Notes of Science in Hindi for Class 10th Chapter 4 कार्बन और उसके यौगिक - Carbon and its Compounds CBSE NCERT
इस अध्याय में विषय
• परिचय
• सहसंयोजक बंधन
• कार्बन की बहुमुखी प्रकृति
• कार्बन यौगिकों के रासायनिक गुण
• महत्वपूर्ण कार्बन यौगिक
• साबुन और डिटर्जेंट
परिचय
→ यौगिक दो प्रकार के होते हैं:
(i) कार्बनिक यौगिक
(ii) अकार्बनिक यौगिक
→ कार्बनिक यौगिक कार्बन से बने होते हैं और सभी जीवित जीवों का आधार बनते हैं।
सहसंयोजक बंधन
→ कार्बन सदैव सहसंयोजक बंध बनाता है।
→ दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन जोड़ी के बंटवारे से बनने वाले बंधन को सहसंयोजक परमाणु के रूप में जाना जाता है।
• कार्बन का उत्कृष्ट गैस विन्यास
→ कार्बन टेट्रावैलेंट है, यह चार इलेक्ट्रॉनों (C 4+ ) को खोकर या चार इलेक्ट्रॉनों (C 4- ) को प्राप्त करके आयनिक बंधन नहीं बनाता है । चार अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को धारण करना कठिन है और चार इलेक्ट्रॉनों को निकालने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होगी। तो, कार्बन अपने इलेक्ट्रॉनों को के साथ साझा करके बंधन बना सकता है
अन्य कार्बन परमाणु या अन्य तत्व के इलेक्ट्रॉन और उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करते हैं।
→ अन्य तत्वों जैसे हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन, क्लोरीन के परमाणु भी इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी से बंध बनाते हैं।
• हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच एच - एच एकल बंधन (एच 2 )
• O = O ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच दोहरा बंधन (O 2 )
• नाइट्रोजन परमाणुओं के बीच एन एन ट्रिपल बॉन्ड
• पानी के अणु में एक ऑक्सीजन और दो हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच एकल सहसंयोजक बंधन होता है।
सहसंयोजक यौगिकों के भौतिक गुण
→ सहसंयोजक यौगिकों के गलनांक और क्वथनांक कम होते हैं क्योंकि उनमें कमजोर अंतर-आणविक बल होता है।
→ वे आम तौर पर बिजली के कुचालक होते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं के बीच साझा किया जाता है और कोई आवेशित कण नहीं बनते हैं।
कार्बन की बहुमुखी प्रकृति
कार्बन तत्व के दो विशिष्ट गुण जो बड़ी संख्या में यौगिकों के निर्माण की ओर ले जाते हैं:
• कैटेनेशन: कार्बन कार्बन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधों के माध्यम से लंबी श्रृंखला, शाखित श्रृंखला और बंद वलय बनाने के लिए जुड़ सकता है। यौगिक
कार्बन परमाणुओं को सिंगल, डबल या ट्रिपल बॉन्ड द्वारा जोड़ा जा सकता है।
• चतुष्कोणीयता: कार्बन में 4 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं। कार्बन चार कार्बन परमाणुओं, मोनोवैलेंट परमाणुओं, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और सल्फर के साथ बंध सकता है।
हाइड्रोकार्बन
→ हाइड्रोजन और कार्बन से बने यौगिकों को हाइड्रोकार्बन कहते हैं।
→ हाइड्रोकार्बन दो प्रकार के होते हैं।
(i) संतृप्त हाइड्रोकार्बन
(ii) असंतृप्त हाइड्रोकार्बन
• संतृप्त हाइड्रोकार्बन
→ कार्बन परमाणुओं के बीच एकल बंधन।
→ सी-सी-
→ ऐल्केन संतृप्त हाइड्रोकार्बन हैं।
सामान्य सूत्र : सी एन एच 2एन+2
• असंतृप्त हाइड्रोकार्बन
→ कार्बन परमाणुओं के बीच दोहरा या तिहरा बंधन।
→ ऐल्कीन और ऐल्काइन असंतृप्त हाइड्रोकार्बन हैं।
→ एल्केन्स : C＝Cㅡ
सामान्य सूत्र : सी एन एच 2एन
→ एल्काइन्स : C≡Cㅡ
सामान्य सूत्र : सी एन एच 2एन-2
संतृप्त हाइड्रोकार्बन की इलेक्ट्रॉन डॉट संरचना
• ईथेन सी 2 एच 6
संतृप्त हाइड्रोकार्बन (अल्केन्स) के नाम, आणविक सूत्र और संरचना सूत्र:
असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की इलेक्ट्रॉन डॉट संरचना
• एथीन (सी 2 एच 4 )
• एथाइन (सी 2 एच 2 )
असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के नाम, आणविक सूत्र और संरचना सूत्र (Alkenes और Alkynes):
संरचना के आधार पर कार्बन यौगिक
(i) सीधी (अशाखित) श्रृंखला
उदाहरण: सी 3 एच 8
ㅡसी-सी-सी-सी-सी-
(ii) शाखित
→ उपरोक्त तीनों यौगिकों का आणविक सूत्र समान होता है लेकिन विभिन्न संरचनाओं को संरचनात्मक समावयवी कहा जाता है और घटना संरचनात्मक समावयवता है।
(iii) चक्रीय
उदाहरण: सी 6 एच 12
कार्यात्मक समूह
→ हाइड्रोकार्बन श्रृंखला में, एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु को उनकी संयोजकता के अनुसार अन्य परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। ये हेटरोएटम हैं।
→ ये हेटेरोएटम या परमाणुओं का समूह जो कार्बन यौगिक को प्रतिक्रियाशील बनाते हैं और इसके गुणों को तय करते हैं, कार्यात्मक समूह कहलाते हैं।
सजातीय श्रृंखला
→ यह यौगिकों की श्रृंखला है जिसमें कुछ कार्यात्मक समूह कार्बन श्रृंखला में हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित करते हैं।
उदाहरण: एल्कोहल - सीएच 3 ओएच, सी 2 एच 5 ओएच, सी 3 एच 7 ओएच, सी 4 एच 9 ओएच
• उनका सामान्य सूत्र समान है।
• कोई भी दो समरूप - CH2 समूह द्वारा भिन्न होते हैं और आणविक द्रव्यमान में अंतर 14µ है।
• उनके रासायनिक गुण समान होते हैं लेकिन भौतिक गुणों में क्रमिक परिवर्तन दिखाई देते हैं।
कार्बन यौगिकों का नामकरण
(i) यौगिकों में कार्बन परमाणुओं की संख्या की पहचान करें।
(ii) कार्यात्मक समूह प्रत्यय या उपसर्ग द्वारा इंगित किया जाता है।
कार्बन यौगिकों के रासायनिक गुण
(i) दहन
• कार्बन और उसके यौगिकों का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है क्योंकि वे हवा में जलते हैं जिससे बहुत अधिक ऊष्मा ऊर्जा निकलती है।
• संतृप्त हाइड्रोकार्बन आमतौर पर हवा में नीली और बिना कालिख वाली लौ के साथ जलता है।
• असंतृप्त हाइड्रोकार्बन पीली कालिख की लौ के साथ हवा में जलता है क्योंकि कार्बन का प्रतिशत संतृप्त हाइड्रोकार्बन से अधिक होता है जो हवा में पूरी तरह से ऑक्सीकृत नहीं होता है।
(ii) ऑक्सीकरण
एल्कोहल को ऑक्सीकरण एजेंट क्षारीय KMnO4 (पोटेशियम परमैंगनेट) या अम्लीय पोटेशियम डाइक्रोमेट की उपस्थिति में कार्बोक्जिलिक एसिड में परिवर्तित किया जा सकता है।
(iii) जोड़ प्रतिक्रिया
असंतृप्त हाइड्रोकार्बन उत्प्रेरक पैलेडियम या निकल की उपस्थिति में हाइड्रोजन जोड़ते हैं। इस प्रक्रिया का उपयोग करके वनस्पति तेलों को वनस्पति घी में परिवर्तित किया जाता है।
इसे वनस्पति तेलों का हाइड्रोजनीकरण भी कहा जाता है।
(iv) प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया
महत्वपूर्ण कार्बन यौगिक: इथेनॉल और एथेनोइक एसिड
इथेनॉल के भौतिक गुण
• बेरंग, सुखद गंध और जलती हुई स्वाद।
• पानी में घुलनशील।
• 351 K के कम क्वथनांक के साथ वाष्पशील तरल।
• तटस्थ यौगिक।
इथेनॉल के रासायनिक गुण
(i) सोडियम के साथ अभिक्रिया
2ना + सीएच 3 सीएच 2 ओएच → 2सीएच 3 सीएच 2 ओएनए + + एच 2
(सोडियम एथोक्साइड)
इस प्रतिक्रिया का उपयोग एच 2 गैस (पॉप साउंड के साथ बर्न) के विकास द्वारा इथेनॉल के परीक्षण के रूप में किया जाता है ।
(ii) निर्जलीकरण
एथेनोइक एसिड के भौतिक गुण
• रंगहीन तरल जिसमें खट्टा स्वाद होता है और सिरका की गंध होती है।
• क्वथनांक 391 K है।
• जब शुद्ध CH3 COOH को जमने दिया जाता है, तो यह ठोस की तरह रंगहीन बर्फ बनाता है। अतः इसे ग्लेशियल एसिटिक अम्ल कहते हैं।
रासायनिक गुण
(i) एस्टरीफिकेशन
मीठी महक वाला एस्टर बनता है।
यह साबुनीकरण है क्योंकि इससे साबुन तैयार होता है।
(ii) आधार के साथ प्रतिक्रिया
NaOH + CH 3 COOH → CH 3 COONa + H 2 O
(iii) कार्बोनेट और हाइड्रोजन कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया:
2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 → 2CH 3 COONa + H 2 O + CO 2
सीएचएच 2 सीओओएच + नाहकोह 2 → सीएच 3 कूना + एच 2 ओ + सीओ 2
साबुन और डिटर्जेंट
• साबुन लंबी श्रृंखला कार्बोक्जिलिक एसिड का सोडियम या पोटेशियम नमक है। उदाहरण: सी 17 एच 35 कूना +
• साबुन केवल शीतल जल में ही प्रभावी होते हैं।
• डिटर्जेंट कार्बोक्जिलिक एसिड की लंबी श्रृंखला के अमोनियम या सल्फोनेट नमक होते हैं।
• अपमार्जक कठोर और मृदु जल दोनों में प्रभावी होते हैं।
साबुन के अणु में होता है:
(i) आयनिक (हाइड्रोफिलिक) भाग
(ii) लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला (हाइड्रोफोबिक) भाग
साबुन की सफाई क्रिया
• अधिकांश गंदगी तैलीय प्रकृति की होती है और हाइड्रोफोबिक सिरा गंदगी से जुड़ जाता है और आयनिक सिरा पानी के अणु से घिरा होता है। इसके परिणामस्वरूप एक रेडियल संरचना का निर्माण होता है जिसे मिसेल कहते हैं।
• साबुन के मिसेल पानी में गंदगी और ग्रीस को घोलने में मदद करते हैं और कपड़ा साफ हो जाता है।
• साबुन विविध का मिश्रण है और
• कठोर जल में मौजूद मैग्नीशियम और कैल्शियम लवण साबुन के अणु के साथ अभिक्रिया करके अघुलनशील उत्पाद बनाते हैं जिसे मैल कहा जाता है। यह मैल सफाई क्रिया में कठिनाई पैदा करता है।
• अपमार्जक के प्रयोग से कठोर जल से अघुलनशील मैल नहीं बनता और कपड़े प्रभावी ढंग से साफ हो जाते हैं।
