UP Board class 10 Science Chapter 4. कार्बन एवं उसके यौगिक Hindi Medium Notes - PDF

अध्याय 4: कार्बन एवं उसके यौगिक

1. कार्बन: एक बहुमुखी तत्व

• परमाणु संख्या (Z): 6
• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: K-2, L-4
• संयोजकता: 4 (चतु:संयोजकता)
• यह स्वयं के साथ-साथ अन्य तत्वों के परमाणुओं के साथ भी आबंध बना सकता है।
• इसके लाखों यौगिक पाए जाते हैं।

2. कार्बन के अपरूप (Allotropes of Carbon)

• हीरा: कठोरतम प्राकृतिक पदार्थ, विद्युत का कुचालक, चमकदार।
• ग्रेफाइट: चिकना, काले रंग का, विद्युत का सुचालक, मृदु।
• फुलरीन (Fullerene): फुटबॉल के आकार की संरचना, C-60 (बकमिंस्टर फुलरीन) सबसे प्रसिद्ध है।

3. सहसंयोजक आबंध (Covalent Bond)

• दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी से बनने वाला आबंध।
• यह अधातुओं के बीच बनता है।
• उदाहरण:
  • हाइड्रोजन (H₂): H-H (एकल आबंध)
  • ऑक्सीजन (O₂): O=O (द्वि-आबंध)
  • नाइट्रोजन (N₂): N≡N (त्रि-आबंध)

4. कार्बन के महत्वपूर्ण गुण

• श्रृंखलन (Catenation): कार्बन परमाणुओं की स्वयं के साथ जुड़कर लंबी श्रृंखलाएँ, शाखाएँ या वलय बनाने की क्षमता।
• चतु:संयोजकता (Tetravalency): चार अन्य परमाणुओं के साथ आबंध बना सकता है।

5. हाइड्रोकार्बन के प्रकार

• संतृप्त हाइड्रोकार्बन (Saturated Hydrocarbons):
  • केवल एकल आबंध वाले।
  • इन्हें एल्केन कहते हैं।
  • सामान्य सूत्र: C_nH_2n+2
  • उदाहरण: मिथेन (CH₄), इथेन (C₂H₆)
• असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (Unsaturated Hydrocarbons):
  • एल्कीन: कम से कम एक द्वि-आबंध होता है। सामान्य सूत्र: C_nH_2n (उदा. एथीन C₂H₄)
  • एल्काइन: कम से कम एक त्रि-आबंध होता है। सामान्य सूत्र: C_nH_2n-2 (उदा. एथाइन C₂H₂)

6. कार्बनिक यौगिकों का नामकरण (Nomenclature)

• मिथेन (1C) - CH₄
• इथेन (2C) - C₂H₆
• प्रोपेन (3C) - C₃H₈
• ब्यूटेन (4C) - C₄H₁₀
• पेंटेन (5C) - C₅H₁₂

7. कार्बनिक यौगिकों के रासायनिक गुण

• दहन (Combustion): ऑक्सीजन की उपस्थिति में जलकर CO₂, जलवाष्प और ऊष्मा देते हैं।
  CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + ऊष्मा
• संयोजन अभिक्रिया (Addition Reaction): असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (एल्कीन, एल्काइन) H₂, Cl₂, Br₂ आदि जोड़ते हैं। यह अभिक्रिया उनकी असंतृप्तता को दूर करती है।
  CH₂=CH₂ + H₂ → (Ni उत्प्रेरक) → CH₃-CH₃
• प्रतिस्थापन अभिक्रिया (Substitution Reaction): संतृप्त हाइड्रोकार्बन (एल्केन) सूर्य के प्रकाश में क्लोरीन के साथ H-परमाणु का प्रतिस्थापन करते हैं।
  CH₄ + Cl₂ → (सूर्य का प्रकाश) → CH₃Cl + HCl

8. कुछ महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिक

• एथेनॉल (Ethanol - C₂H₅OH):
  • गंध: तीक्ष्ण
  • दहन: नीली लौ के साथ जलता है।
  • सोडियम के साथ अभिक्रिया: हाइड्रोजन गैस मुक्त करता है।
    2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂
  • उपयोग: दवाइयाँ, शराब, ईंधन, विलायक।
• एथेनॉइक अम्ल (Ethanoic Acid - CH₃COOH): सिरके में पाया जाता है।
  • क्षारकों के साथ अभिक्रिया: लवण और जल बनाता है।
    NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O
  • कार्बोनेट/बाइकार्बोनेट के साथ अभिक्रिया: CO₂ गैस मुक्त करता है।
    2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂
  • एस्टरीकरण (Esterification): एल्कोहॉल के साथ अभिक्रिया कर सुगंधित एस्टर बनाता है।
    CH₃COOH + C₂H₅OH → (Conc. H₂SO₄) → CH₃COOC₂H₅ (एथिल एसीटेट) + H₂O
  • साबुनीकरण (Saponification): एस्टर का क्षार के साथ अभिक्रिया करके साबुन बनाना।

9. साबुन एवं अपमार्जक (Soaps and Detergents)

• साबुन: लंबी-श्रृंखला वाले कार्बोक्सिलिक अम्लों के सोडियम या पोटैशियम लवण।
• बनाने की विधि: वसा/तेल + NaOH → साबुन + ग्लिसरॉल (साबुनीकरण)
• सफाई क्रिया: साबुन का अणु दो भागों से बना होता है:
  • जलरागी (हाइड्रोफिलिक) सिरा: जल की ओर आकर्षित होता है।
  • जलविरागी (हाइड्रोफोबिक) पूँछ: तेल/ग्रीस की ओर आकर्षित होता है।
  यह मिसेल (micelle) संरचना बनाता है जो मैल को घेरकर पानी में घोल देती है।
• अपमार्जक: सल्फोनिक अम्ल के लवण, कठोर जल में भी अच्छे से काम करते हैं।