18-इलेक्ट्रॉन नियम

18-इलेक्ट्रॉन नियम यह अनुमान लगाता है कि स्थिर संक्रमण-धातु ऑर्गेनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स अपनी संयोजकता कोश को अठारह इलेक्ट्रॉनों से भरने की प्रवृत्ति रखते हैं, जो स्टॉइकियोमेट्री और प्रतिक्रियाशीलता के लिए एक त्वरित मार्गदर्शिका प्रदान करता है।

Definition

18-इलेक्ट्रॉन नियम एक अनुभवजन्य सामान्यीकरण है कि थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर संक्रमण-धातु कॉम्प्लेक्स, विशेष रूप से निम्न-संयोजक ऑर्गेनोमेटेलिक्स, में अठारह संयोजकता इलेक्ट्रॉन होने की प्रवृत्ति होती है, जो भरे हुए s, p, और d संयोजकता कक्षकों के अनुरूप होता है।

Scope

यह विषय ऑर्गेनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स में इलेक्ट्रॉन गणना और 18-इलेक्ट्रॉन नियम को शामिल करता है: दो सामान्य गणना परिपाटियाँ (आयनिक और तटस्थ/सहसंयोजक), सामान्य लिगेंड की दाता संख्या, नौ संयोजकता कक्षकों को भरने के संदर्भ में अठारह इलेक्ट्रॉनों के लिए तर्क, और 16-इलेक्ट्रॉन वर्ग-समतलीय d8 कॉम्प्लेक्स और प्रारंभिक-संक्रमण-धातु प्रजातियों सहित व्यवस्थित अपवाद। इसमें विस्तृत आणविक-कक्षीय औचित्य शामिल नहीं है, जिसे समरूपता और बंधन के तहत माना जाता है।

Core questions

• धातु संयोजकता कोश को अठारह इलेक्ट्रॉनों से भरने से स्थिरता क्यों मिलती है?
• आयनिक और तटस्थ परिपाटियों के तहत इलेक्ट्रॉनों की गणना कैसे की जाती है?
• सामान्य लिगेंड कितने इलेक्ट्रॉनों का योगदान करते हैं?
• 18-इलेक्ट्रॉन नियम कब और क्यों टूट जाता है?

Key concepts

• संयोजकता इलेक्ट्रॉन संख्या
• आयनिक गणना परिपाटी
• तटस्थ (सहसंयोजक) गणना परिपाटी
• लिगेंड दाता संख्याएँ
• 16-इलेक्ट्रॉन वर्ग-समतलीय कॉम्प्लेक्स
• समन्वयात्मक असंतृप्ति

Key theories

संयोजकता-कोश भरना और अठारह-इलेक्ट्रॉन संख्या

एक संक्रमण धातु में नौ संयोजकता कक्षक (एक s, तीन p, पाँच d) होते हैं; उन्हें अठारह इलेक्ट्रॉनों से भरने पर एक बंद-कोश, उत्कृष्ट-गैस-जैसा विन्यास मिलता है जो अक्सर निम्न-संयोजक कॉम्प्लेक्स के लिए अधिकतम स्थिरता के अनुरूप होता है।

इलेक्ट्रॉन-गणना परिपाटियाँ

दो समतुल्य बहीखाता योजनाएँ—आयनिक विधि, जो लिगेंड को आवेश निर्दिष्ट करती है, और तटस्थ/सहसंयोजक विधि, जो लिगेंड इलेक्ट्रॉनों को दान किए गए के रूप में गिनता है—समान कुल देती हैं और रसायनज्ञों को किसी भी कॉम्प्लेक्स की इलेक्ट्रॉन संख्या निर्धारित करने देती हैं।

सोलह-इलेक्ट्रॉन कॉम्प्लेक्स और अपवाद

प्लेटिनम(II) और पैलेडियम(II) जैसे वर्ग-समतलीय d8 कॉम्प्लेक्स सोलह इलेक्ट्रॉनों का पक्ष लेते हैं, और कई प्रारंभिक-संक्रमण-धातु और भारी कॉम्प्लेक्स अठारह से कम होते हैं, इसलिए यह नियम एक दिशानिर्देश है जिसके उल्लंघन स्वयं जानकारीपूर्ण होते हैं।

Clinical relevance

इलेक्ट्रॉन गणना और 18-इलेक्ट्रॉन नियम यह अनुमान लगाने के लिए दैनिक उपकरण हैं कि कौन से ऑर्गेनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स स्थिर या प्रतिक्रियाशील हैं, उत्प्रेरकों के डिजाइन और प्रतिक्रिया मध्यवर्ती की व्याख्या का मार्गदर्शन करते हैं।

History

यह विचार कि कॉम्प्लेक्स एक उत्कृष्ट-गैस इलेक्ट्रॉन संख्या प्राप्त करते हैं, जिसे प्रभावी-परमाणु-संख्या नियम कहा जाता है, को लैंगमुइर और सिडगविक ने 1920 के दशक में स्पष्ट किया था। जैसे-जैसे ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान परिपक्व हुआ, इस संख्या को 18-इलेक्ट्रॉन नियम के रूप में फिर से तैयार किया गया, और टोलमैन की 1972 की समीक्षा ने इसे सजातीय उत्प्रेरण के 16- और 18-इलेक्ट्रॉन मध्यवर्ती से स्पष्ट रूप से जोड़ा।

Key figures

• Irving Langmuir
• Nevil Sidgwick
• Chadwick Tolman

Seminal works

• tolman1972
• crabtree2014
• weller2018

Frequently asked questions

मुख्य-समूह परमाणुओं के लिए आठ के बजाय अठारह इलेक्ट्रॉन क्यों?

संक्रमण धातुओं में संयोजकता कोश के एक s और तीन p कक्षकों के अतिरिक्त पाँच d कक्षक होते हैं, जिससे कुल नौ कक्षक बनते हैं; सभी नौ को इलेक्ट्रॉनों के युग्मों से भरने पर अठारह मिलते हैं, जो मुख्य-समूह अष्टक का धातु एनालॉग है।

क्या 18-इलेक्ट्रॉन नियम को तोड़ने का मतलब है कि एक कॉम्प्लेक्स अस्थिर है?

आवश्यक नहीं; कई स्थिर कॉम्प्लेक्स, विशेष रूप से वर्ग-समतलीय d8 प्रजातियाँ और प्रारंभिक-संक्रमण-धातु यौगिक, में अठारह से कम इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह नियम एक प्रवृत्ति का अनुमान लगाता है, और समन्वयात्मक असंतृप्ति अक्सर उत्प्रेरक प्रतिक्रियाशीलता के लिए आवश्यक होती है।