విశ్వం ఒకదానితో ఒకటి అతుక్కుపోయేలా చేస్తుంది అని మీరు ఎప్పుడైనా ఆలోచిస్తున్నారా? ఇక్కడ ఒక సూచన ఉంది: ఇది కాస్మిక్ సూపర్ గ్లూ యొక్క పారిశ్రామిక పరిమాణపు కూజా కాదు. కాదు, వస్తువులను కలిసి ఉంచే రహస్యం వాలెంట్ బాండింగ్ అని పిలువబడే ఒక రసాయన బంధం ప్రక్రియ - ఇక్కడ పరమాణువుల బయటి షెల్‌లలోని ఎలక్ట్రాన్లు ఒకదానితో ఒకటి బంధించి అణువులను ఏర్పరుస్తాయి. సమయోజనీయ బంధాలు విశ్వంలోని అత్యంత శక్తివంతమైన బంధాలలో కొన్ని.
సమయోజనీయ బంధాల తండ్రి - ఇర్వింగ్ లాంగ్‌ముయిర్
రసాయన శాస్త్ర ప్రపంచం 1919లో సమయోజనీయ సూత్రానికి పరిచయం చేయబడింది. భవిష్యత్తులో నోబెల్ బహుమతి పొందిన రసాయన శాస్త్రవేత్త ఇర్వింగ్ లాంగ్‌ముయిర్, పరమాణువుల బయటి షెల్ లేదా వాలెన్స్‌లో ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా ఏర్పడే పరమాణు బంధాలను వివరించడానికి ఈ పదాన్ని రూపొందించారు. 'సమయోజనీయ బంధం' అనే పదం మొదట 1939లో వాడుకలోకి వచ్చింది.
ఒక అమెరికన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త, ఇర్వింగ్ లాంగ్‌ముయిర్ జనవరి 31, 1881న న్యూయార్క్‌లోని బ్రూక్లిన్‌లో చార్లెస్ లాంగ్‌ముయిర్ మరియు సాడీ కమింగ్స్‌లకు నలుగురు కుమారులలో మూడవ వ్యక్తిగా జన్మించాడు. లాంగ్‌ముయిర్ 1903లో కొలంబియా విశ్వవిద్యాలయంలోని స్కూల్ ఆఫ్ మైన్స్ నుండి మెటలర్జికల్ ఇంజనీర్‌గా పట్టభద్రుడయ్యాడు మరియు అతని M. A. మరియు Ph.D. 1906లో రసాయన శాస్త్రంలో. ఉపరితల రసాయన శాస్త్రంలో అతని పనికి 1932లో రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతి లభించింది.
పరమాణువులు మరియు అణువులు - అవి నిజంగా ముఖ్యమా?
సరళంగా చెప్పాలంటే, పరమాణువులు లేకుండా విశ్వం ఉనికిలో ఉండదు. ఎందుకంటే అణువులు పదార్థం యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణ వస్తువులు. పదార్థం అంటే సరిగ్గా ఏమిటి? భౌతిక మరియు రసాయన శాస్త్రాలలో, 'పదార్థం' అనేది ఖాళీని ఆక్రమించేది మరియు విశ్రాంతి ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది, ప్రత్యేకించి శక్తికి భిన్నంగా ఉంటుంది. కాబట్టి సార్వత్రిక క్లుప్తంగా, 'పదార్థం' ప్రతిదీ.
అణువులు మూడు ప్రాథమిక సబ్‌టామిక్ కణాలతో రూపొందించబడ్డాయి: ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు. ప్రోటాన్లు సానుకూల విద్యుత్ చార్జ్‌ను నిర్వహించే సబ్‌టామిక్ కణాలు. న్యూట్రాన్లు ధనాత్మక లేదా ప్రతికూల విద్యుత్ చార్జ్ లేని సబ్‌టామిక్ కణాలు, అంటే తటస్థంగా ఉంటాయి. ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు కలిసి అణువు యొక్క కేంద్రకాన్ని తయారు చేస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్లు, చివరి సబ్‌టామిక్ పార్టికల్ రకం, ప్రతికూల విద్యుత్ చార్జ్‌ను నిర్వహిస్తాయి మరియు మేఘం వలె పరమాణు కేంద్రకం చుట్టూ తిరుగుతాయి.
కాబట్టి అణువులు అంటే ఏమిటి? అణువులు బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి తగినంత ఇతర అణువుల వైపు ఆకర్షించబడే అణువుల కంటే ఎక్కువ లేదా తక్కువ కాదు. ఒక వాలెన్స్ బాండ్.
మాలిక్యులర్ బాండింగ్ - వాలెంట్ బాండ్స్ రకాలు
అణువులను ఏర్పరచడానికి పరమాణువులు ఒకదానితో ఒకటి బంధించినప్పుడు, ప్రక్రియ కొన్ని విభిన్న మార్గాల్లో జరుగుతుంది. పరమాణువులు బంధించే ప్రధాన మార్గాన్ని సమయోజనీయత అంటారు. కోవాలెంట్ అనే పదం బంధంలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ జతల ఎలక్ట్రాన్ల భాగస్వామ్యం ఉంటుంది అనే వాస్తవాన్ని సూచిస్తుంది. పరమాణువులు వాలెంట్ బాండ్లను ఏర్పరచగల ఇతర మార్గాలు కూడా ఉన్నాయి, వీటిలో:
కెవిన్ హార్ట్ కొత్త
- అయానిక్ బంధాలు లేదా బంధాలు ఒక పరమాణువు ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్‌లను మరొక పరమాణువుకు ఇచ్చినప్పుడు ఏర్పడుతుంది.
- లోహ బంధాలు, రసాయన రకం బంధం అది లోహాల పరమాణువులను కలిపి ఉంచుతుంది. లోహ బంధాలు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు మరియు లోహ పరమాణువుల మధ్య బలవంతంగా ఆకర్షణ.
సమయోజనీయ పరమాణు బంధాలు - మూలకాలు వర్సెస్ సమ్మేళనాలు
పరమాణువుల మధ్య వాలెంట్ ఆకర్షణలు సంభవించినప్పుడు అవి పరమాణు బంధాలు లేదా సమ్మేళనాలు లేదా మూలకాలు అయిన పదార్ధాలను ఏర్పరుస్తాయి. సమయోజనీయ బంధం ఫలితంగా పరమాణు సమ్మేళనాలు మరియు పరమాణు మూలకాలు సంభవించినప్పటికీ రెండింటి మధ్య ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం కూడా ఉంది.
సమ్మేళనం యొక్క అణువు మరియు మూలకం యొక్క అణువు మధ్య వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, ఒక మూలకం యొక్క అణువులో, అన్ని అణువులు ఒకే విధంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, నీటి అణువులో (సమ్మేళనం), ఒక ఆక్సిజన్ అణువు మరియు రెండు హైడ్రోజన్ అణువులు ఉంటాయి. కానీ ఆక్సిజన్ అణువులో (ఒక మూలకం), అణువులు రెండూ ఆక్సిజన్.
సమయోజనీయ బాండ్ సమ్మేళనాల ఉదాహరణలు
మన వాతావరణంలోని వాయువులు, సాధారణ ఇంధనాలు మరియు మన శరీరంలోని చాలా సమ్మేళనాలతో సహా సమయోజనీయ బంధాలను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాలకు అనేక ఉదాహరణలు ఉన్నాయి. ఇక్కడ మూడు ఉదాహరణలు ఉన్నాయి.
మీథేన్ అణువు (CH4)
కార్బన్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్ 2,4. నోబుల్ గ్యాస్ నియాన్ లాగా ఉండటానికి దాని బయటి షెల్‌లో మరో 4 ఎలక్ట్రాన్లు అవసరం. దీన్ని చేయడానికి, ఒక కార్బన్ అణువు నాలుగు హైడ్రోజన్ అణువుల నుండి ఒకే ఎలక్ట్రాన్‌తో నాలుగు ఎలక్ట్రాన్‌లను పంచుకుంటుంది. మీథేన్ అణువు నాలుగు C-H సింగిల్ బాండ్లను కలిగి ఉంటుంది.
నీటి అణువు (H2O)
ఒక ఆక్సిజన్ అణువు రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో కలుస్తుంది. నీటి అణువు రెండు O-H ఒకే బంధాలను కలిగి ఉంటుంది.
కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO2)
ఒక కార్బన్ పరమాణువు రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులతో కలుస్తుంది. కార్బన్ డయాక్సైడ్ అణువు రెండు C=O బంధాలను కలిగి ఉంటుంది.
సూపర్ రేర్ బీనీ బేబీస్
సమయోజనీయ బాండ్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క ఉదాహరణలు
పరమాణువులు సమయోజనీయ పరమాణు బంధాలను ఏర్పరచినప్పుడు, ఫలితాలు సమయోజనీయ మూలకాలు. ఆవర్తన పట్టికలో కనిపించే నాన్మెటల్ సమయోజనీయ మూలకాలు:
నామెస్టే అంటే ఏమిటి
- హైడ్రోజన్
- కార్బన్
- నైట్రోజన్
- భాస్వరం
- ఆక్సిజన్
- సల్ఫర్ మరియు సెలీనియం.
అదనంగా, అన్ని హాలోజన్ మూలకాలు, వీటితో సహా:
- ఫ్లోరిన్
- క్లోరిన్
- బ్రోమిన్
- అయోడిన్ మరియు అస్టాటిన్, అన్నీ సమయోజనీయ నాన్మెటల్ మూలకాలు.
పోలార్ మరియు నాన్-పోలార్ కోవాలెంట్ బాండ్స్
అయానిక్ బంధాల మాదిరిగా కాకుండా, పరమాణువుల మధ్య సమయోజనీయ బంధాలు తరచుగా ఏర్పడతాయి, ఇక్కడ పరమాణువులలో ఒకటి ఒకటి లేదా రెండు ఎలక్ట్రాన్ల నష్టం లేదా లాభం ద్వారా నోబుల్ గ్యాస్ ఎలక్ట్రాన్ షెల్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను సులభంగా పొందలేవు. ... కాబట్టి బంధించే పరమాణువులు తమ ఎలక్ట్రాన్‌లను సమయోజనీయంగా పంచుకుని వాటి వేలెన్స్ షెల్‌ను పూర్తి చేస్తాయి.
ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ వ్యత్యాసం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, బంధం అంత అయానిక్‌గా ఉంటుంది. పాక్షికంగా అయానిక్‌గా ఉండే బంధాలు ధ్రువ సమయోజనీయ బంధాలు. రెండు పరమాణువుల ఎలెక్ట్రోనెగటివిటీలు సమానంగా ఉన్నప్పుడు బాండ్ ఎలక్ట్రాన్ల సమాన భాగస్వామ్యంతో నాన్‌పోలార్ సమయోజనీయ బంధాలు ఏర్పడతాయి.
ధ్రువ సమయోజనీయ బంధాల ఉదాహరణలు
ధ్రువ సమయోజనీయ బంధంలో, పరమాణువులు పంచుకునే ఎలక్ట్రాన్లు హైడ్రోజన్ కేంద్రకం కంటే ఆక్సిజన్ కేంద్రకానికి దగ్గరగా సగటున ఎక్కువ సమయాన్ని వెచ్చిస్తాయి. దీనికి కారణం అణువు యొక్క జ్యామితి మరియు హైడ్రోజన్ అణువు మరియు ఆక్సిజన్ అణువు మధ్య గొప్ప ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ వ్యత్యాసం.
H2O గా సంక్షిప్తీకరించబడిన నీటి అణువు, ధ్రువ సమయోజనీయ బంధానికి ఒక ఉదాహరణ. ఎలక్ట్రాన్లు అసమానంగా పంచుకోబడతాయి, ఆక్సిజన్ అణువు హైడ్రోజన్ అణువుల కంటే ఎలక్ట్రాన్లతో ఎక్కువ సమయం గడుపుతుంది. ఎలక్ట్రాన్లు ఆక్సిజన్ అణువుతో ఎక్కువ సమయం గడుపుతాయి కాబట్టి, ఇది పాక్షిక ప్రతికూల చార్జ్‌ను కలిగి ఉంటుంది.
నాన్-పోలార్ కోవాలెంట్ బాండ్స్ యొక్క ఉదాహరణలు
నాన్-పోలార్ మాలిక్యూల్స్ నీటిలో కరిగిపోయే అవకాశం తక్కువ. నాన్-పోలార్ పదార్ధం ద్విధ్రువ లేనిది, అంటే దాని పరమాణు నిర్మాణంలో ఎలక్ట్రాన్ల సమాన పంపిణీని కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణలలో కార్బన్ డయాక్సైడ్, కూరగాయల నూనెలు మరియు పెట్రోలియం ఉత్పత్తులు ఉన్నాయి.
నాన్‌పోలార్ సమయోజనీయ బంధానికి ఉదాహరణ రెండు హైడ్రోజన్ అణువుల మధ్య బంధం ఎందుకంటే అవి ఎలక్ట్రాన్‌లను సమానంగా పంచుకుంటాయి. నాన్‌పోలార్ సమయోజనీయ బంధానికి మరొక ఉదాహరణ రెండు క్లోరిన్ అణువుల మధ్య బంధం ఎందుకంటే అవి ఎలక్ట్రాన్‌లను కూడా సమానంగా పంచుకుంటాయి.
సమయోజనీయ బంధాలు - గుర్తుంచుకోవలసిన ఏడు విషయాలు
సమయోజనీయ బంధాల గురించి మీరు ఇప్పుడే నేర్చుకున్న వాటిని గుర్తుంచుకోవడంలో మీకు సహాయపడటానికి ఇక్కడ కొన్ని కీలక టేకావేలు ఉన్నాయి:
- వాలెన్స్ మరియు సమయోజనీయ బంధాలు అణువులను తయారు చేయడానికి అణువులను ఒకదానితో ఒకటి కలుపుతాయి.
- పరమాణువులు మూడు ప్రధాన మార్గాల్లో బంధించగలవు: సమయోజనీయ బంధాలు, అయానిక్ బంధాలు మరియు లోహ బంధాలు.
- సమయోజనీయ బంధం అనే పదం ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ జతల ఎలక్ట్రాన్ల భాగస్వామ్యం వలన ఏర్పడే సమ్మేళనాలలోని బంధాలను వివరిస్తుంది.
- అయానిక్ బంధాలు, ఎలక్ట్రాన్లు పరమాణువుల మధ్య బదిలీ అవుతాయి, వాటి బయటి షెల్‌లోని కొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్న పరమాణువులు వాటి బయటి షెల్ నుండి కొన్ని తప్పిపోయిన అణువులకు ఎలక్ట్రాన్‌లను ఇచ్చినప్పుడు సంభవిస్తాయి.
- లోహ బంధాలలో, భారీ సంఖ్యలో పరమాణువులు తమ ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోతాయి. అవి 'ఫ్రీ' ఎలక్ట్రాన్లు మరియు సానుకూల కేంద్రకాల మధ్య ఆకర్షణ ద్వారా ఒక జాలకలో కలిసి ఉంటాయి.
- ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయే పరమాణువు ధనాత్మకంగా చార్జ్ అవుతుంది; ఎలక్ట్రాన్‌ను పొందే పరమాణువు ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది కాబట్టి రెండు పరమాణువులు వ్యతిరేకత యొక్క విద్యుత్ ఆకర్షణ ద్వారా కలిసి లాగబడతాయి.
- అవి ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడినందున, భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్లు ప్రమేయం ఉన్న రెండు పరమాణువుల సానుకూల కేంద్రకానికి సమానంగా డ్రా చేయబడతాయి. ప్రతి కేంద్రకం మరియు భాగస్వామ్య ఎలక్ట్రాన్ల మధ్య ఆకర్షణ ద్వారా అణువులు కలిసి ఉంటాయి.