आयोनिक बाँध क्या होता है?

एक आयोनिक बाँध विद्युतीय आकर्षण के द्वारा बनाया जाने वाला रासायनिक बाँध होता है जो एक दूसरे के विपरीत चार्ज योनियों के बीच होता है। इसका उत्पन्न होना एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन को एक परमाणु से दूसरे परमाणु में स्थानांतरित करने से होता है, जिससे दो विपरीत चार्ज योनियाँ बनती हैं। सकारात्मक योन को कैटाइन कहा जाता है, जबकि नकारात्मक योन को एनियन कहा जाता है।

आयोनिक बाँध का गठन

आयोनिक बाँध तब बनता है जब दो परमाणुओं के बीच आपसी आकर्षण के बीच विद्युतीयता में बहुत बड़ा अंतर होता है। विद्युतीयता एक परमाणु की इलेक्ट्रॉन्स को आकर्षित करने की क्षमता है। जब दो बहुत अलग विद्युतीयताओं वाले परमाणुओं का संपर्क होता है, तो अधिक विद्युतीयता वाले परमाणु अन्य परमाणु से इलेक्ट्रॉन्स को हटा लेता है। इससे दो विपरीत चार्ज योनियाँ बनती हैं।

उदाहरण के लिए, जब सोडियम (Na) और क्लोरीन (Cl) परमाणुओं का संपर्क होता है, तो क्लोरीन परमाणु सोडियम परमाणु से इलेक्ट्रॉन्स को हटा लेता है। इससे सोडियम कैटाइन $ \ce{(Na+)} $ और क्लोराइड एनियन $ \ce{(Cl^-)} $ बनते हैं। सोडियम कैटाइन और क्लोराइड एनियन एक दूसरे के विपरीत चार्जों के कारण आपस में आकर्षित होते हैं, जिससे एक आयोनिक बाँध बनता है।

आयोनिक बाँध की गुणवत्ताएँ

आयोनिक बाँध सामान्यतया मजबूत होते हैं और उच्च गलनांक और उच्च उबलनांक होते हैं। इसका कारण योनियों के विपरित चार्जों के बीच विद्युतीय आकर्षण बहुत मजबूत होता है। आयोनिक यौगिक आमतौर पर कठोर और कच्चे होते हैं। इसका कारण यह होता है कि योनियों को एक कठोर जाल ढांचे में रखा जाता है, जिससे उन्हें एक दूसरे से आसानी से बाहर निकलना मुश्किल होता है।

आयोनिक बाँध के उदाहरण

आयोनिक बाँध कई सामान्य यौगिकों में पाए जाते हैं, जैसे नाइट्रिक अम्ल (NaCl), पोटेशियम क्लोराइड (KCl) और कैल्शियम फ्लोराइड (CaF2)। ये यौगिक सभी इलेक्ट्रॉनों को एक परमाणु से दूसरे परमाणु में स्थानांतरित करने से बनते हैं।

आयोनिक बाँध के अनुप्रयोग

आयोनिक बाँध कई उपयोगों में इस्तेमाल होते हैं, जैसे:

• बैटरियों में: आयोनिक बाँध बैटरियों में इलेक्ट्रोड को एक साथ रखने के लिए इस्तेमाल होते हैं।
• ईंधन कक्षों में: आयोनिक बाँध ईंधन कक्षों में इलेक्ट्रोलाइट को एक साथ रखने के लिए इस्तेमाल होते हैं।
• सेमीकंडक्टर्स में: आयोनिक बाँध सेमीकंडक्टर्स को बनाने के लिए इस्तेमाल होते हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इस्तेमाल होते हैं।
• पानी की शुद्धि में: आयोनिक बाँध पानी से अशुद्धियों को हटाने के लिए इस्तेमाल होते हैं।

आयोनिक बाँध एक महत्वपूर्ण प्रकार का रासायनिक बाँध है जो कई सामान्य यौगिकों में पाया जाता है। इसके कई उपयोग हैं और यह हमारे दैनिक जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

बोर्न-हेबर चक्र

बोर्न-हेबर चक्र एक ग्राफिकीय प्रतिनिधि है जो आयोनिक यौग अपने घटक तत्वों से आयोनिक यौग के गठन के दौरान होने वाले ऊर्जा परिवर्तन को दर्शाता है। यह आयोनिक यौग के गठन की थर्मोडायनेमिक्स को समझने और आयोनिक यौग की स्थायित्व की पूर्वानुमान करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है।

बोर्न-हेबर चक्र में कदम

बोर्न-हेबर चक्र में निम्नलिखित कदम शामिल होते हैं:

1. धातुं उद्घटन: यह प्रक्रिया है जिसमें धातु को ठोस से गैस में परिवर्तित करने का कार्य होता है। इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा को अपशिखा व्यूहन कहा जाता है।

2. लोहे का आयनन: यह तत्व के एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को निकालने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा को आयनन उष्मा कहा जाता है।

3. हालोजन का विविच्छेदन: यह प्रक्रिया है जो दो हालोजन धातुओं के बीच बंध को तोड़ने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा को बंध विविच्छेदन उष्मा कहा जाता है।

4. हालोजन का इलेक्ट्रॉन प्रवृत्ति: यह प्रक्रिया है जिसमें एक इलेक्ट्रॉन को हालोजन धातु में जोड़ने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया के दौरान मुक्त होने वाली ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन प्रवृत्ति कहा जाता है।

5. आयनिक यौगिक का गठन: यह प्रक्रिया है जिसमें लोहे के आयनों और हालाइड आयनों को मिलाकर आयनिक यौगिक का गठन किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान मुक्त होने वाली ऊर्जा को गर्भण उष्मा कहा जाता है।

हेस का नियम और बॉर्न-हेबर चक्र

बॉर्न-हेबर चक्र हेस के नियम पर आधारित है, जो कहता है कि एक प्रतिक्रिया के लिए कुल ऊर्जा परिवर्तन पथ के बावजूद समान होता है। यह यह मतलब है कि इकाई यौगिक के गठन के लिए ऊर्जा परिवर्तन को बॉर्न-हेबर चक्र के व्यक्तिगत चरणों की ऊर्जा परिवर्तनों को जोड़कर गणना किया जा सकता है।

बॉर्न-हेबर चक्र के अनुप्रयोग

बॉर्न-हेबर चक्र के कई अनुप्रयोग हैं, जिनमें निम्नलिखित शामिल हैं:

• आयनिक यौगिकों की स्थिरता का पूर्वानुमान लगाना
• आयनिक यौगिकों की गर्भण उष्मा की गणना करना
• आयनिक यौगिक गठन की थर्मोडायनामिक को समझना
• वांछित गुणों वाले नई सामग्री के डिज़ाइन करना

बॉर्न-हेबर चक्र का उदाहरण

निम्नलिखित एक बॉर्न-हेबर चक्र का उदाहरण है जो सोडियम क्लोराइड (NaCl) के गठन के लिए है:

$\ce{Na(s) → Na(g) ΔH = +107 kJ/mol}$ (उद्धारण उष्मा)

$\ce{Na(g) → Na+(g) + e- ΔH = +496 kJ/mol}$ (आयनन उष्मा)

$\ce{½Cl2(g) → Cl(g) ΔH = +121 kJ/mol}$ (बंध विविच्छेदन उष्मा)

$\ce{Cl(g) + e- → Cl-(g) ΔH = -349 kJ/mol}$ (इलेक्ट्रॉन प्रवृत्ति)

$\ce{Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s) ΔH = -787 kJ/mol}$ (गर्भण उष्मा)

NaCl के गठन के लिए कुल ऊर्जा परिवर्तन है:

$\ce{ΔH = +107 kJ/mol + 496 kJ/mol + 121 kJ/mol - 349 kJ/mol - 787 kJ/mol = -414 kJ/mol}$

यह नकारात्मक मान सुझाता है कि NaCl का गठन एक उर्जामय प्रक्रिया है, जिसका मतलब है कि यह गर्मी मुक्त करता है। यह तथ्य NaCl एक स्थिर यौगिक है के साथ संगत है।

आयनिक बंध में संयुक्तवायी गुण

आयनिक बंध को सकारात्मक और नकारात्मक आयनों के बीच स्थायित्वशीली आकर्षण द्वारा बनाया जाता है। हालांकि, कुछ मामलों में, आयनिक बंध में कुछ हद तक संयुक्तवायी गुण भी हो सकते हैं। यह तब होता है जब आयनों की बाहरीमोस्ट परत में इलेक्ट्रॉनों की पूरी तरह से स्थानांतरित नहीं होती है, बल्कि इसके बजाय इन आयनों के बीच साझा की जाती है।

संयुक्तवायी गुण पर प्रभाव डालने वाले कारक

आयनिक बंध की संयुक्तवायी गुण पर कई कारकों का प्रभाव होता है, जिनमें से कुछ निम्नलिखित हैं:

• विद्युत आपीका की अंतर: दो आयनों के बीच विद्युत आपीका की अंतर ज्यादा होने पर बांध अधिक आयक होगा। इसका कारण यह है कि अधिक शर्तपूर्ण आयन इलेक्ट्रॉनों को अधिक बलपूर्वक आकर्षित करेंगे, जिससे आपीका में अधिकांश चार्ज का अंतर होता है।
• आयनों का आकार: ज्यादा आयक विकार्य होने पर, वे आपीय होंगे। इसका मतलब है कि प्रतिकूल चार्ज वाले आयन के विद्युतीय क्षेत्र द्वारा वे अधिक आसानी से विकृत होंगे, जिससे बेहतर इलेक्ट्रॉन बंटवारा हो सकेगा।
• आयनों की चार्ज: आयनों का चार्ज ज्यादा होने पर, बांध अधिक आयक होगा। इसका कारण यह है कि अधिक चार्ज होने पर, आयनों के बीच प्रार्थमिक आपातकता का अधिक आकर्षण होता है।

आयामिक बंध में सहकारी चरित्र उदाहरण

कुछ आपीय तत्वों के साथ आयामिक बोंड के सहकारी चरित्र के उदाहरण शामिल हैं:

• सोडियम क्लोराइड (NaCl): सोडियम क्लोराइड एक आयामिक यौगिक का एक प्रमुख उदाहरण है। हालांकि, यहां तक कि सोडियम आयन का रहने वाले छोटे आकार और क्लोराइड आयन के उच्च चार्ज के कारण, इसमें कुछ मात्रा में सहकारी चरित्र भी होता है।
• पोटेशियम आयोडाइड (KI): पोटासियम आयोडाइड एक आयामिक यौगिक का एक और उदाहरण है जिसमें सहकारी चरित्र होता है। इस मामले में, पोटासियम आयन के बड़े आकार और आयोडाइड आयन के कम चार्ज का योगदान सहकारी बोंड के चरित्र में सहायता करता है।
• कैल्शियम फ्लोराइड ($CaF_2$): कैल्शियम फ्लोराइड एक आयामिक यौगिक है जिसमें यथार्थ चरित्र की अधिक मात्रा होती है। इसका कारण कैल्शियम आयन का छोटा आकार और फ्लोराइड आयन का उच्च चार्ज होता है।

आयामिक बोंड में सहकारी चरित्र, आयनों के बीच इलेक्ट्रॉनों के साझाकरण के परिणामस्वरूप होता है। इसका कारण आयनों के बीच विद्युत आपीका की अंतर, आयनों के आकार और आयनों के चार्ज जैसे कई कारकों का हो सकता है। आयामिक बोंड में सहकारी चरित्र की धर्म विलम्ब से अत्यल्प से महत्वपूर्ण तक विभिन्न हो सकती है।

आयामिक बोंड से संबंधित प्रश्न

आयामिक बोंड क्या होता है?

आयामिक बोंड एक रासायनिक बंध है जो विपरीत चार्जीत आयनों के बीच विद्युतापनुगत आकर्षण द्वारा बनता है। यह तब होता है जब एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से दूसरे परमाणु में स्थानांतरित होते हैं, जिसके कारण दो विपरीत चार्जीत आयन पैदा होते हैं। सकारात्मक आयन को कैथयान कहा जाता है, और नकारात्मक आयन को एनियन कहा जाता है।

आयामिक बोंड कैसे बनता है?

आयामिक बंध तब बनता है जब दो परमाणुओं के बीच विद्युत आपीका में अधिकतम अंतर होता है। विद्युतापनुगतता एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की क्षमता है। जब बहुत अलग विद्युतापनुगताएं रचनाएं मिलती हैं, तो अधिक विद्युतापनुगतता वाला परमाणु अधिक विद्युतापनुगतता वाले परमाणु से इलेक्ट्रॉनों को दूर खींचता है। इससे दो विपरीत चार्जीत आयनों का निर्माण होता है, जो बाद में आपस में इलेक्ट्रोआपसर्गिक आकर्षण द्वारा सम्मिलित किए जाते हैं।

कुछ ऐसे आयामिक बोंड के उदाहरण क्या हैं?

कुछ सामान्य आयामिक बोंड के उदाहरण निम्नलिखित हैं:

• सोडियम क्लोराइड (NaCl): सोडियम की बिजली की अकर्षन कम होती है, जबकि क्लोरीन की बिजली की अकर्षन अधिक होती है। जब ये दो अणु मिलते हैं, तो क्लोरीन अणु सोडियम अणु से इलेक्ट्रॉन को दूर खींचता है, जिससे $Na^+$ और $Cl^-$ आयनों का उत्पादन होता है। ये आयन तब विद्युतीय आकर्षण के जरिए एक साथ रहते हैं और सोडियम क्लोराइड का निर्माण करते हैं।
• पोटैशियम फ्लोराइड (KF): पोटैशियम की बिजली की अकर्षन कम होती है, जबकि फ्लोरिन की बिजली की अकर्षन अधिक होती है। जब ये दो अणु मिलते हैं, तो फ्लोरिन अणु पोटैशियम अणु से इलेक्ट्रॉन को दूर खींचता है, जिससे $K^+$ और $F^-$ आयनों का उत्पादन होता है। ये आयन तब विद्युतीय आकर्षण के जरिए एक साथ रहते हैं और पोटैशियम फ्लोराइड का निर्माण करते हैं।
• कैल्शियम ऑक्साइड (CaO): कैल्शियम की बिजली की अकर्षण कम होती है, जबकि ऑक्सीजन की बिजली की अकर्षण अधिक होती है। जब ये दो अणु मिलते हैं, तो ऑक्सीजन अणु कैल्शियम अणु से इलेक्ट्रॉन को दूर खींचता है, जिससे $Ca^{2+}$ और $O^{2-}$ आयनों का उत्पादन होता है। ये आयन तब विद्युतीय आकर्षण के जरिए एक साथ रहते हैं और कैल्शियम ऑक्साइड का निर्माण करते हैं।

आयनिक बंध की गुणधर्म क्या हैं?

आयनिक बंध आमतौर पर मजबूत होता है और उच्च गलन और उबलन संकेत रखता है। इसका कारण है कि विपरीत चार्ज वाले आयनों के बीच विद्युतीय आकर्षण बहुत मजबूत होती है। आयनिक बंध छिलता भी होता है, जिसका अर्थ होता है कि इसे यांत्रिक तनाव से आसानी से तोड़ा जा सकता है।

आयनिक बंध के कुछ आवेदन क्या हैं?

आयनिक बंध को विभिन्न आवेदनों में उपयोग किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• सेरामिक: सेरामिक उच्च तापमान पर धातुओं के आयनों को गर्म करके बनाया जाता है। धातु के आयन एक दृढ़ और टिकाऊ सामग्री निर्मित करते हैं।
• कांच: कांच को रेत (सिलिकॉन डाइऑक्साइड) को पिघलाकर बनाया जाता है और फिर तेज़ी से ठंडा किया जाता है। सिलिकॉन डाइऑक्साइड के अणु एक दृढ़ और पारदर्शी सामग्री निर्मित करते हैं।
• बैटरी: बैटरी में आयनिक बंध का उपयोग ऊर्जा संग्रह करने के लिए होता है। जब एक बैटरी चार्ज होती है, तो बैटरी में आयन अलग हो जाते हैं। जब बैटरी डिस्चार्ज होती है, तो आयन फिर से मिलकर ऊर्जा मुक्त करते हैं।
• इलेक्ट्रोप्लेटिंग: इलेक्ट्रोप्लेटिंग एक प्रक्रिया है जिसमें मेलबद्ध मेंल को एक दूसरे मेल के पतले परत के साथ कोटिंग किया जाता है। इसके लिए मेंल आयनों के समाधान के माध्यम से विद्युत धारा पारित की जाती है। मेल आयन धारावाहिक (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर आकर्षित होते हैं, जहां वे मेल की सतह पर आरोपित होते हैं।