14.8 संयोजकता और रासायनिक सूत्र

विषय: रेलवे ग्रुप D – रसायन विज्ञान (पदार्थ और परमाणु संरचना) अध्याय: 14.8 संयोजकता और रासायनिक सूत्र विषय-वस्तु: संयोजकता, रासायनिक सूत्र लेखन

1. परिचय

किसी तत्व की संयोजकता (Valency) उसके परमाणु की दूसरे परमाणुओं से संयोजन करने की क्षमता को बताती है। संयोजकता ही रासायनिक सूत्र लिखने का आधार है। रेलवे ग्रुप D परीक्षा में संयोजकता से संबंधित प्रश्न तथा रासायनिक सूत्र लिखने के प्रश्न नियमित रूप से पूछे जाते हैं। इस अध्याय में हम संयोजकता की अवधारणा, प्रमुख तत्वों की संयोजकता और रासायनिक सूत्र लिखने की विधि को समझेंगे।

संयोजकता इस बात पर निर्भर करती है कि किसी परमाणु के बाहरीतम कक्षा (संयोजकता कोश) में कितने इलेक्ट्रॉन हैं। परमाणु अपने बाहरी कक्षा को पूर्ण करने के लिए या तो इलेक्ट्रॉन देता है, या लेता है, या साझा करता है। जिन इलेक्ट्रॉनों की संख्या से यह क्रिया होती है, वही संयोजकता निर्धारित करती है।

रासायनिक सूत्र किसी यौगिक में उपस्थित तत्वों को उनके प्रतीकों द्वारा तथा उनकी संख्या को उपस्क्रिप्ट (subscript) संख्याओं द्वारा दर्शाता है। उदाहरण के लिए, जल का सूत्र H2O है, जिसका अर्थ है एक अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु। सूत्र लिखने के लिए संयोजकता का नियम अपनाया जाता है।

2. संयोजकता की अवधारणा और निर्धारण

संयोजकता को रासायनिक संयोजन क्षमता भी कहते हैं। सरल शब्दों में, किसी तत्व के एक परमाणु द्वारा दूसरे परमाणु के साथ बनाए जाने वाले रासायनिक बंधों की संख्या उसकी संयोजकता कहलाती है। इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने या त्यागने या साझा करने की संख्या ही संयोजकता निर्धारित करती है।

संयोजकता निर्धारण के नियम:

यदि बाहरी कक्षा में 1 से 4 इलेक्ट्रॉन हों तो संयोजकता उन इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है।
यदि बाहरी कक्षा में 5 से 8 इलेक्ट्रॉन हों तो संयोजकता = 8 - बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
बाहरी कक्षा में 8 इलेक्ट्रॉन होने पर संयोजकता शून्य होती है (अक्रिय गैसें)।

प्रमुख तत्वों की संयोजकता:

हाइड्रोजन: 1
ऑक्सीजन: 2
नाइट्रोजन: 3
कार्बन: 4
सोडियम: 1
मैग्नीशियम: 2
एल्युमिनियम: 3
कैल्शियम: 2
क्लोरीन: 1

हल किया गया उदाहरण 1: ऑक्सीजन की संयोजकता ज्ञात कीजिए। (ऑक्सीजन का इलेक्ट्रॉन वितरण K=2, L=6)

हल: बाहरी कक्षा (L) में 6 इलेक्ट्रॉन हैं। 6 > 4 होने से संयोजकता = 8 - 6 = 2।
अतः ऑक्सीजन की संयोजकता 2 है।

3. रासायनिक सूत्र लेखन की विधि

रासायनिक सूत्र लिखने के लिए संयोजकता का उपयोग किया जाता है। इसकी मुख्य विधि क्रॉस संयोजकता विधि (Cross-over method) है।

रासायनिक सूत्र लिखने के चरण:

पहले तत्व का प्रतीक लिखें, फिर दूसरे तत्व का प्रतीक।
प्रत्येक तत्व की संयोजकता उसके प्रतीक के ऊपर लिखें।
पहले तत्व की संयोजकता को दूसरे तत्व की संख्या में (नीचे) रखें और दूसरे तत्व की संयोजकता को पहले तत्व की संख्या में रखें। इसे क्रॉस विधि कहते हैं।
यदि दोनों संख्याओं में कोई सार्वनिष्ठ गुणनखंड हो तो उसे सरल करें।
सूत्र में संयोजकता 1 होने पर 1 नहीं लिखा जाता।

हल किया गया उदाहरण 2: मैग्नीशियम और ऑक्सीजन से बने यौगिक का सूत्र लिखिए।

हल: मैग्नीशियम की संयोजकता 2, ऑक्सीजन की 2।
क्रॉस विधि से Mg2 O2 प्राप्त होता है।
दोनों में सार्वनिष्ठ गुणनखंड 2 है, सरल करने पर Mg1 O1।
अतः सूत्र = MgO।

हल किया गया उदाहरण 3: एल्युमिनियम और क्लोरीन से बने यौगिक का सूत्र लिखिए।

हल: एल्युमिनियम की संयोजकता 3, क्लोरीन की 1।
क्रॉस विधि से Al1 Cl3।
अतः सूत्र = AlCl3।

हल किया गया उदाहरण 4: कैल्शियम और ऑक्सीजन से बने यौगिक का सूत्र लिखिए।

हल: कैल्शियम की संयोजकता 2, ऑक्सीजन की 2।
क्रॉस विधि से Ca2 O2, सरल करने पर CaO।
अतः सूत्र = CaO (कैल्शियम ऑक्साइड, चूना)।

हल किया गया उदाहरण 5: कार्बन और ऑक्सीजन से बने यौगिक का सूत्र लिखिए।

हल: कार्बन की संयोजकता 4, ऑक्सीजन की 2।
क्रॉस विधि से C2 O4, सरल करने पर CO2।
अतः सूत्र = CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड)।

4. प्रमुख यौगिकों के रासायनिक सूत्र और बहुपरमाणुक आयन

कुछ प्रमुख यौगिकों के सूत्र याद रखने आवश्यक हैं:

जल: H2O
कार्बन डाइऑक्साइड: CO2
सोडियम क्लोराइड: NaCl
मैग्नीशियम ऑक्साइड: MgO
कैल्शियम ऑक्साइड: CaO
कैल्शियम क्लोराइड: CaCl2
एल्युमिनियम ऑक्साइड: Al2O3
अमोनिया: NH3
सोडियम कार्बोनेट: Na2CO3
कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड: Ca(OH)2

बहुपरमाणुक आयन वे आयन होते हैं जो कई परमाणुओं से मिलकर बनते हैं और एक समूह के रूप में आवेश धारण करते हैं। प्रमुख बहुपरमाणुक आयन:

हाइड्रॉक्साइड (OH) आवेश -1
कार्बोनेट (CO3) आवेश -2
सल्फेट (SO4) आवेश -2
नाइट्रेट (NO3) आवेश -1
अमोनियम (NH4) आवेश +1

जब बहुपरमाणुक आयन से यौगिक बनता है और उसकी संख्या एक से अधिक होती है, तो आयन को कोष्ठक में लिखा जाता है। उदाहरण: कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड Ca(OH)2।

हल किया गया उदाहरण 6: एल्युमिनियम ऑक्साइड का सूत्र लिखिए।

हल: एल्युमिनियम की संयोजकता 3, ऑक्सीजन की 2।
क्रॉस विधि से Al2 O3।
अतः सूत्र = Al2O3।

5. त्वरित पुनरावृत्ति तालिकाएँ

तालिका 1: प्रमुख तत्वों की संयोजकता

तत्व	प्रतीक	बाहरी इलेक्ट्रॉन	संयोजकता
हाइड्रोजन	H	1	1
सोडियम	Na	1	1
मैग्नीशियम	Mg	2	2
कैल्शियम	Ca	2	2
ऑक्सीजन	O	6	2
नाइट्रोजन	N	5	3
एल्युमिनियम	Al	3	3
कार्बन	C	4	4

तालिका 2: प्रमुख यौगिकों के रासायनिक सूत्र

यौगिक	सूत्र	संयोजकता से सत्यापन
जल	H2O	H(1) × 2 = O(2) × 1
कार्बन डाइऑक्साइड	CO2	C(4) × 1 = O(2) × 2
सोडियम क्लोराइड	NaCl	Na(1) = Cl(1)
मैग्नीशियम ऑक्साइड	MgO	Mg(2) = O(2)
कैल्शियम क्लोराइड	CaCl2	Ca(2) = Cl(1) × 2
एल्युमिनियम ऑक्साइड	Al2O3	Al(3) × 2 = O(2) × 3

6. माइंड मैप

flowchart TD
    A[14.8 संयोजकता और रासायनिक सूत्र] --> B[संयोजकता]
    A --> C[सूत्र लेखन]
    A --> D[बहुपरमाणुक आयन]
    B --> B1[बाहरी कक्षा इलेक्ट्रॉन]
    B --> B2[1-4 इलेक्ट्रॉन संयोजकता]
    B --> B3[5-7 इलेक्ट्रॉन 8-n]
    C --> C1[क्रॉस विधि]
    C --> C2[सरलतम अनुपात]
    D --> D1[OH, CO3, SO4]
    D --> D2[कोष्ठक में लिखना]

7. महत्वपूर्ण आरेख (SVG)

8. सामान्य गलतियाँ

कई विद्यार्थी संयोजकता को बाहरी कक्षा के इलेक्ट्रॉनों की संख्या ही मान लेते हैं; 5-7 इलेक्ट्रॉन वाले तत्वों में संयोजकता = 8 - इलेक्ट्रॉन होती है।
क्रॉस विधि में संयोजकता 1 को सूत्र में लिख देना गलत है; जैसे MgO में Mg1O1 नहीं लिखते।
कैल्शियम क्लोराइड का सूत्र CaCl2 होता है, परंतु कई विद्यार्थी CaCl या Ca2Cl लिख देते हैं।
बहुपरमाणुक आयन का कोष्ठक न लगाना गलत है; Ca(OH)2 में OH कोष्ठक में लिखा जाता है, CaOH2 नहीं।
Al2O3 को AlO2 लिखना सामान्य गलती है; एल्युमिनियम की संयोजकता 3 होती है, सूत्र Al2O3 बनता है।
अमोनिया (NH3) में नाइट्रोजन की संयोजकता 3 होती है; इसे NH2 या NH4 लिखना गलत है।

9. परीक्षा युक्तियाँ

बाहरी कक्षा में 1-4 इलेक्ट्रॉन होने पर संयोजकता वही संख्या, 5-7 होने पर 8 घटाकर संयोजकता ज्ञात करें।
संयोजकता 1 वाले तत्वों (H, Na, Cl, K) की संख्या याद रखें ताकि सूत्रों में 1 की गलती न हो।
क्रॉस विधि में संयोजकता को क्रॉस करके नीचे लिखें और फिर सरलतम अनुपात में बदलें।
प्रमुख यौगिकों के सूत्र (H2O, CO2, NaCl, MgO, CaCl2, Al2O3, NH3) कंठस्थ रखें।
बहुपरमाणुक आयन (OH, CO3, SO4, NO3, NH4) के आवेश याद रखें, इनसे सूत्र लिखने में आसानी होती है।
सूत्र लिखने के बाद सत्यापित करें कि कुल धन आवेश और ऋण आवेश संतुलित हैं।

10. निष्कर्ष

संयोजकता किसी तत्व के परमाणु की संयोजन क्षमता है, जो बाहरी कक्षा के इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करती है। 1-4 इलेक्ट्रॉन होने पर संयोजकता उनकी संख्या के बराबर और 5-7 होने पर 8 में से घटाकर ज्ञात की जाती है। रासायनिक सूत्र क्रॉस विधि से लिखे जाते हैं, जिसमें संयोजकता को क्रॉस करके सरलतम अनुपात में रखा जाता है। बहुपरमाणुक आयनों के साथ कोष्ठक का प्रयोग किया जाता है। संयोजकता और सूत्र लेखन के नियमों की पूर्ण समझ रेलवे ग्रुप D परीक्षा में रासायनिक सूत्रों से संबंधित प्रश्नों को हल करने के लिए अनिवार्य है।

14.8 संयोजकता और रासायनिक सूत्र Notes