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समन्वय यौगिक अध्ययन नोट्स

विषयसूची

1. समन्वय यौगिकों का परिचय
2. मुख्य अवधारणाएँ और परिभाषाएँ
3. समावयवता के प्रकार
   • 3.1 स्टीरियोसमावयवता (Stereoisomerism)
     • 3.1.1 स्टीरियोसमावयवता: प्रकाशीय समावयवता (Optical Isomerism)
     • 3.1.2 स्टीरियोसमावयवता: ज्यामितीय समावयवता (Geometrical Isomerism)
   • 3.2 संरचनात्मक समावयवता (Structural Isomerism)
     • 3.2.1 संयोजकता समावयवता (Linkage Isomerism)
     • 3.2.2 समन्वय समावयवता (Coordination Isomerism)
     • 3.2.3 आयनीकरण समावयवता (Ionisation Isomerism)
     • 3.2.4 विलायक समावयवता (Solvate Isomerism)
4. महत्वपूर्ण उदाहरण और अनुप्रयोग
5. सारांश और मुख्य बिंदु

1. समन्वय यौगिकों का परिचय

समन्वय यौगिक वे रासायनिक प्रजातियाँ हैं जिनमें एक केंद्रीय धातु परमाणु या आयन होता है जो लिगैंड्स (Ligands) से घिरा होता है। ये लिगैंड्स वे परमाणु या अणु होते हैं जो समन्वय सहसंयोजक बंधों के माध्यम से केंद्रीय धातु परमाणु से बंधे होते हैं।

2. मुख्य अवधारणाएँ और परिभाषाएँ

समन्वय यौगिकों की परिभाषा:
समन्वय यौगिक वे संकुल होते हैं जब एक केंद्रीय धातु आयन लिगैंड्स से घिरा होता है, जो समन्वय सहसंयोजक बंधों के माध्यम से धातु से जुड़े होते हैं।

लिगैंड्स (Ligands):
लिगैंड्स वे अणु या आयन होते हैं जो केंद्रीय धातु आयन को एक समन्वय बंध बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी दान करते हैं।

केंद्रीय धातु आयन:
केंद्रीय धातु आयन वह परमाणु या आयन होता है जिसके चारों ओर लिगैंड्स समन्वित होते हैं।

समन्वय संख्या (Coordination Number):
समन्वय संख्या केंद्रीय धातु आयन से सीधे जुड़े लिगैंड दाता परमाणुओं की संख्या होती है।

समन्वय क्षेत्र (Coordination Sphere):
समन्वय क्षेत्र में केंद्रीय धातु आयन और उससे सीधे जुड़े लिगैंड्स शामिल होते हैं।

3. समावयवता के प्रकार

3.1 स्टीरियोसमावयवता (Stereoisomerism)

स्टीरियोसमावयवता उन समावयवों को संदर्भित करता है जिनका समान आणविक सूत्र होता है लेकिन परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था में अंतर होता है।

3.1.1 स्टीरियोसमावयवता: प्रकाशीय समावयवता (Optical Isomerism)

प्रकाशीय समावयवता तब उत्पन्न होती है जब कोई अणु काइरल (Chiral) होता है, अर्थात यह अपने दर्पण प्रतिबिंब पर अध्यारोपित नहीं हो सकता।

• एनैंशीओमर्स (Enantiomers): एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब जो अध्यारोपित नहीं हो सकते।
• डेक्सट्रो (d): एक एनैंशीओमर।
• लेवो (l): दूसरा एनैंशीओमर।

प्रकाशीय समावयवता के उदाहरण:

• $[Co(en)_3]^{3+}$
• $[PtCl_2(en)_2]^{2+}$

नोट: प्रकाशीय समावयवता ऑक्टाहेड्रल संकुलों में आम है जिनमें कम से कम एक द्विदंतुक लिगैंड होता है।

3.1.2 स्टीरियोसमावयवता: ज्यामितीय समावयवता (Geometrical Isomerism)

ज्यामितीय समावयवता केंद्रीय धातु आयन के चारों ओर लिगैंड्स की भिन्न स्थानिक व्यवस्था के कारण होती है।

• सिस (cis) और ट्रांस (trans) समावयवी: वर्ग समतलीय और ऑक्टाहेड्रल संकुलों में सामान्य।
• फैक (fac) और मेर (mer) समावयवी: $M a_3 b_3$ प्रकार के ऑक्टाहेड्रल संकुलों के लिए विशिष्ट।

$M a_3 b_3$ के फैक और मेर समावयवी:

• फैक (facial): लिगैंड्स ऑक्टाहेड्रन के एक फलक पर व्यवस्थित होते हैं।
• मेर (meridional): लिगैंड्स ऑक्टाहेड्रन के केंद्र से गुजरने वाले तल में व्यवस्थित होते हैं।

कैप्शन: $M a_3 b_3$ के फैक और मेर समावयवी

3.2 संरचनात्मक समावयवता (Structural Isomerism)

संरचनात्मक समावयवता उन समावयवों को संदर्भित करता है जिनमें परमाणुओं के बंधन पैटर्न और व्यवस्था भिन्न होती है।

3.2.1 संयोजकता समावयवता (Linkage Isomerism)

संयोजकता समावयवता तब होती है जब कोई लिगैंड विभिन्न दाता परमाणुओं के माध्यम से केंद्रीय धातु आयन से बंध सकता है।

• द्विभाजी लिगैंड्स (Ambidentate ligands): वे लिगैंड्स जो एक से अधिक दाता परमाणु के माध्यम से बंध सकते हैं।
• उदाहरण:
  • $[Co(NH_3)_5(NO_2)] Cl_2$
  • $[Co(NH_3)_5(ONO)] Cl_2$

3.2.2 समन्वय समावयवता (Coordination Isomerism)

समन्वय समावयवता तब उत्पन्न होती है जब अलग-अलग धातु आयनों के धनात्मक और ऋणात्मक इकाइयों के बीच लिगैंड्स का आदान-प्रदान होता है।

• उदाहरण:
  • $[Co(NH_3)_6][Cr(CN)_6]$
  • $[Cr(NH_3)_6][Co(CN)_6]$

3.2.3 आयनीकरण समावयवता (Ionisation Isomerism)

आयनीकरण समावयवता तब होती है जब आयनीकरण योग्य ऋणायन को एक लिगैंड ऋणायन के साथ विनिमय किया जाता है।

• उदाहरण:
  • $[Co(NH_3)_5 SO_4] Br$
  • $[Co(NH_3)_5 Br] SO_4$

3.2.4 विलायक समावयवता (हाइड्रेट समावयवता) (Solvate Isomerism)

विलायक समावयवता में विभिन्न समन्वय क्षेत्रों में विलायक अणुओं (जैसे पानी) की उपस्थिति शामिल होती है।

• उदाहरण:
  • $[Cr(H_2 O)_6] Cl_3$
  • $[Cr(H_2 O)_4 Cl_2] Cl.2 H_2 O$

4. महत्वपूर्ण उदाहरण और अनुप्रयोग

5. सारांश और मुख्य बिंदु

• समन्वय यौगिक एक केंद्रीय धातु आयन से घिरे लिगैंड्स से मिलकर बने होते हैं।
• समावयवता इन यौगिकों का एक प्रमुख गुण है, जिसमें स्टीरियोसमावयवता और संरचनात्मक समावयवता शामिल हैं।
• स्टीरियोसमावयवता में प्रकाशीय समावयवता (एनैंशीओमर्स) और ज्यामितीय समावयवता (सिस/ट्रांस, फैक/मेर) शामिल हैं।
• संरचनात्मक समावयवता में संयोजकता समावयवता, समन्वय समावयवता, आयनीकरण समावयवता, और विलायक समावयवता शामिल हैं।
• प्रकाशीय समावयवता द्विदंतुक लिगैंड वाले ऑक्टाहेड्रल संकुलों में आम है।
• ज्यामितीय समावयवता लिगैंड्स की भिन्न स्थानिक व्यवस्था वाले संकुलों में देखी जाती है।
• संयोजकता समावयवता तब उत्पन्न होती है जब लिगैंड्स विभिन्न दाता परमाणुओं के माध्यम से बंध सकते हैं।
• समन्वय समावयवता तब होती है जब लिगैंड्स का धनात्मक और ऋणात्मक इकाइयों के बीच आदान-प्रदान होता है।
• आयनीकरण समावयवता में आयनीकरण योग्य ऋणायनों का लिगैंड्स के साथ विनिमय शामिल होता है।
• विलायक समावयवता में विभिन्न समन्वय क्षेत्रों में विलायक अणुओं की उपस्थिति शामिल होती है।