डी ब्लॉक तत्वों के तत्वों और यौगिकों के गुण और प्रतिक्रियाएं - सत्र 2

जब एक संक्रमण धातु आयन लिगैंड से घिरा होता है, तो धातु आयन और लिगैंड के बीच परस्पर क्रिया के कारण धातु आयनों के d-ऑर्बिटल्स की सममिति में विकृति उत्पन्न होती है। यह विरूपण d-ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों और लिगैंड्स में इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण के कारण होता है। प्रतिकर्षण के कारण d-ऑर्बिटल्स दो अलग-अलग ऊर्जा स्तरों में विभाजित हो जाते हैं। ऊर्जा स्तरों का नाम दिया गया है t2gऔर eg। t2gस्तर में कम ऊर्जा वाले तीन डी-ऑर्बिटल्स हैं। egस्तर में उच्च ऊर्जा वाले दो डी-ऑर्बिटल्स हैं।

प्रतीक ∆t2g और eg ऊर्जा स्तरों के बीच ऊर्जा अंतर को दर्शाता है। ऊर्जा का अंतर ∆d ऑर्बिटल्स के दो सेटों के बीच का अंतर कॉम्प्लेक्स का रंग निर्धारित करता है। जब प्रकाश का एक फोटॉन परिसर से टकराता है, तो इसे t2g कक्षकों में से किसी एक में स्थित इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। अवशोषित फोटॉन की ऊर्जा t2gand eg स्तरों के बीच ऊर्जा अंतर के समान होनी चाहिए। अवशोषित ऊर्जा इलेक्ट्रॉन को t2g स्तर से eg स्तर तक कूदने का कारण बनती है। इसके परिणामस्वरूप t2g स्तर में रिक्त स्थान या छेद बन जाता है।

टी2जी स्तर में छिद्र को किसी एक लिगैंड से प्राप्त इलेक्ट्रॉन द्वारा भरा जा सकता है। लिगैंड का यह इलेक्ट्रॉन प्रकाश के फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। इस प्रक्रिया में मुक्त ऊर्जा भी दो d कक्षीय ऊर्जा स्तरों के बीच ऊर्जा अंतर के समान होनी चाहिए। उत्सर्जित फोटॉन का रंग अवशोषित फोटॉन का पूरक होता है, अर्थात इसका रंग विपरीत होता है। मुक्त फोटॉन का रंग दिए गए समन्वय परिसर का रंग होता है। इसका अर्थ यह है कि यदि d कक्षक में इलेक्ट्रॉन लाल प्रकाश को अवशोषित करता है, तो समन्वय परिसर का रंग हरा होगा।

अब हम चर्चा करेंगे कि समन्वय परिसरों का नामकरण कैसे किया जाए। जैसा कि हम जानते हैं कि एक अकार्बनिक यौगिक में, जिसमें धनायन और ऋणायन होते हैं, धनायन का नाम पहले रखा जाता है। उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड में, सोडियम धनायन है, और क्लोराइड ऋणायन है। समन्वय परिसर दो प्रकार के होते हैं। एक प्रकार में जटिल धनायन और सरल ऋणायन होते हैं। Hexaaminecobalt (III) Chloride, या [Co(NH₃)₆]Cl₃ऐसे परिसरों का एक उदाहरण है। यह होते हैं Hexaaminecobalt (III) Chlorideधनायन और क्लोराइड ऋणायन।

आइये ऐसे परिसरों के नामकरण के नियमों पर चर्चा करें। सबसे पहले हम केन्द्रीय धातु आयन की पहचान करेंगे। इसके बाद हम केन्द्रीय धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करेंगे। उदाहरण के लिए, hexaaminecobalt(III) cation, जो है [Co(NH₃)₆]⁺³, कोबाल्ट केन्द्रीय धातु आयन है। यहाँ कोबाल्ट की ऑक्सीकरण अवस्था धनात्मक तीन है। इसके बाद हम लिगैंड की पहचान करेंगे। इस उदाहरण में, लिगैंड अमोनिया है N H three। लिगैंड उदासीन या ऋणात्मक आवेशित या धनात्मक आवेशित हो सकता है।

ऋणात्मक रूप से आवेशित लिगैंड के लिए, oउनके नाम के अंत में ' 'जोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए, यदि लिगैंड क्लोराइड आयन है तो क्लोराइड का नाम क्लोरिडो लिखा जाएगा। तटस्थ लिगैंड का कोई विशेष अंत नहीं होता। उनमें से कुछ के विशेष नाम हैं। H₂Oइसका नाम एक्वा रखा गया है। NH₃इसका नाम अमीन रखा गया है। धनात्मक आवेश वाले लिगैंड के मामले में, उनके नाम के अंत में ium जोड़ा जाता है। ⁺NH₂-NH₂इसका नाम हाइड्राज़ीनियम है। में [Co(NH₃)₆]⁺³, लिगैंड है NH₃। यह एक उदासीन लिगण्ड है। इसका नाम अमीन रखा गया है।

अब हम लिगैंड की संख्या गिनेंगे। एक ही प्रकार के दो, तीन, चार, पांच और छह लिगैंडों के लिए हम उपसर्गों डाइ, ट्राई, टेट्रा, पेंटा और हेक्सा का प्रयोग करते हैं। यदि लिगैंड के एक से अधिक रूप हों तो लिगैंड का नामकरण वर्णानुक्रम में किया जाता है। अब सभी चीजों को एक साथ मिलाकर, हम सबसे पहले जटिल आयन में लिगैंड की संख्या और नाम लिखेंगे। उसके बाद हम केन्द्रीय धातु आयन का नाम लिखेंगे। केन्द्रीय धातु आयन का नाम वैसे ही लिखा जाता है। इसके बाद हम धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था को कोष्ठक में लिखेंगे। का नाम [Co(NH₃)₆]⁺³है hexaaminecobalt(III) ion।

अब जटिल धनायन का नाम पूरा हो गया है। जैसा कि हम जानते हैं क्लोराइड आयन इससे जुड़ा हुआ है। तो नाम [Co(NH₃)₆]Cl₃हेक्साएमाइनकोबाल्ट (III) क्लोराइड है। एक अन्य प्रकार का समन्वयन संकुल है जिसमें सरल धनायन और जटिल ऋणायन होते हैं। ऐसी स्थिति में हम पहले सरल धनायन का नाम लिखेंगे। इसके बाद हम जटिल ऋणायनों के नामकरण के लिए उन्हीं नियमों का पालन करेंगे जैसा कि पहले चर्चा की गई थी, केवल केन्द्रीय धातु आयन के नाम को छोड़कर। हम केन्द्रीय धातु आयन के नाम के अंत में ate जोड़ेंगे। उदाहरण के लिए, का नाम Na₃[Co(CN)₆]N A three C O C N sixजटिल सोडियम हेक्सासायनिडोफेरेट (III) है।

हम किसी उपसहसंयोजन संकुल का सूत्र भी उसके नाम से लिख सकते हैं। हम उन्हीं नियमों का पालन करेंगे जो हमने सीखे हैं। उदाहरण के लिए, आइए सोडियम टेट्रासायनिडोक्यूप्रेट (II) कॉम्प्लेक्स का सूत्र लिखने का प्रयास करें। जैसा कि हम देख सकते हैं सोडियम सरल आयन है। टेट्रासायनिडोक्यूप्रेट (II) जटिल आयन है। हम संकुल आयन का सूत्र a सदैव वर्गाकार कोष्ठकों में लिखेंगे। जैसा कि हम देख सकते हैं, टेट्रासायनिडो इंगित करता है कि चार साइनाइड लिगैंड हैं। o साइनाइड के अंत में है, जो दर्शाता है कि साइनाइड एक ऋणात्मक आवेशित लिगैंड है। अतः चार साइनाइड लिगैंड हैं। लिगैंड को गोल-कोष्ठक में लिखा जाता है।

क्यूप्रेट यह इंगित करता है कि केन्द्रीय धातु आयन तांबा है। कप्रेट में पाया गया आयन दर्शाता है कि जटिल आयन ऋणायन है। कप्रेट के बाद गोल कोष्ठक में रोमन अंकों में (II) लिखा गया दो यह दर्शाता है कि तांबे की ऑक्सीकरण अवस्था धनात्मक दो है। हम सबसे पहले धातु आयन का प्रतीक लिखते हैं। इसके बाद हम लिगैंड प्रतीक को गोल-कोष्ठक में लिखते हैं। हम लिगैंड्स की संख्या का भी उल्लेख करते हैं। इसके बाद हम दोनों को वर्गाकार कोष्ठकों में रख देते हैं।

अब हम सम्पूर्ण जटिल आयन का आवेश ज्ञात करते हैं। जैसा कि हम जानते हैं कि एक लिगैंड पर आवेश ऋणात्मक होता है। अतः जटिल ऋणायन का समग्र आवेश ऋणात्मक दो के रूप में परिकलित किया जाता है। हमारे उदाहरण में, सोडियम धनायन है। इसलिए, दो सोडियम आयनों को जटिल ऋणायन के दो ऋणात्मक आवेश के बराबर लिखा जाता है। दिए गए समन्वय परिसर का पूर्ण सूत्र चित्रित किया गया है। क्या आप टेट्राऐमीनकॉपर(II) क्लोराइड का सूत्र लिख सकते हैं?।

ज्वाला परीक्षण एक सरल विश्लेषणात्मक तकनीक है। इसका उपयोग आयनों को ज्वाला में गर्म करने पर उनके द्वारा उत्पन्न विशिष्ट रंगों के आधार पर पहचानने के लिए किया जाता है। इस विधि में, आयन युक्त नमूने की एक छोटी मात्रा को ज्वाला में रखा जाता है। ज्वाला की गर्मी के कारण आयन में उपस्थित इलेक्ट्रॉन उत्तेजित हो जाते हैं तथा उच्च ऊर्जा स्तर पर पहुंच जाते हैं। जब इलेक्ट्रॉन अपने मूल ऊर्जा स्तर पर लौटते हैं, तो वे प्रकाश के रूप में ऊर्जा छोड़ते हैं। आयन द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का रंग नमूने में आयन की विशेषता है।

आयनों के लिए ज्वाला परीक्षण करने के लिए, पहले नमूने की एक छोटी मात्रा को पानी में घोलकर घोल बनाया जाता है। परिणामी घोल की थोड़ी मात्रा को तार-लूप या लकड़ी की छड़ी पर लगाया जाता है और आग में गर्म किया जाता है। आयन द्वारा उत्पन्न ज्वाला का रंग देखा जाता है। फिर आयन की पहचान करने के लिए इसकी तुलना ज्ञात संदर्भ रंगों से की जाती है। सोडियम आयन ज्वाला को पीला-नारंगी रंग देते हैं। पोटेशियम आयन लौ को बैंगनी रंग देते हैं। कैल्शियम आयन नारंगी-लाल रंग देते हैं।

ब्राउन-रिंग परीक्षण एक रासायनिक परीक्षण है जिसका उपयोग किसी विलयन में नाइट्रेट आयनों की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है। परीक्षण करने के लिए, आयरन सल्फेट की एक छोटी मात्रा FeSO₄परीक्षण किये जा रहे घोल में मिलाया जाता है। इसके बाद सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड को सावधानीपूर्वक टेस्ट ट्यूब के नीचे की ओर डाला जाता है। यह ट्यूब के तल पर एक अलग परत बनाता है। यदि विलयन में नाइट्रेट आयन मौजूद हैं, तो दो परतों के बीच अंतरापृष्ठ पर एक भूरे रंग का छल्ला बनेगा। यह नाइट्रेट आयनों की उपस्थिति को इंगित करता है।