एनसीईआरटी कक्षा 10 विज्ञान अध्याय 4 - कार्बन और इसके यौगिक संशोधन नोट्स

• कार्बन एक बहुमुखी तत्व है। खनिजों के रूप में .02% और के रूप में 03% पाया जाता है 
• सभी जीवित संरचनाएं कार्बन आधारित हैं।

कार्बन में सहसंयोजक बंधन

• कार्बन का परमाणु क्रमांक 6 है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 4 है। एक उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करने के लिए इसके संयोजकता कोश में चार और इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।
• कार्बन के एक परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करना या खोना मुश्किल है क्योंकि अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को पकड़ना मुश्किल होगा और चार इलेक्ट्रॉनों को निकालने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होगी।
• कार्बन अन्य परमाणुओं के साथ अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को साझा करके महान गैस विन्यास प्राप्त करता है। स्थिर महान गैस विन्यास प्राप्त करने के लिए परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के इस तरह के पारस्परिक साझाकरण को  सहसंयोजक बंधन कहा जाता है।
• हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, क्लोरीन जैसे अन्य तत्वों के परमाणु भी संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी दर्शाते हैं।
• साझा किए गए इलेक्ट्रॉन जोड़े की संख्या के आधार पर, सहसंयोजक बंधन तीन प्रकार के होते हैं:

1. एकल सहसंयोजक बंधन:  एकल सहसंयोजक बंधन दो इलेक्ट्रॉनों, यानी एक जोड़ी के साझाकरण के कारण बनता है। उदाहरण: हाइड्रोजन, क्लोरीन, मीथेन।
2. दोहरा सहसंयोजक बंधन:  दोहरा बंधन चार इलेक्ट्रॉनों, यानी दो जोड़े इलेक्ट्रॉनों के साझाकरण से बनता है। उदाहरण: ऑक्सीजन अणु, कार्बन डाइऑक्साइड अणु।
3. ट्रिपल सहसंयोजक बंधन:  ट्रिपल सहसंयोजक बंधन छह इलेक्ट्रॉनों, तीन जोड़े इलेक्ट्रॉनों के साझाकरण के कारण बनता है। उदाहरण: नाइट्रोजन, सी 2 एच 2

 

सहसंयोजक बांड के गुण।
- सहसंयोजक बंधित अणुओं में  कम गलनांक और क्वथनांक होते हैं  ।
आयनिक यौगिकों के विपरीत, तुलनात्मक रूप से कमजोर अंतर-आणविक बल।
- ये अणु आमतौर पर बिजली के कुचालक होते हैं क्योंकि कोई आवेशित कण नहीं बनते हैं।
दो महत्वपूर्ण गुण जो कार्बन को अत्यधिक बड़ी संख्या में यौगिक बनाने में सक्षम बनाते हैं।

1.  सिलेन :  कार्बन के अन्य परमाणुओं के साथ बंधन बनाने के लिए कार्बन परमाणु की संपत्ति है। कार्बन की तरह, सिलिकॉन सिलिकॉन के सात या आठ परमाणुओं तक हाइड्रोजन के साथ यौगिक बनाता है जिसे सिलेन कहा जाता है।

2. टेट्रा वैलेन्सी : 4 की संयोजकता होने पर, कार्बन परमाणु ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, सल्फर, क्लोरीन और अन्य तत्वों के परमाणुओं के साथ बंधन करने में सक्षम है। चूँकि इसके लिए चार इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, इसलिए कार्बन को चतुष्संयोजक कहा जाता है।
कार्बन परमाणु का छोटा आकार नाभिक को इलेक्ट्रॉनों की साझा जोड़ी को मजबूती से धारण करने में सक्षम बनाता है, इस प्रकार कार्बन यौगिक सामान्य रूप से बहुत स्थिर होते हैं।
हाइड्रोकार्बन:   वे यौगिक जो प्रमुख रूप से हाइड्रोजन और कार्बन परमाणुओं से बने होते हैं। हाइड्रोकार्बन को आगे वर्गीकृत किया जाता है|

संतृप्त और असंतृप्त कार्बन यौगिक

संतृप्त यौगिक: संतृप्त यौगिक हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनमें हाइड्रोजन और कार्बन के एकल बंधन होते हैं। उन्हें अल्केन्स के नाम से भी जाना जाता है।
ALKANE:  असंतृप्त यौगिक: हाइड्रोकार्बन जिसमें हाइड्रोजन और कार्बन के दोहरे या ट्रिपल बॉन्ड होते हैं। दोहरे सहसंयोजक बंध वाले हाइड्रोकार्बन एल्कीन होते हैं और ट्रिपल सहसंयोजक बंध वाले एल्काइन होते हैं। एल्केन :  नोट : एक कार्बन परमाणु के साथ ऐल्कीन का अस्तित्व नहीं है, इस प्रकार, मीथेन का अस्तित्व नहीं है। ALKYNE:  नोट:  एल्काइन बनाने के लिए कम से कम दो कार्बन परमाणुओं की आवश्यकता होती है। शाखित संरचनाओं का एक भाग, कार्बन यौगिक चक्रीय रूप में मौजूद होते हैं। उदाहरण: इलेक्ट्रॉन डॉट संरचना: लुईस संरचनाएं  (इलेक्ट्रॉन  डॉट संरचनाएं





  ) ऐसे आरेख हैं जो अणु के परमाणुओं और अणु में मौजूद इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े के बीच के बंधन को दर्शाते हैं।
लुईस संरचना बनाने के लिए कदम:
1. तय करें कि अणु में प्रत्येक परमाणु के पास कितने वैलेंस (बाहरी शेल) इलेक्ट्रॉन हैं।
2. यदि अणु में एक से अधिक परमाणु प्रकार हैं, तो सबसे अधिक धात्विक या सबसे कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु को केंद्र में रखें। याद रखें कि आवर्त चार्ट पर जैसे-जैसे परमाणु फ्लोरीन से दूर होता जाता है, वैसे-वैसे विद्युत-ऋणात्मकता कम होती जाती है।
3. इलेक्ट्रॉनों को व्यवस्थित करें ताकि प्रत्येक परमाणु प्रत्येक परमाणु के बीच एक एकल बंधन में एक इलेक्ट्रॉन का योगदान करे।
4.प्रत्येक परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों की गणना करें: क्या अष्टक पूर्ण हैं? यदि हां, तो आपकी लुईस बिंदु संरचना पूर्ण हो गई है।
5. यदि अष्टक अधूरे हैं, और अधिक इलेक्ट्रॉनों को साझा करना बाकी है, तो एक इलेक्ट्रॉन प्रति बंधन प्रति परमाणु एक और बंधन बनाने के लिए स्थानांतरित करें। ध्यान दें कि कुछ संरचनाओं में खुले अष्टक होंगे (उदाहरण: BF 3 का B ), या परमाणु जिनमें दस इलेक्ट्रॉन होते हैं (उदाहरण: SF 5 का S )
6. चरण 4 और 5 को आवश्यकतानुसार तब तक दोहराएं जब तक कि सभी अष्टक भर न जाएं।
7. बिंदुओं को फिर से बनाएं ताकि किसी भी परमाणु पर इलेक्ट्रॉन जहां भी संभव हो जोड़े में हों।
 
एक संतृप्त कार्बन यौगिक, ईथेन की
इलेक्ट्रॉन डॉट संरचना इस प्रकार है: एक असंतृप्त कार्बन यौगिक, एथीन की इलेक्ट्रॉन डॉट संरचना इस प्रकार है:

एथाइन की इलेक्ट्रॉन डॉट संरचना खींचने का प्रयास करें

कार्बन और हाइड्रोजन के संतृप्त यौगिकों के सूत्र और संरचनाएं संरचना के

आधार पर हाइड्रोकार्बन हो सकते हैं:




संरचनात्मक आइसोमर्स  : ये समान आणविक सूत्र वाले यौगिक हैं लेकिन विभिन्न संरचनाएं हैं। उदाहरण के लिए, ब्यूटेन के आइसोमर्स।
 
नामकरण :  नामकरण कार्बनिक यौगिकों को दिए गए नामों के असाइनमेंट की प्रणाली है।

हिटरोएटम और कार्यात्मक समूह

• हाइड्रोकार्बन श्रृंखला में, एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को उनकी संयोजकता के अनुसार अन्य परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। हाइड्रोजन का स्थान लेने वाले तत्व को विषम परमाणु कहते हैं।
• ये विषम परमाणु और उनसे युक्त समूह यौगिक को रासायनिक गुण प्रदान करते हैं और इसलिए कार्यात्मक समूह कहलाते हैं।

सजातीय श्रृंखला

• यह यौगिकों की एक श्रृंखला है जिसमें एक ही कार्यात्मक समूह कार्बन श्रृंखला में हाइड्रोजन के लिए स्थानापन्न करता है।
• उदाहरण के लिए, अल्कोहल :  OH,  ,  , 
• क्रमिक सदस्य एक -CH 2  इकाई और 14 इकाई द्रव्यमान से भिन्न होता है।
• रासायनिक गुण कार्यात्मक समूह द्वारा प्रदान किए जाते हैं इस प्रकार सभी सदस्यों में समान रासायनिक गुण होते हैं। लेकिन सदस्यों के अलग-अलग भौतिक गुण होते हैं।
• सजातीय श्रेणी के सदस्यों के भौतिक गुण उनके आणविक द्रव्यमान में अंतर के कारण भिन्न होते हैं।
• बढ़ते आणविक द्रव्यमान के साथ गलनांक और क्वथनांक बढ़ता है।

कार्बन यौगिकों का नाम कैसे रखें: नामकरण
1. यौगिक में कार्बन परमाणुओं की संख्या की पहचान करें।
2. कार्यात्मक समूह या तो उपसर्ग या प्रत्यय द्वारा इंगित किया जाता है।

कार्यात्मक समूह प्रत्यय उपसर्ग

ऐल्कीन- ऐल्कोहॉल-ऑल एल्डीहाइड- अल
कीटोन- एक कार्बोक्सिलिक अम्ल- ओइक अम्ल क्लोरीन-क्लोरो 3. यदि कोई प्रत्यय जोड़ा जाता है, तो अंतिम 'ई' नाम एग्मेथेनॉल (मीथेन-ई = मेथन + ओल) से हटा दिया जाता है। )

कार्बन यौगिकों के रासायनिक गुण

1 . दहन

• कार्बन यौगिक आमतौर पर कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन करने के लिए हवा में जलते हैं (ऑक्सीकरण करते हैं), और गर्मी और प्रकाश ऊर्जा छोड़ते हैं।
  
• संतृप्त हाइड्रोकार्बन आमतौर पर अच्छी आपूर्ति या हवा में नीली लौ के साथ और हवा की सीमित आपूर्ति में पीली कालिख की लौ के साथ जलता है।
• असंतृप्त हाइड्रोकार्बन को जलाने पर कालिख की ज्वाला दिखाई देती है।
• कोयला और पेट्रोलियम के जलने से सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइड निकलते हैं जो अम्लीय वर्षा के लिए जिम्मेदार होते हैं।

2. ऑक्सीकरण  :

• एल्कोहल को क्षारीय पोटैशियम परमैंगनेट या अम्लीकृत पोटैशियम डाइ-क्रोमेट का उपयोग करके ऑक्सीकरण करके कार्बोक्जिलिक एसिड में परिवर्तित किया जा सकता है (वे अभिकारक में ऑक्सीजन जोड़ते हैं, इस प्रकार ऑक्सीकरण एजेंट कहलाते हैं)।
  

3. जोड़ प्रतिक्रिया
हाइड्रोजन को पैलेडियम या निकल की उपस्थिति में उत्प्रेरक के रूप में असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में जोड़ा जाता है।

संतृप्त फैटी एसिड स्वास्थ्य के लिए हानिकारक होते हैं और असंतृप्त वसा वाले तेल
संतृप्त हाइड्रोकार्बन में, कार्बन से जुड़े हाइड्रोजन को सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में किसी अन्य परमाणु या परमाणुओं के समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। इथेनॉल और एथेनोइक एसिड इथेनॉल

• पतला इथेनॉल का सेवन गंभीर स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बनता है और शुद्ध शराब का सेवन घातक है।

इथेनॉल के रासायनिक गुण

सोडियम एथोक्साइड और हाइड्रोजन बनाने के लिए सोडियम के साथ प्रतिक्रिया करता है

जब   सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ 443K पर गर्म किया जाता है। यह एथीन के लिए निर्जलित है

एथेनोइक एसिड ( / एसिटिक एसिड :

• पानी में एसिटिक एसिड के 5-8% घोल को सिरका कहते हैं।
• शुद्ध एसिटिक अम्ल ग्लेशियल एसिटिक अम्ल कहलाता है

सोडियम नासोडियम इथेनोएट और हाइड्रोजेनसोडियम कार्बोनेट

	के साथ प्रतिक्रिया करता है	उत्पादों
1.
2.	सोडियम इथेनोएट, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी
3.	सोडियम बाइकार्बोनेट	सोडियम इथेनोएट, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी
4.	इथेनॉल (सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में)	एस्टर और पानी
5.	नाओह	सोडियम इथेनोएट और पानी

एस्टर का एथनॉल - एथनोइक एसिड - एथिल एथेनोएट
कार्बोक्जिलिक एसिड उत्प्रेरक के रूप में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की कुछ बूंदों की उपस्थिति में अल्कोहल के साथ प्रतिक्रिया करता है और एस्टर नामक मीठी महक वाले यौगिक बनाता है। हाइड्रोलिसिस एक एसिड या बेस के साथ गर्म करने पर एस्टर मूल अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक एसिड को वापस बनाता है।

• एस्टर के क्षारीय हाइड्रोलिसिस को साबुनीकरण भी कहा जाता है।

साबुन और डिटर्जेंट

• साबुन लंबी श्रृंखला के साथ कार्बोक्जिलिक एसिड का सोडियम और पोटेशियम नमक है।
• साबुन केवल शीतल जल से प्रभावी होते हैं और कठोर जल के साथ अप्रभावी होते हैं।
• डिटर्जेंट लंबी श्रृंखला वाले कार्बोक्जिलिक एसिड के अमोनियम या सल्फोनेट लवण होते हैं। वे नरम और कठोर पानी दोनों के साथ प्रभावी हैं।

एक आयनिक भाग (हाइड्रोफिलिक) और एक लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला (हाइड्रोफोबिक) भाग साबुन के अणु का निर्माण करता है।

कार्बोक्जिलिक एसिड की लंबी श्रृंखला, हाइड्रोफोबिक आयनिक अंत,
एक साबुन अणु की हाइड्रोफिलिक संरचना

साबुन की सफाई क्रिया

अधिकांश गंदगी प्रकृति में तैलीय होती है और हाइड्रोफोबिक सिरा खुद को गंदगी से जोड़ लेता है, जबकि आयनिक सिरा पानी के अणुओं से घिरा होता है। इसके परिणामस्वरूप एक रेडियल संरचना का निर्माण होता है जिसे मिसेल कहते हैं।

• इस प्रकार साबुन के अणु से एक पायस बनता है। कपड़े से गंदगी के कणों को हटाने के लिए कपड़े को यांत्रिक रूप से उत्तेजित करने की आवश्यकता होती है।

• मैल  : कठोर जल में मौजूद मैग्नीशियम और कैल्शियम लवण साबुन के अणु के साथ अभिक्रिया करके मैल नामक अघुलनशील उत्पाद बनाते हैं, जिससे सफाई क्रिया बाधित होती है। अपमार्जकों का प्रयोग इस समस्या को दूर करता है क्योंकि अपमार्जक अणु अघुलनशील उत्पाद को बनने से रोकता है और इस प्रकार कपड़े साफ हो जाते हैं।