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कार्बन और इसके यौगिक | सामान्य जागरूकता/सामान्य जागरूकता - Police SI Exams PDF Download
परिचय
संयुक्तों के प्रकार
- कार्बनिक यौगिक
- अकार्बनिक यौगिक
- मुख्यतः कार्बन से बने होते हैं और सभी जीवित प्राणियों का आधार बनाते हैं।
कोवालेन्ट बंध
कार्बन हमेशा कोवालेन्ट बंध बनाता है। कोवालेन्ट बंध अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन जोड़े को साझा करके बनाए जाते हैं।
कार्बन का नॉबल गैस कॉन्फ़िगरेशन
- कार्बन टेट्रावलेंट है और चार इलेक्ट्रॉनों को खोकर या प्राप्त करके आयनिक बंध नहीं बनाता (C4 या C4-)।
- यह स्थिर नॉबल गैस कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त करने के लिए अन्य अणुओं, जैसे हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और क्लोरीन के साथ इलेक्ट्रॉन साझा करके बंध बनाता है।
कोवालेन्ट बंध के उदाहरण
- हाइड्रोजन (H2): हाइड्रोजन अणुओं के बीच एकल बंध।
- ऑक्सीजन (O2): ऑक्सीजन अणुओं के बीच दोहरे बंध।
- नाइट्रोजन (N2): नाइट्रोजन अणुओं के बीच त्रैतीय बंध।
- पानी (H2O): एक ऑक्सीजन और दो हाइड्रोजन अणुओं के बीच एकल कोवालेन्ट बंध।
कोवालेन्ट यौगिकों के भौतिक गुण
- कम पिघलने और उबालने के बिंदु, कमजोर अंतरमॉलिक्यूलर बलों के कारण।
- बिजली के खराब चालक क्योंकि इलेक्ट्रॉन अणुओं के बीच साझा होते हैं, जिससे कोई चार्जित कण नहीं बनते।
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परीक्षा: कार्बन और उसके यौगिक
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कार्बन की बहुपरकारी प्रकृति
- कैटिनेशन: कार्बन अन्य कार्बन अणुओं के साथ एकल, दोहरे या त्रैतीय कोवालेन्ट बंधों का उपयोग करके लंबे श्रृंखलाएं, शाखित श्रृंखलाएं और रिंग बना सकता है।
- टेट्रावलेंसी: चार वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के साथ, कार्बन चार अणुओं के साथ बंध बना सकता है, जिनमें अन्य कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, और सल्फर शामिल हैं।
हाइड्रोकार्बन
- हाइड्रोजन और कार्बन से बने यौगिक।
- दो प्रकार: संतृप्त हाइड्रोकार्बन और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन।
- कार्बन अणुओं के बीच एकल बंध।
- उदाहरण: अल्केन, सामान्य सूत्र CnH2n + 2।
- कार्बन अणुओं के बीच दोहरे या त्रैतीय बंध।
- अल्केन्स: दोहरे बंध, सामान्य सूत्र CnH2n।
- अल्काइन्स: त्रैतीय बंध, सामान्य सूत्र CnH2n-2।
- एथेन (C2H6): संतृप्त हाइड्रोकार्बन का उदाहरण।
- एथीन (C2H4): असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (अल्केन) का उदाहरण।
- एथाइन (C2H2): असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (अल्काइन) का उदाहरण।
कार्बन यौगिकों की संरचना
- स्ट्रेट (अविकसित) श्रृंखला उदाहरण: प्रोपेन (C3H8)।
- शाखित: समान आणविक सूत्र वाले यौगिक, लेकिन विभिन्न संरचना को संरचनात्मक समरूपता (फिनोमेनन: संरचनात्मक समरूपता) कहा जाता है।
- चक्राकार: उदाहरण: साइक्लोहेक्सेन (C6H12)।
कार्यात्मक समूह
- हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं में, एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को उनकी वैलेंसी के अनुसार अन्य परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
- ये परमाणु या परमाणुओं के समूह (हेटेरोएटम) कार्बन यौगिकों को प्रतिक्रियाशील बनाते हैं और उनकी गुणधर्मों को निर्धारित करते हैं।
होलोगोनस श्रृंखला
एक श्रृंखला यौगिकों की जिसमें एक ही कार्यात्मक समूह हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित करता है एक कार्बन श्रृंखला में।
- समान सामान्य सूत्र।
- –CH2 समूह द्वारा भिन्न, आणविक द्रव्यमान में 14 amu का अंतर।
- समान रासायनिक गुणों के साथ भौतिक गुणों में क्रमिक परिवर्तन।
- यौगिक में कार्बन परमाणुओं की संख्या पहचानें।
- कार्यात्मक समूह को इंगित करने के लिए उपसर्ग या प्रत्यय का उपयोग करें।
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कार्बन और इसके यौगिक
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कार्बन यौगिकों के रासायनिक गुण
दहन (Combustion):
- कार्बन और इसके यौगिक ईंधन के रूप में उपयोग किए जाते हैं क्योंकि ये हवा में जलने की क्षमता रखते हैं, जिससे बहुत ज्यादा ऊष्मा ऊर्जा निकलती है।
- संतृप्त हाइड्रोकार्बन नीले, धूम्रहीन लौ के साथ जलते हैं।
- असंतृप्त हाइड्रोकार्बन पीले, धूम्रयुक्त लौ के साथ जलते हैं जो असम्पूर्ण ऑक्सीकरण के कारण होता है।
ऑक्सीकरण (Oxidation):
- एल्कोहल को कार्बोक्जिलिक एसिड में परिवर्तित किया जा सकता है, ऑक्सीडाइजिंग एजेंट जैसे क्षारीय KMnO4 या अम्लीय पोटैशियम डाइक्रोमेट का उपयोग करके।
संयोजन प्रतिक्रिया (Addition Reaction):
- असंतृप्त हाइड्रोकार्बन कैटेलिस्ट जैसे पैलाडियम या निकल की उपस्थिति में हाइड्रोजन को जोड़ते हैं।
- उदाहरण: वनस्पति तेलों का हाइड्रोजनीकरण कर वनस्पति घी का उत्पादन।
प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया (Substitution Reaction):
- हाइड्रोकार्बन में होती है जहाँ हाइड्रोजन परमाणुओं को अन्य परमाणुओं से प्रतिस्थापित किया जाता है।
महत्वपूर्ण कार्बन यौगिक
एथेनॉल (Ethanol)
- बिना रंग का, सुखद गंध, और जलने का स्वाद।
- पानी में घुलनशील, वाष्पशील, कम उबालने का तापमान (351 K), न्यूट्रल यौगिक।
एथेनोइक एसिड की भौतिक गुण (Physical Properties of Ethanoic acid)
- बिना रंग का, खट्टा स्वाद, सिरके की गंध, उबालने का तापमान 391 K।
- शुद्ध CH3COOH जब जमता है तो एक बिना रंग का ठोस बनाता है, जिसे ग्लेशियल एसीटिक एसिड कहा जाता है।
एस्टरकरण (Esterification):
मीठी गंध वाला एस्टर बनता है।
साबुनकरण (Saponification): इस प्रक्रिया का उपयोग करके साबुन तैयार किया जाता है।
क्षारीय के साथ प्रतिक्रिया (Reaction with Base):
- NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O।
कार्बोनेट्स और हाइड्रोजन कार्बोनेट्स के साथ प्रतिक्रिया (Reaction with Carbonates and Hydrogen Carbonates):
2CH3COOH Na2CO3 → 2CH3COONa H2O CO2.
- 2CH3COOH Na2CO3 → 2CH3COONa H2O CO2.
- CH3COOH NaHCO3 → CH3COONa H2O CO2.
साबुन और डिटर्जेंट
साबुन: लम्बी श्रृंखला के कार्बोक्सिलिक अम्लों के सोडियम या पोटेशियम लवण (उदाहरण के लिए, C17H35COONa).
- सिर्फ नरम पानी में प्रभावी।
डिटर्जेंट: लम्बी श्रृंखला के कार्बोक्सिलिक अम्लों के अमोनियम या सल्फोनट लवण।
- कठोर और नरम पानी दोनों में प्रभावी।
साबुन अणु में:
- आयनिक (हाइड्रोफिलिक) भाग
- लम्बी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला (हाइड्रोफोबिक) भाग
साबुन की सफाई क्रिया
- गंदगी, जो आमतौर पर तैलीय होती है, साबुन के हाइड्रोफोबिक अंत से जुड़ती है जबकि हाइड्रोफिलिक अंत पानी में रहता है, माइसेल बनाते हुए।
- साबुन माइसेल गंदगी और तेल को घुलाते हैं, कपड़े को साफ करते हैं।
- कठोर पानी के कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण साबुन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, अघुलनशील फेन बनाते हैं, जो सफाई क्रिया को बाधित करता है।
- डिटर्जेंट कठोर पानी के साथ फेन नहीं बनाते, कपड़ों को प्रभावी रूप से साफ करते हैं।
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Apr 01, 2025
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