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18-Electron Rule: Unlocking the Secrets of Stability in Transition Metal Complexes

18-Electron Rule: Unlocking the Secrets of Stability in Transition Metal Complexes.18-इलेक्ट्रॉन नियम ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान में एक दिशानिर्देश है जो केंद्रीय धातु परमाणु के आसपास वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या के आधार पर कुछ संक्रमण धातु परिसरों की स्थिरता का वर्णन करता है। इस नियम के अनुसार, 18 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों वाले कॉम्प्लेक्स विशेष रूप से स्थिर होते हैं।

18-Electron Rule: Unlocking the Secrets of Stability in Transition Metal Complexes

यह ऐसे काम करता है:

  1. Counting Electrons: 18-इलेक्ट्रॉन नियम धातु परमाणु द्वारा योगदान किए गए इलेक्ट्रॉनों और लिगेंड (धातु से जुड़े अणु या आयन) द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों के योग पर आधारित है। धातु परमाणु स्वयं अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का योगदान देता है, और प्रत्येक लिगैंड अपने बंधन ऑर्बिटल्स से इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी का योगदान देता है।
  2. Achieving Stability:18-इलेक्ट्रॉन नियम को पूरा करने वाले कॉम्प्लेक्स अक्सर अधिक स्थिर होते हैं क्योंकि वे उत्कृष्ट गैसों के इलेक्ट्रॉन विन्यास की नकल करते हैं, जो अपनी स्थिरता के लिए जाने जाते हैं। यह स्थिरता धातु केंद्र के भरे हुए डी ऑर्बिटल्स से उत्पन्न होती है।

Example: कॉम्प्लेक्स [Fe(CO)₆]⁻ पर विचार करें, जहां Fe आयरन है और CO कार्बन मोनोऑक्साइड है। आयरन 8 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का योगदान देता है, और प्रत्येक CO लिगैंड 2 इलेक्ट्रॉनों का योगदान देता है (एक कार्बन परमाणु से और एक ऑक्सीजन परमाणु से)। इस प्रकार, कुल इलेक्ट्रॉन संख्या 8 (Fe से) + 6 * 2 (CO लिगैंड से) = 20 इलेक्ट्रॉन है। हालाँकि, चूंकि कॉम्प्लेक्स नकारात्मक रूप से चार्ज किया गया है (⁻), एक इलेक्ट्रॉन घटाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 19 इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह कॉम्प्लेक्स 18-इलेक्ट्रॉन नियम से अधिक है और इस प्रकार अपेक्षाकृत अस्थिर है।

Limitations:

  1. Applicability to All Complexes: 18-इलेक्ट्रॉन नियम सभी संक्रमण धातु परिसरों पर सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं होता है। कुछ कॉम्प्लेक्स इस नियम से विचलित हो सकते हैं और फिर भी अन्य कारकों जैसे कि स्टेरिक प्रभाव या इलेक्ट्रॉनिक इंटरैक्शन के कारण स्थिरता प्रदर्शित कर सकते हैं।
  2. Transition Metal Preference: जबकि 18-इलेक्ट्रॉन नियम आमतौर पर संक्रमण धातुओं के लिए देखा जाता है, यह मुख्य समूह तत्वों या अन्य प्रकार के यौगिकों पर लागू नहीं हो सकता है।
  3. Variability of Ligands:
    इलेक्ट्रॉन-गणना प्रक्रिया जटिल हो सकती है जब ऐसे लिगैंड से निपटना जो इलेक्ट्रॉन जोड़े के पारंपरिक दान का पालन नहीं करते हैं, जैसे कि π-acceptor लिगैंड।
  4. Coordination Number:18-इलेक्ट्रॉन नियम कॉम्प्लेक्स की समन्वय संख्या पर विचार नहीं करता है, जो स्थिरता को प्रभावित कर सकता है। विभिन्न समन्वय संख्याओं वाले कॉम्प्लेक्स विभिन्न स्थिरता पैटर्न प्रदर्शित कर सकते हैं।
    1. Exceptions: जबकि कई संक्रमण धातु कॉम्प्लेक्स 18-इलेक्ट्रॉन नियम का पालन करते हैं, ऐसे अपवाद भी हैं जहां विभिन्न इलेक्ट्रॉन गणना वाले कॉम्प्लेक्स अभी भी अन्य कारकों जैसे लिगैंड फ़ील्ड प्रभाव या स्टेरिक इंटरैक्शन के कारण स्थिर हो सकते हैं।
    2. Ligand Variability: सभी लिगैंड एक ही तरीके से इलेक्ट्रॉन जोड़े दान नहीं करते हैं। विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक गुणों वाले लिगैंड (उदाहरण के लिए, π-स्वीकर्ता लिगैंड) कॉम्प्लेक्स की स्थिरता को प्रभावित कर सकते हैं और 18-इलेक्ट्रॉन नियम का सख्ती से पालन नहीं कर सकते हैं।
    3. Coordination Number: 18-इलेक्ट्रॉन नियम कॉम्प्लेक्स की समन्वय संख्या पर विचार नहीं करता है, जो केंद्रीय धातु परमाणु के चारों ओर लिगेंड की ज्यामिति और व्यवस्था के आधार पर भिन्न हो सकती है।
    4. Main Group Elements: 18-इलेक्ट्रॉन नियम मुख्य रूप से संक्रमण धातु परिसरों पर लागू होता है और मुख्य समूह तत्वों या अन्य प्रकार के यौगिकों वाले परिसरों के लिए सच नहीं हो सकता है।

    कुल मिलाकर, जबकि 18-इलेक्ट्रॉन नियम संक्रमण धातु परिसरों की स्थिरता की भविष्यवाणी के लिए एक उपयोगी दिशानिर्देश के रूप में कार्य करता है, इसके अनुप्रयोग के लिए विभिन्न कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है और यह हमेशा सभी मामलों में सच नहीं हो सकता है।

Explanation:

संक्रमण धातु परिसरों में, केंद्रीय धातु परमाणु समन्वय परिसरों को बनाने के लिए आसपास के लिगेंड के साथ बातचीत करता है। ये लिगेंड आम तौर पर धातु केंद्र में इलेक्ट्रॉनों के जोड़े दान करते हैं, जिससे समन्वय सहसंयोजक बंधन बनते हैं। इन परिसरों की स्थिरता को धातु परमाणु के चारों ओर वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या पर विचार करके समझा जा सकता है।

18-इलेक्ट्रॉन नियम से पता चलता है कि कुल 18 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों वाले कॉम्प्लेक्स अक्सर विशेष रूप से स्थिर होते हैं। यह स्थिरता उत्कृष्ट गैसों के इलेक्ट्रॉन विन्यास की समानता से उत्पन्न होती है, जिनमें वैलेंस कोश पूरी तरह से भरे होते हैं और इस प्रकार ऊर्जावान रूप से स्थिर होते हैं।

Example:

आइए कॉम्प्लेक्स [Ni(CO)₄] पर विचार करें। इस परिसर में, निकल (Ni) केंद्रीय धातु परमाणु है, और यह चार कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) लिगैंड से घिरा हुआ है।

  1. Counting Valence Electrons:
    • निकेल (Ni) 10 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का योगदान देता है (इसके 3d⁸4s² इलेक्ट्रॉन विन्यास से)।
    • प्रत्येक कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) लिगैंड 2 इलेक्ट्रॉनों (एक कार्बन परमाणु से और एक ऑक्सीजन परमाणु से) का योगदान देता है।कुल संयोजकता इलेक्ट्रॉन = 10 (Ni से) + 4 * 2 (CO लिगैंड से) = 18 इलेक्ट्रॉन।
  2. Verification: चूँकि कुल इलेक्ट्रॉन गणना 18-इलेक्ट्रॉन नियम से मेल खाती है, इसलिए इस परिसर के अपेक्षाकृत स्थिर होने की उम्मीद है।
  3. Stability:[Ni(CO)₄] की स्थिरता का श्रेय 18 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को दिया जा सकता है, जो उत्कृष्ट गैसों के इलेक्ट्रॉन विन्यास की नकल करते हैं। यह स्थिरता कुछ शर्तों के तहत जटिल को थर्मोडायनामिक रूप से अनुकूल बनाती है।

संक्षेप में, जबकि 18-इलेक्ट्रॉन नियम संक्रमण धातु परिसरों की स्थिरता की भविष्यवाणी के लिए एक उपयोगी दिशानिर्देश प्रदान करता है, इसके आवेदन के लिए विभिन्न कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है और यह सभी मामलों में सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं हो सकता है।

Explanation:

18-इलेक्ट्रॉन नियम ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान में एक सिद्धांत है जो सुझाव देता है कि कुल 18 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों वाले कॉम्प्लेक्स अक्सर विशेष रूप से स्थिर होते हैं। इस स्थिरता को उत्कृष्ट गैसों के इलेक्ट्रॉन विन्यास की समानता के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जिनमें वैलेंस कोश पूरी तरह से भरे होते हैं और ऊर्जावान रूप से स्थिर होते हैं।

Example:

आइए कॉम्प्लेक्स [Ni(CO)₄] पर विचार करें। इस परिसर में, निकल(Ni)केंद्रीय धातु परमाणु है, और यह चार कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) लिगैंड से घिरा हुआ है।

Species Valence Electrons
Nickel (Ni) 10
CO Ligands (4) 8
Total 18

Stability: [Ni(CO)₄] की स्थिरता का श्रेय 18 वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को दिया जा सकता है, जो उत्कृष्ट गैसों के इलेक्ट्रॉन विन्यास की नकल करते हैं। यह स्थिरता कुछ शर्तों के तहत जटिल को थर्मोडायनामिक रूप से अनुकूल बनाती है।

Limitations:

Limitation Explanation
Exceptions जबकि कई कॉम्प्लेक्स 18-इलेक्ट्रॉन नियम का पालन करते हैं, अन्य कारकों के कारण अपवाद भी हैं।
Ligand Variability विभिन्न लिगेंड अपने गुणों के कारण 18-इलेक्ट्रॉन नियम का कड़ाई से पालन नहीं कर सकते हैं।
Coordination Number नियम समन्वय संख्या पर विचार नहीं करता है, जो लिगेंड व्यवस्था के आधार पर भिन्न हो सकती है।
Main Group Elements नियम मुख्य रूप से संक्रमण धातु परिसरों पर लागू होता है।

संक्षेप में, 18-इलेक्ट्रॉन नियम संक्रमण धातु परिसरों की स्थिरता की भविष्यवाणी करने के लिए एक उपयोगी दिशानिर्देश प्रदान करता है, हालांकि इसके आवेदन के लिए विभिन्न कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है और यह सभी मामलों में सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं हो सकता है।

 

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