इलेक्ट्रोवैलेंट, सहसंयोजक और हाइड्रोजन बांड पर उपयोगी नोट्स | Useful Notes On Electrovalent, Covalent And Hydrogen Bond

Useful Notes on Electrovalent, Covalent and Hydrogen Bond | इलेक्ट्रोवैलेंट, सहसंयोजक और हाइड्रोजन बांड पर उपयोगी नोट्स

जिस तरह से परमाणु एक साथ बंधे हैं, वह सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण है। यहां तीन प्रकार के बंधों पर संक्षेप में विचार किया जा सकता है: इलेक्ट्रोवैलेंट, सहसंयोजक और हाइड्रोजन।

1. इलेक्ट्रोवैलेंट बॉन्ड:

एक इलेक्ट्रोवैलेंट बॉन्ड एक तत्व के बाहरी शेल से एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण (साझा नहीं) द्वारा बनता है, सोडियम को दूसरे, क्लोरीन कहते हैं। सोडियम में एक एकल (“अतिरिक्त”) बाहरी इलेक्ट्रॉन होता है; उसके बाहरी कोश की स्थिरता के लिए आवश्यक आठ में से सात इलेक्ट्रॉनों की कमी है। क्लोरीन में सात सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं; इसका सबसे बाहरी कोश पूर्ण स्थिरता से एक इलेक्ट्रॉन कम है।

प्रत्येक परमाणु दूसरे के साथ संयोजन करके अधिक स्थिरता प्राप्त करेगा। सोडियम अपने एकल इलेक्ट्रॉन को छोड़ देता है; क्लोरीन इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करके अपने बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल को संतृप्त करने की प्रवृत्ति रखता है। प्रत्येक इस प्रकार आयनित हो जाता है।

इसलिए दो आयन गठबंधन करते हैं, सोडियम अपने इलेक्ट्रॉन को क्लोरीन में स्थानांतरित करता है, सोडियम क्लोराइड (NaCl), सामान्य टेबल नमक बनाता है। दो आयनों को एक साथ रखने वाला बंधन इलेक्ट्रोस्टैटिक होता है और इसलिए इसे इलेक्ट्रोवैलेंट या आयनिक बंधन कहा जाता है।

ऐसे बंधन बहुत मजबूत नहीं होते हैं। इलेक्ट्रोवैलेंट बॉन्ड अकार्बनिक यौगिकों के विशिष्ट हैं। चूँकि इलेक्ट्रोवैलेंस के परिणामस्वरूप आयनों का एकत्रीकरण होता है, इस प्रकार बनने वाले यौगिक वास्तव में आयन समुच्चय होते हैं, न कि सच्चे अणु।

हालाँकि, अणु शब्द का प्रयोग आमतौर पर उनके लिए किया जाता है। इलेक्ट्रोवेलेंस द्वारा एक साथ रखे गए “सच्चे” अणुओं के विपरीत आयन आसानी से अलग हो जाते हैं; यानी, ऐसे यौगिक जलीय घोल में आसानी से आयनित या अलग हो जाते हैं।

2. सहसंयोजक बंधन:

सहसंयोजकता का अर्थ दो परमाणुओं के अयुग्मित सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों को साझा करके विलय या एक साथ जुड़ना है, जिससे साझा इलेक्ट्रॉन प्रत्येक नाभिक द्वारा आकर्षित होते हैं। युग्मित आंतरिक इलेक्ट्रॉन जैसे कि कार्बन के k (आंतरिक) खोल में दो नाभिक द्वारा बहुत मजबूती से धारण किए जाते हैं और साझा नहीं किए जाते हैं।

यह अयुग्मित बाहरी (वैलेंस) इलेक्ट्रॉन हैं जो कतरे जाते हैं; अयुग्मित इलेक्ट्रॉन “साथी” की तलाश करते हैं। कार्बन परमाणुओं में चार अयुग्मित बाहरी (वैलेंस) इलेक्ट्रॉन होते हैं; हाइड्रोजन में, एक; नाइट्रोजन में, तीन; ऑक्सीजन दो में।

जब इलेक्ट्रॉन जोड़े साझा किए जाते हैं (स्थानांतरित नहीं होते हैं), साझा इलेक्ट्रॉनों को प्रत्येक नाभिक द्वारा दृढ़ता से धारण किया जाता है। साझा इलेक्ट्रॉनों के प्रत्येक जोड़े को सहसंयोजक बंधन या इलेक्ट्रॉन-युग्म बंधन कहा जाता है: एक मजबूत और स्थिर प्रकार का बंधन। कार्बनिक यौगिकों में सहसंयोजक बंधन सबसे आम हैं।

यदि दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के दो या तीन जोड़े साझा किए जाते हैं, तो क्रमशः दोहरे और तिहरे सहसंयोजक बंधन बनते हैं। हालांकि, मजबूत होने के बजाय, डबल और ट्रिपल बॉन्ड उत्तरोत्तर कम स्थिर होते हैं।

एनहाइड्रो बांड:

सबसे महत्वपूर्ण सहसंयोजक बंधनों में से दो आसन्न अणुओं से पानी के तत्वों को हटाने से बनते हैं: एक से हाइड्रोजन आयन, दूसरे से हाइड्रॉक्सिल आयन? दो आयन मिलकर पानी बनाते हैं।

दो परिवर्तित अणुओं के अवशेषों को कभी-कभी एक एनहाइड्रो बंधन कहा जाता है, एक प्रकार का सहसंयोजक बंधन। प्रक्रिया को कभी-कभी एनहाइड्रोसिंथेसिस कहा जाता है।

पोलीमराइजेशन की प्रक्रिया में एनहाइड्रो बॉन्ड बेहद महत्वपूर्ण हैं, वह तंत्र जिसके द्वारा जटिल मैक्रोमोलेक्यूल्स (प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, न्यूक्लिक एसिड) जिसमें हजारों छोटे सबयूनिट (जैसे, ग्लूकोज, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड) होते हैं, जीवित कोशिकाओं द्वारा एक साथ रखे जाते हैं।

एनहाइड्रो बांड इसलिए भी महत्वपूर्ण हैं क्योंकि उन्हें एंजाइम क्रिया द्वारा आसानी से बनाया या काट दिया जा सकता है। जीवित कोशिकाओं में एनहाइड्रोसिंथेसिस, पॉलिमर और उनके कार्यों पर अधिक पूरी तरह से चर्चा की गई है।

कुछ सामान्य और महत्वपूर्ण एनहाइड्रो बांड जिनका फिर से उल्लेख किया जाएगा, वे यहां सचित्र हैं:

एस्टर बांड:

एक कार्बनिक अम्ल के कार्बोक्सिल समूह और एक अल्कोहल के हाइड्रॉक्सिल समूह (R-OH) के बीच, एक एस्टर (कार्बनिक नमक) बनाते हैं। ये बंधन वसा, तेल और मोम और संबंधित यौगिकों में होते हैं:

फॉस्फोरिक एसिड और एक चीनी के हाइड्रॉक्सिल समूह के बीच, एक फॉस्फोराइलेटेड चीनी का निर्माण: ये बंधन पोलीमराइजेशन और सेल में ऊर्जा के भंडारण और हस्तांतरण में महत्वपूर्ण हैं:

थियोस्टर बांड:

सल्फहाइड्रील युक्त यौगिकों में एक कार्बनिक अम्ल के कार्बोक्सिल समूह और एक सल्फहाइड्रील (-SH) समूह के बीच; सेल में ऊर्जा के भंडारण और हस्तांतरण में महत्वपूर्ण:

पेप्टाइड बॉन्ड्स:

एक एमिनो एसिड के कार्बोक्सिल समूह और दूसरे के एमिनो (आर-एनएचजे) समूह के बीच, पेप्टाइड्स, पॉलीपेप्टाइड्स और प्रोटीन बनाते हैं; जीवित पदार्थ के संश्लेषण के लिए बुनियादी:

ग्लाइकोसाइड बांड:

सरल चीनी अणुओं (जैसे, ग्लूकोज) में हाइड्रॉक्सिल या संबंधित समूहों के बीच विभिन्न डिसाकार्इड्स, और पॉलीसेकेराइड (पॉलिमर) जैसे स्टार्च और सेलूलोज़ बनाने के लिए। ग्लाइकोसाइड बंधन कोशिका में कई संरचनात्मक सामग्रियों और ऊर्जा-भंडारण यौगिकों के संश्लेषण के लिए बुनियादी है:

ध्यान दें कि सभी पांच प्रतिक्रियाओं को प्रतिवर्ती होने के रूप में दर्शाया गया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अधिकांश एंजाइमिक प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती होती हैं जब तक कि प्रतिक्रिया द्वारा एक दिशा में बहुत अधिक ऊर्जा जारी नहीं की जाती है।

हाइड्रोलिसिस:

जब एनहाइड्रोसिंथेटिक प्रक्रिया को उलट दिया जाता है, तो पानी के तत्वों को बहाल कर दिया जाता है और घटक अवशेषों या उप-इकाइयों को अलग कर दिया जाता है और उनके मूल रूप में छोड़ दिया जाता है।

यह प्रक्रिया, जिसे हाइड्रोलिसिस कहा जाता है, जीव विज्ञान में अत्यधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रोटीन, वसा, पॉलीसेकेराइड (जैसे, स्टार्च) और एनहाइड्रो बांड के साथ कई अन्य यौगिकों के पाचन की लगभग सभी प्रक्रियाओं की मूल प्रतिक्रिया है।

3. हाइड्रोजन बांड:

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, हाइड्रोजन केवल एक इलेक्ट्रॉन, एक प्रोटॉन और कोई न्यूट्रॉन नहीं होने में अद्वितीय है। एकल प्रोटॉन एक मजबूत, इलेक्ट्रोस्टैटिक, आकर्षक बल लगाता है जो अपने एकल इलेक्ट्रॉन से परे होता है।

इसलिए हाइड्रोजन कुछ अणुओं या समूहों में असंतुलित इलेक्ट्रोपोसिटिव प्रभाव डालता है। ऐसे अणु या समूह ध्रुवीकृत होते हैं। अत्यधिक ध्रुवीकृत समूह या अणु (द्विध्रुव), जैसे चुम्बक, अन्य ध्रुवीकृत समूहों या अणुओं को आकर्षित करते हैं।

जब पर्याप्त रूप से मजबूत आकर्षण का परिणाम आसन्न ध्रुवीकृत समूहों या अणुओं के बीच हाइड्रोजन परमाणु (इलेक्ट्रॉन नहीं) के बंटवारे के माध्यम से हाइड्रोजन बंधन के निर्माण में होता है; विशेष रूप से ध्रुवीकृत समूहों में ऑक्सीजन या नाइट्रोजन युक्त उदाहरण के लिए, पानी के अणुओं के साथ-साथ अमोनिया अणु, सभी ध्रुवीकृत समूह, हाइड्रोजन बंधन के माध्यम से जुड़े होते हैं:

(उपरोक्त आरेखों में हाइड्रोजन बांड …… द्वारा दर्शाए गए हैं) कई संयोजनों में हाइड्रोजन के प्रोटॉन को वास्तव में दूसरे परमाणु में स्थानांतरित किया जाता है और बांड को प्रोटॉन बांड कहा जाता है।

जैसा कि प्रकट होगा, हाइड्रोजन बांड, हालांकि अपेक्षाकृत कमजोर हैं, वंशानुक्रम और जीवित कोशिकाओं के प्रजनन की घटना में आवश्यक हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे जीन (डीएनए) की संरचना का समर्थन करने में मदद करते हैं।


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