समन्वय बहुलक: Difference between revisions
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{{Short description|Polymer consisting of repeating units of a coordination complex}} | {{Short description|Polymer consisting of repeating units of a coordination complex}} | ||
[[File:DimensionalityandCoordination.png|thumb|300px|right|चित्र 1. 1, 2 और 3 विमीयता का चित्रण।]]'''''समन्वय बहुलक''''' एक ऐसी | [[File:DimensionalityandCoordination.png|thumb|300px|right|चित्र 1. 1, 2 और 3 विमीयता का चित्रण।]]'''''समन्वय बहुलक''''' एक ऐसी [[ अकार्बनिक बहुलक |अकार्बनिक]] या कार्बधात्विक बहुलक संरचना है, जिसमें [[ लाइगैंडों |लिगैंड्स]] द्वारा जुड़े धातु के धनायन युक्त केंद्र होते हैं। तथा अधिक औपचारिक रूप से समन्वय बहुलक 1, 2 या 3 आयामों में विस्तारित समन्वय संस्थाओं के साथ एक समन्वय यौगिक होता है।<ref name=Batten13> | ||
{{cite journal |first1=Stuart R.|last1=Batten|first2=Neil R.|last2=Champness|first3=Xiao-Ming|last3=Chen|first4=Javier|last4=Garcia-Martinez|first5=Susumu|last5=Kitagawa|first6=Lars|last6=Öhrström|first7=Michael |last7=O'Keeffe|first8=Myunghyun P. |last8=Suh |first9=Jan|last9=Reedijk|title=Terminology of metal–organic frameworks and coordination polymers (IUPAC Recommendations 2013)|journal=Pure and Applied Chemistry|year=2013|doi=10.1351/PAC-REC-12-11-20|volume=85|issue=8|pages=1715|doi-access=free}}</ref> | {{cite journal |first1=Stuart R.|last1=Batten|first2=Neil R.|last2=Champness|first3=Xiao-Ming|last3=Chen|first4=Javier|last4=Garcia-Martinez|first5=Susumu|last5=Kitagawa|first6=Lars|last6=Öhrström|first7=Michael |last7=O'Keeffe|first8=Myunghyun P. |last8=Suh |first9=Jan|last9=Reedijk|title=Terminology of metal–organic frameworks and coordination polymers (IUPAC Recommendations 2013)|journal=Pure and Applied Chemistry|year=2013|doi=10.1351/PAC-REC-12-11-20|volume=85|issue=8|pages=1715|doi-access=free}}</ref> | ||
इसे एक बहुलक के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है, जिसकी पुनरावृत्ति इकाइयाँ | इसे एक बहुलक के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है, जिसकी पुनरावृत्ति इकाइयाँ [[ समन्वय परिसर |समन्वय परिसर (कॉम्प्लेक्स]]) होती हैं। तथा समन्वय बहुलक में उपवर्ग समन्वय नेटवर्क होते हैं, जो समन्वय यौगिकों को दोहराते हुए समन्वय संस्थाओं के माध्यम से 1 आयाम में दो या दो से अधिक व्यक्तिगत श्रृंखलाओं, लूपों या स्पाइरो-लिंक्स के बीच क्रॉस-लिंक के साथ या समन्वय यौगिकों का 2 या 3 आयामों की इकाइयों के माध्यम से विस्तार करते हैं। इनमें से एक उपवर्ग कार्बनिक धातु संरचना या MOFs होता हैं, जो संभावित रिक्तियों वाले कार्बनिक लिगैंड्स के साथ समन्वय नेटवर्क मे होता है।<ref name="Batten13"/> | ||
समन्वय बहुलक कई क्षेत्रों के लिए प्रासंगिक हैं, जिनमें कई संभावित अनुप्रयोग भी सम्मिलित होते हैं।<ref name="Fromm">{{cite journal|doi=10.1016/j.ccr.2007.10.032|last=Fromm|first=K.|title=एस-ब्लॉक धातु आयनों के साथ समन्वय बहुलक नेटवर्क|year=2008|journal=Coord. Chem. Rev.|volume=252|pages=856–885|issue=8–9|url=http://doc.rero.ch/record/9739/files/fromm_cpn.pdf}}</ref> समन्वय बहुलक को उनकी संरचना के अनुसार कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है। तथा एक महत्वपूर्ण वर्गीकरण को विमीयता कहा जाता है। एक संरचना को 1, 2 या 3 आयामी होने के लिए निर्धारित किया जा सकता है, अंतरिक्ष में दिशाओं की संख्या के आधार पर सरणी फैली हुई है। जो एक-आयामी संरचना सीधी रेखा x अक्ष में फैली हुई होती है, द्वि-आयामी संरचना समतल दो दिशाओं (x और y अक्षों) में फैली होती है तथा त्रि-आयामी संरचना तीनों दिशाओं (x, y और z अक्षों) में फैली हुई होती है।<ref name="Chen">{{cite journal|doi=10.1016/j.ccr.2004.07.006|last=Chen|first=X|author2=Ye, B. |author3=Tong, M. |year=2005|title=2,2′-बिपिरिडिल-जैसे और कार्बोक्जिलेट लिगैंड्स के साथ धातु-कार्बनिक आणविक वास्तुकला|journal=Coord. Chem. Rev.|volume=249|pages=545–565|issue=5–6}}</ref> यह चित्र 1 में दर्शाया गया है। | समन्वय बहुलक कई क्षेत्रों के लिए प्रासंगिक हैं, जिनमें कई संभावित अनुप्रयोग भी सम्मिलित होते हैं।<ref name="Fromm">{{cite journal|doi=10.1016/j.ccr.2007.10.032|last=Fromm|first=K.|title=एस-ब्लॉक धातु आयनों के साथ समन्वय बहुलक नेटवर्क|year=2008|journal=Coord. Chem. Rev.|volume=252|pages=856–885|issue=8–9|url=http://doc.rero.ch/record/9739/files/fromm_cpn.pdf}}</ref> समन्वय बहुलक को उनकी संरचना के अनुसार कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है। तथा एक महत्वपूर्ण वर्गीकरण को विमीयता कहा जाता है। एक संरचना को 1, 2 या 3 आयामी होने के लिए निर्धारित किया जा सकता है, अंतरिक्ष में दिशाओं की संख्या के आधार पर सरणी फैली हुई है। जो एक-आयामी संरचना सीधी रेखा x अक्ष में फैली हुई होती है, द्वि-आयामी संरचना समतल दो दिशाओं (x और y अक्षों) में फैली होती है तथा त्रि-आयामी संरचना तीनों दिशाओं (x, y और z अक्षों) में फैली हुई होती है।<ref name="Chen">{{cite journal|doi=10.1016/j.ccr.2004.07.006|last=Chen|first=X|author2=Ye, B. |author3=Tong, M. |year=2005|title=2,2′-बिपिरिडिल-जैसे और कार्बोक्जिलेट लिगैंड्स के साथ धातु-कार्बनिक आणविक वास्तुकला|journal=Coord. Chem. Rev.|volume=249|pages=545–565|issue=5–6}}</ref> यह चित्र 1 में दर्शाया गया है। | ||
==इतिहास== | ==इतिहास== | ||
[[ अल्फ्रेड वर्नर | अल्फ्रेड वर्नर]] | [[ अल्फ्रेड वर्नर |अल्फ्रेड वर्नर]] और उनके समकालीनों के कार्य ने समन्वय बहुलक के अध्ययन के लिए नींव रखी तथा कई बार उनकी सम्मानित सामग्रियों को समन्वय बहुलक के रूप में पहचाना जाता है। इनमें साइनाइड कॉम्प्लेक्स [[ हल्का नीला |हल्का नीला]] और [[ हॉफमैन क्लैथ्रेट्स |हॉफमैन क्लैथ्रेट्स]] सम्मिलित हैं।<ref name= Kitagawa>{{Cite journal | doi = 10.1002/anie.200300610| title = कार्यात्मक झरझरा समन्वय पॉलिमर| journal = Angewandte Chemie International Edition| volume = 43| issue = 18| pages = 2334–2375| year = 2004| last1 = Kitagawa | first1 = S. | last2 = Kitaura | first2 = R. | last3 = Noro | first3 = S. I. | pmid = 15114565}}</ref> | ||
==संश्लेषण और प्रसारण== | ==संश्लेषण और प्रसारण== | ||
समन्वय बहुलक अधिकांश स्व-संयोजन द्वारा निर्मित किए जाते हैं, जिसमें लिगेंड के साथ धातु के | समन्वय बहुलक अधिकांश स्व-संयोजन द्वारा निर्मित किए जाते हैं, जिसमें लिगेंड के साथ धातु के [[ नमक (रसायन विज्ञान) |नमक]] का [[ क्रिस्टलीकरण |क्रिस्टलीकरण]] सम्मिलित होता है। जो [[ क्रिस्टल इंजीनियरिंग |क्रिस्टल अभियांत्रिकी]] और आणविक स्व-संयोजन तंत्र प्रासंगिक होते हैं।<ref name="Fromm" /> | ||
[[File:Planer3and6Coordination.png|thumb|300px|right|चित्रा 2. 3 समन्वय और 6 समन्वय के साथ तलीय ज्यामिति को दिखाता है।]] | [[File:Planer3and6Coordination.png|thumb|300px|right|चित्रा 2. 3 समन्वय और 6 समन्वय के साथ तलीय ज्यामिति को दिखाता है।]] | ||
=== [[ अंतर-आणविक बल | अंतराआण्विक बल]] और संबंध === | === [[ अंतर-आणविक बल |अंतराआण्विक बल]] और संबंध === | ||
धातु-लिगैंड परिसरों को निर्धारित करने वाले बलों में धातु और लिगैंड के बीच बने समन्वय बंधन के अतिरिक्त [[ वैन डेर वाल्स फोर्स |वान डर वाल्स बल]], [[ पीआई-पीआई इंटरैक्शन |पीआई-पीआई अन्तःक्रिया]], [[ हाइड्रोजन बंध |हाइड्रोजन बंध]] | धातु-लिगैंड परिसरों को निर्धारित करने वाले बलों में धातु और लिगैंड के बीच बने समन्वय बंधन के अतिरिक्त [[ वैन डेर वाल्स फोर्स |वान डर वाल्स बल]], [[ पीआई-पीआई इंटरैक्शन |पीआई-पीआई अन्तःक्रिया]], [[ हाइड्रोजन बंध |हाइड्रोजन बंध]] और ध्रुवीकृत बंध द्वारा पीआई बंध का स्थिरीकरण सम्मिलित होता है। जो सहसंयोजक बंधों की तुलना में लंबी संतुलन दूरी (बंधन की लंबाई) के साथ अंतर-आणविक बल कमजोर होते हैं। उदाहरण के लिए, [[ बेंजीन |बेंजीन]] वलय के बीच पीआई-पीआई अन्तः क्रिया में लगभग 5-10 kJ/mol ऊर्जा होती है, जो वलयों के समानांतर तल के बीच सर्वोत्तम 3.4–3.8 एंग्स्ट्रॉम अंतराल का होता है। | ||
===समन्वय === | ===समन्वय === | ||
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==धातु केंद्र== | ==धातु केंद्र== | ||
[[File:coordination figure.jpg|thumb|300px|right|चित्रा 3. विभिन्न आयामों के तीन समन्वय बहुलक। इन तीनों को एक ही लिगैंड 4,5-डायहाइड्रॉक्सीबेंजीन-1,3-डिसल्फोनेट (एल) का उपयोग करके बनाया गया था, लेकिन अलग-अलग धातु के पिंजरों का उपयोग किया गया था। सभी धातुएं [[ आवर्त सारणी |आवर्त सारणी]] ([[ क्षारीय पृथ्वी धातु |क्षारीय मृदा धातु]]) पर समूह 2 से आती हैं और इस स्थिति में, विमीयता कटियन आकार और ध्रुवीकरण के साथ बढ़ती है। A. [Ca(L)(H<sub>2</sub>O)<sub>4</sub>]•H<sub>2</sub>O B. [Sr(L)(H<sub>2</sub>O)4]•H<sub>2</sub>O C.[Ba(L)(H<sub>2</sub>O)]•H<sub>2</sub>O<ref name="alkaline earth">{{cite journal|doi=10.1002/chem.200305102|last=Cote|first=A|author2=Shimizu, G.|year=2003|title=अनुकूलनीय घटकों के संयोजन के माध्यम से समन्वय ठोस: क्षारीय पृथ्वी ऑर्गनोसल्फोनेट नेटवर्क में व्यवस्थित संरचनात्मक भिन्नता|journal=Chem. Eur. J.|volume=9|pages=5361–5370|issue=21|pmid=14613146}}</ref> प्रत्येक स्थिति में, धातु को हरे रंग में दर्शाया गया है। ]]धातु केंद्र, जिन्हें अधिकांश नोड(बिन्दु) या केंद्र भी कहा जाता है, ये धातु केंद्र एक अच्छी तरह से परिभाषित कोणों पर विशिष्ट संख्या के संयोजक से बंधते | [[File:coordination figure.jpg|thumb|300px|right|चित्रा 3. विभिन्न आयामों के तीन समन्वय बहुलक। इन तीनों को एक ही लिगैंड 4,5-डायहाइड्रॉक्सीबेंजीन-1,3-डिसल्फोनेट (एल) का उपयोग करके बनाया गया था, लेकिन अलग-अलग धातु के पिंजरों का उपयोग किया गया था। सभी धातुएं [[ आवर्त सारणी |आवर्त सारणी]] ([[ क्षारीय पृथ्वी धातु |क्षारीय मृदा धातु]]) पर समूह 2 से आती हैं और इस स्थिति में, विमीयता कटियन आकार और ध्रुवीकरण के साथ बढ़ती है। A. [Ca(L)(H<sub>2</sub>O)<sub>4</sub>]•H<sub>2</sub>O B. [Sr(L)(H<sub>2</sub>O)4]•H<sub>2</sub>O C.[Ba(L)(H<sub>2</sub>O)]•H<sub>2</sub>O<ref name="alkaline earth">{{cite journal|doi=10.1002/chem.200305102|last=Cote|first=A|author2=Shimizu, G.|year=2003|title=अनुकूलनीय घटकों के संयोजन के माध्यम से समन्वय ठोस: क्षारीय पृथ्वी ऑर्गनोसल्फोनेट नेटवर्क में व्यवस्थित संरचनात्मक भिन्नता|journal=Chem. Eur. J.|volume=9|pages=5361–5370|issue=21|pmid=14613146}}</ref> प्रत्येक स्थिति में, धातु को हरे रंग में दर्शाया गया है। ]]धातु केंद्र, जिन्हें अधिकांश नोड(बिन्दु) या केंद्र भी कहा जाता है, ये धातु केंद्र एक अच्छी तरह से परिभाषित कोणों पर विशिष्ट संख्या के संयोजक से बंधते हैं तथा एक नोड से जुड़े संयोजको की संख्या को [[ समन्वय संख्या |समन्वय संख्या]] के रूप में भी जाना जाता है, जो कि उनके द्वारा आयोजित कोणों के साथ संरचना के आयाम को निर्धारित करता है। एक धातु केंद्र की समन्वय संख्या और [[ समन्वय ज्यामिति |समन्वय ज्यामिति]] उसके चारों ओर [[ इलेक्ट्रॉन घनत्व |इलेक्ट्रॉन घनत्व]] के गैर-समान वितरण द्वारा निर्धारित की जाती है, और सामान्य रूप से समन्वय संख्या धनायन आकार के साथ बढ़ जाती है। जो कई प्रारूप मे विशेष रूप से [[ कक्षीय संकरण |संकरण]] प्रारूप और [[ आणविक कक्षीय सिद्धांत |आणविक कक्षीय सिद्धांत]], या समन्वय ज्यामिति की पूर्वानुमान व्याख्या करने के लिए श्रोडिंगर समीकरण का उपयोग करते हैं, हालांकि इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण पर पर्यावरण के जटिल प्रभाव के कारण यह करना जटिल होता है।<ref name="Bernstein">{{cite book|last=Bernstein |first=Jeremy|author2=Paul M. Fishbane |author3=Stephen G. Gasiorowicz |title=आधुनिक भौतिकी|publisher=Prentice-Hall|date=April 3, 2000|pages=624|isbn=978-0-13-955311-0}}</ref> | ||
=== संक्रमण धातु === | === संक्रमण धातु === | ||
[[ संक्रमण धातुओं |संक्रमण धातुओं]] का उपयोग सामान्य रूप से नोड्स के रूप में किया जाता है। तथा आंशिक रूप से भरे हुए डी कक्षाओं या तो [[ परमाणु |परमाणु]] | [[ संक्रमण धातुओं |संक्रमण धातुओं]] का उपयोग सामान्य रूप से नोड्स के रूप में किया जाता है। तथा आंशिक रूप से भरे हुए डी कक्षाओं या तो [[ परमाणु |परमाणु]] या [[ आयन |आयन]] में पर्यावरण के आधार पर अलग-अलग संकरण को कर सकते हैं। यह [[ इलेक्ट्रॉनिक संरचना |इलेक्ट्रॉनिक संरचना]] उनमें से कुछ को कई समन्वय ज्यामिति मे विशेष रूप से तांबे और सोने के आयनों को प्रदर्शित करने का कारण बनती है, जो तटस्थ परमाणुओं के रूप में उनके बाहरी आवरण में पूर्ण डी-कक्षक होते हैं। | ||
=== [[ लैंथेनाइड्स ]] === | === [[ लैंथेनाइड्स |लैंथेनाइड्स]] === | ||
लैंथेनाइड्स बड़े परमाणु होते हैं जिनकी समन्वय संख्या 7 से 14 के बीच होती है। तथा उनके समन्वय वातावरण का पूर्वानुमान करना जटिल हो सकता है, जिससे उन्हें नोड्स के रूप में उपयोग करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है। तथा वे ल्यूमिनेसेंट घटकों को सम्मिलित करने की संभावना को प्रदान करते हैं। | लैंथेनाइड्स बड़े परमाणु होते हैं जिनकी समन्वय संख्या 7 से 14 के बीच होती है। तथा उनके समन्वय वातावरण का पूर्वानुमान करना जटिल हो सकता है, जिससे उन्हें नोड्स के रूप में उपयोग करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है। तथा वे ल्यूमिनेसेंट घटकों को सम्मिलित करने की संभावना को प्रदान करते हैं। | ||
=== क्षार धातु और क्षारीय मृदा धातु === | === क्षार धातु और क्षारीय मृदा धातु === | ||
क्षार धातु और क्षारीय मृदा धातु स्थिर धनायन के रूप में उपस्थित होती हैं। क्षार धातुएं आसानी से स्थिर संयोजी आवरण के साथ धनायन बनाती हैं, जिससे उन्हें लैंथेनाइड्स और संक्रमण धातुओं की तुलना में अलग समन्वय आचरण मिलता है। तथा वे संश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले नमक के | क्षार धातु और क्षारीय मृदा धातु स्थिर धनायन के रूप में उपस्थित होती हैं। क्षार धातुएं आसानी से स्थिर संयोजी आवरण के साथ धनायन बनाती हैं, जिससे उन्हें लैंथेनाइड्स और संक्रमण धातुओं की तुलना में अलग समन्वय आचरण मिलता है। तथा वे संश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले नमक के [[ काउंटरियन |प्रतिवाद]] से बहुत प्रभावित होते हैं, जिससे उनको बचना जटिल होता है। चित्रा 3 में दिखाए गए समन्वय बहुलक समूह दो धातु हैं। इस स्थिति में इन संरचनाओं की विमीयता बढ़ जाती है, क्योंकि धातु की त्रिज्या समूह([[ कैल्शियम |कैल्शियम]] से [[ स्ट्रोंटियम |स्ट्रोंटियम]] से [[ बेरियम |बेरियम]] तक) में बढ़ जाती है। | ||
== [[ लिगैंड | लिगैंडस]] == | == [[ लिगैंड |लिगैंडस]] == | ||
अधिकांश समन्वय बहुलक में एक लिगैंड परमाणु या परमाणुओं का समूह औपचारिक रूप से धातु के धनायन के लिए [[ इलेक्ट्रॉन |इलेक्ट्रॉनों]] की एक एकल जोड़ी दान करता है। तथा एक [[ लुईस एसिड और बेस |लुईस अम्ल और क्षार]] के संबंध के माध्यम से एक समन्वय परिसर का निर्माण करेगा। तथा समन्वय बहुलक तब बनते हैं, जब एक लिगैंड में कई समन्वय बंध बनाने और कई धातु केंद्रों के बीच एक सेतु के रूप में कार्य करने की क्षमता होती है। लिगेंड जो एक समन्वय बंधन बना सकते हैं, उन्हें मोनोडेंटेट कहा जाता है, लेकिन वे जो बहु-सहसंयोजन बंध बनाते हैं, जिससे समन्वय बहुलक बन सकते हैं, बहुदंतक कहलाते हैं। [[ पॉलीडेंटेट |बहुदंतक]] लिगेंड विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते हैं, क्योंकि ये लिगेंड के माध्यम से होता है जो कई धातु केंद्रों को एक साथ जोड़ता है जिससे एक अनंत सरणी बनती है। बहुदंतक लिगेंड भी एक ही धातु (जिसे [[ कटियन |प्रतिवादन]] कहा जाता है) में कई बंधन को बना सकते हैं। तथा मोनोडेंटेट लिगैंड्स को टर्मिनल भी कहा जाता है, क्योंकि वे नेटवर्क को जारी रखने के लिए जगह नहीं देते हैं। समन्वय बहुलक मे अधिकांश पॉली और मोनोडेंटेट, सेतुबंधन, चेलेटिंग तथा टर्मिनल लिगेंड का संयोजन होता है। | अधिकांश समन्वय बहुलक में एक लिगैंड परमाणु या परमाणुओं का समूह औपचारिक रूप से धातु के धनायन के लिए [[ इलेक्ट्रॉन |इलेक्ट्रॉनों]] की एक एकल जोड़ी दान करता है। तथा एक [[ लुईस एसिड और बेस |लुईस अम्ल और क्षार]] के संबंध के माध्यम से एक समन्वय परिसर का निर्माण करेगा। तथा समन्वय बहुलक तब बनते हैं, जब एक लिगैंड में कई समन्वय बंध बनाने और कई धातु केंद्रों के बीच एक सेतु के रूप में कार्य करने की क्षमता होती है। लिगेंड जो एक समन्वय बंधन बना सकते हैं, उन्हें मोनोडेंटेट कहा जाता है, लेकिन वे जो बहु-सहसंयोजन बंध बनाते हैं, जिससे समन्वय बहुलक बन सकते हैं, बहुदंतक कहलाते हैं। [[ पॉलीडेंटेट |बहुदंतक]] लिगेंड विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते हैं, क्योंकि ये लिगेंड के माध्यम से होता है जो कई धातु केंद्रों को एक साथ जोड़ता है जिससे एक अनंत सरणी बनती है। बहुदंतक लिगेंड भी एक ही धातु (जिसे [[ कटियन |प्रतिवादन]] कहा जाता है) में कई बंधन को बना सकते हैं। तथा मोनोडेंटेट लिगैंड्स को टर्मिनल भी कहा जाता है, क्योंकि वे नेटवर्क को जारी रखने के लिए जगह नहीं देते हैं। समन्वय बहुलक मे अधिकांश पॉली और मोनोडेंटेट, सेतुबंधन, चेलेटिंग तथा टर्मिनल लिगेंड का संयोजन होता है। | ||
===रासायनिक संरचना === | ===रासायनिक संरचना === | ||
इलेक्ट्रॉनों की | इलेक्ट्रॉनों की एकल जोड़ी के साथ लगभग किसी भी प्रकार के परमाणु को लिगैंड में सम्मिलित किया जा सकता है। तथा सामान्य रूप से समन्वय बहुलक में पाए जाने वाले लिगैंड्स में होते है। जो पॉलीपिरिडाइन्स, [[ मैचिंग पज़ल्स और आरओ लाइन |फेनेंथ्रोलाइन्स]], [[ हाइड्रोक्सीक्विनोलिन |हाइड्रॉक्सीक्विनोलिन्स]] और [[ पॉलीकार्बोक्सिलेट्स |पॉलीकार्बोक्सिलेट्स]] सम्मिलित होते हैं। ऑक्सीजन और नाइट्रोजन परमाणु सामान्य रूप से बाध्यकारी साइटों के रूप में पाए जाते हैं, लेकिन अन्य परमाणु, जैसे [[ गंधक |गंधक]] <ref name="Sulfur">{{Cite journal | doi = 10.1016/S0020-1693(01)00556-4| title = सिल्वर (I) चक्रीय सल्फर लिगैंड के समन्वय पॉलिमर, 2,2′,3,3′-टेट्राहाइड्रो-4,4′-डिथिया-1,1′-बिनाफ्थिलिडीन| journal = Inorganica Chimica Acta| volume = 322| issue = 1–2| pages = 133–137| year = 2001| last1 = Wen | first1 = M. | last2 = Munakata | first2 = M. | last3 = Suenaga | first3 = Y. | last4 = Kuroda-Sowa | first4 = T. | last5 = Maekawa | first5 = M. | last6 = Yan | first6 = S. G. }}</ref> और [[ फास्फोरस |फास्फोरस]] ,<ref name="Brannon">{{Cite journal | doi = 10.1016/j.ica.2008.04.032| title = 4-(डिपेनिलफॉस्फिनोमिथाइल) पाइरीडीन के स्व-इकट्ठे चांदी (I) परिसरों में आयनों और लिगैंड अनुपात का प्रभाव और बाइपिरिडीन लिगैंड के साथ उनके डेरिवेटिव| journal = Inorganica Chimica Acta| volume = 362| issue = 2| pages = 426| year = 2009| last1 = Hung-Low | first1 = F. | last2 = Klausmeyer | first2 = K. K. | last3 = Gary | first3 = J. B. }}</ref><ref name="Phosphorus">{{Cite journal | doi = 10.1016/j.ccr.2009.09.023| title = 1,3-डाइन्स पोलीमराइजेशन के लिए फॉस्फोरस और नाइट्रोजन लिगैंड्स के साथ अच्छी तरह से परिभाषित संक्रमण धातु परिसरों| journal = Coordination Chemistry Reviews| volume = 254| issue = 5–6| pages = 661| year = 2010| last1 = Ricci | first1 = G. | last2 = Sommazzi | first2 = A. | last3 = Masi | first3 = F. | last4 = Ricci | first4 = M. | last5 = Boglia | first5 = A. | last6 = Leone | first6 = G. }}</ref> देखे गए हैं। | ||
लिगेंड्स और धात्विक धनायन कठोर अम्ल क्षार का [[ HSAB |HSAB]] सिद्धान्त प्रवृत का पालन करते हैं। तथा इसका अर्थ यह होता है कि अधिक बड़े ध्रुवीकरण योग्य मृदु धातुएं, बड़े अधिक ध्रुवीकरण योग्य नरम लिगेंड के साथ अधिक सरलता से समन्वय करती है। तथा छोटे और गैर-ध्रुवीकरण योग्य कठोर धातुएं, छोटे कठोर लिगेंड के साथ समन्वय करती है। | लिगेंड्स और धात्विक धनायन कठोर अम्ल क्षार का [[ HSAB |HSAB]] सिद्धान्त प्रवृत का पालन करते हैं। तथा इसका अर्थ यह होता है कि अधिक बड़े ध्रुवीकरण योग्य मृदु धातुएं, बड़े अधिक ध्रुवीकरण योग्य नरम लिगेंड के साथ अधिक सरलता से समन्वय करती है। तथा छोटे और गैर-ध्रुवीकरण योग्य कठोर धातुएं, छोटे कठोर लिगेंड के साथ समन्वय करती है। | ||
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इसके अतिरिक्त, क्रिस्टलीकरण वातावरण में विविधता भी संरचना को बदल सकती है। तथा [[ पीएच |pH]] में परिवर्तन,<ref>{{Cite journal | doi = 10.1016/j.jssc.2009.06.042| pmid = 20161370| title = PH- और mol-अनुपात पर निर्भर जिंक (II) समन्वय पॉलिमर का इमिनोडायसिटिक एसिड के साथ गठन: संश्लेषण, स्पेक्ट्रोस्कोपिक, क्रिस्टल संरचना और थर्मल अध्ययन| journal = Journal of Solid State Chemistry| volume = 182| issue = 10| pages = 2698–2706| year = 2009| last1 = Ni | first1 = L. B. | last2 = Zhang | first2 = R. H. | last3 = Liu | first3 = Q. X. | last4 = Xia | first4 = W. S. | last5 = Wang | first5 = H. | last6 = Zhou | first6 = Z. H. | bibcode = 2009JSSCh.182.2698N | pmc=2778864}}</ref> प्रकाश के संपर्क में आना या तापमान में परिवर्तन<ref name="Temperature">{{Cite journal | doi = 10.1021/cg049610r| title = कैडमियम हाइड्रॉक्साइड चरणों में सुपरमॉलेक्यूलर आइसोमेरिज्म। α- और β-Cd<sub>2</sub>(OH)<sub>2</sub>(2,4-pyda) के फोटोल्यूमिनसेंट कोऑर्डिनेशन पॉलिमर का तापमान-निर्भर संश्लेषण और संरचना| journal = Crystal Growth & Design| volume = 5| issue = 3| pages = 837| year = 2005| last1 = Tong | first1 = M. L. | last2 = Hu | first2 = S. | last3 = Wang | first3 = J. | last4 = Kitagawa | first4 = S. | last5 = Ng | first5 = S. W. }}</ref> सभी परिणामी संरचना को बदल सकते हैं। क्रिस्टलीकरण वातावरण में परिवर्तन के आधार पर संरचना पर प्रभाव स्थिति के आधार पर निर्धारित किया जाता है। | इसके अतिरिक्त, क्रिस्टलीकरण वातावरण में विविधता भी संरचना को बदल सकती है। तथा [[ पीएच |pH]] में परिवर्तन,<ref>{{Cite journal | doi = 10.1016/j.jssc.2009.06.042| pmid = 20161370| title = PH- और mol-अनुपात पर निर्भर जिंक (II) समन्वय पॉलिमर का इमिनोडायसिटिक एसिड के साथ गठन: संश्लेषण, स्पेक्ट्रोस्कोपिक, क्रिस्टल संरचना और थर्मल अध्ययन| journal = Journal of Solid State Chemistry| volume = 182| issue = 10| pages = 2698–2706| year = 2009| last1 = Ni | first1 = L. B. | last2 = Zhang | first2 = R. H. | last3 = Liu | first3 = Q. X. | last4 = Xia | first4 = W. S. | last5 = Wang | first5 = H. | last6 = Zhou | first6 = Z. H. | bibcode = 2009JSSCh.182.2698N | pmc=2778864}}</ref> प्रकाश के संपर्क में आना या तापमान में परिवर्तन<ref name="Temperature">{{Cite journal | doi = 10.1021/cg049610r| title = कैडमियम हाइड्रॉक्साइड चरणों में सुपरमॉलेक्यूलर आइसोमेरिज्म। α- और β-Cd<sub>2</sub>(OH)<sub>2</sub>(2,4-pyda) के फोटोल्यूमिनसेंट कोऑर्डिनेशन पॉलिमर का तापमान-निर्भर संश्लेषण और संरचना| journal = Crystal Growth & Design| volume = 5| issue = 3| pages = 837| year = 2005| last1 = Tong | first1 = M. L. | last2 = Hu | first2 = S. | last3 = Wang | first3 = J. | last4 = Kitagawa | first4 = S. | last5 = Ng | first5 = S. W. }}</ref> सभी परिणामी संरचना को बदल सकते हैं। क्रिस्टलीकरण वातावरण में परिवर्तन के आधार पर संरचना पर प्रभाव स्थिति के आधार पर निर्धारित किया जाता है। | ||
===अम्यागत | ===अम्यागत अणु === | ||
[[File:conformational change.jpg|thumb|300px|right|अम्यागत अणुओं को जोड़ने और हटाने से समन्वय बहुलक की परिणामी संरचना पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है। कुछ उदाहरण हैं (शीर्ष) एक रैखिक 1डी श्रृंखला को एक ज़िगज़ैग तरीके में बदलना, (मध्य) कंपित 2डी शीट को स्टैक्ड करना, और (नीचे) 3D क्यूब्स अधिक व्यापक रूप से स्थान बनाना होता है। ]]समन्वय बहुलक की संरचना में अधिकांश छिद्र या प्रणाली के रूप में खाली स्थान मे सम्मिलित होती है। यह खाली स्थान थर्मोडायनामिक रूप से प्रतिकूल होता है। संरचना को स्थिर करने और पतन को रोकने के लिए, छिद्र या प्रणाली को अम्यागत अणुओं द्वारा अधिकृत कर लिया जाता है। अम्यागत अणु प्रतिवेश जालक के साथ बंधन नहीं बनाते हैं, लेकिन कभी-कभी अंतराआण्विक बलों, जैसे हाइड्रोजन बन्ध या पाई स्टैकिंग के माध्यम से बातचीत करते हैं। तथा सबसे अधिक बार अम्यागत अणु विलायक होता है, जिसमें समन्वय बहुलक को क्रिस्टलीकृत किया जाता है। लेकिन वास्तव में अन्य लवण की उपस्थित कुछ भी हो सकता हैं।, वायुमंडलीय गैसें जैसे [[ ऑक्सीजन |ऑक्सीजन]], [[ नाइट्रोजन |नाइट्रोजन]], [[ कार्बन डाइआक्साइड |कार्बन डाइआक्साइड]], आदि। अम्यागत अणु की उपस्थिति कभी-कभी छिद्र या प्रणाली का समर्थन करके संरचना को प्रभावित कर सकती है अन्यथा कोई भी उपस्थित नहीं होता है। | [[File:conformational change.jpg|thumb|300px|right|अम्यागत अणुओं को जोड़ने और हटाने से समन्वय बहुलक की परिणामी संरचना पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है। कुछ उदाहरण हैं (शीर्ष) एक रैखिक 1डी श्रृंखला को एक ज़िगज़ैग तरीके में बदलना, (मध्य) कंपित 2डी शीट को स्टैक्ड करना, और (नीचे) 3D क्यूब्स अधिक व्यापक रूप से स्थान बनाना होता है। ]]समन्वय बहुलक की संरचना में अधिकांश छिद्र या प्रणाली के रूप में खाली स्थान मे सम्मिलित होती है। यह खाली स्थान थर्मोडायनामिक रूप से प्रतिकूल होता है। संरचना को स्थिर करने और पतन को रोकने के लिए, छिद्र या प्रणाली को अम्यागत अणुओं द्वारा अधिकृत कर लिया जाता है। अम्यागत अणु प्रतिवेश जालक के साथ बंधन नहीं बनाते हैं, लेकिन कभी-कभी अंतराआण्विक बलों, जैसे हाइड्रोजन बन्ध या पाई स्टैकिंग के माध्यम से बातचीत करते हैं। तथा सबसे अधिक बार अम्यागत अणु विलायक होता है, जिसमें समन्वय बहुलक को क्रिस्टलीकृत किया जाता है। लेकिन वास्तव में अन्य लवण की उपस्थित कुछ भी हो सकता हैं।, वायुमंडलीय गैसें जैसे [[ ऑक्सीजन |ऑक्सीजन]], [[ नाइट्रोजन |नाइट्रोजन]], [[ कार्बन डाइआक्साइड |कार्बन डाइआक्साइड]], आदि। अम्यागत अणु की उपस्थिति कभी-कभी छिद्र या प्रणाली का समर्थन करके संरचना को प्रभावित कर सकती है अन्यथा कोई भी उपस्थित नहीं होता है। | ||
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Latest revision as of 14:23, 5 December 2022
समन्वय बहुलक एक ऐसी अकार्बनिक या कार्बधात्विक बहुलक संरचना है, जिसमें लिगैंड्स द्वारा जुड़े धातु के धनायन युक्त केंद्र होते हैं। तथा अधिक औपचारिक रूप से समन्वय बहुलक 1, 2 या 3 आयामों में विस्तारित समन्वय संस्थाओं के साथ एक समन्वय यौगिक होता है।[1]
इसे एक बहुलक के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है, जिसकी पुनरावृत्ति इकाइयाँ समन्वय परिसर (कॉम्प्लेक्स) होती हैं। तथा समन्वय बहुलक में उपवर्ग समन्वय नेटवर्क होते हैं, जो समन्वय यौगिकों को दोहराते हुए समन्वय संस्थाओं के माध्यम से 1 आयाम में दो या दो से अधिक व्यक्तिगत श्रृंखलाओं, लूपों या स्पाइरो-लिंक्स के बीच क्रॉस-लिंक के साथ या समन्वय यौगिकों का 2 या 3 आयामों की इकाइयों के माध्यम से विस्तार करते हैं। इनमें से एक उपवर्ग कार्बनिक धातु संरचना या MOFs होता हैं, जो संभावित रिक्तियों वाले कार्बनिक लिगैंड्स के साथ समन्वय नेटवर्क मे होता है।[1]
समन्वय बहुलक कई क्षेत्रों के लिए प्रासंगिक हैं, जिनमें कई संभावित अनुप्रयोग भी सम्मिलित होते हैं।[2] समन्वय बहुलक को उनकी संरचना के अनुसार कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है। तथा एक महत्वपूर्ण वर्गीकरण को विमीयता कहा जाता है। एक संरचना को 1, 2 या 3 आयामी होने के लिए निर्धारित किया जा सकता है, अंतरिक्ष में दिशाओं की संख्या के आधार पर सरणी फैली हुई है। जो एक-आयामी संरचना सीधी रेखा x अक्ष में फैली हुई होती है, द्वि-आयामी संरचना समतल दो दिशाओं (x और y अक्षों) में फैली होती है तथा त्रि-आयामी संरचना तीनों दिशाओं (x, y और z अक्षों) में फैली हुई होती है।[3] यह चित्र 1 में दर्शाया गया है।
इतिहास
अल्फ्रेड वर्नर और उनके समकालीनों के कार्य ने समन्वय बहुलक के अध्ययन के लिए नींव रखी तथा कई बार उनकी सम्मानित सामग्रियों को समन्वय बहुलक के रूप में पहचाना जाता है। इनमें साइनाइड कॉम्प्लेक्स हल्का नीला और हॉफमैन क्लैथ्रेट्स सम्मिलित हैं।[4]
संश्लेषण और प्रसारण
समन्वय बहुलक अधिकांश स्व-संयोजन द्वारा निर्मित किए जाते हैं, जिसमें लिगेंड के साथ धातु के नमक का क्रिस्टलीकरण सम्मिलित होता है। जो क्रिस्टल अभियांत्रिकी और आणविक स्व-संयोजन तंत्र प्रासंगिक होते हैं।[2]
अंतराआण्विक बल और संबंध
धातु-लिगैंड परिसरों को निर्धारित करने वाले बलों में धातु और लिगैंड के बीच बने समन्वय बंधन के अतिरिक्त वान डर वाल्स बल, पीआई-पीआई अन्तःक्रिया, हाइड्रोजन बंध और ध्रुवीकृत बंध द्वारा पीआई बंध का स्थिरीकरण सम्मिलित होता है। जो सहसंयोजक बंधों की तुलना में लंबी संतुलन दूरी (बंधन की लंबाई) के साथ अंतर-आणविक बल कमजोर होते हैं। उदाहरण के लिए, बेंजीन वलय के बीच पीआई-पीआई अन्तः क्रिया में लगभग 5-10 kJ/mol ऊर्जा होती है, जो वलयों के समानांतर तल के बीच सर्वोत्तम 3.4–3.8 एंग्स्ट्रॉम अंतराल का होता है।
समन्वय
समन्वय बहुलक की क्रिस्टल संरचना और आयाम संयोजक की कार्य क्षमता को धातु केंद्र के समन्वय ज्यामिति द्वारा निर्धारित किया जाता है। विमीयता सामान्य रूप से धातु केंद्र द्वारा संचालित होती है, जो संयोजक पर 16 से अधिक कार्यात्मक स्थितियों को जोड़ने की क्षमता रखती है। हालाँकि यह हमेशा ऐसा नहीं होता है, क्योंकि संयोजक द्वारा आयाम को संचालित किया जा सकता है। जब संयोजक धातु केंद्र की तुलना में अधिक धातु केंद्रों से जुड़ता है।[5] तो समन्वय बहुलक की उच्चतम ज्ञात समन्वय संख्या 14 होती है,[6] हालांकि इसकी समन्वय संख्या अधिकांश 2 से 10 के बीच होती है।[7] विभिन्न समन्वय संख्याओं के उदाहरण के लिए चित्र 2 में तलीय ज्यामिति को दिखाया गया हैं, और चित्र 1 में 1डी संरचना 2-समन्वित है तथा तलीय 4-समन्वित और 3डी मे 6-समन्वित को दिखाया गया है।
धातु केंद्र
धातु केंद्र, जिन्हें अधिकांश नोड(बिन्दु) या केंद्र भी कहा जाता है, ये धातु केंद्र एक अच्छी तरह से परिभाषित कोणों पर विशिष्ट संख्या के संयोजक से बंधते हैं तथा एक नोड से जुड़े संयोजको की संख्या को समन्वय संख्या के रूप में भी जाना जाता है, जो कि उनके द्वारा आयोजित कोणों के साथ संरचना के आयाम को निर्धारित करता है। एक धातु केंद्र की समन्वय संख्या और समन्वय ज्यामिति उसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन घनत्व के गैर-समान वितरण द्वारा न