रसायन विज्ञान

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 1, "विलयन", दो या अधिक पदार्थों के समांगी मिश्रणों को समझाता है — जिसमें विलयनों के प्रकार, सांद्रता की इकाइयाँ, हेनरी का नियम, राउल्ट का नियम, अणुसंख्य गुण (वाष्प दाब अवनमन, क्वथनांक उन्नयन, हिमांक अवनमन, परासरण दाब) और वांट-हॉफ गुणांक सम्मिलित हैं।

• 1विलयन समांगी मिश्रण होते हैं; सर्वाधिक मात्रा वाला घटक विलायक होता है और सांद्रता की इकाइयों में मोलरता (mol/L), मोललता (mol/kg), मोल-अंश, द्रव्यमान प्रतिशत और ppm सम्मिलित हैं।
• 2हेनरी का नियम: स्थिर ताप पर किसी द्रव में गैस की विलेयता उसके आंशिक दाब के सीधे समानुपाती होती है (p = KH x)।
• 3राउल्ट का नियम: प्रत्येक वाष्पशील घटक का आंशिक वाष्प दाब, शुद्ध अवस्था में उसके वाष्प दाब तथा मोल-अंश के गुणनफल के बराबर होता है (p₁ = x₁ p₁°)।
• 4आदर्श विलयन समस्त सांद्रता पर राउल्ट का नियम मानते हैं तथा मिश्रण की एन्थैल्पी और आयतन शून्य होते हैं; अनादर्श विलयन धनात्मक या ऋणात्मक विचलन दर्शाते हैं और एज़ियोट्रोप बना सकते हैं।
• 5अणुसंख्य गुण — वाष्प दाब का आपेक्षिक अवनमन, क्वथनांक उन्नयन (ΔTb = Kb m), हिमांक अवनमन (ΔTf = Kf m) और परासरण दाब (π = CRT) — केवल विलेय कणों की संख्या पर निर्भर करते हैं, उनकी पहचान पर नहीं।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 2, "वैद्युतरसायन", रासायनिक और वैद्युत ऊर्जा के परस्पर रूपांतरण को समझाता है — जिसमें गैल्वेनिक सेल, नर्न्स्ट समीकरण, वैद्युत-अपघटनी चालकता, फैराडे के वैद्युत-अपघटन के नियम, बैटरियाँ, ईंधन सेल और वैद्युतरासायनिक प्रक्रिया के रूप में संक्षारण सम्मिलित हैं।

• 1गैल्वेनिक सेल स्वतःप्रवर्तित रेडॉक्स अभिक्रिया की गिब्स ऊर्जा को वैद्युत कार्य में परिवर्तित करता है; डेनियल सेल (Zn/Cu²⁺) का मानक emf 1.1 V होता है।
• 2नर्न्स्ट समीकरण E(सेल) = E°(सेल) − (RT/nF) ln Q सेल विभव को अभिक्रिया भागफल से जोड़ता है; 298 K पर यह सरल होकर E(सेल) = E°(सेल) − (0.059/n) log Q बन जाता है।
• 3मानक सेल विभव, मानक गिब्स ऊर्जा और साम्य स्थिरांक परस्पर संबद्ध हैं: ΔrG° = −nFE°(सेल) और E°(सेल) = (2.303RT/nF) log Kc।
• 4मोलर चालकता (Λm = κ/c) तनुकरण पर दोनों प्रकार के वैद्युत-अपघट्यों के लिए बढ़ती है; प्रबल वैद्युत-अपघट्यों के लिए Λm = Λ°m − A√c (डेबाई-हुकेल-ऑनसेजर समीकरण)।
• 5कोलराउश का नियम: सीमांत मोलर चालकता, अलग-अलग आयनों की सीमांत मोलर चालकताओं के योग के बराबर होती है: Λ°m = ν₊λ°₊ + ν₋λ°₋; इसका उपयोग दुर्बल वैद्युत-अपघट्यों की Λ°m ज्ञात करने में होता है।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 3, "रासायनिक बलगतिकी", रसायन-विज्ञान की वह शाखा है जो अभिक्रियाओं की दरों और उन कारकों — सांद्रता, ताप, दाब और उत्प्रेरक — का अध्ययन करती है जो यह निर्धारित करते हैं कि अभिक्रियाएँ कितनी तेज़ी से होती हैं।

• 1अभिक्रिया की दर को किसी अभिकारक या उत्पाद की सांद्रता में प्रति इकाई समय परिवर्तन के रूप में मापा जाता है, जिसे mol L⁻¹ s⁻¹ में व्यक्त करते हैं।
• 2दर-नियम (दर = k[A]ˣ[B]ʸ) प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए; घातांक समीकरणमितीय गुणांकों के बराबर नहीं होते।
• 3अभिक्रिया की कोटि, दर-नियम में सांद्रता-पदों की घातांकों का योग है; यह शून्य, भिन्नात्मक या पूर्णांक हो सकती है।
• 4प्रथम-कोटि अभिक्रिया की अर्ध-आयु t½ = 0.693/k होती है, जो प्रारंभिक सांद्रता पर निर्भर नहीं करती; शून्य-कोटि के लिए t½ = [R]₀/2k।
• 5आर्रेनिअस समीकरण k = Ae^(−Ea/RT) दर्शाता है कि ताप बढ़ाने या सक्रियण ऊर्जा घटाने से दर-स्थिरांक बढ़ता है।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 4, "d एवं f ब्लॉक के तत्व", संक्रमण धातुओं (समूह 3–12) और आंतरिक संक्रमण धातुओं (लैंथेनॉइड और ऐक्टिनॉइड) को समझाता है — इनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्थाएँ, चुंबकीय व्यवहार, रंगीन आयन, उत्प्रेरक गुण और K₂Cr₂O₇ एवं KMnO₄ जैसे प्रमुख यौगिकों की चर्चा करता है।

• 1संक्रमण धातुएँ समूह 3–12 में हैं; इनके d-कक्षक चार श्रेणियों (3d, 4d, 5d, 6d) में क्रमशः भरते जाते हैं। Zn, Cd और Hg वास्तविक संक्रमण धातुएँ नहीं हैं क्योंकि इनके d-कक्षक भूमि अवस्था और सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं में पूर्णतः भरे होते हैं।
• 2परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्थाएँ अपूर्ण d-कक्षक भराव के कारण उत्पन्न होती हैं; मैंगनीज सबसे विस्तृत परास (+2 से +7) दर्शाता है। d-ब्लॉक में ऑक्सीकरण अवस्थाएँ एक-एक इकाई से भिन्न होती हैं, जबकि p-ब्लॉक में दो-दो से।
• 3संक्रमण धातुएँ अयुग्मित d-इलेक्ट्रॉनों के कारण अनुचुंबकीय होती हैं; चुंबकीय आघूर्ण की गणना केवल-चक्रण सूत्र µ = √(n(n+2)) BM से होती है, जहाँ n अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
• 4रंगीन आयन d–d इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के कारण बनते हैं जब अवशोषित ऊर्जा दृश्य क्षेत्र में पड़ती है; पूर्णतः भरे या रिक्त d-कक्षकों वाले आयन (जैसे Sc³⁺, Zn²⁺) रंगहीन होते हैं।
• 5लैंथेनॉइड संकुचन — La से Lu तक परमाण्विक और आयनिक त्रिज्याओं में क्रमिक कमी — के कारण 5d तत्वों (जैसे Hf, 159 pm) की त्रिज्या उनके 4d समकक्षों (जैसे Zr, 160 pm) के लगभग बराबर होती है, जिससे उन्हें प्रकृति में अलग करना कठिन होता है।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 5, "उपसहसंयोजन यौगिक", वर्नर के सिद्धांत, नामकरण, समावयवता और बंधन के सिद्धांतों (VBT और CFT) को समझाता है — जहाँ एक केंद्रीय धातु आयन निश्चित ज्यामितीय व्यवस्था में लिगेंडों से बंधा होता है।

• 1वर्नर का सिद्धांत प्राथमिक (आयनीकरणीय) और द्वितीयक (अनायनीकरणीय) संयोजकता में अंतर करता है; द्वितीयक संयोजकता उपसहसंयोजन संख्या के बराबर होती है और ज्यामिति (अष्टफलकीय, चतुष्फलकीय, वर्गाकार समतलीय) निर्धारित करती है।
• 2लिगेंडों को दंतुरता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है: एकदंतुर (Cl⁻, NH₃), द्विदंतुर (एथेन-1,2-डाइअमीन, C₂O₄²⁻), बहुदंतुर (EDTA⁴⁻ षट्-दंतुर है) और उभयदंतुर (NO₂⁻, SCN⁻ दो में से किसी भी परमाणु से बंधित हो सकते हैं)।
• 3समावयवता के प्रकारों में ज्यामितीय (cis/trans, fac/mer), प्रकाशिक (अष्टफलकीय संकुलों में द्विदंतुर लिगेंडों के साथ असंपाती दर्पण प्रतिबिंब), सहलग्नता, उपसहसंयोजन, आयनन और विलायकयोजन समावयवता सम्मिलित हैं।
• 4क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत रंग की व्याख्या d-d इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण से और चुंबकीय व्यवहार की व्याख्या d-कक्षकों के विभाजन (अष्टफलकीय के लिए Δo, चतुष्फलकीय के लिए Δt = 4/9 Δo) से करता है; प्रबल-क्षेत्र लिगेंड निम्न-चक्रण और दुर्बल-क्षेत्र लिगेंड उच्च-चक्रण विन्यास देते हैं।
• 5धातु कार्बोनिलों में सहयोगी बंधन होता है: लिगेंड से धातु को σ-दान और धातु से लिगेंड के CO प्रतिबंधन π* कक्षक में π-प्रतिदान, जो M–C बंध को स्थायित्व देता है।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 6, "हैलोऐल्केन तथा हैलोऐरीन", हाइड्रोकार्बनों के हाइड्रोजन परमाणुओं को हैलोजन परमाणुओं से प्रतिस्थापित करके बने कार्बनिक यौगिकों का वर्गीकरण, नामकरण, बनाने की विधियाँ, भौतिक गुण तथा नाभिकरागी प्रतिस्थापन (SN1 और SN2), विलोपन एवं धातुओं के साथ अभिक्रियाओं सहित प्रमुख अभिक्रियाएँ समझाता है।

• 1हैलोऐल्केनों में हैलोजन sp3-संकरित कार्बन से जुड़ा होता है; हैलोऐरीनों में हैलोजन ऐरोमैटिक वलय के sp2-संकरित कार्बन से जुड़ा होता है।
• 2ऐल्किल हैलाइड सर्वोत्तम रूप से ऐल्कोहॉलों से थायोनिल क्लोराइड (प्राथमिक, शुद्ध उत्पाद देता है), फॉस्फोरस हैलाइडों अथवा हैलोजन अम्लों द्वारा बनाए जाते हैं; ऐरिल हैलाइड इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन या सैंडमेयर अभिक्रिया द्वारा बनाए जाते हैं।
• 3C–X बंध लंबाई और बंध एन्थैल्पी की प्रवृत्ति C–F > C–Cl > C–Br > C–I (बंध प्रबलता में) है, जबकि क्वथनांक RI > RBr > RCl > RF क्रम में होता है क्योंकि वाण्डर वाल्स बल बढ़ते जाते हैं।
• 4SN2 अभिक्रिया विन्यास व्युत्क्रमण के साथ होती है और प्राथमिक हैलाइडों को वरीयता देती है; SN1 अभिक्रिया समतलीय कार्बोकैटायन मध्यवर्ती द्वारा रेसीमीकरण के साथ होती है और तृतीयक हैलाइडों को वरीयता देती है।
• 5हैलोऐरीन, नाभिकरागी प्रतिस्थापन के प्रति हैलोऐल्केनों की तुलना में बहुत कम क्रियाशील होते हैं — अनुनाद (C–Cl आंशिक द्विबंध गुण), छोटी C–X बंध लंबाई (169 pm बनाम 177 pm), और फेनिल कैटायन की अस्थिरता के कारण।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 7, "ऐल्कोहॉल, फ़ीनॉल एवं ईथर", इनका वर्गीकरण, IUPAC नामकरण, निर्माण विधियाँ, भौतिक गुण तथा अम्लता, एस्टरीकरण, निर्जलन, ऑक्सीकरण और इलेक्ट्रॉनरागी ऐरोमैटिक प्रतिस्थापन सहित रासायनिक अभिक्रियाएँ समझाता है।

• 1ऐल्कोहॉलों को –OH समूह वाले कार्बन के आधार पर प्राथमिक, द्वितीयक या तृतीयक और –OH समूहों की संख्या के आधार पर एकहाइड्रिक, द्विहाइड्रिक या त्रिहाइड्रिक वर्गीकृत किया जाता है।
• 2फ़ीनॉल ऐल्कोहॉलों से प्रबल अम्ल है (फ़ीनॉल pKa ≈ 10.0; एथेनॉल pKa ≈ 15.9) क्योंकि फ़ीनॉक्साइड आयन में ऋणावेश का ऐरोमैटिक वलय में विस्थानांतरण होता है।
• 3ऐल्कोहॉल ऐल्कीनों के अम्ल-उत्प्रेरित जलयोजन (मार्कोवनिकोव योग), हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण (प्रति-मार्कोवनिकोव), ऐल्डिहाइड/कीटोन/कार्बोक्सिलिक अम्लों के अपचयन और ग्रिगनार्ड अभिकर्मकों की कार्बोनिल यौगिकों के साथ अभिक्रिया द्वारा बनाए जाते हैं।
• 4फ़ीनॉल औद्योगिक रूप से क्यूमीन (क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड मार्ग) द्वारा और प्रयोगशाला में हैलोऐरीनों (NaOH के साथ संगलन), बेंज़ीन सल्फोनिक अम्ल या डाइऐज़ोनियम लवणों से बनाया जाता है।
• 5ईथर प्राथमिक ऐल्कोहॉलों के 413 K पर निर्जलन अथवा विलियमसन संश्लेषण (सोडियम ऐल्कॉक्साइड और प्राथमिक ऐल्किल हैलाइड की SN2 अभिक्रिया) द्वारा संश्लेषित होते हैं; विलियमसन संश्लेषण असममित ईथरों के लिए भी उपयोगी है।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 8, "ऐल्डिहाइड, कीटोन एवं कार्बोक्सिलिक अम्ल", कार्बोनिल समूह वाले इन ध्रुवीय यौगिकों को समझाता है जो कार्बनिक संश्लेषण, जैव रसायन तथा विलायकों, इत्रों, प्लास्टिकों और खाद्य परिरक्षकों जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों में केंद्रीय भूमिका निभाते हैं।

• 1ऐल्डिहाइड, नाभिकरागी योग अभिक्रियाओं में कीटोनों से अधिक क्रियाशील होते हैं — दोनों त्रिविम (एक बनाम दो भारी प्रतिस्थापक) और इलेक्ट्रॉनिक (कार्बोनिल कार्बन की अधिक इलेक्ट्रोफिलिसिटी) कारणों से।
• 2ऐल्डिहाइडों को कीटोनों से मृदु ऑक्सीकारकों द्वारा पहचाना जाता है: टॉलेन्स अभिकर्मक ऐल्डिहाइड के साथ रजत दर्पण देता है; फेहलिंग अभिकर्मक Cu2O का ईंट-लाल अवक्षेप देता है (ऐरोमैटिक ऐल्डिहाइड फेहलिंग परीक्षण नहीं देते)।
• 3ऐल्डिहाइड और कीटोन जिनमें कम से कम एक α-हाइड्रोजन हो, तनु क्षार में ऐल्डोल संघनन द्वारा β-हाइड्रॉक्सी ऐल्डिहाइड या कीटोन देते हैं; α-हाइड्रोजन रहित ऐल्डिहाइड सांद्र क्षार में कैनिज़ारो अभिक्रिया (असमानुपातन) देते हैं।
• 4कार्बोक्सिलिक अम्ल ऐल्कोहॉलों और फ़ीनॉलों से काफी अधिक अम्लीय होते हैं; इलेक्ट्रॉन-आकर्षी प्रतिस्थापक कार्बोक्सिलेट आयन को स्थायित्व देकर अम्लता बढ़ाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन-दाता समूह अम्लता घटाते हैं।
• 5कार्बोक्सिलिक अम्ल प्राथमिक ऐल्कोहॉलों और ऐल्डिहाइडों के ऑक्सीकरण, नाइट्राइलों और एस्टरों के जल अपघटन, ग्रिगनार्ड अभिकर्मकों के CO2 से उपचार और ऐल्किलबेंज़ीनों के पार्श्व श्रृंखला ऑक्सीकरण से बनाए जाते हैं।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 9, "ऐमीन", अमोनिया से एक, दो या तीनों हाइड्रोजन परमाणुओं को ऐल्किल या ऐरिल समूहों से प्रतिस्थापित करके बने कार्बनिक यौगिकों तथा डाइऐज़ोनियम लवणों का वर्णन करता है जो ऐज़ो रंजकों सहित ऐरोमैटिक यौगिकों के संश्लेषण में प्रमुख मध्यवर्ती हैं।

• 1ऐमीनों को प्राथमिक, द्वितीयक या तृतीयक वर्गीकृत किया जाता है — अमोनिया के कितने हाइड्रोजन ऐल्किल/ऐरिल समूहों से प्रतिस्थापित हैं, इसके आधार पर; नाइट्रोजन sp3 संकरित और पिरामिडी आकार का होता है।
• 2ऐलिफेटिक ऐमीन अमोनिया (pKb 3–4.22) से प्रबल क्षारक हैं — ऐल्किल समूहों के +I प्रभाव के कारण; ऐरोमैटिक ऐमीन दुर्बल क्षारक हैं (ऐनिलिन pKb 9.38) क्योंकि एकाकी युगल बेंज़ीन वलय के साथ संयुग्मित हो जाता है।
• 3छह प्रमुख निर्माण विधियों में नाइट्रो यौगिकों का अपचयन, ऐल्किल हैलाइडों की अमोनोलिसिस, नाइट्राइलों और ऐमाइडों का अपचयन, गेब्रियल थैलिमाइड संश्लेषण (केवल प्राथमिक ऐमीन) और हॉफमान ब्रोमेमाइड विघटन (ऐमीन में ऐमाइड से एक कम कार्बन) सम्मिलित हैं।
• 4कार्बिलऐमीन अभिक्रिया (CHCl3/KOH के साथ दुर्गंधयुक्त आइसोसायनाइड का बनना) केवल प्राथमिक ऐमीनों की पहचान का परीक्षण है; हिंसबर्ग अभिकर्मक (बेंज़ीन सल्फोनिल क्लोराइड) तीनों वर्गों को पृथक करता है।
• 5डाइऐज़ोनियम लवण (ArN2+X–) प्राथमिक ऐरोमैटिक ऐमीनों के NaNO2/HCl से 273–278 K पर डाइऐज़ोटीकरण द्वारा बनते हैं; ये सैंडमेयर, गैटरमान और युग्मन अभिक्रियाएँ देते हैं जिनसे विस्तृत श्रेणी के प्रतिस्थापक प्रवेश किए जाते हैं।

कक्षा 12 रसायन विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 10, "जैव अणु", कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, न्यूक्लिक अम्ल, लिपिड, विटामिन और हार्मोन सहित जटिल कार्बनिक अणुओं को समझाता है जो सभी सजीव तंत्रों का संरचनात्मक और क्रियात्मक आधार हैं।

• 1कार्बोहाइड्रेट पॉलीहाइड्रॉक्सी ऐल्डिहाइड या कीटोन हैं जिन्हें जल अपघटन व्यवहार के आधार पर मोनोसैकेराइड, डाइसैकेराइड या पॉलीसैकेराइड वर्गीकृत किया जाता है; सुक्रोज़ के जल अपघटन से ग्लूकोज़ और फ्रक्टोज़ मिलते हैं।
• 2ग्लूकोज़ (C6H12O6) एक ऐल्डोहेक्सोज़ है जो खुली श्रृंखला और चक्रीय (पिरानोज़) दोनों रूपों में पाया जाता है; दो चक्रीय एनोमर α-ग्लूकोज़ और β-ग्लूकोज़ कहलाते हैं।
• 3प्रोटीन लगभग 20 α-ऐमीनो अम्लों के पेप्टाइड बंधनों से जुड़े बहुलक हैं; आवश्यक ऐमीनो अम्ल (10 संख्या में) शरीर द्वारा संश्लेषित नहीं होते और भोजन से लेने पड़ते हैं।
• 4DNA में डीऑक्सीराइबोज़ शर्करा और क्षारक थाइमीन होता है, जबकि RNA में राइबोज़ शर्करा और यूरेसिल होता है; DNA के द्विकुंडल में एडेनीन-थाइमीन और साइटोसीन-ग्वानीन युग्म बनते हैं।
• 5विटामिन A, D, E और K वसा में घुलनशील हैं (यकृत और वसा ऊतकों में संग्रहीत); B वर्ग के विटामिन और विटामिन C जल में घुलनशील हैं और नियमित रूप से भोजन में लेने आवश्यक हैं।