Diazonium salt reactions and polymer classification Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: preparing benzenediazonium chloride from aniline at 0 to 5 degrees Celsius, the five diazonium group replacement reactions including the Sandmeyer reaction, hydrolysis to phenol, the azo coupling reaction that forms coloured dyes and why the extended delocalised system absorbs visible light, and the polymer classification framework by preparation method, natural versus synthetic origin, and linear versus cross-linked structure.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 10 · குறு குறிப்பு (10இ)

🧠 மனப்படம்
🎨
டையசோனியம் வினைகளும் பலபடிகளும்
Diazonium Reactions & Polymers

1 ஈரசோனியம் உப்பு — தயாரிப்பும் முக்கியத்துவமும்

ஓர் அரோமாட்டிக் ஈரசோனியம் உப்பு (aromatic diazonium salt) ArN₂⁺X⁻ என்னும் பொது வடிவத்தைக் கொண்டது; இதில் இரண்டு நைதரசன் அணுக்கள் ஒரு மும்மைப் பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அனிலீன் (C₆H₅NH₂), 0–5 °C என்னும் தாழ் வெப்பநிலையில் சோடியம் நைத்திரைட்டையும் ஐதரோகுளோரிக் அமிலத்தையும் கொண்டு தயாரிக்கப்படும் நைதரசு அமிலத்துடன் தாக்கமடைந்து பென்சீன் ஈரசோனியம் குளோரைட்டைத் (C₆H₅N₂⁺Cl⁻) தருகின்றது. இத்தாக்கம் ஈரசோனியமாக்கல் (diazotisation) எனப்படுகின்றது.

C₆H₅NH₂ + NaNO₂ + 2HCl  →  C₆H₅N₂⁺Cl⁻ + NaCl + 2H₂O  (0–5 °C)

ஈரசோனியம் உப்புகள் மிக முக்கியமான சேர்வைகளாகும்; ஏனெனில் அவை அனிலீனிலிருந்து தொடங்கி, நேரடியாகத் தயாரிக்க முடியாத பல்வேறு வகுப்புச் சேர்வைகளைத் தயாரிப்பதற்கான ஒரு மையப் புள்ளியாக (central intermediate) அமைகின்றன. வெப்பநிலை 5 °C ஐ விட உயர்ந்தால் உப்பு பிரிகையடைந்து பீனோலையும் N₂ ஐயும் தருவதால், தயாரிக்கப்பட்ட கரைசல் குளிர்ந்த நிலையிலேயே உடனடியாகப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்.

2 பிரதியீட்டுத் தாக்கங்கள் — –N₂⁺ வேறு கூட்டத்தால் மாற்றப்படுதல்

ஈரசோனியம் உப்பின் நீர்க்கரைசல் வெப்பமேற்றப்படும்போது –N₂⁺ கூட்டம் ஒரு –OH கூட்டத்தினால் பிரதியீடு செய்யப்பட்டு பீனோல் உருவாகின்றது; நைதரசன் வாயுவும் வெளியேறுகின்றது. ஈரசோனியம் உப்பு உபபொசுபரசு அமிலத்துடன் (H₃PO₂) பரிகரிக்கப்படும்போது –N₂⁺ கூட்டம் ஒரு ஐதரசன் அணுவினால் (–H) பிரதியீடு செய்யப்பட்டு பென்சீன் உருவாகின்றது — இது அமைன் கூட்டத்தை வளையத்திலிருந்து முற்றாக அகற்றுவதற்குப் பயன்படுகின்றது.

C₆H₅N₂⁺Cl⁻ + H₂O  → (வெப்பமேற்றல்) →  C₆H₅OH + N₂ + HCl
C₆H₅N₂⁺Cl⁻ + H₃PO₂ + H₂O  →  C₆H₆ + N₂ + H₃PO₃ + HCl

ஒவ்வொரு பிரதியீட்டுத் தாக்கத்திலும் நைதரசன் வாயு (N₂) ஒரு துணை விளைபொருளாக வெளியேறுவதே, தாக்கம் ஒருதிசை நோக்கி முழுமையாக நிகழ்வதற்கான உந்தலாக அமைகின்றது.

3 சான்மேயரின் தாக்கமும் CuCN, KI உடனான தாக்கங்களும்

ஈரசோனியம் உப்பு செப்பு(I) குளோரைட்டுடன் (CuCl) அல்லது செப்பு(I) புரோமைட்டுடன் (CuBr) தாக்கமடையும்போது, –N₂⁺ முறையே குளோரின் அல்லது புரோமின் அணுவினால் பிரதியீடு செய்யப்பட்டு குளோரோ பென்சீன் அல்லது புரோமோ பென்சீன் உருவாகின்றது. செப்பு(I) ஏலைட்டு ஒரு வினையூக்கியாகத் தொழிற்படும் இத்தாக்கம் சான்மேயரின் தாக்கம் (Sandmeyer reaction) எனப்படுகின்றது; பென்சீனை நேரடியாக ஏலசனேற்றம் செய்வதைவிட, இம்முறையில் ஓர் அலசன் அணுவை வளையத்தில் துல்லியமான இடத்தில் நிலைநிறுத்த முடிகின்றது.

ஈரசோனியம் உப்பு செப்பு(I) சயனைட்டுடன் (CuCN) தாக்கமடையும்போது –N₂⁺ ஒரு –CN கூட்டத்தினால் பிரதியீடு செய்யப்பட்டு பென்சோ நைற்றைல் (C₆H₅CN) உருவாகின்றது — வளையத்தில் ஒரு புதிய காபன் அணுவைச் சேர்ப்பதால் இது முக்கியமானது. பொத்தாசியம் அயடைட்டுடன் (KI) தாக்கமடையும்போது –N₂⁺ ஓர் அயடின் அணுவினால் பிரதியீடு செய்யப்பட்டு அயடோ பென்சீன் (C₆H₅I) உருவாகின்றது; இத்தாக்கத்திற்கு எளிய KI கரைசலே போதுமானது, செப்பு வினையூக்கி தேவையில்லை.

வினைபடிபிரதியிடும் கூட்டம்முக்கிய விளைபொருள்
H₂O (வெப்பமேற்றல்)–OHபீனோல் (C₆H₅OH)
H₃PO₂–Hபென்சீன் (C₆H₆)
CuCl / CuBr (சான்மேயர்)–Cl / –Brகுளோரோ / புரோமோ பென்சீன்
CuCN–CNபென்சோ நைற்றைல் (C₆H₅CN)
KI–Iஅயடோ பென்சீன் (C₆H₅I)
பொதுவான தவறு
சான்மேயரின் தாக்கத்திற்கு செப்பு(I) ஏலைட்டு (CuCl / CuBr) வினையூக்கியாகத் தேவை; வெறும் HCl அல்லது HBr போதாது. உபபொசுபரசு அமிலம் –N₂⁺ ஐ –H ஆல் பிரதியிடுகின்றது, –OH ஆல் அல்ல.

4 இணைப்புத் தாக்கம் — ஆசோச் சாயங்களும் வண்ணமும்

ஈரசோனியம் அயனில் (Ar–N≡N⁺) முனை நைதரசன் அணுவில் ஒரு நேர் ஏற்றம் உள்ளது; இதனால் ஈரசோனியம் அயன் ஓர் இலத்திரன் ஈர்ப்பியாகவும் (electrophile) தொழிற்படக் கூடியது. ஆனால் இது ஒரு பலவீனமான இலத்திரன் ஈர்ப்பி என்பதால், சாதாரண பென்சீன் வளையத்தைத் தாக்க முடியாது — பீனோல்கள், அரோமாட்டிக் அமீன்கள் போன்ற தூண்டப்பட்ட (activated) வளையங்களையே அது தாக்க முடியும். இவ்வாறு ஒரு தூண்டப்பட்ட வளையத்துடன் இணையும்போது இரு வளையங்களும் ஒரு –N=N– ஆசோ இணைப்பால் இணைக்கப்பட்டு ஓர் ஆசோச் சேர்வை உருவாகின்றது; இத்தாக்கம் ஆசோ இணைப்புத் தாக்கம் (azo coupling) எனப்படும். பென்சீன் ஈரசோனியம் குளோரைட்டு NaOH முன்னிலையில் பீனோலுடன் தாக்கமுற்று செம்மஞ்சள் நிற ஆசோச் சேர்வையைத் தருகின்றது; இவ்வாறு தயாரிக்கப்படும் ஆசோச் சாயங்கள் ஆடை, காகிதம் முதலியவற்றுக்குச் சாயமேற்றுவதில் தொழில்துறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஆசோச் சேர்வைகளில் இரண்டு அரோமாட்டிக் வளையங்களும் –N=N– இணைப்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளதால், அவற்றின் π இலத்திரன்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்து மூலக்கூறு முழுவதும் பரந்த ஒரு நீண்ட ஓரிடப்பாடற்ற π அமைப்பை (delocalised π system) தோற்றுவிக்கின்றன — இதுவே வண்ணமூட்டி (chromophore). இந்த நீண்ட ஓரிடப்பாட்டில் இலத்திரன்கள் உயர் சக்தி மட்டத்துக்கு மாறத் தேவைப்படும் சக்தி வேறுபாடு சிறியதாக அமைவதால், அமைப்பு புலனாகும் ஒளியின் ஒரு பகுதியை உறிஞ்சுகின்றது; உறிஞ்சப்பட்ட நிறத்துக்கு நிரப்பு நிறமான ஒளியே நம் கண்களுக்குப் புலப்படுகின்றது. இதனாலேயே ஆசோச் சேர்வைகள் தெளிவான, வண்ணமயமான நிறங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன.

பொதுவான தவறு
ஆசோ இணைப்புத் தாக்கத்தை நீருடனான பீனோலாக்கத் தாக்கத்துடன் குழப்பிக் கொள்ளாதீர் — இரண்டும் ஒரே ஈரசோனியம் உப்பில் போட்டியிடுகின்றன; வெப்பநிலை உயர்ந்தால் இணைப்புத் தாக்கத்திற்குப் பதிலாக நீரால் தாக்கப்பட்டு பீனோலாகவே மாறிவிடும். ஆசோச் சேர்வையின் வண்ணத்திற்குக் காரணம் நீண்ட ஓரிடப்பாடற்ற π அமைப்பே; வெறும் –N=N– இணைப்பு இருப்பதால் மட்டும் அல்ல.

5 பலபடிகள் — தயாரிப்பு முறையும் மூலமும்

பலபடிகள் (polymers) அவை தயாரிக்கப்படும் முறையின் அடிப்படையில் இரு பெரும் வகுப்புகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. கூட்டல் பலபடிகள் (addition polymers) சிறு மூலக்கூறுகள் (monomers) எந்த ஒரு துணை விளைபொருளையும் இழக்காமல் நேரடியாக ஒன்றோடொன்று கூடிச் சங்கிலியாக இணைவதால் உருவாகின்றன — பொலிஎத்திலீன், PVC, பொலிஸ்டைரீன் ஆகியவை இதற்கு எடுத்துக்காட்டு. ஒடுக்கல் பலபடிகள் (condensation polymers) ஆனால், மோனோமர்கள் ஒன்றிணையும்போது நீர் போன்ற ஒரு சிறு மூலக்கூறையும் இழந்து உருவாகின்றன — பேக்கலைட், யூரியா-பார்மால்டிகைட் ஆகியவை இவ்வகைக்கு எடுத்துக்காட்டு.

பலபடிகள் அவற்றின் மூலத்தின் அடிப்படையிலும் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. புரதங்களும் இயற்கை றப்பரும் போன்றவை இயற்கைப் பலபடிகள் — இவை உயிரினங்களால் இயற்கையாகவே உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. நைலான், பாலியெஸ்டர், டெஃப்லான் போன்றவை ஆய்வுகூடத்தில் அல்லது தொழிற்சாலையில் தயாரிக்கப்படும் செயற்கைப் பலபடிகள்.

வகைப்பாடுவகைஎடுத்துக்காட்டு
தயாரிப்பு முறைகூட்டல் (Addition)பொலிஎத்திலீன், PVC, பொலிஸ்டைரீன்
தயாரிப்பு முறைஒடுக்கல் (Condensation)பேக்கலைட், யூரியா-பார்மால்டிகைட்
மூலம்இயற்கைபுரதம், இயற்கை றப்பர்
மூலம்செயற்கைநைலான், பாலியெஸ்டர், டெஃப்லான்

6 பலபடிகள் — கட்டமைப்பு

பலபடிகளின் கட்டமைப்பும் அவற்றின் பண்புகளை நிர்ணயிக்கும் ஒரு முக்கிய காரணியாகும். நேரியல் பலபடிகளில் (linear polymers) மோனோமர் அலகுகள் கிளைகளின்றித் தொடர்ந்த ஒரு நீண்ட சங்கிலியாக மட்டும் இணைந்திருக்கும்; பொலிஸ்டைரீன், PVC, டெஃப்லான் போன்றவை இக்கட்டமைப்பைக் கொண்டவை. இச்சங்கிலிகள் ஒன்றையொன்று சார்ந்து சறுக்கக்கூடியவையாக இருப்பதால், நேரியல் பலபடிகள் பொதுவாக வெப்பமேற்றும்போது மென்மையாகி வளையக்கூடியவை (thermoplastic).

குறுக்கு-இணைப்புப் பலபடிகளில் (cross-linked polymers) சங்கிலிகள் தனித்தனியே இல்லாமல், பக்கவாட்டுப் பிணைப்புகளால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டு ஒரு முத்தொகுதி வலைப்பின்னலை (network) உருவாக்குகின்றன; பேக்கலைட், யூரியா-பார்மால்டிகைட் ஆகியவை இதற்கு எடுத்துக்காட்டு. இவ்வலைப்பின்னல் அமைப்பு சங்கிலிகள் ஒன்றையொன்று சார்ந்து நகர விடாமல் தடுப்பதால், குறுக்கு-இணைப்புப் பலபடிகள் வெப்பமேற்றினாலும் மென்மையாகாமல் தமது வடிவத்தில் நிலைத்திருக்கும் (thermosetting).

learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 10 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc