जल की संरचना

जल की संरचना (H₂O) रसायन विज्ञान में एक प्रसिद्ध और मौलिक अवधारणा है। जल एक सहसंयोजक यौगिक है, जिसका अर्थ है कि यह तब बनता है जब दो हाइड्रोजन (H) परमाणु एक अणु बनाने के लिए एक ऑक्सीजन (O) परमाणु के साथ इलेक्ट्रॉन साझा करते हैं। जल के अणु की संरचना को इस प्रकार वर्णित किया जा सकता है:

सहसंयोजक बंध

जल के अणु में, प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु अपने एक इलेक्ट्रॉन को ऑक्सीजन परमाणु के साथ साझा करता है, और ऑक्सीजन परमाणु अपने एक इलेक्ट्रॉन को दो हाइड्रोजन परमाणुओं में से प्रत्येक के साथ साझा करता है। इलेक्ट्रॉनों का यह साझाकरण दो सहसंयोजक बंध बनाता है। इन बंधों को प्रायः  परमाणुओं के बीच की रेखाओं के रूप में दर्शाया जाता है:

H - O - H

यह आरेख जल के अणु में तीन परमाणुओं की रैखिक व्यवस्था को दर्शाता है।

वी-आकार या मुड़ी हुई आणविक ज्यामिति

वास्तव में, जल के अणु में वी-आकार या मुड़ी हुई ज्यामिति होती है। जल के अणु में दो हाइड्रोजन-ऑक्सीजन-हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच का कोण लगभग 104.5 डिग्री होता है। यह मुड़ी हुई आकृति इलेक्ट्रॉन युग्म प्रतिकर्षण का परिणाम है और जल के गुणों का एक महत्वपूर्ण पहलू है।

ध्रुवीय अणु

जल एक ध्रुवीय अणु है। इसका मतलब है कि इसमें आवेश का असमान वितरण है। ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोजन परमाणुओं की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है, जिससे इलेक्ट्रॉनों का असमान बंटवारा होता है। परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन परमाणु आंशिक रूप से नकारात्मक रूप से आवेशित (δ-) हो जाता है क्योंकि यह साझा इलेक्ट्रॉनों को अधिक प्रबलता से आकर्षित करता है, जबकि हाइड्रोजन परमाणु आंशिक रूप से धनात्मक रूप से आवेशित (δ+) हो जाता है। यह आवेश पृथक्करण जल को उसकी ध्रुवीय प्रकृति प्रदान करता है।

हाइड्रोजन बंध

जल के अणु पर आंशिक धनात्मक और नकारात्मक आवेश इसे अन्य जल के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध बनाने की अनुमति देते हैं। ये हाइड्रोजन बंध सहसंयोजक बंध की तुलना में अपेक्षाकृत दुर्बल हैं, लेकिन वे जल के कई अद्वितीय गुणों के लिए जिम्मेदार हैं, जैसे कि इसके उच्च क्वथनांक और पिघलने बिंदु, उच्च ताप क्षमता और सतह तनाव।

अभ्यास प्रश्न

• सिद्ध कीजिये कि जल एक ध्रुवीय अणु है।
• क्या जल एक सहसंयोजक हाइड्राइड है ?
• सिद्ध कीजिये कि जल में हाइड्रोजन बंध की उपस्थित के कारण यह एक द्रव है।