेशा नहीं। उदाहरण के लिए, एसिटिलीन अणु का आणविक सूत्र C . होता है2H2, लेकिन तत्वों का सरलतम पूर्णांक अनुपात CH है।
आणविक द्रव्यमान की गणना रासायनिक सूत्र से की जा सकती है और इसे एक तटस्थ कार्बन -12 के द्रव्यमान के 1/12 के बराबर पारंपरिक परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है (12कार्बन समस्थानिक) परमाणु। नेटवर्क सॉलिड के लिए, स्टोइकोमेट्रिक गणनाओं में सूत्र इकाई शब्द का उपयोग किया जाता है।
संरचनात्मक सूत्र
एक जटिल 3-आयामी संरचना वाले अणुओं के लिए, विशेष रूप से चार अलग-अलग पदार्थों से बंधे परमाणुओं को शामिल करते हुए, एक साधारण आणविक सूत्र या यहां तक कि अर्ध-संरचनात्मक रासायनिक सूत्र अणु को पूरी तरह से निर्दिष्ट करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। इस मामले में, एक ग्राफिकल प्रकार के सूत्र की आवश्यकता हो सकती है जिसे संरचनात्मक सूत्र कहा जाता है। संरचनात्मक सूत्रों को बदले में एक-आयामी रासायनिक नाम के साथ दर्शाया जा सकता है, लेकिन ऐसे रासायनिक नामकरण के लिए कई शब्दों और शब्दों की आवश्यकता होती है जो रासायनिक सूत्रों का हिस्सा नहीं होते हैं।