कक्षा 9 विज्ञान रासायनिक सूत्र और आणविक द्रव्यमान : MP Board Class 9 Chemical Formula and Molecular Mass

रासायनिक सूत्र और आणविक द्रव्यमान

MP Board Class 9 Chemical Formula and Molecular Mass : रसायन विज्ञान में रासायनिक सूत्र और आणविक द्रव्यमान (Chemical Formula and Molecular Mass) दो मूलभूत अवधारणाएँ हैं जो हमें यौगिकों की संरचना और उनके द्रव्यमान को समझने में मदद करती हैं।

रासायनिक सूत्र (Chemical Formula)

किसी यौगिक का रासायनिक सूत्र उसके संघटक तत्वों और प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या का प्रतीकात्मक निरूपण होता है। यह एक संक्षिप्त तरीका है जिससे हम किसी यौगिक की संरचना को दर्शा सकते हैं।

रासायनिक सूत्र लिखने के नियम:

रासायनिक सूत्र लिखते समय कुछ विशिष्ट नियमों का पालन करना होता है ताकि वे सार्वभौमिक रूप से समझ में आ सकें:

1. संयोजकता का ज्ञान: सूत्र लिखने के लिए तत्वों के प्रतीक और उनकी संयोजकता (यानी, संयोजन शक्ति) पता होनी चाहिए। संयोजकता यह बताती है कि एक परमाणु कितने अन्य परमाणुओं के साथ जुड़ सकता है।
   • उदाहरण: हाइड्रोजन की संयोजकता 1 होती है, ऑक्सीजन की 2 होती है।
2. धातु और अधातु का क्रम: यदि यौगिक धातु और अधातु दोनों से बना है, तो धातु का प्रतीक पहले (बाईं ओर) लिखा जाता है, और अधातु का प्रतीक बाद में (दाईं ओर) लिखा जाता है।
   • उदाहरण:
     • कैल्सियम ऑक्साइड (Calcium Oxide): CaO (कैल्सियम धातु है, ऑक्सीजन अधातु है)
     • सोडियम क्लोराइड (Sodium Chloride): NaCl (सोडियम धातु है, क्लोरीन अधातु है)
     • आयरन सल्फाइड (Iron Sulphide): FeS (आयरन धातु है, सल्फर अधातु है)
3. क्रिस-क्रॉस विधि (Criss-Cross Method): सरल यौगिकों (दो अलग-अलग तत्वों से बने द्विअंगी यौगिकों) के सूत्र लिखते समय, तत्वों के प्रतीकों को लिखते हैं और फिर उनकी संयोजकताओं को एक-दूसरे के नीचे लिखते हुए क्रॉस करते हैं। यह क्रॉसिंग यह दर्शाती है कि प्रत्येक तत्व के कितने परमाणुओं की आवश्यकता है।
   • उदाहरण 1: हाइड्रोजन क्लोराइड (Hydrogen Chloride)
     • तत्व: H, Cl
     • संयोजकता: 1, 1
     • क्रॉस करने पर: H1​Cl1​
     • सूत्र: HCl
   • उदाहरण 2: हाइड्रोजन सल्फाइड (Hydrogen Sulphide)
     • तत्व: H, S
     • संयोजकता: 1, 2
     • क्रॉस करने पर: H2​S1​
     • सूत्र: H2​S
   • उदाहरण 3: कार्बन टेट्राक्लोराइड (Carbon Tetrachloride)
     • तत्व: C, Cl
     • संयोजकता: 4, 1
     • क्रॉस करने पर: C1​Cl4​
     • सूत्र: CCl4​
4. बहुपरमाणुक आयनों के लिए कोष्ठक: यदि यौगिक में एक से अधिक बहुपरमाणुक आयन (परमाणुओं का समूह जिस पर कुल आवेश होता है) शामिल हैं, तो आयन को कोष्ठक में रखा जाता है और उसकी संख्या कोष्ठक के बाहर नीचे लिखी जाती है। यदि बहुपरमाणुक आयन की संख्या केवल 1 है, तो कोष्ठक की आवश्यकता नहीं होती।
   • उदाहरण 1: कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड (Calcium Hydroxide)
     • आयन: Ca2+ (कैल्सियम आयन), OH− (हाइड्रॉक्साइड आयन)
     • आवेश/संयोजकता: 2, 1
     • क्रॉस करने पर: Ca1​(OH)2​
     • सूत्र: Ca(OH)2​ (कोष्ठक आवश्यक है क्योंकि 2 हाइड्रॉक्साइड समूह हैं)
   • उदाहरण 2: सोडियम कार्बोनेट (Sodium Carbonate)
     • आयन: Na+ (सोडियम आयन), CO32−​ (कार्बोनेट आयन)
     • आवेश/संयोजकता: 1, 2
     • क्रॉस करने पर: Na2​(CO3​)1​
     • सूत्र: Na2​CO3​ (कोष्ठक आवश्यक नहीं क्योंकि कार्बोनेट आयन का केवल एक ही समूह है)

आण्विक द्रव्यमान (Molecular Mass)

किसी पदार्थ का आण्विक द्रव्यमान उसके सभी संघटक परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमानों का योग होता है। यह अणु का वह सापेक्ष द्रव्यमान है जिसे परमाणु द्रव्यमान इकाई (u) द्वारा व्यक्त किया जाता है। परमाणु द्रव्यमान इकाई (u) कार्बन-12 समस्थानिक के एक परमाणु के द्रव्यमान के 1/12वें भाग के बराबर होती है।

आण्विक द्रव्यमान का परिकलन कैसे करें:

• यौगिक में उपस्थित प्रत्येक तत्व के परमाणु द्रव्यमान को उस तत्व के परमाणुओं की संख्या से गुणा करें।
• फिर सभी तत्वों के गुणा किए गए द्रव्यमानों को जोड़ दें।

उदाहरण:

1. जल (H2​O) का आण्विक द्रव्यमान परिकलन:

• हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u
• ऑक्सीजन (O) का परमाणु द्रव्यमान = 16 u
• जल के अणु में 2 हाइड्रोजन परमाणु और 1 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
• जल का आण्विक द्रव्यमान = (2× हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान) + (1× ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान) = (2×1 u) + (1×16 u) = 2 u+16 u = 18 u

2. नाइट्रिक अम्ल (HNO3​) का आण्विक द्रव्यमान परिकलन:

• हाइड्रोजन (H) का परमाणु द्रव्यमान = 1 u
• नाइट्रोजन (N) का परमाणु द्रव्यमान = 14 u
• ऑक्सीजन (O) का परमाणु द्रव्यमान = 16 u
• नाइट्रिक अम्ल के अणु में 1 हाइड्रोजन परमाणु, 1 नाइट्रोजन परमाणु और 3 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
• नाइट्रिक अम्ल का आण्विक द्रव्यमान = (1×H) + (1×N) + (3×O) = (1×1 u) + (1×14 u) + (3×16 u) = 1 u+14 u+48 u = 63 u

सूत्र इकाई द्रव्यमान (Formula Unit Mass)

कुछ पदार्थ (मुख्यतः आयनिक यौगिक) अणुओं के रूप में नहीं, बल्कि आयनों के एक बड़े नेटवर्क (क्रिस्टल जालक) के रूप में मौजूद होते हैं। ऐसे पदार्थों के लिए आण्विक द्रव्यमान के बजाय सूत्र इकाई द्रव्यमान का उपयोग किया जाता है। सूत्र इकाई द्रव्यमान भी उनके संघटक परमाणुओं/आयनों के परमाणु द्रव्यमानों का योग होता है। परिकलन विधि आण्विक द्रव्यमान के समान ही है।

उदाहरण:

1. सोडियम क्लोराइड (NaCl) का सूत्र इकाई द्रव्यमान परिकलन:

• सोडियम (Na) का परमाणु द्रव्यमान = 23 u
• क्लोरीन (Cl) का परमाणु द्रव्यमान = 35.5 u
• सोडियम क्लोराइड की एक सूत्र इकाई में 1 सोडियम परमाणु और 1 क्लोरीन परमाणु होते हैं।
• NaCl का सूत्र इकाई द्रव्यमान = (1×Na) + (1×Cl) = (1×23 u) + (1×35.5 u) = 23 u+35.5 u = 58.5 u

2. कैल्सियम क्लोराइड (CaCl2​) का सूत्र इकाई द्रव्यमान परिकलन:

• कैल्सियम (Ca) का परमाणु द्रव्यमान = 40 u
• क्लोरीन (Cl) का परमाणु द्रव्यमान = 35.5 u
• कैल्सियम क्लोराइड की एक सूत्र इकाई में 1 कैल्सियम परमाणु और 2 क्लोरीन परमाणु होते हैं।
• CaCl2​ का सूत्र इकाई द्रव्यमान = (1×Ca) + (2×Cl) = (1×40 u) + (2×35.5 u) = 40 u+71 u = 111 u

रासायनिक सूत्र और आण्विक/सूत्र इकाई द्रव्यमान की ये अवधारणाएँ रसायन विज्ञान में यौगिकों को समझने, रासायनिक अभिक्रियाओं को संतुलित करने और रासायनिक गणनाएँ करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।