रासायनिक सूत्र और मोल संकल्पना (Chemical Formula And Mole Concept)

1. रासायनिक सूत्र (Chemical Formula)

किसी यौगिक का संघटन दर्शाने वाला प्रतीकात्मक निरूपण रासायनिक सूत्र कहलाता है।

सहसंयोजक यौगिकों के सूत्र

कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂): कार्बन के 2-2 इलेक्ट्रॉन दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ साझा होते हैं।
CO₃ नहीं बनता क्योंकि अतिरिक्त ऑक्सीजन न तो कार्बन से और न ही ऑक्सीजन से इलेक्ट्रॉन साझा कर सकती है (अष्टक पूर्ण हो चुका होता है)।

आणविक द्रव्यमान (Molecular Weight)

किसी यौगिक के सभी घटक तत्वों के परमाणु द्रव्यमानों का योग उसका आणविक द्रव्यमान कहलाता है।

उदाहरण:

यौगिक	सूत्र	गणना	आणविक द्रव्यमान
जल	H₂O	(2×1) + 16	18 u
सल्फर डाइऑक्साइड	SO₂	32 + (2×16)	64 u
नाइट्रोजन	N₂	2×14	28 u
कार्बन डाइऑक्साइड	CO₂	12 + (2×16)	44 u
अमोनिया	NH₃	14 + (3×1)	17 u

2. आयनिक यौगिकों का सूत्र इकाई द्रव्यमान

आयनिक यौगिकों में अलग-अलग अणु नहीं होते, बल्कि आयनों का त्रिविमीय जालक होता है।
इसलिए उनके लिए सूत्र इकाई द्रव्यमान (Formula Unit Mass) प्रयोग किया जाता है।

उदाहरण:
NaCl का सूत्र इकाई द्रव्यमान = 23 + 35.5 = 58.5 u

3. बहुपरमाणुक आयन (Polyatomic Ions)

परमाणुओं के वे समूह जो निश्चित आवेश वहन करते हैं, बहुपरमाणुक आयन कहलाते हैं।

आयन	नाम	आवेश
NO₃⁻	नाइट्रेट	−1
SO₄²⁻	सल्फेट	−2
CO₃²⁻	कार्बोनेट	−2
OH⁻	हाइड्रॉक्साइड	−1
NH₄⁺	अमोनियम	+1
PO₄³⁻	फॉस्फेट	−3

मूलक (Radicals)

धनात्मक मूलक (Basic Radical): क्षारकों से प्राप्त, जैसे Na⁺, NH₄⁺, Ca²⁺
ऋणात्मक मूलक (Acidic Radical): अम्लों से प्राप्त, जैसे Cl⁻, NO₃⁻, SO₄²⁻

4. क्रॉस-क्रॉस विधि (Criss-Cross Method)

आयनिक यौगिकों का सूत्र लिखने की विधि:

चरण:

धनायन बाएँ, ऋणायन दाएँ लिखें।
संयोजकताएँ नीचे लिखें।
संयोजकताओं को क्रॉस करें।
बहुपरमाणुक आयन को कोष्ठक में लिखें (यदि संख्या 1 से अधिक हो)।

उदाहरण:

यौगिक	धनायन	ऋणायन	सूत्र
अमोनियम कार्बोनेट	NH₄⁺	CO₃²⁻	(NH₄)₂CO₃
सोडियम नाइट्रेट	Na⁺	NO₃⁻	NaNO₃
मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड	Mg²⁺	OH⁻	Mg(OH)₂
अमोनियम फॉस्फेट	NH₄⁺	PO₄³⁻	(NH₄)₃PO₄
सोडियम सल्फेट	Na⁺	SO₄²⁻	Na₂SO₄
कैल्शियम सल्फेट	Ca²⁺	SO₄²⁻	CaSO₄
एल्युमिनियम सल्फेट	Al³⁺	SO₄²⁻	Al₂(SO₄)₃

5. मोल संकल्पना (Mole Concept)

5.1 मोल क्या है?

मोल पदार्थ की मात्रा का SI मात्रक है।
1 मोल = 6.022 × 10²³ कण (परमाणु/अणु/आयन)

इस संख्या को आवोगाद्रो संख्या (N₀) कहते हैं।

आवोगाद्रो संख्या: 6.022 × 10²³

5.2 मोल एवं द्रव्यमान में संबंध

$मोलों की संख्या (n) = \frac{दिया गया द्रव्यमान (m)}{ग्राम परमाणु/आणविक द्रव्यमान (M)}$ मोलों की संख्या (n)=ग्राम परमाणु/आणविक द्रव्यमान (M)दिया गया द्रव्यमान (m)

तत्वों के लिए: $n = \frac{m}{ग्राम परमाणु द्रव्यमान}$ n=ग्राम परमाणु द्रव्यमानm

यौगिकों के लिए: $n = \frac{m}{ग्राम आणविक द्रव्यमान}$ n=ग्राम आणविक द्रव्यमानm

5.3 मोल एवं कणों की संख्या

$मोलों की संख्या (n) = \frac{कणों की संख्या (N)}{आवोगाद्रो संख्या (N₀)}$ मोलों की संख्या (n)=आवोगाद्रो संख्या (N₀)कणों की संख्या (N)

5.4 गैसों के लिए मोल आयतन

STP (0°C, 1 atm) पर 1 मोल किसी भी गैस का आयतन = 22.4 L

6. मोल संकल्पना के उदाहरण

उदाहरण 1: 92 g सोडियम में मोलों की संख्या

Na का परमाणु द्रव्यमान = 23 g
n = 92/23 = 4 मोल

उदाहरण 2: 36 g जल में मोल

H₂O का आणविक द्रव्यमान = 18 g
n = 36/18 = 2 मोल

उदाहरण 3: 18.066 × 10²³ ऑक्सीजन परमाणुओं में मोल

n = N/N₀ = (18.066 × 10²³)/(6.022 × 10²³) = 3 मोल

उदाहरण 4: 10 g N₂ में कणों की संख्या

N₂ का आणविक द्रव्यमान = 28 g
n = 10/28
N = n × N₀ = (10/28) × 6.022 × 10²³ = 2.15 × 10²³

7. रासायनिक अभिक्रियाओं में मोल संकल्पना

$2 H_{2} + O_{2} \to 2 H_{2} O$ 2H2+O2→2H2O

दो प्रकार से समझा जा सकता है:

अणु स्तर: 2 अणु हाइड्रोजन + 1 अणु ऑक्सीजन → 2 अणु जल
मोल स्तर: 2 मोल हाइड्रोजन + 1 मोल ऑक्सीजन → 2 मोल जल

इसी प्रकार: $H_{2} + C l_{2} \to 2 H C l$ H2+Cl2→2HCl

1 मोल H₂ + 1 मोल Cl₂ → 2 मोल HCl