Question

ബോണ്ട് ഓർഡറുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ക്രമികരിക്കുമ്പോൾ താഴെ തന്നിട്ടുള്ളവയിൽ ശരിയായ ക്രമം ഏത് ?

• A. $$O^{+}_2>O^{2-}_2>O^{-}_2$$
• B. $$O^{-}_2>O^{+}_2>O^{2-}_2$$
• C. $$O^{2-}_2>O^{-}_2>O^{+}_2$$
• D. $O^{+}_2>O^{-}_2>O^{2-}_2$

Answer 1

Answer:

D. $O^{+}_2>O^{-}_2>O^{2-}_2$

ബോണ്ട് ഓർഡർ: ഒരു വിശദീകരണം

• ബോണ്ട് ഓർഡർ എന്നാൽ എന്ത്?

  • രണ്ട് ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള രാസബന്ധനങ്ങളുടെ (chemical bonds) എണ്ണം സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സംഖ്യയാണിത്.
  • തന്മാത്രാ ഓർബിറ്റൽ സിദ്ധാന്തം (Molecular Orbital Theory - MOT) അനുസരിച്ച്, ഒരു തന്മാത്രയിലെ ബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും ആന്റിബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും എണ്ണത്തിൽ നിന്നാണ് ബോണ്ട് ഓർഡർ കണക്കാക്കുന്നത്.
  • കണക്കുകൂട്ടാനുള്ള സൂത്രവാക്യം: ബോണ്ട് ഓർഡർ = (Nb - Na) / 2. ഇവിടെ, Nb = ബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം, Na = ആന്റിബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം.

• ബോണ്ട് ഓർഡറിന്റെ പ്രാധാന്യം:

  • ബോണ്ട് സ്ഥിരത: ഉയർന്ന ബോണ്ട് ഓർഡർ എന്നാൽ ബോണ്ട് കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതാണെന്ന് അർത്ഥമാക്കുന്നു.
  • ബോണ്ട് ദൈർഘ്യം: ബോണ്ട് ഓർഡർ കൂടുമ്പോൾ ബോണ്ട് ദൈർഘ്യം കുറയുന്നു (ബോണ്ടുകൾ കൂടുതൽ അടുക്കുന്നു).
  • ബോണ്ട് ഊർജ്ജം: ഉയർന്ന ബോണ്ട് ഓർഡറിന് കൂടുതൽ ബോണ്ട് ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ് (ബോണ്ട് തകർക്കാൻ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം വേണം).

• തന്നിരിക്കുന്ന ഓക്സിജൻ അയോണുകളുടെ ബോണ്ട് ഓർഡർ കണക്കാക്കുന്നു:

  ഓരോ ഓക്സിജൻ ആറ്റത്തിലും 8 ഇലക്ട്രോണുകൾ വീതമുണ്ട്.

  • O₂⁺ (ഓക്സിജൻ കാറ്റയോൺ):
    • ആകെ ഇലക്ട്രോണുകൾ = (2 x 8) - 1 = 15.
    • MO കോൺഫിഗറേഷൻ: $\sigma2s^2 \sigma^*2s^2 \sigma2p_z^2 \pi2p_x^2 \pi2p_y^2 \pi^*2p_x^1$
    • Nb (ബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകൾ) = 2 + 2 + 4 = 8.
    • Na (ആന്റിബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകൾ) = 2 + 1 = 3.
    • ബോണ്ട് ഓർഡർ = (8 - 3) / 2 = 2.5.
  • O₂⁻ (സൂപ്പർഓക്സൈഡ് അയോൺ):
    • ആകെ ഇലക്ട്രോണുകൾ = (2 x 8) + 1 = 17.
    • MO കോൺഫിഗറേഷൻ: $\sigma2s^2 \sigma^*2s^2 \sigma2p_z^2 \pi2p_x^2 \pi2p_y^2 \pi^*2p_x^2 \pi^*2p_y^1$
    • Nb (ബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകൾ) = 2 + 2 + 4 = 8.
    • Na (ആന്റിബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകൾ) = 2 + 2 + 1 = 5.
    • ബോണ്ട് ഓർഡർ = (8 - 5) / 2 = 1.5.
  • O₂²⁻ (പെറോക്സൈഡ് അയോൺ):
    • ആകെ ഇലക്ട്രോണുകൾ = (2 x 8) + 2 = 18.
    • MO കോൺഫിഗറേഷൻ: $\sigma2s^2 \sigma^*2s^2 \sigma2p_z^2 \pi2p_x^2 \pi2p_y^2 \pi^*2p_x^2 \pi^*2p_y^2$
    • Nb (ബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകൾ) = 2 + 2 + 4 = 8.
    • Na (ആന്റിബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകൾ) = 2 + 2 + 2 = 6.
    • ബോണ്ട് ഓർഡർ = (8 - 6) / 2 = 1.0.

• ബോണ്ട് ഓർഡറിന്റെ ക്രമം:

  • കണക്കുകൂട്ടലുകൾ അനുസരിച്ച്, ബോണ്ട് ഓർഡറുകളുടെ മൂല്യങ്ങൾ താഴെ പറയുന്നവയാണ്:
    • O₂⁺ = 2.5
    • O₂⁻ = 1.5
    • O₂²⁻ = 1.0
  • അതിനാൽ, ബോണ്ട് ഓർഡറുകളുടെ ശരിയായ ക്രമം O₂⁺ > O₂⁻ > O₂²⁻ എന്നതാണ്.

• മത്സര പരീക്ഷകൾക്കുള്ള പ്രധാന വസ്തുതകൾ:

  • ബോണ്ട് ഓർഡർ ഒരു പൂർണ്ണസംഖ്യയോ ഭിന്നസംഖ്യയോ ആകാം.
  • ബോണ്ട് ഓർഡർ പൂജ്യമാണെങ്കിൽ, ആ തന്മാത്ര നിലനിൽക്കില്ല (ഉദാഹരണത്തിന്, He₂).
  • ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം 14 ആണെങ്കിൽ (ഉദാ: N₂), ബോണ്ട് ഓർഡർ 3 ആയിരിക്കും, ഇത് സ്ഥിരതയുടെ കാര്യത്തിൽ വളരെ ഉയർന്നതാണ്.
  • ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം 14-ൽ നിന്ന് മാറുമ്പോൾ (കൂടുകയോ കുറയുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ), സാധാരണയായി ബോണ്ട് ഓർഡർ കുറയുന്നു.
  • O₂ തന്മാത്രയുടെ ബോണ്ട് ഓർഡർ 2 ആണ്. ഇത് $O_2$ നെ അപേക്ഷിച്ച് $O_2^+$ ന് ഒരു ആന്റിബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ കുറവായതിനാൽ ബോണ്ട് ഓർഡർ കൂടുന്നു, $O_2^-$ നും $O_2^{2-}$ നും ആന്റിബോണ്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകൾ കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ബോണ്ട് ഓർഡർ കുറയുന്നു.