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सामग्री तत्वों का कृत्रिम संयोजन। कृत्रिम तत्व

कार्बोनेट, कार्बाइड, साइनाइड, थायोसायनेट और कार्बोनिक एसिड के अलावा कार्बन परमाणु वाले सभी पदार्थ कार्बनिक यौगिक हैं। इसका मतलब है कि वे जीवित जीवों द्वारा कार्बन परमाणुओं से एंजाइमेटिक या अन्य प्रतिक्रियाओं के माध्यम से बनाए जाने में सक्षम हैं। आज, कई कार्बनिक पदार्थों को कृत्रिम रूप से संश्लेषित किया जा सकता है, जिससे दवा और औषध विज्ञान विकसित करना संभव हो जाता है, साथ ही उच्च शक्ति वाले बहुलक और मिश्रित सामग्री भी बनती है।

कार्बनिक यौगिकों का वर्गीकरण

कार्बनिक यौगिक पदार्थों के सबसे असंख्य वर्ग हैं। यहां लगभग 20 प्रकार के पदार्थ पाए जाते हैं। वे रासायनिक गुणों में भिन्न हैं, भौतिक गुणों में भिन्न हैं। उनके गलनांक, द्रव्यमान, अस्थिरता और घुलनशीलता, साथ ही साथ सामान्य परिस्थितियों में उनके एकत्रीकरण की स्थिति भी भिन्न होती है। उनमें से:

• हाइड्रोकार्बन (अल्केन्स, अल्काइन्स, अल्केन्स, अल्केडिएन्स, साइक्लोअल्केन्स, एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन);
• एल्डिहाइड;
• कीटोन्स;
• अल्कोहल (डायटोमिक, मोनोहाइड्रिक, पॉलीहाइड्रिक);
• पंख;
• एस्टर;
• कार्बोक्जिलिक एसिड;
• अमाइन;
• अमीनो अम्ल;
• कार्बोहाइड्रेट;
• वसा;
• प्रोटीन;
• बायोपॉलिमर और सिंथेटिक पॉलिमर।

यह वर्गीकरण रासायनिक संरचना की विशेषताओं और विशिष्ट परमाणु समूहों की उपस्थिति को दर्शाता है जो किसी दिए गए पदार्थ के गुणों में अंतर निर्धारित करते हैं। सामान्य तौर पर, कार्बन कंकाल के विन्यास के आधार पर वर्गीकरण, जो रासायनिक अंतःक्रियाओं की विशेषताओं को ध्यान में नहीं रखता है, अलग दिखता है। इसके प्रावधानों के अनुसार, कार्बनिक यौगिकों को विभाजित किया गया है:

• स्निग्ध यौगिक;
• सुगंधित पदार्थ;
• हेट्रोसायक्लिक पदार्थ।

कार्बनिक यौगिकों के इन वर्गों में पदार्थों के विभिन्न समूहों में आइसोमर हो सकते हैं। आइसोमर्स के गुण भिन्न होते हैं, हालांकि उनकी परमाणु संरचना समान हो सकती है। यह एएम बटलरोव द्वारा निर्धारित प्रावधानों का अनुसरण करता है। साथ ही, कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत कार्बनिक रसायन विज्ञान में सभी शोधों का मार्गदर्शक आधार है। इसे मेंडलीफ के आवर्त नियम के समान स्तर पर रखा गया है।

रासायनिक संरचना की अवधारणा एएम बटलरोव द्वारा पेश की गई थी। यह 19 सितंबर, 1861 को रसायन विज्ञान के इतिहास में दिखाई दिया। पहले, विज्ञान में अलग-अलग राय थी, और कुछ वैज्ञानिकों ने अणुओं और परमाणुओं की उपस्थिति को पूरी तरह से नकार दिया। इसलिए, कार्बनिक और अकार्बनिक रसायन विज्ञान में कोई क्रम नहीं था। इसके अलावा, ऐसी कोई नियमितता नहीं थी जिसके द्वारा विशिष्ट पदार्थों के गुणों का न्याय करना संभव हो। इसी समय, ऐसे यौगिक भी थे जो एक ही रचना के साथ अलग-अलग गुण दिखाते थे।

एएम बटलरोव के बयानों ने बड़े पैमाने पर रसायन विज्ञान के विकास को सही दिशा में निर्देशित किया और इसके लिए एक ठोस आधार तैयार किया। इसके माध्यम से, संचित तथ्यों को व्यवस्थित करना संभव था, अर्थात् कुछ पदार्थों के रासायनिक या भौतिक गुण, प्रतिक्रियाओं में उनके प्रवेश के पैटर्न, और इसी तरह। यहां तक ​​कि यौगिकों को प्राप्त करने के तरीकों की भविष्यवाणी और कुछ सामान्य गुणों की उपस्थिति भी इस सिद्धांत की बदौलत संभव हुई। और सबसे महत्वपूर्ण बात, एएम बटलरोव ने दिखाया कि किसी पदार्थ के अणु की संरचना को विद्युत अंतःक्रियाओं के संदर्भ में समझाया जा सकता है।

कार्बनिक पदार्थों की संरचना के सिद्धांत का तर्क

1861 तक रसायन विज्ञान में, कई लोगों ने परमाणु या अणु के अस्तित्व को खारिज कर दिया, कार्बनिक यौगिकों का सिद्धांत वैज्ञानिक दुनिया के लिए एक क्रांतिकारी प्रस्ताव बन गया। और चूंकि एएम बटलरोव खुद भौतिकवादी अनुमानों से ही आगे बढ़ते हैं, वे कार्बनिक पदार्थों के बारे में दार्शनिक विचारों का खंडन करने में कामयाब रहे।

वह यह दिखाने में सक्षम था कि आणविक संरचना को रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अनुभवजन्य रूप से पहचाना जा सकता है। उदाहरण के लिए, किसी भी कार्बोहाइड्रेट की एक निश्चित मात्रा को जलाने और परिणामी पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की गणना करके उसकी संरचना का पता लगाया जा सकता है। एक अमीन अणु में नाइट्रोजन की मात्रा की गणना भी दहन के दौरान गैसों की मात्रा और आणविक नाइट्रोजन की रासायनिक मात्रा की रिहाई को मापकर की जाती है।

यदि हम रासायनिक संरचना के बारे में बटलरोव के निर्णयों पर, संरचना के आधार पर, विपरीत दिशा में विचार करते हैं, तो एक नया निष्कर्ष स्वयं सुझाता है। अर्थात्: किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना और संरचना को जानकर, उसके गुणों को अनुभवजन्य रूप से ग्रहण किया जा सकता है। लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात, बटलरोव ने समझाया कि कार्बनिक पदार्थों में बड़ी मात्रा में पदार्थ होते हैं जो विभिन्न गुणों को प्रदर्शित करते हैं, लेकिन एक ही संरचना होती है।

सिद्धांत के सामान्य प्रावधान

कार्बनिक यौगिकों की जांच और जांच, बटलरोव एएम ने कुछ सबसे महत्वपूर्ण नियमितताओं को घटाया। उन्होंने उन्हें कार्बनिक मूल के रसायनों की संरचना की व्याख्या करने वाले सिद्धांत के प्रावधानों में जोड़ा। सिद्धांत इस प्रकार है:

• कार्बनिक पदार्थों के अणुओं में, परमाणु एक दूसरे से कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम में जुड़े होते हैं, जो संयोजकता पर निर्भर करता है;
• रासायनिक संरचना वह प्रत्यक्ष क्रम है जिसके अनुसार कार्बनिक अणुओं में परमाणु जुड़े होते हैं;
• रासायनिक संरचना एक कार्बनिक यौगिक के गुणों की उपस्थिति निर्धारित करती है;
• समान मात्रात्मक संरचना वाले अणुओं की संरचना के आधार पर, किसी पदार्थ के विभिन्न गुणों की उपस्थिति संभव है;
• रासायनिक यौगिक के निर्माण में भाग लेने वाले सभी परमाणु समूह एक दूसरे पर परस्पर प्रभाव डालते हैं।

कार्बनिक यौगिकों के सभी वर्ग इस सिद्धांत के सिद्धांतों के अनुसार निर्मित होते हैं। नींव रखने के बाद, बटलरोव एएम विज्ञान के क्षेत्र के रूप में रसायन विज्ञान का विस्तार करने में सक्षम थे। उन्होंने समझाया कि इस तथ्य के कारण कि कार्बन कार्बनिक पदार्थों में चार की संयोजकता प्रदर्शित करता है, इन यौगिकों की विविधता निर्धारित होती है। कई सक्रिय परमाणु समूहों की उपस्थिति किसी पदार्थ के एक निश्चित वर्ग से संबंधित होने को निर्धारित करती है। और यह विशिष्ट परमाणु समूहों (कट्टरपंथी) की उपस्थिति के कारण है कि भौतिक और रासायनिक गुण प्रकट होते हैं।

हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव

कार्बन और हाइड्रोजन के ये कार्बनिक यौगिक समूह के सभी पदार्थों में संरचना में सबसे सरल हैं। वे अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स (संतृप्त हाइड्रोकार्बन), अल्केन्स, अल्काडिएन्स और अल्केट्रिएन्स, अल्काइन्स (असंतृप्त हाइड्रोकार्बन), साथ ही साथ सुगंधित पदार्थों के एक उपवर्ग द्वारा दर्शाए जाते हैं। अल्केन्स में, सभी कार्बन परमाणु केवल एक सी-सी बंधन से जुड़े होते हैं, यही कारण है कि एक भी एच परमाणु को हाइड्रोकार्बन संरचना में शामिल नहीं किया जा सकता है।

असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में, हाइड्रोजन को डबल सी = सी बांड की साइट पर शामिल किया जा सकता है। साथ ही, CC बंध ट्रिपल (alkynes) हो सकता है। यह इन पदार्थों को रेडिकल्स को कम करने या जोड़ने से जुड़ी विभिन्न प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की अनुमति देता है। प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की उनकी क्षमता के अध्ययन की सुविधा के लिए अन्य सभी पदार्थ हाइड्रोकार्बन के एक वर्ग के व्युत्पन्न माने जाते हैं।

अल्कोहल

अल्कोहल को हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक जटिल कार्बनिक रासायनिक यौगिक कहा जाता है। जीवित कोशिकाओं में एंजाइमी प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप उन्हें संश्लेषित किया जाता है। किण्वन द्वारा ग्लूकोज से इथेनॉल का संश्लेषण सबसे विशिष्ट उदाहरण है।

उद्योग में, अल्कोहल हाइड्रोकार्बन के हैलोजन डेरिवेटिव से प्राप्त किए जाते हैं। एक हाइड्रॉक्सिल समूह के लिए एक हलोजन परमाणु के प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप, अल्कोहल बनते हैं। मोनोहाइड्रिक अल्कोहल में केवल एक हाइड्रॉक्सिल समूह होता है, पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल - दो या अधिक। डाइहाइड्रिक अल्कोहल का एक उदाहरण एथिलीन ग्लाइकॉल है। पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल ग्लिसरीन है। अल्कोहल का सामान्य सूत्र R-OH है (R एक कार्बन श्रृंखला है)।

एल्डिहाइड और कीटोन्स

अल्कोहल (हाइड्रॉक्सिल) समूह से हाइड्रोजन के उन्मूलन से जुड़े कार्बनिक यौगिकों की प्रतिक्रियाओं में अल्कोहल के प्रवेश के बाद, ऑक्सीजन और कार्बन के बीच एक दोहरा बंधन बंद हो जाता है। यदि यह अभिक्रिया कार्बन परमाणु के टर्मिनल पर स्थित ऐल्कोहॉल समूह में होती है, तो परिणामस्वरूप ऐल्डिहाइड बनता है। यदि अल्कोहल के साथ कार्बन परमाणु कार्बन श्रृंखला के अंत में स्थित नहीं है, तो निर्जलीकरण प्रतिक्रिया का परिणाम कीटोन का उत्पादन होता है। कीटोन्स का सामान्य सूत्र R-CO-R है, एल्डिहाइड R-COH (R श्रृंखला का एक हाइड्रोकार्बन रेडिकल है)।

ईथर (सरल और जटिल)

इस वर्ग के कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना जटिल है। ईथर को दो अल्कोहल अणुओं के बीच प्रतिक्रिया उत्पाद माना जाता है। जब उनसे पानी अलग किया जाता है, तो नमूना यौगिक R-O-R बनता है। प्रतिक्रिया तंत्र: एक अल्कोहल से एक हाइड्रोजन प्रोटॉन और दूसरे अल्कोहल से एक हाइड्रॉक्सिल समूह का उन्मूलन।

एस्टर अल्कोहल और एक कार्बनिक कार्बोक्जिलिक एसिड के बीच प्रतिक्रिया के उत्पाद हैं। प्रतिक्रिया तंत्र: दोनों अणुओं के अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक समूहों से पानी का उन्मूलन। हाइड्रोजन एसिड (हाइड्रॉक्सिल समूह में) से अलग हो जाता है, और ओएच समूह स्वयं अल्कोहल से अलग हो जाता है। परिणामी यौगिक को आर-सीओ-ओ-आर के रूप में दर्शाया गया है, जहां बीच आर रेडिकल के लिए खड़ा है - बाकी कार्बन श्रृंखला।

कार्बोक्जिलिक एसिड और एमाइन

कार्बोक्जिलिक एसिड विशेष पदार्थ होते हैं जो कोशिका के कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना इस प्रकार है: एक हाइड्रोकार्बन रेडिकल (R) जिसके साथ एक कार्बोक्सिल समूह जुड़ा होता है (-COOH)। कार्बोक्सिल समूह केवल चरम कार्बन परमाणु पर स्थित हो सकता है, क्योंकि (-COOH) समूह में C की संयोजकता 4 है।

अमाइन सरल यौगिक हैं जो हाइड्रोकार्बन से प्राप्त होते हैं। यहाँ, किसी भी कार्बन परमाणु पर, एक ऐमीन मूलक (-NH2) स्थित होता है। प्राथमिक ऐमीन हैं जिनमें एक समूह (-NH2) एक कार्बन से जुड़ा होता है (सामान्य सूत्र R-NH2)। द्वितीयक ऐमीन नाइट्रोजन को दो कार्बन परमाणुओं (सूत्र R-NH-R) के साथ जोड़ती है। तृतीयक ऐमीन में, नाइट्रोजन तीन कार्बन परमाणुओं (R3N) से जुड़ा होता है, जहाँ p एक रेडिकल, एक कार्बन श्रृंखला है।

अमीनो अम्ल

अमीनो एसिड जटिल यौगिक हैं जो कार्बनिक मूल के अमाइन और एसिड दोनों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं। कार्बोक्सिल समूह के संबंध में अमीन समूह के स्थान के आधार पर उनके कई प्रकार हैं। सबसे महत्वपूर्ण अल्फा अमीनो एसिड हैं। यहाँ ऐमीन समूह कार्बन परमाणु पर स्थित है जिससे कार्बोक्सिल जुड़ा हुआ है। यह आपको पेप्टाइड बॉन्ड बनाने और प्रोटीन को संश्लेषित करने की अनुमति देता है।

कार्बोहाइड्रेट और वसा

कार्बोहाइड्रेट एल्डिहाइड अल्कोहल या केटल अल्कोहल हैं। ये एक रैखिक या चक्रीय संरचना के साथ-साथ पॉलिमर (स्टार्च, सेलूलोज़, आदि) के साथ यौगिक हैं। कोशिका में इनकी सबसे महत्वपूर्ण भूमिका संरचनात्मक और ऊर्जावान होती है। वसा, या बल्कि लिपिड, समान कार्य करते हैं, केवल अन्य जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। रासायनिक संरचना की दृष्टि से वसा कार्बनिक अम्लों और ग्लिसरीन का एस्टर है।

डी-ब्लॉक में आवधिक प्रणाली के 32 तत्व शामिल हैं। d-तत्व चौथी-सातवीं प्रमुख अवधियों में शामिल हैं। IIIB-समूह के परमाणुओं में d-कक्षक में पहला इलेक्ट्रॉन होता है। बाद के बी-समूहों में, डी-उप-स्तर 10 इलेक्ट्रॉनों तक भर जाता है (इसलिए नाम डी-तत्व)। डी-ब्लॉक परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन गोले की संरचना सामान्य सूत्र (एन -1) डी ए एनएस बी द्वारा वर्णित है, जहां ए = 1-10, बी = 1-2।

इन अवधियों के तत्वों की एक विशेषता इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के साथ परमाणु त्रिज्या में असमान रूप से धीमी वृद्धि है। त्रिज्या में यह अपेक्षाकृत धीमा परिवर्तन डी-इलेक्ट्रॉन परत के नीचे एनएस इलेक्ट्रॉनों के प्रवेश के कारण तथाकथित लैंथेनाइड संपीड़न द्वारा समझाया गया है। परिणामस्वरूप, परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ d-तत्वों के परमाणु और रासायनिक गुणों में थोड़ा परिवर्तन होता है। रासायनिक गुणों की समानता डी-तत्वों की विशेषता विशेषता में विभिन्न प्रकार के लिगेंड के साथ जटिल यौगिक बनाने के लिए प्रकट होती है।

d-तत्वों का एक महत्वपूर्ण गुण चर संयोजकता है और, तदनुसार, विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं हैं। यह विशेषता मुख्य रूप से पूर्व-बाहरी डी-इलेक्ट्रॉन परत (आईबी और आईआईबी समूहों के तत्वों को छोड़कर) की अपूर्णता से जुड़ी है। विभिन्न ऑक्सीकरण राज्यों में डी-तत्वों के अस्तित्व की संभावना तत्वों के रेडॉक्स गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला निर्धारित करती है। निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्थाओं में d-तत्व धातुओं के गुण प्रदर्शित करते हैं। समूह बी में परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ, धातु गुण स्वाभाविक रूप से कम हो जाते हैं।

समाधानों में, उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था वाले डी-तत्वों के ऑक्सीजन युक्त आयन अम्लीय और ऑक्सीकरण गुणों को प्रदर्शित करते हैं। निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं के धनायनित रूपों को मूल और अपचायक गुणों की विशेषता होती है।

मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था में d-तत्व उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करते हैं। मोलिब्डेनम यौगिकों के उदाहरण का उपयोग करके इन पैटर्नों पर विचार किया जा सकता है:

गुणों में परिवर्तन के साथ, विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं (VI - II) में मोलिब्डेनम परिसरों का रंग बदल जाता है:

परमाणु आवेश में वृद्धि की अवधि में, उच्च ऑक्सीकरण राज्यों में तत्वों के यौगिकों की स्थिरता में कमी देखी गई है। समानांतर में, इन यौगिकों की रेडॉक्स क्षमता बढ़ जाती है। फेरेट आयनों और परमैंगनेट आयनों के लिए उच्चतम ऑक्सीकरण क्षमता देखी जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि डी-तत्वों के अम्लीय और गैर-धातु गुण सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं।

बी-समूहों में ऊपर से नीचे जाने पर यौगिकों की स्थिरता में वृद्धि के साथ, उनके ऑक्सीकरण गुण एक साथ कम हो जाते हैं।

यह माना जा सकता है कि जैविक विकास के दौरान, मध्यवर्ती ऑक्सीकरण राज्यों में तत्वों के यौगिकों का चयन किया गया था, जो हल्के रेडॉक्स गुणों की विशेषता है। इस तरह के चयन के फायदे स्पष्ट हैं: वे जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सुचारू प्रवाह में योगदान करते हैं। आरएच क्षमता में कमी जैविक प्रक्रियाओं के बेहतर "विनियमन" के लिए पूर्वापेक्षाएँ बनाती है, जो एक ऊर्जा लाभ प्रदान करती है। शरीर की कार्यप्रणाली कम ऊर्जा-गहन हो जाती है, जिसका अर्थ है भोजन की खपत के मामले में अधिक किफायती।

विकास की दृष्टि से सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था में d-तत्वों का अस्तित्व जीव के लिए उचित हो जाता है। यह ज्ञात है कि शारीरिक परिस्थितियों में Mn 2+, Fe 2+, Co 2+ आयन मजबूत कम करने वाले एजेंट नहीं हैं, और Cu 2+ और Fe 2+ आयन व्यावहारिक रूप से शरीर में कम करने वाले गुणों का प्रदर्शन नहीं करते हैं। प्रतिक्रियाशीलता में एक अतिरिक्त कमी तब होती है जब ये आयन बायोऑर्गेनिक लिगैंड्स के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

ऐसा प्रतीत हो सकता है कि उपरोक्त विभिन्न जीवों में मोलिब्डेनम (V) और (VI) के जैव-जैविक परिसरों की महत्वपूर्ण भूमिका के विपरीत है। हालाँकि, यह भी सामान्य नियम से सहमत है। उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था के बावजूद, ऐसे यौगिक कमजोर ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं।

यह डी-तत्वों की उच्च जटिल क्षमता पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जो आमतौर पर एस- और पी-तत्वों की तुलना में बहुत अधिक हैं। यह मुख्य रूप से डी-तत्वों की क्षमता के कारण एक समन्वय यौगिक बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के दाता और स्वीकार्य दोनों होने की क्षमता है।

क्रोमियम हाइड्रोक्सो कॉम्प्लेक्स [Cr (OH) 6] के मामले में 3-धातु आयन इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी का स्वीकर्ता है। 3d 2 4sp 3 क्रोमियम ऑर्बिटल्स का संकरण उस समय की तुलना में अधिक स्थिर ऊर्जा अवस्था प्रदान करता है जब क्रोमियम इलेक्ट्रॉन हाइड्रोक्सो समूहों के ऑर्बिटल्स पर स्थित होते हैं।

यौगिक [CrCl 4] 2 - इसके विपरीत, इस तथ्य के परिणामस्वरूप बनता है कि धातु के एकमात्र d-इलेक्ट्रॉन लिगैंड के मुक्त d-कक्षकों पर कब्जा कर लेते हैं, क्योंकि इस मामले में इन कक्षकों की ऊर्जा है निचला।

Cr 3+ धनायन के गुण d-तत्वों की समन्वय संख्याओं की परिवर्तनशीलता को दर्शाते हैं। सबसे अधिक बार, ये 4 से 8 तक की संख्याएँ होती हैं, कम अक्सर संख्या 10 और 12। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केवल सिंगल-कोर कॉम्प्लेक्स नहीं हैं। डी-तत्वों के कई डी-, त्रि- और टेट्रा-न्यूक्लियर समन्वय यौगिकों को जाना जाता है।

एक उदाहरण बाइन्यूक्लियर कोबाल्ट कॉम्प्लेक्स [Co 2 (NH 3) 10 (O 2)] (NO 3) 5 है, जो ऑक्सीजन वाहक के लिए एक मॉडल के रूप में काम कर सकता है।

शरीर में सभी ट्रेस तत्वों में से 1/3 से अधिक डी-तत्व हैं। जीवों में, वे जटिल यौगिकों या हाइड्रेटेड आयनों के रूप में हाइड्रेशन शेल के औसत विनिमय समय के साथ 10 -1 से 10 -10 s तक मौजूद होते हैं। इसलिए, यह तर्क दिया जा सकता है कि शरीर में "मुक्त" धातु आयन मौजूद नहीं हैं: ये या तो उनके हाइड्रेट या हाइड्रोलिसिस उत्पाद हैं।

जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, डी-तत्व अक्सर खुद को जटिल धातुओं के रूप में प्रकट करते हैं। इस मामले में, लिगैंड जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ होते हैं, एक नियम के रूप में, एक कार्बनिक प्रकृति या अकार्बनिक एसिड के आयनों के।

प्रोटीन अणु डी-तत्वों के साथ बायोइनऑर्गेनिक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं - क्लस्टर या बायोक्लस्टर। मेटल आयन (मेटल कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट) क्लस्टर कैविटी के अंदर स्थित होता है, जो प्रोटीन बाइंडिंग समूहों के इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं के साथ इंटरैक्ट करता है: हाइड्रॉक्सिल (--OH), सल्फहाइड्रील (--SH), कार्बोक्सिल (--COOH) और अमीनो समूह प्रोटीन (एच 2 एन -)। एक धातु आयन के लिए क्लस्टर गुहा में प्रवेश करने के लिए, यह आवश्यक है कि आयन व्यास गुहा के आकार के अनुरूप हो। इस प्रकार, प्रकृति कुछ निश्चित आकार के डी-तत्व आयनों के साथ जैव समूहों के गठन को नियंत्रित करती है।

सबसे प्रसिद्ध धातुएंजाइम: कार्बोनिक एनहाइड्रेज़, ज़ैंथिन ऑक्सीडेज, सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज, साइटोक्रोमेस, रूब्रेडॉक्सिन। वे बायोक्लस्टर हैं, जिनमें से गुहाएं धातु आयनों के साथ सब्सट्रेट के बंधन के केंद्र बनाती हैं।

बायोक्लस्टर (प्रोटीन कॉम्प्लेक्स) विभिन्न कार्य करते हैं।

प्रोटीन ट्रांसपोर्ट कॉम्प्लेक्स अंगों को ऑक्सीजन और आवश्यक तत्व पहुंचाते हैं। धातु का समन्वय कार्बोक्सिल समूहों के ऑक्सीजन और प्रोटीन के अमीनो समूहों के नाइट्रोजन से होता है। यह एक स्थिर केलेट यौगिक बनाता है।

डी-तत्व (कोबाल्ट, निकल, लोहा) समन्वय धातु के रूप में कार्य करते हैं। आयरन युक्त ट्रांसपोर्ट प्रोटीन कॉम्प्लेक्स का एक उदाहरण ट्रांसफ़रिन है।

अन्य बायोक्लस्टर एक संचयक (संचयी) भूमिका निभा सकते हैं - ये लौह युक्त प्रोटीन हैं: हीमोग्लोबिन, मायोग्लोबिन, फेरिटिन। समूह VIIIB की संपत्ति का वर्णन करते समय उन पर विचार किया जाएगा।

तत्व Zn, Fe, Co, Mo, Cu महत्वपूर्ण हैं, वे मेटालोएंजाइम का हिस्सा हैं। वे प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं जिन्हें तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

एसिड-बेस इंटरैक्शन। जिंक आयन में भाग लेता है, जो एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ का हिस्सा है, जो बायोसिस्टम में सीओ 2 के प्रतिवर्ती जलयोजन को उत्प्रेरित करता है।

रेडॉक्स इंटरैक्शन। आयन्स फे, सीओ, सीआर, मो शामिल हैं। आयरन साइटो-क्रोमियम का एक हिस्सा है, इस प्रक्रिया के दौरान, एक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है:

फे 3+> फे 2+ + ई -

3. ऑक्सीजन स्थानांतरण। Fe, Cu भाग लेते हैं। आयरन हीमोग्लोबिन का हिस्सा है, कॉपर हेमोसायनिन का हिस्सा है। यह माना जाता है कि ये तत्व ऑक्सीजन से बंधते हैं, लेकिन इसके द्वारा ऑक्सीकृत नहीं होते हैं।

डी-तत्वों के यौगिक विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को चुनिंदा रूप से अवशोषित करते हैं। यह रंग की उपस्थिति की ओर जाता है। क्वांटम सिद्धांत लिगैंड क्षेत्र की कार्रवाई के तहत धातु आयनों के डी-उप-स्तरों के विभाजन द्वारा अवशोषण की चयनात्मकता की व्याख्या करता है।

डी-तत्वों के लिए निम्नलिखित रंग प्रतिक्रियाएं सर्वविदित हैं:

n 2+ + S 2- = nSv (मांस के रंग का तलछट)

g 2+ + 2I - = НgI 2 v (पीला या लाल अवक्षेप)

2 r 2 О 7 + Н 2 SO 4 (संक्षिप्त) = 2 SO 4 + Н 2 О + 2СrО 3 v

(नारंगी रंग के क्रिस्टल)

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का उपयोग विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में संबंधित आयनों के गुणात्मक निर्धारण के लिए किया जाता है। डाइक्रोमेट के साथ प्रतिक्रिया समीकरण से पता चलता है कि रासायनिक व्यंजन धोने के लिए "क्रोमियम मिश्रण" तैयार करते समय क्या होता है। रासायनिक बोतलों की सतह से अकार्बनिक और कार्बनिक दोनों जमा को हटाने के लिए यह मिश्रण आवश्यक है। उदाहरण के लिए, ग्रीस जो हमेशा आपकी उंगलियों को छूने के बाद कांच पर रहता है।

इस तथ्य पर ध्यान देना आवश्यक है कि शरीर में डी-तत्व अधिकांश जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का शुभारंभ प्रदान करते हैं जो सामान्य महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करते हैं।

संक्रमणकालीन डी-तत्व और उनके कनेक्शन व्यापक रूप से प्रयोगशाला अभ्यास, उद्योग और प्रौद्योगिकी में उपयोग किए जाते हैं। वे जैविक प्रणालियों में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पिछले खंड और संप्रदाय में। 10.2 पहले ही उल्लेख किया गया है कि लौह, क्रोमियम और मैंगनीज जैसे डी-तत्वों के आयन रेडॉक्स अनुमापन और अन्य प्रयोगशाला विधियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यहां हम केवल उद्योग और प्रौद्योगिकी में इन धातुओं के अनुप्रयोगों के साथ-साथ जैविक प्रक्रियाओं में उनकी भूमिका के बारे में बात करेंगे।

निर्माण सामग्री के रूप में आवेदन। लौह मिश्र धातु

कुछ डी-तत्वों का व्यापक रूप से संरचनात्मक सामग्रियों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है, मुख्यतः मिश्र धातुओं के रूप में। मिश्र धातु एक या अधिक अन्य तत्वों के साथ धातु का मिश्रण (या विलयन) है।

मिश्र धातु, जिसका मुख्य घटक लोहा है, स्टील कहलाती है। हम पहले ही ऊपर कह चुके हैं कि सभी स्टील्स दो प्रकारों में विभाजित हैं: कार्बन और मिश्र धातु।

कार्बन स्टील्स। कार्बन सामग्री के संदर्भ में, ये स्टील्स, बदले में, निम्न-कार्बन, मध्यम-कार्बन और उच्च-कार्बन स्टील्स में उप-विभाजित हैं। कार्बन की मात्रा बढ़ने से कार्बन स्टील्स की कठोरता बढ़ती है। उदाहरण के लिए, कम कार्बन स्टील नमनीय और निंदनीय है। इसका उपयोग तब किया जाता है जब यांत्रिक तनाव महत्वपूर्ण नहीं होता है। कार्बन स्टील्स के विभिन्न अनुप्रयोगों को तालिका में दिखाया गया है। 14.10 कार्बन स्टील्स का कुल स्टील उत्पादन में 90% तक योगदान होता है।

मिश्र धातु इस्पात। इस तरह के स्टील्स में एक या अधिक धातुओं की 50% तक अशुद्धियाँ होती हैं, सबसे अधिक बार एल्यूमीनियम, क्रोमियम, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम, निकल, टाइटेनियम, टंगस्टन और वैनेडियम।

स्टेनलेस स्टील में लोहे के लिए अशुद्धियों के रूप में क्रोमियम और निकल होते हैं। ये अशुद्धियाँ स्टील की कठोरता को बढ़ाती हैं और इसे जंग के लिए प्रतिरोधी बनाती हैं। बाद की संपत्ति स्टील की सतह पर क्रोमियम (III) ऑक्साइड की एक पतली परत के गठन के कारण है।

टूल स्टील्स को टंगस्टन और मैंगनीज स्टील्स में उप-विभाजित किया जाता है। इन धातुओं के जुड़ने से कठोरता, शक्ति और प्रतिरोध बढ़ जाता है जब

तालिका 14.10. कार्बन स्टील्स

स्टील का उच्च तापमान (गर्मी प्रतिरोध)। इस तरह के स्टील्स का उपयोग कुओं की ड्रिलिंग, धातु के औजारों के किनारों को काटने और उन मशीन भागों को बनाने के लिए किया जाता है जो उच्च यांत्रिक तनाव के अधीन होते हैं।

सिलिकॉन स्टील्स का उपयोग विभिन्न विद्युत उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है: मोटर, बिजली जनरेटर और ट्रांसफार्मर।

अन्य मिश्र धातु

लौह मिश्र धातुओं के अलावा, अन्य डी-धातुओं पर आधारित मिश्र भी हैं।

टाइटेनियम मिश्र। टाइटेनियम आसानी से टिन, एल्यूमीनियम, निकल और कोबाल्ट जैसी धातुओं के साथ मिश्रित होता है। टाइटेनियम मिश्र धातु हल्के, संक्षारण प्रतिरोधी और उच्च तापमान पर सख्त होते हैं। टर्बोजेट इंजन में टरबाइन ब्लेड के निर्माण के लिए इनका उपयोग विमान निर्माण में किया जाता है। उनका उपयोग चिकित्सा उद्योग में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण के लिए भी किया जाता है जो असामान्य हृदय ताल को सामान्य करने के लिए रोगी की छाती की दीवार में लगाए जाते हैं।

निकल मिश्र। मोनेल सबसे महत्वपूर्ण निकल मिश्र धातुओं में से एक है। इस मिश्र धातु में 65% निकल, 32% तांबा और थोड़ी मात्रा में लोहा और मैंगनीज होता है। इसका उपयोग रेफ्रिजरेटर, प्रोपेलर शाफ्ट के साथ-साथ रासायनिक, खाद्य और दवा उद्योगों के लिए कंडेनसर ट्यूबों के निर्माण के लिए किया जाता है। एक अन्य महत्वपूर्ण निकल मिश्र धातु नाइक्रोम है। इस मिश्र धातु में 60% निकल, 15% क्रोमियम और 25% लोहा होता है। अलनीको नामक एल्युमिनियम, कोबाल्ट और निकेल की मिश्र धातु का उपयोग बहुत मजबूत स्थायी चुम्बक बनाने के लिए किया जाता है।

तांबे की मिश्र धातु। तांबे का उपयोग विभिन्न प्रकार की मिश्र धातुओं को बनाने के लिए किया जाता है। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण तालिका में दिखाए गए हैं। 14.11

तालिका 14.11. तांबे की मिश्र धातु

औद्योगिक उत्प्रेरक

डी-तत्व और उनके यौगिकों का व्यापक रूप से औद्योगिक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। नीचे दिए गए उदाहरण केवल पहली ट्रांज़िशन पंक्ति के d-तत्वों पर लागू होते हैं।

टाइटेनियम क्लोराइड। इस यौगिक का उपयोग ज़िग्लर विधि के अनुसार एल्केन्स के पोलीमराइज़ेशन के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है (देखें अध्याय 20):

ऑक्साइड। इस उत्प्रेरक का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए संपर्क प्रक्रिया के अगले चरण में किया जाता है (अध्याय 7 देखें):

आयरन या ऑक्साइड। इन उत्प्रेरकों का उपयोग अमोनिया के संश्लेषण के लिए हैबर प्रक्रिया में किया जाता है (अध्याय 7 देखें):

निकेल। हाइड्रोजनीकरण के दौरान वनस्पति तेलों को ठीक करने के लिए इस उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए मार्जरीन के उत्पादन में:

कॉपर या कॉपर (II) ऑक्साइड। इन उत्प्रेरकों का उपयोग एथेनाल (एसिटाल्डिहाइड) उत्पादन प्रक्रिया में इथेनॉल के डिहाइड्रोजनीकरण के लिए किया जाता है:

रोडियम (दूसरी संक्रमण श्रृंखला का एक तत्व) और प्लैटिनम (तीसरी संक्रमण श्रृंखला का एक तत्व) का भी औद्योगिक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। दोनों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, नाइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए ओस्टवाल्ड प्रक्रिया में (देखें अध्याय 15)।

पिग्मेंट्स

हम पहले ही उल्लेख कर चुके हैं कि डी-तत्वों की सबसे महत्वपूर्ण विशिष्ट विशेषताओं में से एक रंगीन यौगिक बनाने की उनकी क्षमता है। उदाहरण के लिए, कई रत्नों का रंग उनमें कम मात्रा में डी-धातु अशुद्धियों की उपस्थिति के कारण होता है (तालिका 14.6 देखें)। रंगीन चश्मे के निर्माण के लिए डी-तत्व ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कोबाल्ट (II) ऑक्साइड कांच को गहरा नीला रंग प्रदान करता है। विभिन्न उद्योगों में वर्णक के रूप में विभिन्न प्रकार के डी-धातु यौगिकों का उपयोग किया जाता है।

टाइटेनियम ऑक्साइड। टाइटेनियम ऑक्साइड का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 2 मिलियन टन से अधिक है। यह मुख्य रूप से पेंट उद्योग में और कागज, प्लास्टिक और कपड़ा उद्योगों में एक सफेद रंगद्रव्य के रूप में उपयोग किया जाता है।

क्रोमियम यौगिक। क्रोमियम फिटकिरी (क्रोमियम सल्फेट डोडेकाहाइड्रेट में एक बैंगनी रंग होता है। इसका उपयोग कपड़ा उद्योग में रंगाई के लिए किया जाता है। क्रोमियम ऑक्साइड का उपयोग हरे रंग के वर्णक के रूप में किया जाता है। लेड (IV) क्रोमेट का उपयोग क्रोम ग्रीन, क्रोम येलो और क्रोम रेड जैसे पिगमेंट के उत्पादन के लिए किया जाता है। .

पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III)। इस यौगिक का उपयोग रंगाई, नक़्क़ाशी और ब्लूप्रिंट पेपर बनाने में किया जाता है।

कोबाल्ट यौगिक। कोबाल्ट नीला रंगद्रव्य कोबाल्ट एल्युमिनेट से बना होता है। कोबाल्ट बैंगनी और बैंगनी रंगद्रव्य क्षारीय पृथ्वी फॉस्फेट के साथ कोबाल्ट लवण को अवक्षेपित करके प्राप्त किए जाते हैं।

अन्य औद्योगिक अनुप्रयोग

अब तक, हमने संरचनात्मक मिश्र धातुओं, औद्योगिक उत्प्रेरकों और रंजकों के रूप में β-तत्वों के अनुप्रयोगों पर ध्यान दिया है। इन तत्वों के और भी कई उपयोग हैं।

क्रोमियम का उपयोग स्टील की वस्तुओं जैसे कार के पुर्जों पर क्रोम चढ़ाना के लिए किया जाता है।

कच्चा लोहा। यह मिश्र धातु नहीं है, बल्कि कच्चा लोहा है। इसका उपयोग पैन, मैनहोल कवर और गैस स्टोव जैसी विभिन्न वस्तुओं को बनाने के लिए किया जाता है।

कोबाल्ट। आइसोटोप का उपयोग कैंसर के उपचार के लिए गामा विकिरण के स्रोत के रूप में किया जाता है।

तांबे का व्यापक रूप से विद्युत उद्योग में तार, केबल और अन्य कंडक्टर बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग तांबे के सीवर पाइप बनाने के लिए भी किया जाता है।

जैविक प्रणालियों में डी-तत्व

d-तत्व कई जैविक प्रणालियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, एक वयस्क के शरीर में लगभग 4 ग्राम आयरन होता है। इस राशि का लगभग दो-तिहाई हिस्सा हीमोग्लोबिन, रक्त में लाल रंगद्रव्य (चित्र 14.11 देखें) के कारण होता है। आयरन मांसपेशियों के प्रोटीन मायोग्लोबिन का भी हिस्सा है और यकृत जैसे अंगों में भी जमा होता है।

जैविक प्रणालियों में बहुत कम मात्रा में पाए जाने वाले तत्व ट्रेस तत्व कहलाते हैं। टेबल 14.12 विभिन्न खनिजों के द्रव्यमान को दर्शाता है

तालिका 14.12. एक वयस्क के शरीर में मैक्रो- और माइक्रोलेमेंट्स की औसत सामग्री

पोल्ट्री भोजन में मैंगनीज एक आवश्यक घटक है।

कई डी-धातु फसलों के स्वस्थ विकास के लिए महत्वपूर्ण खनिजों का पता लगाते हैं।

एक वयस्क के शरीर में तत्व और कुछ ट्रेस तत्व। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इनमें से पांच तत्व पहली संक्रमणकालीन श्रृंखला के डी-धातुओं की संख्या से संबंधित हैं। ये और अन्य डी-मेटल ट्रेस तत्व जैविक प्रणालियों में विभिन्न प्रकार के महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।

क्रोमियम मानव शरीर में ग्लूकोज के अवशोषण में भाग लेता है।

मैंगनीज विभिन्न एंजाइमों में पाया जाता है। यह पौधों के लिए आवश्यक है और पक्षी भोजन का एक अनिवार्य घटक है, हालांकि भेड़ और मवेशियों के लिए यह इतना महत्वपूर्ण नहीं है। मानव शरीर में मैंगनीज भी पाया जाता है, लेकिन यह अभी तक स्थापित नहीं हो पाया है कि हमें इसकी कितनी आवश्यकता है। में मैंगनीज प्रचुर मात्रा में पाया जाता है। मेवे, मसाले और अनाज इस तत्व के अच्छे स्रोत हैं।

भेड़, मवेशियों और मनुष्यों के लिए कोबाल्ट आवश्यक है। यह पाया जाता है, उदाहरण के लिए, विटामिन में इस विटामिन का उपयोग घातक रक्ताल्पता के इलाज के लिए किया जाता है; यह डीएनए और आरएनए के निर्माण के लिए भी आवश्यक है (देखें अध्याय 20)।

निकेल मानव शरीर के ऊतकों में पाया जाता है, लेकिन इसकी भूमिका अभी तक स्थापित नहीं हुई है।

कॉपर कई एंजाइमों का एक महत्वपूर्ण घटक है और हीमोग्लोबिन के संश्लेषण के लिए आवश्यक है। पौधों को इसकी आवश्यकता होती है, और भेड़ और मवेशी अपने आहार में तांबे की कमी के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होते हैं। भेड़ के भोजन में तांबे की कमी के साथ, मेमने जन्मजात विकृतियों के साथ दिखाई देते हैं, विशेष रूप से, हिंद अंगों का पक्षाघात। मानव आहार में, एकमात्र भोजन जिसमें तांबे की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, वह यकृत है। समुद्री भोजन, फलियां, सूखे मेवे और अनाज में थोड़ी मात्रा में तांबा पाया जाता है।

जिंक कई एंजाइमों का हिस्सा है। यह इंसुलिन के उत्पादन के लिए आवश्यक है और एंजाइम एनहाइड्रेज़ का एक अभिन्न अंग है, जो श्वसन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

प्रशस्ति पत्र की कमी से जुड़े रोग

1960 के दशक की शुरुआत में। डॉ. ए एस प्रसाद ने ईरान और भारत में भोजन में जिंक की कमी से जुड़ी एक बीमारी की खोज की, जो बच्चों के रुके हुए विकास और एनीमिया में प्रकट होती है। तब से, आहार में जिंक की कमी को गंभीर रूप से कुपोषित बच्चों में बौने विकास का एक प्रमुख कारण माना गया है। टी-लिम्फोसाइटों की क्रिया के लिए जिंक आवश्यक है, जिसके बिना मानव शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली संक्रमण से नहीं लड़ सकती।

जस्ता की तैयारी गंभीर धातु विषाक्तता के साथ-साथ कुछ वंशानुगत बीमारियों, जैसे सिकल सेल एनीमिया के साथ मदद करती है। सिकल सेल एनीमिया अफ्रीका की स्वदेशी आबादी में पाए जाने वाले लाल रक्त कोशिकाओं में जन्मजात दोष है। सिकल सेल रोगियों में, एरिथ्रोसाइट्स का आकार असामान्य (सिकल) होता है और इसलिए वे ऑक्सीजन ले जाने में असमर्थ होते हैं। यह कैल्शियम के साथ लाल रक्त कोशिकाओं की अधिक संतृप्ति के कारण होता है, जो कोशिका की सतह पर आवेशों के वितरण को बदल देता है। आहार में जिंक को शामिल करने से जिंक कैल्शियम के साथ प्रतिस्पर्धा करता है और कोशिका झिल्ली के आकार की असामान्यता को कम करता है।

जस्ता की तैयारी तंत्रिका तंत्र के विकारों के कारण एनोरेक्सिया (भूख की कमी) के उपचार में भी मदद करती है।

तो चलिए इसे फिर से करते हैं!

1. पृथ्वी पर सबसे आम तत्व लोहा है, इसके बाद टाइटेनियम है।

2. डी-तत्व पौधों, जानवरों और कीमती पत्थरों में अशुद्धियों का पता लगाने के रूप में पाए जाते हैं।

3. लोहे के औद्योगिक उत्पादन के लिए, दो अयस्कों का उपयोग किया जाता है: हेमेटाइट और मैग्नेटाइट

4. लौह अयस्क को कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ अपचयित करके ब्लास्ट फर्नेस में लोहे का उत्पादन किया जाता है। धातुमल के रूप में अशुद्धियों को दूर करने के लिए अयस्क में चूना पत्थर मिलाया जाता है।

5. कार्बन स्टील्स मुख्य रूप से ऑक्सीजन-कन्वर्टर प्रक्रिया (लिंज़-डोनाविट्ज़ प्रक्रिया) द्वारा निर्मित होते हैं।

6. उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु स्टील्स के उत्पादन के लिए एक विद्युत पिघलने वाली भट्टी का उपयोग किया जाता है।

7. टाइटेनियम इल्मेनाइट अयस्क से क्रॉल प्रक्रिया का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। इस मामले में, अयस्क में निहित ऑक्साइड को पहले में परिवर्तित किया जाता है

8. निकेल पेंटलैंडाइट अयस्क से प्राप्त होता है। इसमें निहित निकल सल्फाइड को पहले ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, जिसे बाद में कार्बन (कोक) के साथ धातु निकल में बदल दिया जाता है।

9. ताँबा प्राप्त करने के लिए चाल्कोपीराइट अयस्क (कॉपर पाइराइट) का उपयोग किया जाता है। इसमें निहित सल्फाइड सीमित वायु पहुंच की शर्तों के तहत गर्म करके कम किया जाता है।

10. मिश्र धातु एक या अधिक अन्य तत्वों के साथ धातु का मिश्रण (या विलयन) है।

11. स्टील लोहे की मिश्रधातु हैं, जो उनमें मुख्य घटक है।

12. कार्बन स्टील्स की कठोरता जितनी अधिक होती है, उनमें कार्बन की मात्रा उतनी ही अधिक होती है।

13. स्टेनलेस स्टील, टूल स्टील और सिलिकॉन स्टील मिश्र धातु इस्पात की किस्में हैं।

14. प्रौद्योगिकी में टाइटेनियम और निकल के मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सिक्के बनाने के लिए तांबे की मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।

15. क्लोराइड ऑक्साइड ऑक्साइड और निकल ऑक्साइड औद्योगिक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

16. रंगीन ग्लास बनाने के लिए धातु ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है, अन्य धातु यौगिकों का उपयोग वर्णक के रूप में किया जाता है।

17. डी-धातु जैविक प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन, जो रक्त में लाल वर्णक है, में आयरन होता है।

डी-तत्व और उनके संबंध

1. डी-तत्वों की सामान्य विशेषताएं

डी-ब्लॉक में आवधिक प्रणाली के 32 तत्व शामिल हैं। d-तत्व चौथी-सातवीं प्रमुख अवधियों में शामिल हैं। IIIB-समूह के परमाणुओं में d-कक्षक में पहला इलेक्ट्रॉन होता है। बाद के बी-समूहों में, डी-उप-स्तर 10 इलेक्ट्रॉनों तक भर जाता है (इसलिए नाम डी-तत्व)। डी-ब्लॉक परमाणुओं के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोशों की संरचना सामान्य सूत्र (n-1) d . द्वारा वर्णित है ए एनएस बी , जहां ए = 1-10, बी = 1-2।

इन अवधियों के तत्वों की एक विशेषता इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के साथ परमाणु त्रिज्या में असमान रूप से धीमी वृद्धि है। त्रिज्या में यह अपेक्षाकृत धीमा परिवर्तन डी-इलेक्ट्रॉन परत के नीचे एनएस इलेक्ट्रॉनों के प्रवेश के कारण तथाकथित लैंथेनाइड संपीड़न द्वारा समझाया गया है। परिणामस्वरूप, परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ d-तत्वों के परमाणु और रासायनिक गुणों में थोड़ा परिवर्तन होता है। रासायनिक गुणों की समानता डी-तत्वों की विशेषता विशेषता में विभिन्न प्रकार के लिगेंड के साथ जटिल यौगिक बनाने के लिए प्रकट होती है।

d-तत्वों का एक महत्वपूर्ण गुण चर संयोजकता है और, तदनुसार, विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं हैं। यह विशेषता मुख्य रूप से पूर्व-बाहरी डी-इलेक्ट्रॉन परत (आईबी और आईआईबी समूहों के तत्वों को छोड़कर) की अपूर्णता से जुड़ी है। विभिन्न ऑक्सीकरण राज्यों में डी-तत्वों के अस्तित्व की संभावना तत्वों के रेडॉक्स गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला निर्धारित करती है। निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्थाओं में d-तत्व धातुओं के गुण प्रदर्शित करते हैं। समूह बी में परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ, धातु गुण स्वाभाविक रूप से कम हो जाते हैं।

समाधानों में, उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था वाले डी-तत्वों के ऑक्सीजन युक्त आयन अम्लीय और ऑक्सीकरण गुणों को प्रदर्शित करते हैं। निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं के धनायनित रूपों को मूल और अपचायक गुणों की विशेषता होती है।

मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था में d-तत्व उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करते हैं। मोलिब्डेनम यौगिकों के उदाहरण का उपयोग करके इन पैटर्नों पर विचार किया जा सकता है:

गुणों में परिवर्तन के साथ, विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं (VI - II) में मोलिब्डेनम परिसरों का रंग बदल जाता है:

परमाणु आवेश में वृद्धि की अवधि में, उच्च ऑक्सीकरण राज्यों में तत्वों के यौगिकों की स्थिरता में कमी देखी गई है। समानांतर में, इन यौगिकों की रेडॉक्स क्षमता बढ़ जाती है। फेरेट आयनों और परमैंगनेट आयनों के लिए उच्चतम ऑक्सीकरण क्षमता देखी जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि डी-तत्वों के अम्लीय और गैर-धातु गुण सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं।

बी-समूहों में ऊपर से नीचे जाने पर यौगिकों की स्थिरता में वृद्धि के साथ, उनके ऑक्सीकरण गुण एक साथ कम हो जाते हैं।

यह माना जा सकता है कि जैविक विकास के दौरान, मध्यवर्ती ऑक्सीकरण राज्यों में तत्वों के यौगिकों का चयन किया गया था, जो हल्के रेडॉक्स गुणों की विशेषता है। इस तरह के चयन के फायदे स्पष्ट हैं: वे जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सुचारू प्रवाह में योगदान करते हैं। आरएच क्षमता में कमी जैविक प्रक्रियाओं के बेहतर "विनियमन" के लिए पूर्वापेक्षाएँ बनाती है, जो एक ऊर्जा लाभ प्रदान करती है। शरीर की कार्यप्रणाली कम ऊर्जा-गहन हो जाती है, जिसका अर्थ है भोजन की खपत के मामले में अधिक किफायती।

विकास की दृष्टि से सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था में d-तत्वों का अस्तित्व जीव के लिए उचित हो जाता है। यह ज्ञात है कि आयन n 2+, फे 2+, सह 2+शारीरिक स्थितियों के तहत मजबूत कम करने वाले एजेंट नहीं हैं, और Cu आयन 2+और फी 2+व्यावहारिक रूप से शरीर में पुनर्स्थापनात्मक गुण नहीं दिखाते हैं। प्रतिक्रियाशीलता में एक अतिरिक्त कमी तब होती है जब ये आयन बायोऑर्गेनिक लिगैंड्स के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

ऐसा प्रतीत हो सकता है कि उपरोक्त विभिन्न जीवों में मोलिब्डेनम (V) और (VI) के जैव-जैविक परिसरों की महत्वपूर्ण भूमिका के विपरीत है। हालाँकि, यह भी सामान्य नियम से सहमत है। उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था के बावजूद, ऐसे यौगिक कमजोर ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं।

यह डी-तत्वों की उच्च जटिल क्षमता पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जो आमतौर पर एस- और पी-तत्वों की तुलना में बहुत अधिक हैं। यह मुख्य रूप से डी-तत्वों की क्षमता के कारण एक समन्वय यौगिक बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के दाता और स्वीकार्य दोनों होने की क्षमता है।

क्रोमियम हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स [Cr (OH) के मामले में 6]3-एक धातु आयन इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी का एक स्वीकर्ता है। संकरण 3d 24एसपी 3-क्रोमियम के ऑर्बिटल्स, हाइड्रॉक्सो समूहों के ऑर्बिटल्स पर क्रोमियम इलेक्ट्रॉनों के स्थित होने की तुलना में अधिक स्थिर ऊर्जा अवस्था प्रदान करते हैं।

यौगिक [СrСl 4]2-इसके विपरीत, इस तथ्य के परिणामस्वरूप बनता है कि धातु के अकेले डी-इलेक्ट्रॉन लिगैंड के मुक्त डी-ऑर्बिटल्स पर कब्जा कर लेते हैं, क्योंकि इस मामले में इन ऑर्बिटल्स की ऊर्जा कम होती है।

करोड़ धनायन के गुण 3+डी-तत्वों की समन्वय संख्या की असंगति दिखाएं। सबसे अधिक बार, ये 4 से 8 तक की संख्याएँ होती हैं, कम अक्सर संख्या 10 और 12। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केवल सिंगल-कोर कॉम्प्लेक्स नहीं हैं। डी-तत्वों के कई डी-, त्रि- और टेट्रा-न्यूक्लियर समन्वय यौगिकों को जाना जाता है।

एक उदाहरण द्वि-परमाणु कोबाल्ट परिसर है [Co 2(नहीं 3)10(ओ 2)] (नहीं 3)5जो ऑक्सीजन वाहक के लिए एक मॉडल के रूप में काम कर सकता है।

शरीर में सभी ट्रेस तत्वों में से 1/3 से अधिक डी-तत्व हैं। जीवों में, वे जटिल यौगिकों या हाइड्रेटेड आयनों के रूप में 10 . के जलयोजन खोल के औसत विनिमय समय के साथ मौजूद होते हैं -110 . तक -10साथ। इसलिए, यह तर्क दिया जा सकता है कि शरीर में "मुक्त" धातु आयन मौजूद नहीं हैं: ये या तो उनके हाइड्रेट या हाइड्रोलिसिस उत्पाद हैं।

जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, डी-तत्व अक्सर खुद को जटिल धातुओं के रूप में प्रकट करते हैं। इस मामले में, लिगैंड जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ होते हैं, एक नियम के रूप में, एक कार्बनिक प्रकृति या अकार्बनिक एसिड के आयनों के।

प्रोटीन अणु डी-तत्वों के साथ बायोइनऑर्गेनिक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं - क्लस्टर या बायोक्लस्टर। मेटल आयन (मेटल कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट) क्लस्टर कैविटी के अंदर स्थित होता है, जो प्रोटीन बाइंडिंग समूहों के इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं के साथ इंटरैक्ट करता है: हाइड्रॉक्सिल (-OH), सल्फहाइड्रील (-SH), कार्बोक्सिल (-COOH) और प्रोटीन के अमीनो समूह (H) 2एन -) एक धातु आयन के लिए क्लस्टर गुहा में प्रवेश करने के लिए, यह आवश्यक है कि आयन व्यास गुहा के आकार के अनुरूप हो। इस प्रकार, प्रकृति कुछ निश्चित आकार के डी-तत्व आयनों के साथ जैव समूहों के गठन को नियंत्रित करती है।

सबसे प्रसिद्ध धातुएंजाइम: कार्बोनिक एनहाइड्रेज़, ज़ैंथिन ऑक्सीडेज, सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज, साइटोक्रोमेस, रूब्रेडॉक्सिन। वे बायोक्लस्टर हैं, जिनमें से गुहाएं धातु आयनों के साथ सब्सट्रेट के बंधन के केंद्र बनाती हैं।

बायोक्लस्टर (प्रोटीन कॉम्प्लेक्स) विभिन्न कार्य करते हैं।

प्रोटीन ट्रांसपोर्ट कॉम्प्लेक्स अंगों को ऑक्सीजन और आवश्यक तत्व पहुंचाते हैं। धातु का समन्वय कार्बोक्सिल समूहों के ऑक्सीजन और प्रोटीन के अमीनो समूहों के नाइट्रोजन से होता है। यह एक स्थिर केलेट यौगिक बनाता है।

डी-तत्व (कोबाल्ट, निकल, लोहा) समन्वय धातु के रूप में कार्य करते हैं। आयरन युक्त ट्रांसपोर्ट प्रोटीन कॉम्प्लेक्स का एक उदाहरण ट्रांसफ़रिन है।

अन्य बायोक्लस्टर एक संचयक (संचयी) भूमिका निभा सकते हैं - ये लौह युक्त प्रोटीन हैं: हीमोग्लोबिन, मायोग्लोबिन, फेरिटिन। समूह VIIIB की संपत्ति का वर्णन करते समय उन पर विचार किया जाएगा।

तत्व Zn, Fe, Co, Mo, Cu महत्वपूर्ण हैं, वे मेटालोएंजाइम का हिस्सा हैं। वे प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं जिन्हें तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1. एसिड-बेस इंटरैक्शन। जिंक आयन, जो कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ एंजाइम का हिस्सा है, जो सीओ के प्रतिवर्ती जलयोजन को उत्प्रेरित करता है जैव प्रणालियों में 2.
2. रेडॉक्स इंटरैक्शन। आयन्स फे, सीओ, सीआर, मो शामिल हैं। आयरन साइटो-क्रोमियम का एक हिस्सा है, इस प्रक्रिया के दौरान, एक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है:

फ़े 3+→ फे 2++ ई -

3.ऑक्सीजन स्थानांतरण। Fe, Cu भाग लेते हैं। आयरन हीमोग्लोबिन का हिस्सा है, कॉपर हेमोसायनिन का हिस्सा है। यह माना जाता है कि ये तत्व ऑक्सीजन से बंधते हैं, लेकिन इसके द्वारा ऑक्सीकृत नहीं होते हैं।

डी-तत्वों के यौगिक विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को चुनिंदा रूप से अवशोषित करते हैं। यह रंग की उपस्थिति की ओर जाता है। क्वांटम सिद्धांत लिगैंड क्षेत्र की कार्रवाई के तहत धातु आयनों के डी-उप-स्तरों के विभाजन द्वारा अवशोषण की चयनात्मकता की व्याख्या करता है।

डी-तत्वों के लिए निम्नलिखित रंग प्रतिक्रियाएं सर्वविदित हैं:

एम.एन. 2++ एस 2-= nS (मांस के रंग का तलछट)

एचजी 2++ 2I -= एचजीआई 2(पीला या लाल अवक्षेप)

प्रति 2करोड़ 2हे 7+ एच 2इसलिए 4(संक्षिप्त) = के 2इसलिए 4+ एच 2+ 2СrО 3↓

(नारंगी रंग के क्रिस्टल)

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का उपयोग विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में संबंधित आयनों के गुणात्मक निर्धारण के लिए किया जाता है। डाइक्रोमेट के साथ प्रतिक्रिया समीकरण से पता चलता है कि रासायनिक व्यंजन धोने के लिए "क्रोमियम मिश्रण" तैयार करते समय क्या होता है। रासायनिक बोतलों की सतह से अकार्बनिक और कार्बनिक दोनों जमा को हटाने के लिए यह मिश्रण आवश्यक है। उदाहरण के लिए, ग्रीस जो हमेशा आपकी उंगलियों को छूने के बाद कांच पर रहता है।

इस तथ्य पर ध्यान देना आवश्यक है कि शरीर में डी-तत्व अधिकांश जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का शुभारंभ प्रदान करते हैं जो सामान्य महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करते हैं।

वीआईबी-समूह के डी-तत्वों की सामान्य विशेषताएं

समूह VIB तत्वों (संक्रमण धातुओं) से बना है - क्रोमियम, मोलिब्डेनम और टंगस्टन। ये दुर्लभ धातुएं प्रकृति में कम मात्रा में पाई जाती हैं। हालांकि, कई उपयोगी रासायनिक और भौतिक गुणों के कारण, उनका व्यापक रूप से न केवल मैकेनिकल इंजीनियरिंग और रासायनिक प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है, बल्कि चिकित्सा पद्धति में भी (Cr-Co-Mo मिश्र धातु का उपयोग सर्जरी और दंत चिकित्सा, मोलिब्डेनम और इसके मिश्र धातुओं में किया जाता है) टंगस्टन से बने एक्स-रे ट्यूबों के भागों के रूप में उपयोग किया जाता है, एक्स-रे ट्यूब, टंगस्टन मिश्र धातुओं के एनोड उत्पन्न करता है - से सुरक्षा के लिए स्क्रीन का आधार γ -किरणें)।

संयोजकता इलेक्ट्रॉनों का विन्यास Cr और Mo - (n-1) d 5एनएस 1, डब्ल्यू - 5 डी 46s 2... क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन के संयोजी इलेक्ट्रॉनों का योग 6 है, जो समूह VIB में उनकी स्थिति निर्धारित करता है। Cr और Mo में, W-12 में, अंतिम इलेक्ट्रॉन परत पर 13 इलेक्ट्रॉनों का कब्जा है। अधिकांश d-तत्वों की तरह, यह परत अस्थिर है। इसलिए, क्रोमियम, मोलिब्डेनम और टंगस्टन की संयोजकता स्थिर नहीं होती है। इसी कारण से, समूह VIB की धातुओं के यौगिकों को ऑक्सीकरण राज्यों के एक सेट द्वारा +2 से +6 तक की विशेषता है।

डी-तत्वों के समूह में, एक सामान्य प्रवृत्ति प्रकट होती है: क्रम संख्या में वृद्धि के साथ, उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिकों की स्थिरता बढ़ जाती है। ई राज्य में सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट 6+क्रोम है। "सीमा" Mo 6+कमजोर ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है। मोलिब्डेनम नेट आयन MoO 42-केवल Mo . को बहाल किया गया 6हे 17("मोलिब्डेनम नीला"), जहां कुछ मोलिब्डेनम परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था +5 है। इस प्रतिक्रिया का उपयोग विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में फोटोमेट्रिक निर्धारण के लिए किया जाता है।

निम्नतम संयोजकता अवस्थाओं में, समान प्रवृत्ति का अनुसरण करते हुए, Cg प्रबल अपचायक गुण प्रदर्शित करता है। 2+... मो आयन 2+और डब्ल्यू 2+आयनन ऊर्जा में वृद्धि से अपचायक और धात्विक गुणों में कमी आती है।

तत्वों के इस समूह के जटिल यौगिकों में अक्सर समन्वय संख्या 6 होती है और एसपी प्रकार का संकरण होता है 3डी 2, जिसे अंतरिक्ष में एक अष्टफलक द्वारा वर्णित किया गया है।

इस समूह के यौगिकों की एक विशिष्ट विशेषता समूह VI के तत्वों के ऑक्सीजन रूपों के पोलीमराइजेशन (संघनन) की प्रवृत्ति है। समूह में ऊपर से नीचे जाने पर यह गुण बढ़ जाता है। इस मामले में, एम प्रकार के यौगिक बनते हैं 6हे 2412-एमओओ ऑक्टाहेड्रा . से बना है 4और WO 4... ये अष्टफलक बहुलक क्रिस्टल बनाते हैं। क्रोमियम (VI) ऑक्साइड में, पोलीमराइज़ करने की क्षमता प्रकट होती है, लेकिन कमजोर रूप से। इसलिए, मोलिब्डेनम और टंगस्टन ऑक्साइड में उच्च स्तर का पोलीमराइजेशन होता है।

अपूर्ण डी-ऑर्बिटल वाले परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना, भौतिक और रासायनिक गुणों के संयोजन, और इलेक्ट्रोपोसिटिव आयनों और समन्वय यौगिकों को बनाने की प्रवृत्ति के अनुसार, समूह VI तत्व संक्रमण धातुओं से संबंधित हैं।

क्रोमियम यौगिकों के रासायनिक गुण। अधिकांश क्रोमियम यौगिक विभिन्न प्रकार के रंगों में चमकीले रंग के होते हैं। नाम ग्रीक से आया है। गुणसूत्र - रंग, रंग।

त्रिसंयोजक क्रोमियम के यौगिक (मोलिब्डेनम के यौगिकों के विपरीत, और टंगस्टन के लिए, ऑक्सीकरण अवस्था +3 आमतौर पर विशेषता नहीं है) रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं।

प्रकृति में क्रोमियम त्रिसंयोजक (स्पाइनल-डबल ऑक्साइड MnCrO .) में पाया जाता है 4- मैग्नोक्रोमाइट) और हेक्सावलेंट अवस्था (РbСrO .) 4- मगरमच्छ)। क्षारकीय, उभयधर्मी तथा अम्लीय प्रकृति के ऑक्साइड बनाता है।

क्रोमियम ऑक्साइड (II) CrO - लाल (लाल-भूरा) रंग या काले पायरोफोरिक पाउडर के क्रिस्टल, पानी में अघुलनशील। Cr (OH) हाइड्रॉक्साइड के अनुरूप है 2... हाइड्रॉक्साइड पीला (गीला) या भूरे रंग का होता है। जब हवा में कैलक्लाइंड किया जाता है, तो यह Cr . में बदल जाता है 2हे 3(हरा रंग):

सीआर (ओएच) 2+ 0.5O 2= करोड़ 2हे 3+ 2H 2हे

करोड़ धनायन 2+- बेरंग, इसके निर्जल लवण सफेद होते हैं, और पानी वाले नीले होते हैं। द्विसंयोजक क्रोमियम लवण शक्तिशाली अपचायक हैं। क्रोमियम (II) क्लोराइड का एक जलीय घोल ऑक्सीजन के मात्रात्मक अवशोषण के लिए गैस विश्लेषण में उपयोग किया जाता है:

2СrСl 2+ 2HgO + 3H 2ओ + 0.5O 2= 2НgСl 2+ 2Сr (ओएच) 3↓

(गंदा हरा तलछट)

क्रोमियम (III) हाइड्रॉक्साइड में एम्फ़ोटेरिक गुण होते हैं। आसानी से कोलाइडल अवस्था में चला जाता है। अम्ल और क्षार में घुलकर, यह एक्वा या हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स बनाता है:

सीआर (ओएच) 3+ 3H 3हे += [सीआर (एच 2ओ) 6]3+(नीला-बैंगनी समाधान)

सीआर (ओएच) 3+ 3OH -= [सीआर (ओएच) 6]3-(पन्ना हरा घोल)

त्रिसंयोजक क्रोमियम के यौगिक, साथ ही द्विसंयोजक, कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करते हैं:

करोड़ 2(इसलिए 4) एच + केसीएलओ 3+ 10KON = 2K 2सीआरओ 4 + 3K 2इसलिए 4 + केसीएल + 5H 2हे

क्रोमियम (VI) यौगिक आमतौर पर ऑक्सीजन युक्त क्रोमियम कॉम्प्लेक्स होते हैं। हेक्सावलेंट क्रोमियम ऑक्साइड क्रोमिक एसिड से मेल खाता है।

क्रोमिक एसिड तब बनते हैं जब CrO पानी में घुल जाता है 3... ये ऑक्सीकरण गुणों के साथ पीले, नारंगी और लाल रंग के अत्यधिक विषैले घोल हैं। सीआरओ 3संरचना H . के पॉलीक्रोमिक एसिड बनाता है 2करोड़ एन हे (3एन + 1) : एनसीआरओ 3+ एच 2ओ → एच 2करोड़ एन हे (3एन + 1) ... ऐसे कई यौगिक हो सकते हैं: H 2सीआरओ 4, एच 2करोड़ 2ओ 7, एच 2

प्राकृतिक, कृत्रिम और सिंथेटिक उच्च आणविक भार यौगिक
उच्च आणविक भार यौगिक उच्च आणविक भार वाले यौगिक होते हैं, जिन्हें दसियों, सैकड़ों हजारों और लाखों इकाइयों में व्यक्त किया जाता है; उनका दूसरा नाम, जो अब व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, हालांकि कम सटीक, पॉलिमर है।
उच्च आणविक भार यौगिकों के अणु, जो कम आणविक भार वाले पदार्थों के अणुओं से बहुत बड़े होते हैं, इसलिए मैक्रोमोलेक्यूल्स कहलाते हैं। इनमें बड़ी संख्या में होते हैं, अक्सर परमाणुओं के एक ही समूह के होते हैं, जिन्हें प्राथमिक लिंक कहा जाता है। लिंक एक दूसरे से सहसंयोजक बंधों द्वारा एक विशिष्ट क्रम में जुड़े हुए हैं। मैक्रोमोलेक्यूल में इकाइयों की संख्या को पोलीमराइजेशन की डिग्री कहा जाता है। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक उच्च-आणविक यौगिकों में, प्राथमिक लिंक हैं: सेल्युलोज और स्टार्च में - ग्लूकोज के अवशेष C6H10O6 (C6H10Ov) या सेल्युलोज (जहां n पोलीमराइजेशन की डिग्री है, यहां सेल्यूलोज में 10-20 हजार तक पहुंच गया है, और डैश मैक्रोमोलेक्यूल में लिंक को जोड़ने वाले बॉन्ड को इंगित करें), प्राकृतिक या प्राकृतिक रबर में ये आइसोप्रीन अवशेष (-CH - C = CH - CH2-) i हैं, जहां n = 2000-5000, प्राकृतिक रबर CH3, आदि।
मैक्रोमोलेक्यूल्स में कुछ उच्च-आणविक यौगिकों में विभिन्न संरचना या संरचना की प्राथमिक इकाइयाँ होती हैं; उदाहरण के लिए, प्रोटीन में विभिन्न अमीनो एसिड के अवशेष होते हैं।
उच्च आणविक भार यौगिकों और कम आणविक भार वाले पदार्थों के बीच विशेषता अंतर यह है कि उच्च आणविक भार यौगिकों में से किसी के लिए मैक्रोमोलेक्यूल्स समान नहीं होते हैं, क्योंकि उनमें प्राथमिक इकाइयों की एक अलग संख्या होती है। नतीजतन, पॉलिमर तथाकथित पॉलीमरहोमोलॉग्स के सबसे जटिल मिश्रण हैं, जो पोलीमराइजेशन की डिग्री के परिमाण में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, लेकिन संरचना की समानता के कारण गुणों में समान होते हैं; इसलिए पॉलिमर के लिए निर्धारित आणविक भार सभी पॉलीमरहोमोलॉग्स के लिए केवल औसत आणविक भार है।
प्राचीन काल से, लोगों ने अपनी आवश्यकताओं के लिए विभिन्न उत्पादों में निहित प्राकृतिक उच्च-आणविक यौगिकों का उपयोग किया है। खाद्य पदार्थों में प्रोटीन और स्टार्च ने मानव और घरेलू पशु पोषण का आधार बनाया। कपास और सन के सेल्युलोज, प्रोटीन - रेशम फाइब्रोइन और ऊन केरातिन - का उपयोग कपड़े बनाने के लिए किया जाता था, और त्वचा के कोलेजन का उपयोग जूते बनाने के लिए किया जाता था। आवास, पुल आदि का निर्माण लकड़ी से किया गया था, जिसमें सेल्यूलोज, हेमिकेलुलोज और लिग्निन शामिल थे।19वीं शताब्दी के मध्य में। प्राकृतिक रबर से रबर रेनकोट और जूतों का उत्पादन शुरू हुआ। XIX सदी के अंत में। प्राकृतिक पॉलिमर का प्रसंस्करण - और पूरे मैक्रोमोलेक्यूल की पूरी संरचना को संसाधित करने की प्रक्रिया में थोड़ा बदल जाता है, और केवल कुछ कार्यात्मक समूहों का परिवर्तन होता है - वे कृत्रिम उच्च-आणविक यौगिक प्राप्त करना शुरू करते हैं। इस तरह के प्रसंस्करण ने मुख्य रूप से सेल्यूलोज को अपने एस्टर में बदलना शुरू कर दिया: धुआं रहित पाउडर के निर्माण के लिए ट्रिनिट्रोसेल्यूलोज में; प्लास्टिक के उत्पादन के लिए डाइनिट्रोसेल्यूलोज - सेल्युलाइड, आदि; एसिटेट रेशम, प्लास्टिक के उत्पादन के लिए सेल्युलोज एसीटेट; xanthate प्राप्त करना और इससे सेल्यूलोज को पुनर्जीवित करना विस्कोस फाइबर के उत्पादन का आधार है। कृत्रिम रेशों और प्लास्टिक का उद्योग बनाया जा रहा है।
XX सदी के 10 के दशक में। पहली बार प्लास्टिक के निर्माण के लिए सिंथेटिक उच्च-आणविक यौगिकों - सिंथेटिक फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन का उत्पादन हुआ है। कृत्रिम उच्च आणविक भार यौगिक, कृत्रिम लोगों के विपरीत, प्राकृतिक प्रसंस्करण द्वारा नहीं, बल्कि कम आणविक भार वाले यौगिकों से संश्लेषण द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, जिसमें बाद के सैकड़ों या हजारों अणुओं से एक मैक्रोमोलेक्यूल उत्पन्न होता है। बाद में, 30 के दशक में, एसवी लेबेदेव के नेतृत्व में, सिंथेटिक रबर का पहला बड़े पैमाने पर उत्पादन बनाया गया था, और 40 के दशक में - सिंथेटिक फाइबर का उत्पादन: पहले - नायलॉन, फिर - नायलॉन, आदि। हाल के वर्षों में, विभिन्न सिंथेटिक रेजिन की एक बड़ी संख्या - प्लास्टिक और सिंथेटिक फाइबर के निर्माण के लिए - और सिंथेटिक घिसने वाले। वर्तमान में, सिंथेटिक और कृत्रिम उच्च-आणविक यौगिकों के विश्व उत्पादन में बहुत विकास हुआ है और इसकी वृद्धि दर अलौह (ए 1 को छोड़कर) और लौह धातुओं के साथ-साथ प्राकृतिक बहुलक उत्पादों के उत्पादन की तुलना में कई गुना अधिक है।
1959 में, सिंथेटिक और कृत्रिम उत्पादों ने रबर के विश्व उत्पादन का 44% और फाइबर के लिए 19.5% का योगदान दिया। सिंथेटिक पॉलिमर के उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि उनके मूल्यवान गुणों और उनके आवेदन के क्षेत्रों में संबंधित तेजी से वृद्धि द्वारा समझाया गया है, जिस पर नीचे और अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।