निम्नलिखित यौगिकों में से किसका P^ks मान सबसे कम है?

संकल्पना:

pK_a और अम्लता

• किसी यौगिक का pK_a मान उसके अम्ल वियोजन स्थिरांक (K_a) के ऋणात्मक लघुगणक के बराबर होता है। यह अम्ल की शक्ति का माप है।
• कम pK_a मान एक प्रबल अम्ल को दर्शाता है, जिसका अर्थ है कि यौगिक अधिक आसानी से प्रोटॉन (H⁺) दान करता है।
• हाइड्रोकार्बन में, अम्लता उस कार्बन परमाणु के संकरण से प्रभावित होती है जो अम्लीय हाइड्रोजन से जुड़ा होता है।
• सामान्य संकरणों के लिए अम्लता का क्रम है: sp (त्रिबंध) > sp² (द्विबंध) > sp³ (एकल बंध)।

व्याख्या:

• अम्लता H⁺ खोने के बाद बनने वाले संयुग्मी क्षार की स्थायित्व से सीधे संबंधित है। स्थायित्व संकर कक्षकों के s-लक्षण से प्रभावित होता है। जितना अधिक s-लक्षण होगा, संयुग्मी क्षार उतना ही अधिक स्थायी होगा और अम्ल उतना ही प्रबल होगा।
• एसिटिलीन (HC≡CH) में, कार्बन sp संकरित (50% s-लक्षण) होता है, जिससे इसका संयुग्मी क्षार (HC≡C^-) अत्यधिक स्थायी होता है। यह एसिटिलीन को दिए गए यौगिकों में सबसे कम pK_a मान देता है।
• एथिलीन (H₂C = CH₂) और प्रोपीन (H₃C - CH = CH₂) में, कार्बन sp² संकरित (33% s-लक्षण) होते हैं, इसलिए उनके संयुग्मी क्षार एसिटिलीन की तुलना में कम स्थायी होते हैं।
• एथेन (H₃C - CH₃) में, कार्बन sp³ संकरित (25% s-लक्षण) होते हैं, जिससे यह सबसे कम अम्लीय होता है और इसका pK_a मान सबसे अधिक होता है।

निष्कर्ष: एसिटिलीन (HC≡CH) में दिए गए यौगिकों में सबसे कम pK_a मान होता है क्योंकि इसके sp संकरण में सबसे अधिक s-लक्षण होता है और सबसे स्थायी संयुग्मी क्षार बनता है।