निम्नलिखित में से किस अणु का द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होता है?

सही उत्तर CO₂ है

अवधारणा:-

• किसी अणु का द्विध्रुव आघूर्ण उसकी ध्रुवता का माप होता है। किसी अणु में आवेश का पृथक्करण होने पर उसे द्विध्रुव आघूर्ण कहा जाता है।
• ऐसा तब होता है जब ध्रुवीय बंध की ओर ले जाने वाले बंध में शामिल परमाणुओं की विद्युत ऋणता में महत्वपूर्ण अंतर होता है।
• जब इन बंध द्विध्रुवों का योग शून्य के बराबर नहीं होता है (अर्थात, वे रद्द नहीं होते हैं), तो अणु स्वयं ध्रुवीय होता है और इसमें गैर-शून्य द्विध्रुव आघूर्ण होता है। यदि अणु में बंध द्विध्रुव रद्द हो जाते हैं, तो अणु अध्रुवीय होता है और उसका द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होता है।

व्याख्या:-

आइए दिए गए विकल्पों में से प्रत्येक का आकलन करें:

• NH₃ (अमोनिया): NH₃ में नाइट्रोजन प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु के साथ इलेक्ट्रॉनों का एक युग्म साझा करता है, जिससे नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के बीच विद्युत ऋणता में अंतर के कारण एक ध्रुवीय बंध बनता है। इसका परिणाम नाइट्रोजन की ओर इंगित करने वाला एक शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण होता है, क्योंकि नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म होता है जो द्विध्रुव आघूर्ण में भी योगदान देता है। इसलिए, अणु ध्रुवीय होता है और इसका शून्य द्विध्रुव आघूर्ण नहीं होता है।
  
• H₂O (जल): जल के अणु में, ऑक्सीजन परमाणु दोनों हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ ध्रुवीय बंध बनाता है जहां साझा इलेक्ट्रॉन युग्म ऑक्सीजन परमाणु की ओर विस्थापित हो जाता है। परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन परमाणु पर आंशिक ऋणात्मक आवेश और हाइड्रोजन परमाणु पर आंशिक धनात्मक आवेश विकसित हो जाता है। इसके अलावा, इसकी 'बंकित' आणविक ज्यामिति के कारण, ये ध्रुवीय बंध रद्द नहीं होते हैं और इसलिए, द्विध्रुव आघूर्ण शून्य नहीं होता है।
  
• CO₂ (कार्बन डाइऑक्साइड): CO₂ अणु की एक रैखिक संरचना होती है जिसके बीच में कार्बन परमाणु होता है। कार्बन और ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणता में अंतर के कारण कार्बन-ऑक्सीजन बंध ध्रुवीय होते हैं, जिससे प्रत्येक बंध में द्विध्रुवीय आघूर्ण बनते हैं। लेकिन रैखिक संरचना के कारण, ये दो बंध द्विध्रुव आघूर्ण परिमाण में समान लेकिन दिशा में विपरीत होते हैं और इसलिए एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। इसका अर्थ है कि एक अणु के रूप में CO₂ अध्रुवीय होता है और इसका द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होता है।
  

इसलिए, दिए गए विकल्पों में से केवल CO₂ (विकल्प 3) में शून्य द्विध्रुव आघूर्ण होता है।