સહસંયોજક બંધ (Covalent Bond)

 

સહસંયોજક બંધ

(Covalent Bond)

આપણે જાણીએ છીએ કે તત્ત્વોની પ્રતિક્રિયાત્મકતા સંપૂર્ણ ભરાયેલ બાહ્યતમ કક્ષા એટલે કે નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરવાની વૃત્તિને આધારે સમજાવી શકાય છે . આયનીય સંયોજનોની રચના કરતાં તત્ત્વો તેઓની બાહ્યતમ કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને કે ગુમાવીને તે પ્રાપ્ત કરે છે . કાર્બનના કિસ્સામાં તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં તે ચાર ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે અને નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે તેણે ચાર ઇલેક્ટ્રૉન મેળવવા અથવા ગુમાવવા જરૂરી છે . જો તેણે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવા કે ગુમાવવા હોય તો , 

( i ) તે ચાર ઇલેક્ટ્રૉન મેળવીને C1- એનાયન ( ઋણાયન ) બનાવી શકે છે , પરંતુ છ પ્રોટોન ધરાવતા પરમાણુકેન્દ્ર માટે દસ ઇલેક્ટ્રૉન એટલે કે ચાર વધારાના ઇલેક્ટ્રોન સમાવવા મુશ્કેલ થઈ શકે છે .

( ii ) તે ચાર ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવીને C + કેટાયન ( ધનાયન ) બનાવી શકે છે . પરંતુ ચાર ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરીને તેના પરમાણુ કેન્દ્રમાં છ પ્રોટોન વડે આકર્ષાયેલા માત્ર બે ઇલેક્ટ્રૉનને સમાવતો કાર્બન કેટાયન બનાવવા માટે મોટા પ્રમાણમાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે . 

કાર્બન બીજા કાર્બન પરમાણુઓ સાથે અથવા અન્ય તત્ત્વોના પરમાણુઓ સાથે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉનની ભાગીદારી કરીને આ સમસ્યાનો ઉકેલ લાવે છે . માત્ર કાર્બન જ નહિ અન્ય અનેક તત્ત્વો આ પ્રકારે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરીને અણુઓ બનાવે છે . ભાગીદારી પામતા ઇલેક્ટ્રોન બંને પરમાણુઓની બાહ્યતમ કક્ષાના ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે અને બંને પરમાણુઓને નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરવા તરફ દોરી જાય છે . કાર્બનનાં સંયોજનો તરફ જતાં પહેલાં ચાલો , આપણે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉનની ભાગીદારીથી રચાતા કેટલાક સામાન્ય અણુઓ તરફ નજર કરીએ .

આ પ્રકારે રચાતો સૌથી સાદો અણુ હાઇડ્રોજન છે .  હાઇડ્રોજનનો પરમાણ્વીય - ક્રમાંક 1 છે . 

તેથી હાઇડ્રોજન તેની K કક્ષા ( કોશ ) માં એક ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે અને K કક્ષાને ભરવા માટે તેને વધુ એક ઇલેક્ટ્રૉનની આવશ્યકતા છે .

તેથી બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ તેમના ઇલેક્ટ્રૉનની ભાગીદારી કરીને હાઇડ્રોજન અણુ H2 , બનાવે છે . 

પરિણામે હાઇડ્રોજનનો પ્રત્યેક પરમાણુ તેની નજીકના નિષ્ક્રિય વાયુ હિલિયમ જેવી ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના પ્રાપ્ત કરે છે , જે તેની K કક્ષામાં બે ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે . 

આપણે તેનું નિરૂપણ ટપકાં અથવા ચોકડીઓ કરીને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન દર્શાવી શકીએ છીએ છે ભાગીદારી પામેલ ઈલેક્ટ્રૉનની જોડ બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ વચ્ચે એકલ બંધ રચે છે . 

એકલ બંધને આકૃતિ માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બે પરમાણુઓ વચ્ચે રેખા ( line ) દ્વારા પણ રજૂ કરી શકાય છે .

ક્લોરિનનો પરમાણ્વીય - ક્રમાંક 17 છે . તેની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના અને તેની સંયોજકતા શું થશે ?

ક્લોરિન દ્વિપરમાણ્વીય અણુ (CI2) ની રચના કરે છે . 

શું તમે આ અણુ માટે ઇલેક્ટ્રૉન બિંદુ - રચના દોરી શકો ? 

ધ્યાન રાખો કે માત્ર સંયોજકતા કક્ષાના ઇલેક્ટ્રૉનનું જ નિરૂપણ કરવાની આવશ્યકતા હોય છે . 

ઑક્સિજનના કિસ્સામાં આપણે બે ઑક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે દ્વિબંધનું નિર્માણ થયેલું જોઈએ છીએ . આમ થવાનું કારણ ઑક્સિજનનો પરમાણુ તેની L કક્ષા ( ઑક્સિજનનો પરમાણ્વીય - ક્રમાંક આઠ છે ) માં છ ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે અને તેને અષ્ટક પૂર્ણ કરવા વધુ બે ઇલેક્ટ્રૉનની આવશ્યકતા છે . તેથી દરેક ઑક્સિજન પરમાણુ અન્ય ઑક્સિજન પરમાણુ સાથે બે ઇલેક્ટ્રૉનની ભાગીદારી કરી આકૃતિ  માં દર્શાવ્યા પ્રમાણેની રચના આપે છે . દરેક ઑક્સિજન પરમાણુ દ્વારા દાન થયેલા બે ઇલેક્ટ્રૉન , ઇલેક્ટ્રૉનની ભાગીદારી પામેલી બે જોડ આપે છે . તેને બે પરમાણુઓ વચ્ચે દ્વિબંધની રચના થવી એમ કહેવાય છે.

શું તમે એક ઑક્સિજન પરમાણુ અને બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ વચ્ચેના બંધથી બનતા પાણીના અણુનું નિરૂપણ કરી શકશો ?

શું અણુ એક્લબંધ કે દ્વિબંધ ધરાવતો હશે ? નાઇટ્રોજનના દ્વિપરમાણ્વીય અણુના કિસ્સામાં શું થશે ?

નાઇટ્રોજન 7 પરમાણ્વીય ક્રમાંક ધરાવે છે .

તેની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના અને સંયોગીકરણ ક્ષમતા કેવી હશે ?

અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે નાઇટ્રોજનના અણુમાં રહેલ પ્રત્યેક નાઇટ્રોજન પરમાણુ ત્રણ ઇલેક્ટ્રૉનના ફાળા દ્વારા ઇલેક્ટ્રૉનની ભાગીદારી પામેલી ત્રણ જોડ આપે છે . તેને બે પરમાણુઓ વચ્ચે ત્રિબંધની રચના થવી એમ કહેવાય છે . એની ઇલેક્ટ્રૉન બિંદુ - રચના અને તેના ત્રિબંધનું નિરૂપણ આકૃતિ પ્રમાણે કરી શકાય છે .

એમોનિયાનો અણુ NH3 , સૂત્ર ધરાવે છે .

શું તમે આ અણુ માટે ઇલેક્ટ્રન બિંદુ રચના દોરી શકો કે જે તમામ ચારેય પરમાણુઓ કેવી રીતે નિષ્ક્રિય વાયુની રચના પ્રાપ્ત કરે છે તે દર્શાવી શકે ?

અણુ એકલ બંધ ધરાવશે , દ્વિબંધ ધરાવશે કે ત્રિબંધ ? 

ચાલો હવે આપણે મિથેન તરફ એક નજર કરીએ કે જે કાર્બનનું સંયોજન છે .

મિથેનનો બળતણ તરીકે બહોળા પ્રમાણમાં ઉપયોગ થાય છે , તેમજ તે બાયોગેસ અને કૉસ્પેન્ડ નેચરલ ગૅસ ( CNG ) નો મુખ્ય ઘટક છે . તે કાર્બન દ્વારા બનતા સૌથી સામાન્ય સંયોજનોમાંનું એક છે .

મિથેનનું સૂત્ર CH , છે .

તમે જાણો છો તેમ હાઇડ્રોજનની સંયોજક્તા 1 છે . કાર્બન ચતુઃસંયોજક છે કારણ કે તે ચાર સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે . નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે કાર્બન હાઇડ્રોજનના ચાર પરમાણુ સાથે આકૃતિ માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આ ઇલેક્ટ્રૉનની ભાગીદારી કરે છે .