पी ब्लॉक तत्वों के तत्वों और यौगिकों के गुण और प्रतिक्रियाएं - सत्र 3

परॉक्साइड रासायनिक यौगिकों का एक वर्ग है जिसमें ऑक्सीजन-ऑक्सीजन एकल बंध होता है। परॉक्साइड में कार्यात्मक समूह होता है R-O-O-R। R किसी भी तत्व को दर्शाता है। पेरोक्साइड में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था ऋणात्मक होती है। पेरोक्साइड के कुछ उदाहरणों में हाइड्रोजन पेरोक्साइड शामिल हैं H2O2और धातु पेरोक्साइड जैसे सोडियम पेरोक्साइड Na2O2और magnesium पेरोक्साइड Mg2O2।

हाइड्रोजन परॉक्साइड अपचायक के रूप में कार्य करता है। जब हाइड्रोजन परॉक्साइड सिल्वर ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है, तो यह सिल्वर ऑक्साइड को सिल्वर में परिवर्तित कर देता है। चांदी की ऑक्सीकरण अवस्था सिल्वर ऑक्साइड में धनात्मक एक से चांदी में शून्य में परिवर्तित हो जाती है। सिल्वर ऑक्साइड का अपचयन होता है। हाइड्रोजन परॉक्साइड ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में भी कार्य करता है। जब हाइड्रोजन परॉक्साइड लेड सल्फाइड के साथ अभिक्रिया करता है, तो यह लेड सल्फाइड को लेड सल्फेट में ऑक्सीकृत कर देता है। सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था, लेड सल्फाइड में ऋणात्मक दो से लेड सल्फेट में धनात्मक छह में परिवर्तित हो जाती है। हाइड्रोजन परॉक्साइड स्वयं जल में अपचयनित हो जाता है।

पी ब्लॉक के कुछ तत्व परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, मीथेन जैसे कुछ यौगिकों में कार्बन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था ऋणात्मक चार होती है CH4। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बन, हाइड्रोजन परमाणु की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है। कार्बन डाइऑक्साइड में कार्बन भी धनात्मक चार ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है CO2। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऑक्सीजन कार्बन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है। कार्बन फॉर्मिक एसिड में कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था धनात्मक दो होती है। फॉर्मेल्डिहाइड में कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है। मेथनॉल में कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था ऋणात्मक दो होती है।

नाइट्रोजन अमोनिया जैसे यौगिकों में ऋणात्मक तीन से लेकर विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं का प्रदर्शन कर सकता है NH3नाइट्रिक एसिड जैसे यौगिकों में धनात्मक पाँच तक HNO3। ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था सामान्यतः ऋणात्मक दो होती है। उदाहरण के लिए पानी में H2Oऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था ऋणात्मक दो है। कुछ यौगिकों में ऑक्सीजन धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था भी प्रदर्शित कर सकती है। उदाहरण के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड में H2O2ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था ऋणात्मक है।

क्लोरीन जैसे हैलोजनों की ऑक्सीकरण अवस्था सामान्यतः ऋणात्मक एक होती है। उदाहरण के लिए हाइड्रोजन क्लोराइड में HClक्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था ऋणात्मक है। क्लोरीन भी सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकता है। उदाहरण के लिए, क्लोरीन के ऑक्सोएसिड जैसे परक्लोरिक एसिड में HClO4क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था धनात्मक सात है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऑक्सीजन क्लोरीन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है।

फॉस्फोरस फॉस्फीन जैसे यौगिकों में ऋणात्मक तीन से लेकर ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकता है PH3फॉस्फोरिक एसिड जैसे यौगिकों में धनात्मक पाँच तक H3PO4। सल्फर (S) - हाइड्रोजन सल्फाइड जैसे यौगिकों में सल्फर ऋणात्मक दो से लेकर ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकता है H2Sसल्फ्यूरिक एसिड जैसे यौगिकों में धनात्मक छह तक H2SO4।

हाइड्रोजन हैलाइड द्विआधारी अम्लों का एक समूह है जिसमें हाइड्रोजन और एक हैलोजन परमाणु होते हैं। फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन को हैलोजन कहा जाता है। इन हाइड्रोजन हैलाइडों में हाइड्रोफ्लोरिक एसिड शामिल है HF, हाइड्रोक्लोरिक एसिड HCl, हाइड्रोब्रोमिक एसिड HBrऔर हाइड्रोआयोडिक एसिड HI। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड HFहाइड्रोजन हैलाइडों में सबसे कमजोर अम्ल है। हाइड्रोआयोडिक एसिड HIहाइड्रोजन हैलाइडों में सबसे मजबूत अम्ल है।

हाइड्रोजन फ्लोराइड से आवर्त सारणी में नीचे की ओर बढ़ने पर इन हाइड्रोजन हैलाइडों की अम्लीय शक्ति बढ़ती है HFहाइड्रोजन आयोडाइड को HI। जैसे-जैसे हम समूह में नीचे की ओर बढ़ते हैं, हैलोजन परमाणु का आकार बढ़ता जाता है। इसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन और हैलोजन परमाणु के बीच बंधन शक्ति में कमी आती है। इसलिए, हाइड्रोजन परमाणु और हैलोजन परमाणु के बीच बंधन को अलग करना आसान हो जाता है। परिणामस्वरूप हाइड्रोजन आयन H+ ionआसानी से निकल जाता है जिसके परिणामस्वरूप अम्लीय शक्ति में वृद्धि होती है।

हाइड्रोजन फ्लोराइड से हाइड्रोजन आयोडाइड तक अम्लीय शक्ति में वृद्धि के लिए जिम्मेदार एक अन्य कारक विद्युतऋणात्मकता है। जैसे-जैसे हम समूह में नीचे की ओर बढ़ते हैं, हैलोजन परमाणुओं की विद्युतऋणात्मकता घटती जाती है। इसका अर्थ यह है कि हैलोजन परमाणु इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करने में कम प्रभावी हो जाते हैं। इसलिए, हाइड्रोजन हैलोजन बंध में इलेक्ट्रॉनों की साझा जोड़ी हैलोजन परमाणु की ओर कम ध्रुवीकृत होती है। इससे बंधन को तोड़ना और हाइड्रोजन आयनों को मुक्त करना आसान हो जाता है।

हैलाइड आयन की स्थिरता हाइड्रोजन हैलाइड की अम्लीय शक्ति को भी निर्धारित करती है। जब हाइड्रोजन हैलाइड को जल में घोला जाता है, तो वह हाइड्रोजन आयनों और हैलाइड आयनों में विघटित हो जाता है। यदि किसी हाइड्रोजन हैलाइड का हैलाइड आयन स्थिर है, तो वह हाइड्रोजन हैलाइड अत्यधिक अम्लीय है। उदाहरण के लिए, आयोडाइड आयन I- ionक्लोराइड आयन की तुलना में अधिक स्थिर है Cl- ionआयोडाइड आयन के बड़े पक्ष के कारण। इससे हाइड्रोजन आयोडाइड हाइड्रोजन क्लोराइड से अधिक अम्लीय हो जाता है।

हाइड्रोलिसिस एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें पानी का उपयोग किसी यौगिक को छोटे घटकों में तोड़ने के लिए किया जाता है। बोरॉन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोरीन और सिलिकॉन जैसे पी-ब्लॉक तत्वों के यौगिक हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं। पी-ब्लॉक यौगिकों के हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, यौगिक की प्रकृति के आधार पर, अम्ल या क्षार का निर्माण हो सकता है। बोरोन ट्राइक्लोराइड का हाइड्रोलिसिस BCl3इसके परिणामस्वरूप बोरिक एसिड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड का निर्माण होता है। इसी प्रकार सिलिकॉन के हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप सिलिकिक एसिड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड का निर्माण होता है।

समूह पंद्रह के तत्वों के क्लोराइड भी जल-अपघटन से गुजरते हैं। उदाहरण के लिए, अमोनियम क्लोराइड का हाइड्रोलिसिस NH4Clइसके परिणामस्वरूप अमोनिया और हाइड्रोक्लोरिक एसिड का निर्माण होता है। फॉस्फोरस ट्राइक्लोराइड के हाइड्रोलिसिस से फॉस्फोरस एसिड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनता है। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं का उपयोग नए यौगिकों के संश्लेषण और विभिन्न तत्वों के रासायनिक गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।

समूह अठारह के तत्वों को उत्कृष्ट गैस कहा जाता है। इन तत्वों में हीलियम, निऑन, आर्गन, क्रिप्टॉन, ज़ेनॉन और रेडॉन शामिल हैं। उत्कृष्ट गैसें आमतौर पर अक्रियाशील होती हैं तथा अन्य तत्वों के साथ आसानी से रासायनिक बंध नहीं बनाती हैं। इनका संयोजकता कोश पूर्णतः इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है। हालाँकि, चरम स्थितियों में, वे कुछ अन्य तत्वों के साथ यौगिक बना सकते हैं। उत्कृष्ट गैसों में, ज़ेनॉन स्थिर यौगिक बनाता है।

ज़ेनॉन उत्प्रेरक की उपस्थिति में फ्लोरीन के साथ अभिक्रिया करके ज़ेनॉन टेट्राफ्लोराइड बनाता है। यह अभिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है, तथा इसका उत्पाद एक पीला क्रिस्टलीय ठोस पदार्थ होता है जो अत्यधिक क्रियाशील होता है। जब ज़ेनॉन एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट, जैसे कोबाल्ट फ्लोराइड की उपस्थिति में फ्लोरीन गैस के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो ज़ेनॉन हेक्साफ्लोराइड बनता है। यह अभिक्रिया भी अत्यधिक ऊष्माक्षेपी है, तथा उत्पाद एक रंगहीन क्रिस्टलीय ठोस है। ज़ेनॉन हेक्साफ्लोराइड जल के साथ प्रतिक्रिया करके ज़ेनॉन ऑक्साइड और हाइड्रोजन फ्लोराइड बना सकता है।

उभयधर्मी प्रकृति से तात्पर्य किसी रासायनिक प्रजाति की, प्रतिक्रिया की स्थितियों के आधार पर, अम्ल और क्षार दोनों के रूप में कार्य करने की क्षमता से है। कई पी-ब्लॉक तत्व उभयधर्मी व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। वे अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करके विभिन्न प्रकार के उत्पाद बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, एल्युमिनियम हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करके एल्युमिनियम क्लोराइड और हाइड्रोजन गैस बना सकता है। एल्युमिनियम सोडियम हाइड्रोक्साइड जैसे क्षार के साथ भी अभिक्रिया करके सोडियम एल्युमिनेट और हाइड्रोजन गैस बना सकता है।

इसी तरह सल्फर भी अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। सल्फर, सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करके सल्फर डाइऑक्साइड गैस और जल बनाता है। जब सल्फर किसी क्षार जैसे सोडियम हाइड्रोक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है, तो सोडियम सल्फाइड, सोडियम थायोसल्फाइड और जल बनता है।