हैलोएल्केन्स और हैलोएरेन्स

हैलोएल्केन्स और हैलोएरेन्स कार्बनिक यौगिकों के एक महत्वपूर्ण वर्ग हैं जो हैलोजन की उपस्थिति द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं। ये यौगिक विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और रासायनिक संश्लेषण, कृषि और चिकित्सा में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।

परिचय

हैलोएल्केन्स, जिन्हें अल्काइल हैलाइड्स के रूप में भी जाना जाता है, तब बनते हैं जब एक अल्केन में एक या एक से अधिक हाइड्रोजन परमाणु फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन या आयोडीन जैसे हैलोजन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित होते हैं। दूसरी ओर, हैलोएरेन्स या ऐरिल हैलाइड्स, हैलोजन युक्त सुगंधित यौगिक हैं। इनमें हैलोजन सीधे एरोमैटिक रिंग से जुड़ा होता है।

नामकरण

हैलोएल्केन्स

हैलोएल्केन्स का नामकरण IUPAC प्रणाली का पालन करता है, जहाँ हैलोजन को मुख्य कार्बन श्रृंखला पर एक उपस्थापक के रूप में माना जाता है। हैलोएल्केन्स का सामान्य सूत्र C n H 2n+1 X है, जहाँ X हैलोजन दर्शाता है।

उदाहरण: यौगिक CH 3 CH 2 Cl पर विचार करें, जिसे क्लोरोएथेन कहा जाता है क्योंकि "क्लोरो" क्लोरीन उपस्थापक का प्रतिनिधित्व करता है और "एथेन" मुख्य एल्केन श्रृंखला है।

हैलोएरेन्स

हैलोएरेन्स के लिए, हैलोजन उपस्थापक का सुगंधित हाइड्रोकार्बन के नाम में जोड़ा जाता है। बेंजीन सबसे सामान्य ऐरिन है।

उदाहरण: C 6 H 5 Cl का नाम क्लोरोबेंजीन है।

वर्गीकरण

हैलोएल्केन्स

हैलोएल्केन्स को उस कार्बन परमाणु के प्रकार के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है जिससे हैलोजन जुड़ा होता है:

• प्राथमिक हैलोएल्केन्स: हैलोजन परमाणु प्राथमिक कार्बन परमाणु से जुड़ा होता है (_{-CH 2 Br} ब्रोमोएथेन में)।
• माध्यमिक हैलोएल्केन: हैलोजन परमाणु माध्यमिक कार्बन परमाणु से जुड़ा होता है (CH 3 CHBrCH 3 2-ब्रोमोप्रोपेन में)।
• तृतीयक हैलोएल्केन: हैलोजन परमाणु तृतीयक कार्बन परमाणु से जुड़ा होता है (तृतीयक-ब्यूटाइल ब्रोमाइड (CH 3) 3 CBr में)।

हैलोएरेन्स

हैलोएरेन्स आम तौर पर हैलोजनीकृत बेंजीन यौगिक होते हैं, और वे हैलोजन की स्थिति के आधार पर और अधिक वर्गीकृत होते हैं। यदि एक से अधिक हैलोजन जुड़े हैं:

• ओर्थो: समीपवर्ती स्थितियों को ओर्थो माना जाता है।
• मेटा: बीच का कार्बन मेटा नामित होता है।
• पैरा: विपरीत अवस्थाओं को पैरा कहा जाता है।

भौतिक गुणधर्म

उबलते और गलनांक

हैलोएल्केन्स का समान आणविक भार के अल्केन्स से अधिक उबलते और गलनांक होता है। यह वृद्धि हैलोजन परमाणुओं की उपस्थिति के कारण होती है, जो अत्यधिक वैद्युतऋणात्मक होते हैं, जिससे मजबूत अंतराण्विक आकर्षण पैदा होते हैं जैसे कि द्विध्रुव-द्विध्रुव अंतःक्रियाएँ।

उदाहरण: क्लोरोमीथेन (_{CH 3 Cl}) का उबलते बिंदु मीथेन (_{CH 4}) से अधिक होता है।

विलेयता

हैलोएल्केन्स और हैलोएरेन्स सामान्यतः पानी में अघुलनशील होते हैं लेकिन कार्बनिक विलायकों में घुलनशील होते हैं। पानी में अघुलनशीलता का कारण इन यौगिकों की जल के साथ हाइड्रोजन बंधन बनाने की असमर्थता है।

तैयारी की विधियाँ

हैलोएल्केन्स

• अल्कोहलों से: हैलोएल्केन्स को फास्फोरस ट्राइब्रोमाइड (_{PBr 3}) या थायोनाइल क्लोराइड (_{SOCl 2}) जैसे हैलोजनेशन एजेंट्स के साथ अल्कोहलों का उपचार करके तैयार किया जा सकता है।

सामान्य प्रतिक्रिया को निम्नलिखित के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है:

R-OH + PX 3 → RX + HOPX 2

• हाइड्रोकार्बन्स से: विशेष परिस्थितियों में प्रत्यक्ष हैलोजनेशन होकर हैलोएल्केन्स बना सकता है। उदाहरण के लिए, मीथेन UV लाइट की उपस्थिति में क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है और क्लोरोमीथेन बनता है:

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

हैलोएरेन्स

• सैंडमेयर प्रतिक्रिया: एक डाइआज़ोनियम लवण तांबे(I) क्लोराइड या तांबे(I) ब्रोमाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है डाइआज़ो समूह को हैलोजन से प्रतिस्थापित करने के लिए।

Ar-N 2 ⁺Cl⁻ + CuCl → Ar-Cl + N 2 + Cu

• प्रत्यक्ष हैलोजनेशन: एरोमैटिक यौगिकों के हैलोजनेशन के लिए एक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है जैसे लौह (III) क्लोराइड (_{FeCl 3}) के साथ हाइड्रोजन को हैलोजन से प्रतिस्थापित करने के लिए:

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ

हैलोएल्केन्स की प्रतिक्रियाएँ

• न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ (_SN प्रतिक्रियाएँ): हैलोएल्केन्स अक्सर प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं जहाँ हैलोजन परमाणु न्यूक्लियोफिल द्वारा प्रतिस्थापित होता है।

RX + OH⁻ → R-OH + X⁻

• उदासीनीकरण प्रतिक्रियाएँ: हैलोएल्केन्स एक हैलोजन और एक हाइड्रोजन को अल्कीन्स बनाने के लिए छोड़ सकते हैं:

R-CH 2 -CH 2 -X → R-CH=CH 2 + HX

हैलोएरीन की प्रतिक्रियाएँ

• न्यूक्लियोफिलिक एरोमेटिक प्रतिस्थापन: इसमें, ऐरिल हैलाइड पर हैलोजन को कुछ विशेष परिस्थितियों के तहत न्यूक्लियोफिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
• इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन: हैलोएरीन में हैलोजन ऐरोमैटिक रिंग के ओर्थो और पैरा स्थितियों पर आगे इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं को निर्देशित कर सकता है।

एक सामान्य प्रतिक्रिया नाइट्रेशन है:

C 6 H 5 Cl + HNO 3 → ortho/para-C 6 H 4 ClNO 2 + H 2 O

पर्यावरण और स्वास्थ्य पर प्रभाव

हैलोजनों की उपस्थिति के कारण, कुछ हैलोएल्केन्स और हैलोएरेन्स पर्यावरण और स्वास्थ्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकते हैं। उदाहरण के लिए, कई क्लोरीनीकृत यौगिक ठोस कार्बनिक प्रदूषक हैं। वे पर्यावरण में अपघटन का प्रतिरोध करते हैं और खाद्य श्रृंखला में जमा हो सकते हैं।

उदाहरण: डाइक्लोरोडीफेनिलट्राइक्लोरोएथेन (DDT), एक क्लोरीनीकृत यौगिक जिसे कभी कीटनाशक के रूप में उपयोग किया जाता था, अब कई देशों में इसके पर्यावरण पर प्रभाव और इसके वन्यजीवों पर विषैली प्रभाव के कारण प्रतिबंधित है।

इन पदार्थों को सतर्कता के साथ संभालना महत्वपूर्ण है, क्योंकि कुछ हैलोएल्केन्स और हैलोएरेन्स के साथ संपर्क के कारण स्वास्थ्य जोखिम जैसे कार्सिनोजेनिक प्रभाव वाले हो सकते हैं।

अनुप्रयोग

• उद्योग में: हैलोएल्केन्स कई दवाओं, कृषि रासायनों, और पॉलिमरों के संश्लेषण में महत्वपूर्ण मध्यवर्ती के रूप में कार्य करते हैं।
• चिकित्सा क्षेत्र में: कई हैलोजनीकृत संवेदनाहारी जैसे हैलोथेन, हैलोएल्केन्स से प्राप्त होते हैं। ये यौगिक शल्य चिकित्सा और अन्य चिकित्सकीय प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण होते हैं।
• विलायक के रूप में: कुछ हैलोएल्केन्स जैसे क्लोरोफॉर्म और कार्बन टेट्राक्लोराइड का उद्योग और प्रयोगशाला में विलायक के रूप में उपयोग किया जाता है।

निष्कर्ष

हैलोएल्केन्स और हैलोएरेन्स एक महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों का वर्ग प्रस्तुत करते हैं, जिनके विविध अनुप्रयोग और महत्वपूर्ण रासायनिक महत्व हैं। उनके गुणधर्म, नामकरण, प्रतिक्रियाओं, और पर्यावरणीय प्रभावों की समझ इनकी क्षमता का लाभ उठाने के लिए महत्वपूर्ण है, जबकि उनके द्वारा प्रस्तुत जोखिमों को प्रबंधित करना आवश्यक है।

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