Methylene (compound)
મિથાઈલીન (આઇયુપીએસી નામ મિથાઈલિડીન, જેને કાર્બીન અથવા મિથેન પણ કહેવાય છે) એ રાસાયણિક સૂત્ર (પણ લખાયેલું) સાથેનું કાર્બનિક સંયોજન છે. તે એક રંગહીન ગેસ છે જે મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ શ્રેણીમાં ફ્લોરોસ કરે છે, અને માત્ર મંદનમાં અથવા એડક્ટ તરીકે ચાલુ રહે છે. મિથાઈલીન સૌથી સરળ કાર્બાઇન છે. તે સામાન્ય રીતે માત્ર ખૂબ જ નીચા તાપમાને અથવા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ટૂંકા ગાળાના મધ્યવર્તી તરીકે જોવા મળે છે. નામકરણ તુચ્છ નામ કાર્બીન એ પસંદગીનું આઇયુપીએસી નામ છે. વ્યવસ્થિત નામો મિથાઈલિડીન અને ડાયહાઇડ્રીડોકાર્બન, માન્ય આઇયુપીએસી નામો, અનુક્રમે અવેજી અને એડિટિવ નામકરણ અનુસાર બનાવવામાં આવે છે. મિથાઈલિડીનને હાઇડ્રોજનના બે અણુ દૂર કરીને મિથેન તરીકે જોવામાં આવે છે. મૂળભૂત રીતે, આ નામ મિથાઈલીનની આમૂલતાને ધ્યાનમાં લેતું નથી. જો કે એવા સંદર્ભમાં કે જ્યાં આમૂલતાને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, તે બિન-આમૂલ ઉત્તેજિત સ્થિતિને પણ નામ આપી શકે છે, જ્યારે બે જોડી વગરના ઇલેક્ટ્રોન સાથેની આમૂલ જમીન સ્થિતિને મિથેનેડિયલ કહેવામાં આવે છે. મિથાઇલીનનો ઉપયોગ અવેજી જૂથો મિથેનેડાયલ () અને મિથાઇલિડીન () માટે તુચ્છ નામ તરીકે પણ થાય છે. મિથાઈલીન 0.65 eVનું ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષણ ધરાવે છે. સંયોજન ડાયઝોમિથેન સાથે ફ્લેશ ફોટોલિસિસની તકનીકનો ઉપયોગ કરીને, ગેરહાર્ડ હર્ઝબર્ગ અને જેક શૂસ્મિથ મિથાઈલીન અણુનું ઉત્પાદન અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક લાક્ષણિકતા ધરાવતા પ્રથમ હતા. તેમના કાર્યમાં તેઓએ લગભગ 141.5 nm પર ગેસ ફેઝ મિથાઈલીનનું અલ્ટ્રાવાયોલેટ સ્પેક્ટ્રમ મેળવ્યું હતું. સ્પેક્ટ્રમનું તેમનું વિશ્લેષણ તેમને એવા નિષ્કર્ષ પર લઈ જાય છે કે ગ્રાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક સ્થિતિ એક ઇલેક્ટ્રોનિક ત્રિપાઇ સ્થિતિ હતી અને સંતુલન માળખું કાં તો રેખીય હતું, અથવા અન્યથા તેનો લગભગ 140° નો મોટો બંધ કોણ હતો. તે તારણ આપે છે કે બાદમાં સાચું છે. ફ્રોઝન ગેસ મેટ્રિક્સ આઇસોલેશન પ્રયોગોમાં ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા 1960ની આસપાસ મિથાઈલીનની પ્રતિક્રિયાઓનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. કેટીન (ઇથેનોન) (= CO), ડાયઝોમિથેન (રેખીય =), ડાયઝિરીન (ચક્રીય [-- N = N-]) અને ડાયયોડોમિથેન (I-- I) જેવા મિથાઈલિડીન અથવા મિથેનેડિયલ જૂથ સાથેના સંયોજનોના વિઘટન દ્વારા યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં મિથાઈલીન તૈયાર કરી શકાય છે. વિઘટન ફોટોલિસિસ, ફોટોસેન્સિટાઇઝ્ડ રીએજન્ટ્સ (જેમ કે બેન્ઝોફેનોન) અથવા થર્મલ વિઘટન દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે. મિથાઇલીન પરમાણુ (CH2) નો પ્રથમ વખત ઉલ્લેખ ડોનાલ્ડ ડક દ્વારા 1944માં કોમિકમાં કરવામાં આવ્યો હતો. રાસાયણિક ગુણધર્મો આમૂલતા મિથાઈલીનની ઘણી ઇલેક્ટ્રોનિક અવસ્થાઓ એકબીજાની પ્રમાણમાં નજીક હોય છે, જે આમૂલ રસાયણશાસ્ત્રની વિવિધ માત્રાને જન્મ આપે છે. જમીનની સ્થિતિ બે અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન (X̃3B1) સાથે ત્રિપાઇ રેડિકલ છે, અને પ્રથમ ઉત્તેજિત સ્થિતિ સિંગલેટ નોન-રેડિકલ (ά1A1) છે. એકલ બિન-આમૂલ જમીનની સ્થિતિથી માત્ર 38 કેજે ઉપર હોવાથી, મિથાઈલીનનો નમૂનો ઓરડાના તાપમાને પણ ઇલેક્ટ્રોનિક સ્થિતિઓના મિશ્રણ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જે જટિલ પ્રતિક્રિયાઓને જન્મ આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બિન-રેડિકલ પ્રજાતિઓ સાથે ત્રિપલ રેડિકલની પ્રતિક્રિયાઓમાં સામાન્ય રીતે એબ્સ્ટ્રેક્શનનો સમાવેશ થાય છે, જ્યારે સિંગલેટ બિન-રેડિકલની પ્રતિક્રિયાઓમાં માત્ર એબ્સ્ટ્રેક્શનનો સમાવેશ થતો નથી, પરંતુ નિવેશ અથવા ઉમેરો પણ થાય છે. 2 • (X̃3B1) + → + [HO] • (â1A1) + → + અથવા સિંગલેટ સ્થિતિ પણ ત્રિપુટી કરતાં વધુ રૂઢિચુસ્ત છે. અનસોલ્વેટેડ મિથાઈલીન સ્વયંભૂ ઓટોપોલિમરાઇઝ થઈને વિવિધ એક્સાઇટેડ ઓલિગોમર્સ બનાવશે, જેમાંથી સૌથી સરળ, એલ્કીન ઇથાઈલીનનું એક્સાઇટેડ સ્વરૂપ છે. ઉત્તેજિત ઓલિગોમર્સ જમીનની સ્થિતિમાં સડી જવાને બદલે વિઘટિત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇથિલિનનું ઉત્તેજિત સ્વરૂપ એસિટિલીન અને અણુ હાઇડ્રોજનમાં વિઘટિત થાય છે. 2 → HCCH + 2H ઉકેલાયેલું, ઉત્તેજિત મિથાઈલીન સ્થિર ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ ઓલિગોમર્સ બનાવશે. 2 → માળખું મિથાઈલીનની જમીનની સ્થિતિ 10.396 eV ની આયનીકરણ ઊર્જા ધરાવે છે. તે 133.84 ° ના H-C-H ખૂણા સાથે વળેલું રૂપરેખાંકન ધરાવે છે, અને આમ તે પેરામેગ્નેટિક છે. (આ કોણની સાચી આગાહી એ એબ ઇનિશિયો ક્વોન્ટમ રસાયણશાસ્ત્રની પ્રારંભિક સફળતા હતી.) જો કે, રેખીય રૂપરેખાંકનમાં રૂપાંતર માટે માત્ર 5.5 કિલો કેલરી/મોલની જરૂર પડે છે. એકલ અવસ્થામાં ત્રિગુણ અવસ્થા કરતાં થોડી વધારે ઊર્જા (લગભગ 9 કિલો કેલરી/મોલ) હોય છે, અને તેનો એચ-સી-એચ ખૂણો થોડો નાનો હોય છે, લગભગ 102°. નિષ્ક્રિય વાયુ સાથેના પાતળા મિશ્રણમાં, બંને અવસ્થાઓ સંતુલન સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી એકબીજા સાથે રૂપાંતરિત થશે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર તટસ્થ મિથાઈલીન સંકુલ કાર્બન કેન્દ્ર સાથેના સંકલન બંધના પાઈ પાત્રના આધારે વિવિધ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે. ડાયઝોમિથેન જેવા નબળા યોગદાનથી મુખ્યત્વે અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ મળે છે, જ્યારે ઇથેનોન જેવા મજબૂત યોગદાનથી મુખ્યત્વે વધારાની પ્રતિક્રિયાઓ મળે છે. પ્રમાણભૂત આધાર સાથે સારવાર કર્યા પછી, નબળા યોગદાનવાળા સંકુલ ધાતુના મિથોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત થાય છે. મજબૂત એસિડ (દા. ત., ફ્લોરોસલ્ફ્યુરિક એસિડ) સાથે, તેઓ આપવા માટે પ્રોટોનેટ કરી શકાય છે. આ સંકુલોનું ઓક્સિડેશન ફોર્મેલ્ડિહાઇડ પેદા કરે છે, અને ઘટાડો મિથેન પેદા કરે છે. મુક્ત મિથાઈલીન કાર્બીનની લાક્ષણિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે. ઉમેરા પ્રતિક્રિયાઓ ખૂબ જ ઝડપી અને ઉષ્માક્ષેપી હોય છે. જ્યારે મિથાઈલીન પરમાણુ તેની સૌથી ઓછી ઊર્જાની સ્થિતિમાં હોય છે, ત્યારે અનપેયર્ડ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન સ્વતંત્ર સ્પિન સાથે અલગ અણુ ભ્રમણકક્ષામાં હોય છે, જે રૂપરેખાંકન ત્રિપલ સ્થિતિ તરીકે ઓળખાય છે. મિથિલીન મોનોવેલન્ટ એનાયન મિથેનિડાઇલ () ઉત્પન્ન કરતું ઇલેક્ટ્રોન મેળવી શકે છે, જે ટ્રાઇમિથાઇલ એમોનિયમ () 4) સાથે ફિનાઇલ સોડિયમ () ની પ્રતિક્રિયા દ્વારા ટ્રાઇમિથાઇલ એમોનિયમ () 4 તરીકે મેળવી શકાય છે. આયન લગભગ 103°ના H-C-H ખૂણા સાથે વક્ર ભૂમિતિ ધરાવે છે. અકાર્બનિક સંયોજનો સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ મિથાઈલીન એ કોપર મિથાઈલીન જેવા સંકલન સંયોજનોમાં પણ એક સામાન્ય લિગાન્ડ છે. મિથાઈલીન અંતિમ લિગાન્ડ તરીકે બંધાઈ શકે છે, જેને મિથાઈલિડીન કહેવામાં આવે છે, અથવા બ્રિજિંગ લિગાન્ડ તરીકે, જેને મિથેનેડાયલ કહેવામાં આવે છે. મિથાઈલ રેડિકલ મિથાઈલિડીન રેડિકલ અણુ કાર્બન આલ્કીન મિથાઈલીન જૂથ ડાયક્લોરોકાર્બીન સંદર્ભો કાર્બેન કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર મુક્ત રેડિકલ પણ જુઓ.