संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था के निर्धारण के नियम। वैलेंसी और ऑक्सीडेशन स्टेट के निर्धारण के नियम किसी यौगिक में रासायनिक तत्व के आवेश का निर्धारण कैसे करें

वैधता (अव्य। वैलेरे - एक अर्थ है) एक रासायनिक तत्व की "संयोजी क्षमता" का एक उपाय है, जो कि एक परमाणु के रूप में बनने वाले व्यक्तिगत रासायनिक बंधों की संख्या के बराबर है।

संयोजकता उन बंधनों की संख्या से निर्धारित होती है जो एक परमाणु दूसरों के साथ बनाता है। उदाहरण के लिए, अणु पर विचार करें

वैधता निर्धारित करने के लिए, आपको पदार्थों के ग्राफिक सूत्रों का अच्छा विचार होना चाहिए। इस लेख में आप कई सूत्र देखेंगे। मैं आपको निरंतर संयोजकता वाले रासायनिक तत्वों के बारे में भी बताता हूं, जिन्हें जानना बहुत उपयोगी है।

इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत में, यह माना जाता है कि बंधन संयोजकता जमीन या उत्तेजित अवस्था में अयुग्मित (संयोजी) इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होती है। हमने संयोजी इलेक्ट्रॉनों और परमाणु की उत्तेजित अवस्था के विषय को छुआ। फॉस्फोरस के उदाहरण का उपयोग करते हुए, आइए इन दोनों विषयों को एक पूर्ण समझ के लिए संयोजित करें।

अधिकांश रासायनिक तत्वों का एक परिवर्तनशील वैलेंस मान होता है। परिवर्तनीय संयोजकता तांबा, लोहा, फास्फोरस, क्रोमियम और सल्फर की विशेषता है।

नीचे आप परिवर्तनशील संयोजकता वाले तत्व और उनके यौगिक देखेंगे। ध्यान दें कि अन्य तत्व हमें उनकी गैर-स्थायी वैधता निर्धारित करने में मदद करते हैं - एक निरंतर वैधता के साथ।

याद रखें कि कुछ सरल पदार्थों के लिए, वैधता मान लेती है: III - नाइट्रोजन के लिए, II - ऑक्सीजन के लिए। आइए नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड, सोडियम कार्बोनेट, लिथियम फॉस्फेट, आयरन (II) सल्फेट और पोटेशियम एसीटेट के चित्रमय सूत्र लिखकर प्राप्त ज्ञान को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं।

जैसा कि आपने देखा, वैलेंसियां ​​रोमन अंकों द्वारा इंगित की जाती हैं: I, II, III, आदि। प्रस्तुत फ़ार्मुलों पर, पदार्थों की वैधता बराबर होती है:

• एन-तृतीय
• O-द्वितीय
• एच, ना, के, ली - आई
• एस vi
• C - II (कार्बन मोनोऑक्साइड CO में), IV (कार्बन डाइऑक्साइड CO 2 और सोडियम कार्बोनेट Na 2 CO 3 में)
• फे-द्वितीय

ऑक्सीकरण अवस्था (CO) एक सशर्त संकेतक है जो एक यौगिक में एक परमाणु के आवेश और OVR (रेडॉक्स प्रतिक्रिया) में उसके व्यवहार की विशेषता है। सरल पदार्थों में, सीओ हमेशा शून्य के बराबर होता है, जटिल पदार्थों में यह कुछ तत्वों के निरंतर ऑक्सीकरण राज्यों के आधार पर निर्धारित होता है।

संख्यात्मक रूप से, ऑक्सीकरण अवस्था सशर्त आवेश के बराबर होती है जिसे एक परमाणु के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, इस धारणा द्वारा निर्देशित किया जाता है कि बांड बनाने वाले सभी इलेक्ट्रॉन एक अधिक विद्युतीय तत्व में चले गए हैं।

ऑक्सीकरण की डिग्री का निर्धारण करते हुए, हम एक तत्व को "+" और दूसरे को "-" सशर्त चार्ज देते हैं। यह वैद्युतीयऋणात्मकता के कारण है - एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करने की क्षमता। संकेत "+" का अर्थ है इलेक्ट्रॉनों की कमी, और "-" - उनकी अधिकता। मैं दोहराता हूं, सीओ एक सशर्त अवधारणा है।

एक अणु में सभी ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग शून्य होता है - आत्म-परीक्षा के लिए यह याद रखना महत्वपूर्ण है।

आवर्त सारणी के आवर्त और समूहों में वैद्युतीयऋणात्मकता में परिवर्तन को जानने के बाद D.I. मेंडेलीव, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि कौन सा तत्व "+" लेता है और कौन सा ऋण। ऑक्सीकरण की निरंतर डिग्री वाले तत्व भी इस मामले में मदद करते हैं।

जो अधिक विद्युतीय है, वह इलेक्ट्रॉनों को अधिक दृढ़ता से आकर्षित करता है और "शून्य में जाता है"। जो लोग अपने इलेक्ट्रॉनों का दान करते हैं और उनकी कमी का अनुभव करते हैं उन्हें "+" चिह्न प्राप्त होता है।

स्वतंत्र रूप से निम्नलिखित पदार्थों में परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों का निर्धारण करें: RbOH, NaCl, BaO, NaClO 3, SO 2 Cl 2, KMnO 4, Li 2 SO 3, O 2, NaH 2 PO 4। नीचे आपको इस समस्या का समाधान मिलेगा।

आवर्त सारणी के अनुसार वैद्युतीयऋणात्मकता के मूल्य की तुलना करें, और निश्चित रूप से, अपने अंतर्ज्ञान का उपयोग करें :) हालाँकि, जैसा कि आप रसायन विज्ञान का अध्ययन करते हैं, ऑक्सीकरण राज्यों का सटीक ज्ञान भी सबसे विकसित अंतर्ज्ञान को प्रतिस्थापित करना चाहिए ;-)

मैं विशेष रूप से आयनों के विषय पर प्रकाश डालना चाहूंगा। एक आयन एक परमाणु या परमाणुओं का एक समूह है, जो एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों के नुकसान या लाभ के कारण सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज (और) प्राप्त कर चुका है।

एक आयन में परमाणुओं के CO का निर्धारण करते समय, एक अणु के रूप में आयन के कुल आवेश को "0" पर लाने का प्रयास नहीं करना चाहिए। घुलनशीलता तालिका में आयन दिए गए हैं, उनके अलग-अलग चार्ज हैं - आयन को ऐसे चार्ज में लाना आवश्यक है। मैं एक उदाहरण के साथ समझाता हूँ।

© बेलेविच यूरी सर्गेविच 2018-2020

यह लेख यूरी सर्गेइविच बेलेविच द्वारा लिखा गया था और यह उनकी बौद्धिक संपदा है। कॉपीराइट धारक की पूर्व सहमति के बिना प्रतिलिपि बनाना, वितरण (इंटरनेट पर अन्य साइटों और संसाधनों की प्रतिलिपि बनाना शामिल है) या जानकारी और वस्तुओं का कोई अन्य उपयोग कानून द्वारा दंडनीय है। लेख की सामग्री प्राप्त करने और उनका उपयोग करने की अनुमति के लिए, कृपया संपर्क करें

यौगिकों में तत्वों की स्थिति को चिह्नित करने के लिए, ऑक्सीकरण की डिग्री की अवधारणा पेश की गई है।

परिभाषा

किसी दिए गए तत्व के परमाणु से या किसी यौगिक में दिए गए तत्व के परमाणु से विस्थापित इलेक्ट्रॉनों की संख्या कहलाती है ऑक्सीकरण अवस्था.

एक सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था किसी दिए गए परमाणु से विस्थापित होने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करती है, और एक नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था उन इलेक्ट्रॉनों की संख्या को इंगित करती है जो किसी दिए गए परमाणु की ओर विस्थापित होते हैं।

इस परिभाषा से यह पता चलता है कि गैर-ध्रुवीय बंध वाले यौगिकों में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है। समान परमाणुओं (एन 2, एच 2, सीएल 2) से युक्त अणु ऐसे यौगिकों के उदाहरण के रूप में काम कर सकते हैं।

प्रारंभिक अवस्था में धातुओं का ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होता है, क्योंकि उनमें इलेक्ट्रॉन घनत्व का वितरण एक समान होता है।

सरल आयनिक यौगिकों में, उनके घटक तत्वों का ऑक्सीकरण अवस्था विद्युत आवेश के बराबर होता है, क्योंकि इन यौगिकों के निर्माण के दौरान, एक परमाणु से दूसरे परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का लगभग पूर्ण स्थानांतरण होता है: Na +1 I -1, Mg +2 सीएल -1 2, अल +3 एफ - 1 3, Zr +4 बीआर -1 4।

ध्रुवीय सहसंयोजक बंधों वाले यौगिकों में तत्वों के ऑक्सीकरण की डिग्री का निर्धारण करते समय, उनकी वैद्युतीयऋणात्मकता के मूल्यों की तुलना की जाती है। चूँकि, एक रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान, इलेक्ट्रॉनों को अधिक विद्युतीय तत्वों के परमाणुओं में विस्थापित किया जाता है, बाद में यौगिकों में एक नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था होती है।

उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था

तत्वों के लिए जो अपने यौगिकों में विभिन्न ऑक्सीकरण राज्यों को प्रदर्शित करते हैं, उच्च (अधिकतम सकारात्मक) और निम्न (न्यूनतम नकारात्मक) ऑक्सीकरण राज्यों की अवधारणाएं हैं। एक रासायनिक तत्व का उच्चतम ऑक्सीकरण राज्य आमतौर पर डी। आई। मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली में समूह संख्या के साथ मेल खाता है। अपवाद हैं फ्लोरीन (ऑक्सीकरण अवस्था -1 है, और तत्व समूह VIIA में स्थित है), ऑक्सीजन (ऑक्सीकरण अवस्था +2 है, और तत्व समूह VIA में स्थित है), हीलियम, नियॉन, आर्गन (ऑक्सीकरण अवस्था) 0 है, और तत्व समूह VIII समूह में स्थित हैं), साथ ही साथ कोबाल्ट और निकल उपसमूहों के तत्व (ऑक्सीकरण अवस्था +2 है, और तत्व समूह VIII में स्थित हैं), जिसके लिए उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था व्यक्त की गई है एक संख्या से जिसका मूल्य उस समूह की संख्या से कम है जिससे वे संबंधित हैं। इसके विपरीत, तांबे के उपसमूह के तत्वों में एक से अधिक की उच्च ऑक्सीकरण स्थिति होती है, हालांकि वे समूह I से संबंधित होते हैं (तांबा और चांदी का अधिकतम सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्य +2, सोना +3 है)।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

उत्तर हम प्रस्तावित परिवर्तन योजनाओं में से प्रत्येक में वैकल्पिक रूप से सल्फर ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करेंगे, और फिर सही उत्तर चुनेंगे।

• हाइड्रोजन सल्फाइड में, सल्फर का ऑक्सीकरण अवस्था (-2) है, और एक साधारण पदार्थ में - सल्फर - 0:

सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन: -2 → 0, अर्थात छठा उत्तर।

• एक साधारण पदार्थ में - सल्फर - सल्फर का ऑक्सीकरण अवस्था 0 है, और SO 3 में - (+6):

सल्फर के ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन: 0 → +6, अर्थात। चौथा उत्तर।

• सल्फ्यूरस एसिड में, सल्फर का ऑक्सीकरण अवस्था (+4) है, और एक साधारण पदार्थ में - सल्फर - 0:

1×2 +x+ 3×(-2) =0;

सल्फर के ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन: +4 → 0, अर्थात। तीसरा उत्तर।

उदाहरण 2

व्यायाम	वैलेंस III और ऑक्सीकरण राज्य (-3) नाइट्रोजन यौगिक में दिखाता है: ए) एन 2 एच 4; बी) एनएच3; सी) एनएच 4 सीएल; घ) एन 2 ओ 5
समाधान	प्रस्तुत प्रश्न का सही उत्तर देने के लिए, हम वैकल्पिक रूप से प्रस्तावित यौगिकों में नाइट्रोजन की संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण करेंगे। a) हाइड्रोजन की संयोजकता हमेशा I के बराबर होती है। हाइड्रोजन संयोजकता इकाइयों की कुल संख्या 4 (1 × 4 = 4) होती है। अणु में नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या से प्राप्त मूल्य को विभाजित करें: 4/2 \u003d 2, इसलिए, नाइट्रोजन की वैधता II है। यह उत्तर गलत है। b) हाइड्रोजन की संयोजकता हमेशा I के बराबर होती है। हाइड्रोजन संयोजकता इकाइयों की कुल संख्या 3 (1 × 3 = 3) होती है। हम प्राप्त मूल्य को अणु में नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या से विभाजित करते हैं: 3/1 \u003d 2, इसलिए, नाइट्रोजन की वैधता III है। अमोनिया में नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था (-3) है: यह सही जवाब है।
उत्तर	विकल्प (बी)

रसायन विज्ञान में, "ऑक्सीकरण" और "कमी" शब्द का अर्थ उन प्रतिक्रियाओं से है जिनमें एक परमाणु या परमाणुओं का एक समूह क्रमशः इलेक्ट्रॉनों को खो देता है या प्राप्त करता है। ऑक्सीकरण स्थिति एक या एक से अधिक परमाणुओं के लिए एक संख्यात्मक मान है जो पुनर्वितरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या को दर्शाता है और दिखाता है कि प्रतिक्रिया के दौरान इन इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं के बीच कैसे वितरित किया जाता है। इस मात्रा का निर्धारण परमाणुओं और उनसे मिलकर बने अणुओं के आधार पर एक सरल और काफी जटिल प्रक्रिया दोनों हो सकता है। इसके अलावा, कुछ तत्वों के परमाणुओं में कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ हो सकती हैं। सौभाग्य से, ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने के लिए सरल अस्पष्ट नियम हैं, जिनके आत्मविश्वास से उपयोग के लिए यह रसायन विज्ञान और बीजगणित की मूल बातें जानने के लिए पर्याप्त है।

कदम

भाग ---- पहला

रसायन विज्ञान के नियमों के अनुसार ऑक्सीकरण की डिग्री का निर्धारण

निर्धारित करें कि प्रश्न में पदार्थ तात्विक है या नहीं।रासायनिक यौगिक के बाहर परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है। यह नियम अलग-अलग मुक्त परमाणुओं से बनने वाले पदार्थों और उन दोनों के लिए सही है जिनमें एक तत्व के दो या बहुपरमाणुक अणु होते हैं।

• उदाहरण के लिए, अल (एस) और सीएल 2 में 0 का ऑक्सीकरण राज्य है क्योंकि दोनों रासायनिक रूप से असम्बद्ध मौलिक अवस्था में हैं।
• कृपया ध्यान दें कि सल्फर एस 8, या ऑक्टासल्फर का एलोट्रोपिक रूप, इसकी एटिपिकल संरचना के बावजूद, एक शून्य ऑक्सीकरण अवस्था की विशेषता है।

1. निर्धारित करें कि प्रश्न में पदार्थ में आयन होते हैं या नहीं।आयनों की ऑक्सीकरण अवस्था उनके आवेश के बराबर होती है। यह मुक्त आयनों और उन दोनों के लिए सत्य है जो रासायनिक यौगिकों का हिस्सा हैं।

   • उदाहरण के लिए, Cl आयन की ऑक्सीकरण अवस्था -1 है।
   • रासायनिक यौगिक NaCl में Cl आयन का ऑक्सीकरण अवस्था भी -1 है। चूँकि Na आयन, परिभाषा के अनुसार, +1 का आवेश रखता है, हम निष्कर्ष निकालते हैं कि Cl आयन का आवेश -1 है, और इस प्रकार इसकी ऑक्सीकरण अवस्था -1 है।

2. ध्यान दें कि धातु आयनों में कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ हो सकती हैं।कई धात्विक तत्वों के परमाणुओं को विभिन्न विस्तारों तक आयनित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, लोहे (Fe) जैसे धातु के आयनों का आवेश +2 या +3 है। धातु आयनों का आवेश (और उनके ऑक्सीकरण की डिग्री) अन्य तत्वों के आयनों के आवेशों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है जिसके साथ यह धातु एक रासायनिक यौगिक का हिस्सा है; पाठ में, यह आवेश रोमन अंकों द्वारा इंगित किया गया है: उदाहरण के लिए, लोहा (III) में +3 का ऑक्सीकरण अवस्था है।

   • एक उदाहरण के रूप में, एक एल्यूमीनियम आयन युक्त यौगिक पर विचार करें। AlCl3 यौगिक का कुल आवेश शून्य है। चूँकि हम जानते हैं कि Cl - आयनों का आवेश -1 होता है, और यौगिक में 3 ऐसे आयन होते हैं, प्रश्न में पदार्थ की कुल तटस्थता के लिए, Al आयन का आवेश +3 होना चाहिए। इस प्रकार, इस मामले में, एल्यूमीनियम का ऑक्सीकरण राज्य +3 है।

3. ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था -2 है (कुछ अपवादों के साथ)।लगभग सभी मामलों में, ऑक्सीजन परमाणुओं में -2 का ऑक्सीकरण अवस्था होता है। इस नियम के कई अपवाद हैं:

   • यदि ऑक्सीजन प्राथमिक अवस्था (O2) में है, तो इसकी ऑक्सीकरण अवस्था 0 है, जैसा कि अन्य तात्विक पदार्थों के मामले में है।
   • अगर ऑक्सीजन शामिल है पेरोक्साइड, इसकी ऑक्सीकरण अवस्था -1 है। पेरोक्साइड यौगिकों का एक समूह है जिसमें एक ऑक्सीजन-ऑक्सीजन बंधन होता है (यानी पेरोक्साइड आयन ओ 2 -2)। उदाहरण के लिए, एच 2 ओ 2 अणु (हाइड्रोजन पेरोक्साइड) की संरचना में, ऑक्सीजन का चार्ज और -1 का ऑक्सीकरण राज्य होता है।
   • फ्लोरीन के संयोजन में, ऑक्सीजन में +2 का ऑक्सीकरण राज्य होता है, नीचे फ्लोरीन के लिए नियम देखें।

4. कुछ अपवादों के साथ हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था +1 है।ऑक्सीजन की तरह इसके भी अपवाद हैं। एक नियम के रूप में, हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण अवस्था +1 है (जब तक कि यह मौलिक अवस्था H 2 में न हो)। हालाँकि, हाइड्राइड्स नामक यौगिकों में, हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण अवस्था -1 है।

   • उदाहरण के लिए, एच 2 ओ में, हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण राज्य +1 है, क्योंकि ऑक्सीजन परमाणु में -2 का चार्ज होता है, और समग्र तटस्थता के लिए दो +1 चार्ज की आवश्यकता होती है। हालाँकि, सोडियम हाइड्राइड की संरचना में, हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण अवस्था पहले से ही -1 है, क्योंकि Na आयन में +1 का आवेश होता है, और कुल विद्युतीयता के लिए, हाइड्रोजन परमाणु (और इस प्रकार इसकी ऑक्सीकरण अवस्था) का आवेश होना चाहिए -1।

5. एक अधातु तत्त्व हमेशा-1 का ऑक्सीकरण अवस्था है।जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कुछ तत्वों (धातु आयनों, पेरोक्साइड में ऑक्सीजन परमाणु, और इसी तरह) के ऑक्सीकरण की डिग्री कई कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है। हालाँकि, फ्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा -1 होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि इस तत्व में सबसे अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी है - दूसरे शब्दों में, फ्लोरीन परमाणु अपने स्वयं के इलेक्ट्रॉनों के साथ भाग लेने के लिए सबसे कम इच्छुक हैं और सबसे अधिक सक्रिय रूप से अन्य लोगों के इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करते हैं। इस प्रकार, उनका शुल्क अपरिवर्तित रहता है।

6. किसी यौगिक में ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग उसके आवेश के बराबर होता है।रासायनिक यौगिक बनाने वाले सभी परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों को कुल मिलाकर इस यौगिक का प्रभार देना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि कोई यौगिक उदासीन है, तो उसके सभी परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग शून्य होना चाहिए; यदि यौगिक -1 के आवेश वाला एक बहुपरमाणुक आयन है, तो ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग -1 है, और इसी तरह आगे भी।

   • यह जांचने का एक अच्छा तरीका है - यदि ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग यौगिक के कुल आवेश के बराबर नहीं है, तो आप कहीं गलत हैं।

   भाग 2

   रसायन विज्ञान के नियमों का उपयोग किए बिना ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण

   1. उन परमाणुओं को खोजें जिनके ऑक्सीकरण अवस्था के संबंध में सख्त नियम नहीं हैं।कुछ तत्वों के संबंध में, ऑक्सीकरण की डिग्री का पता लगाने के लिए कोई दृढ़ता से स्थापित नियम नहीं हैं। यदि कोई परमाणु ऊपर सूचीबद्ध नियमों में से किसी के अंतर्गत नहीं आता है, और आप इसके आवेश को नहीं जानते हैं (उदाहरण के लिए, परमाणु एक जटिल का हिस्सा है, और इसका आवेश इंगित नहीं किया गया है), तो आप इस तरह के ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण कर सकते हैं उन्मूलन द्वारा परमाणु। पहले यौगिक के अन्य सभी परमाणुओं का आवेश ज्ञात कीजिए और फिर यौगिक के ज्ञात कुल आवेश से इस परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना कीजिए।

      • उदाहरण के लिए, Na 2 SO 4 यौगिक में, सल्फर परमाणु (S) का आवेश अज्ञात है - हम केवल इतना जानते हैं कि यह शून्य नहीं है, क्योंकि सल्फर प्राथमिक अवस्था में नहीं है। यह यौगिक ऑक्सीकरण अवस्था के निर्धारण की बीजगणितीय विधि का वर्णन करने के लिए एक अच्छे उदाहरण के रूप में कार्य करता है।

   2. यौगिक में शेष तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात कीजिए।ऊपर वर्णित नियमों का उपयोग करते हुए, यौगिक के शेष परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों का निर्धारण करें। O, H, इत्यादि के मामले में नियम के अपवादों को न भूलें।

      • Na 2 SO 4 के लिए, हमारे नियमों का उपयोग करते हुए, हम पाते हैं कि Na आयन का आवेश (और इसलिए ऑक्सीकरण अवस्था) +1 है, और प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु के लिए यह -2 है।
   3. यौगिकों में, सभी ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग आवेश के बराबर होना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि यौगिक एक द्विपरमाणुक आयन है, तो परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग कुल आयनिक आवेश के बराबर होना चाहिए।
   4. मेंडेलीव की आवर्त सारणी का उपयोग करने में सक्षम होना और यह जानना बहुत उपयोगी है कि इसमें धात्विक और अधात्विक तत्व कहाँ स्थित हैं।
   5. प्राथमिक रूप में परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा शून्य होती है। किसी एक आयन की ऑक्सीकरण अवस्था उसके आवेश के बराबर होती है। आवर्त सारणी के समूह 1A के तत्व, जैसे कि हाइड्रोजन, लिथियम, सोडियम, मौलिक रूप में +1 का ऑक्सीकरण राज्य है; समूह 2A धातुओं की ऑक्सीकरण स्थिति, जैसे कि मैग्नीशियम और कैल्शियम, अपने मौलिक रूप में +2 है। रासायनिक बंधन के प्रकार के आधार पर ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में 2 अलग-अलग ऑक्सीकरण राज्य हो सकते हैं।

यौगिकों में एक परमाणु का औपचारिक प्रभार एक सहायक मात्रा है, यह आमतौर पर रसायन शास्त्र में तत्वों के गुणों के वर्णन में प्रयोग किया जाता है। यह सशर्त विद्युत आवेश ऑक्सीकरण की डिग्री है। कई रासायनिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप इसका मूल्य बदल जाता है। हालांकि आवेश औपचारिक है, यह रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं (ओआरडी) में परमाणुओं के गुणों और व्यवहार को स्पष्ट रूप से चित्रित करता है।

ऑक्सीकरण और कमी

अतीत में, रसायनज्ञों ने "ऑक्सीकरण" शब्द का इस्तेमाल अन्य तत्वों के साथ ऑक्सीजन की बातचीत का वर्णन करने के लिए किया था। प्रतिक्रियाओं का नाम ऑक्सीजन के लैटिन नाम से आता है - ऑक्सीजनियम। बाद में यह पता चला कि अन्य तत्व भी ऑक्सीकरण करते हैं। इस मामले में, उन्हें बहाल किया जाता है - वे इलेक्ट्रॉनों को संलग्न करते हैं। अणु के निर्माण के दौरान प्रत्येक परमाणु अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉन शेल की संरचना को बदल देता है। इस मामले में, एक औपचारिक शुल्क प्रकट होता है, जिसका मूल्य सशर्त रूप से दिए गए या प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करता है। इस मूल्य को चिह्नित करने के लिए, पहले अंग्रेजी रासायनिक शब्द "ऑक्सीकरण संख्या" का उपयोग किया गया था, जिसका अर्थ अनुवाद में "ऑक्सीकरण संख्या" है। इसका उपयोग इस धारणा पर आधारित है कि अणुओं या आयनों में बंधन इलेक्ट्रॉन उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी (ईओ) वाले परमाणु से संबंधित हैं। उनके इलेक्ट्रॉनों को बनाए रखने और उन्हें अन्य परमाणुओं से आकर्षित करने की क्षमता मजबूत गैर-धातुओं (हैलोजन, ऑक्सीजन) में अच्छी तरह व्यक्त की जाती है। मजबूत धातुओं (सोडियम, पोटेशियम, लिथियम, कैल्शियम, अन्य क्षार और क्षारीय पृथ्वी तत्व) में विपरीत गुण होते हैं।

ऑक्सीकरण की डिग्री का निर्धारण

ऑक्सीकरण अवस्था वह आवेश है जो एक परमाणु प्राप्त करेगा यदि बांड के निर्माण में शामिल इलेक्ट्रॉनों को पूरी तरह से अधिक विद्युतीय तत्व में स्थानांतरित कर दिया गया हो। ऐसे पदार्थ हैं जिनमें आणविक संरचना नहीं होती है (क्षार धातु हलाइड्स और अन्य यौगिक)। इन मामलों में, ऑक्सीकरण अवस्था आयन के आवेश के साथ मेल खाती है। सशर्त या वास्तविक आवेश यह दर्शाता है कि परमाणुओं द्वारा अपनी वर्तमान स्थिति प्राप्त करने से पहले कौन सी प्रक्रिया हुई थी। सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था परमाणुओं से निकाले गए इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या है। ऑक्सीकरण अवस्था का ऋणात्मक मान अर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होता है। एक रासायनिक तत्व के ऑक्सीकरण अवस्था को बदलकर, प्रतिक्रिया के दौरान (और इसके विपरीत) इसके परमाणुओं के साथ क्या होता है, इसका न्याय करता है। पदार्थ का रंग निर्धारित करता है कि ऑक्सीकरण की स्थिति में क्या परिवर्तन हुए हैं। क्रोमियम, लोहा और कई अन्य तत्वों के यौगिक जिनमें वे अलग-अलग वैलेंस प्रदर्शित करते हैं, अलग-अलग रंग के होते हैं।

ऋणात्मक, शून्य और धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था मान

समान EO मान वाले रासायनिक तत्वों से सरल पदार्थ बनते हैं। इस मामले में, बंधन इलेक्ट्रॉन समान रूप से सभी संरचनात्मक कणों से संबंधित होते हैं। इसलिए, सरल पदार्थों में, ऑक्सीकरण अवस्था (H 0 2, O 0 2, C 0) तत्वों की विशेषता नहीं है। जब परमाणु इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं या सामान्य बादल उनकी दिशा में बदलाव करते हैं, तो शुल्क को ऋण चिह्न के साथ लिखने की प्रथा है। उदाहरण के लिए, एफ -1, ओ -2, सी -4। इलेक्ट्रॉन दान करके, परमाणु एक वास्तविक या औपचारिक सकारात्मक आवेश प्राप्त करते हैं। OF 2 ऑक्साइड में, ऑक्सीजन परमाणु दो फ्लोरीन परमाणुओं में से प्रत्येक को एक इलेक्ट्रॉन देता है और O +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है। यह माना जाता है कि एक अणु या एक बहुपरमाणुक आयन में, अधिक विद्युतीय परमाणु सभी बाध्यकारी इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं।

सल्फर एक ऐसा तत्व है जो विभिन्न संयोजकताओं और ऑक्सीकरण अवस्थाओं को प्रदर्शित करता है।

मुख्य उपसमूहों के रासायनिक तत्व अक्सर VIII के बराबर कम वैलेंस प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड और धातु सल्फाइड में सल्फर की वैलेंसी II है। उत्तेजित अवस्था में तत्व की विशेषता मध्यवर्ती और उच्च संयोजकता होती है, जब परमाणु एक, दो, चार या सभी छह इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है और क्रमशः I, II, IV, VI की संयोजकता प्रदर्शित करता है। एक ही मान, केवल एक ऋण या धन चिह्न के साथ, सल्फर के ऑक्सीकरण राज्य होते हैं:

• फ्लोरीन सल्फाइड में एक इलेक्ट्रॉन देता है: -1;
• हाइड्रोजन सल्फाइड में, निम्नतम मान: -2;
• डाइऑक्साइड मध्यवर्ती अवस्था में: +4;
• ट्राइऑक्साइड, सल्फ्यूरिक एसिड और सल्फेट्स में: +6।

अपने उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में, सल्फर केवल इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है; अपनी निम्नतम अवस्था में, यह मजबूत कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करता है। परिस्थितियों के आधार पर, एस +4 परमाणु यौगिकों में कम करने या ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में कार्य कर सकते हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण

सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल के निर्माण में, सोडियम इलेक्ट्रॉनों को अधिक विद्युतीय क्लोरीन को दान करता है। तत्वों के ऑक्सीकरण राज्य आयनों के आरोपों के साथ मेल खाते हैं: Na +1 Cl -1। एक अधिक विद्युतीय परमाणु में इलेक्ट्रॉन जोड़े के समाजीकरण और विस्थापन द्वारा बनाए गए अणुओं के लिए, केवल औपचारिक प्रभार की अवधारणा लागू होती है। लेकिन यह माना जा सकता है कि सभी यौगिक आयनों से बने होते हैं। फिर परमाणु, इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करके, एक सशर्त नकारात्मक चार्ज प्राप्त करते हैं, और दूर देकर, वे एक सकारात्मक प्राप्त करते हैं। प्रतिक्रियाओं में, इंगित करें कि कितने इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित किया गया है। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड अणु सी +4 ओ - 2 2 में, कार्बन के लिए रासायनिक प्रतीक के ऊपरी दाएं कोने में इंगित सूचकांक परमाणु से हटाए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रदर्शित करता है। इस पदार्थ में ऑक्सीजन का ऑक्सीकरण अवस्था -2 है। रासायनिक चिन्ह O के साथ संबंधित सूचकांक परमाणु में जोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।

ऑक्सीकरण राज्यों की गणना कैसे करें

दान किए गए और परमाणुओं द्वारा जोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना करने में समय लग सकता है। निम्नलिखित नियम इस कार्य को आसान बनाते हैं:

1. साधारण पदार्थों में ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है।
2. एक तटस्थ पदार्थ में सभी परमाणुओं या आयनों के ऑक्सीकरण का योग शून्य होता है।
3. एक जटिल आयन में, सभी तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों का योग संपूर्ण कण के आवेश के अनुरूप होना चाहिए।
4. एक अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणु एक नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करता है, जिसे ऋण चिह्न के साथ लिखा जाता है।
5. कम इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करते हैं, उन्हें एक प्लस चिन्ह के साथ लिखा जाता है।
6. ऑक्सीजन आमतौर पर -2 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।
7. हाइड्रोजन के लिए, विशेषता मान है: +1, धातु हाइड्राइड्स में यह होता है: H-1।
8. फ्लोरीन सभी तत्वों में सबसे अधिक विद्युतीय है, इसकी ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा -4 होती है।
9. अधिकांश धातुओं के लिए, ऑक्सीकरण संख्या और वैलेंस समान होते हैं।

ऑक्सीकरण अवस्था और वैलेंस

अधिकांश यौगिक रेडॉक्स प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं। एक तत्व से दूसरे तत्व में इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण या विस्थापन से उनकी ऑक्सीकरण अवस्था और वैधता में परिवर्तन होता है। अक्सर ये मान मेल खाते हैं। "ऑक्सीकरण राज्य" शब्द के समानार्थक शब्द के रूप में, वाक्यांश "इलेक्ट्रोकेमिकल वैलेंस" का उपयोग किया जा सकता है। लेकिन अपवाद हैं, उदाहरण के लिए, अमोनियम आयन में, नाइट्रोजन टेट्रावेलेंट है। वहीं, इस तत्व का परमाणु ऑक्सीकरण अवस्था -3 में है। कार्बनिक पदार्थों में, कार्बन हमेशा टेट्रावैलेंट होता है, लेकिन मीथेन सीएच 4 में सी परमाणु के ऑक्सीकरण राज्य, फॉर्मिक अल्कोहल सीएच 3 ओएच और एचसीओओएच एसिड के अलग-अलग मूल्य हैं: -4, -2 और +2।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

रेडॉक्स में उद्योग, प्रौद्योगिकी, चेतन और निर्जीव प्रकृति में कई सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं शामिल हैं: दहन, क्षरण, किण्वन, इंट्रासेल्युलर श्वसन, प्रकाश संश्लेषण और अन्य घटनाएं।

ओवीआर समीकरणों को संकलित करते समय, गुणांक का चयन इलेक्ट्रॉनिक संतुलन पद्धति का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें निम्न श्रेणियां संचालित होती हैं:

• ऑक्सीकरण राज्य;
• कम करने वाला एजेंट इलेक्ट्रॉनों का दान करता है और ऑक्सीकृत होता है;
• ऑक्सीकरण एजेंट इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है और कम हो जाता है;
• दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या संलग्न इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए।

एक परमाणु द्वारा इलेक्ट्रॉनों के अधिग्रहण से इसकी ऑक्सीकरण अवस्था (कमी) में कमी आती है। एक परमाणु द्वारा एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों की हानि प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप तत्व की ऑक्सीकरण संख्या में वृद्धि के साथ होती है। ओवीआर के लिए, जलीय घोलों में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के आयनों के बीच प्रवाहित करना, इलेक्ट्रॉनिक संतुलन नहीं, बल्कि अर्ध-प्रतिक्रियाओं की विधि का अधिक बार उपयोग किया जाता है।

वैद्युतीयऋणात्मकता (ईओ) जब वे अन्य परमाणुओं के साथ बंधते हैं तो इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने के लिए परमाणुओं की क्षमता होती है .

इलेक्ट्रोनगेटिविटी न्यूक्लियस और वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के बीच की दूरी पर निर्भर करती है, और वैलेंस शेल पूरा होने के कितने करीब है। किसी परमाणु की त्रिज्या जितनी छोटी होती है और वैलेंस इलेक्ट्रॉन जितने अधिक होते हैं, उसकी ER उतनी ही अधिक होती है।

फ्लोरीन सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है। सबसे पहले, इसके वैलेंस शेल में 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं (एक ऑक्टेट से पहले केवल 1 इलेक्ट्रॉन गायब होता है) और दूसरा, यह वैलेंस शेल (…2s 2 2p 5) नाभिक के करीब स्थित होता है।

सबसे कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु हैं। उनके पास बड़े रेडी हैं और उनके बाहरी इलेक्ट्रॉन गोले पूर्ण से बहुत दूर हैं। इलेक्ट्रॉनों को "लाभ" करने की तुलना में उनके लिए अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को दूसरे परमाणु (फिर पूर्व-बाहरी खोल पूर्ण हो जाएगा) देना बहुत आसान है।

वैद्युतीयऋणात्मकता को मात्रात्मक रूप से व्यक्त किया जा सकता है और तत्वों को आरोही क्रम में पंक्तिबद्ध किया जा सकता है। अमेरिकी रसायनज्ञ एल। पॉलिंग द्वारा प्रस्तावित इलेक्ट्रोनगेटिविटी स्केल का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

यौगिक में तत्वों की वैद्युतीयऋणात्मकता में अंतर ( डीएक्स) हमें रासायनिक बंधन के प्रकार का न्याय करने की अनुमति देगा। यदि मान ∆ एक्स= 0 - कनेक्शन सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय.

2.0 तक के इलेक्ट्रोनगेटिविटी अंतर के साथ, बंधन कहा जाता है सहसंयोजक ध्रुवीय, उदाहरण के लिए: एचएफ हाइड्रोजन फ्लोराइड अणु में एचएफ बंधन: Δ एक्स \u003d (3.98 - 2.20) \u003d 1.78

2.0 से अधिक वैद्युतीयऋणात्मकता अंतर वाले बांड माने जाते हैं ईओण का. उदाहरण के लिए: NaCl यौगिक में Na-Cl बंधन: Δ X \u003d (3.16 - 0.93) \u003d 2.23।

ऑक्सीकरण अवस्था

ऑक्सीकरण राज्य (सीओ) एक अणु में एक परमाणु का सशर्त प्रभार है, इस धारणा पर गणना की जाती है कि अणु में आयन होते हैं और आमतौर पर विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं।

जब एक आयनिक बंधन बनता है, तो एक इलेक्ट्रॉन एक कम विद्युतीय परमाणु से एक अधिक विद्युतीय परमाणु से गुजरता है, परमाणु अपनी विद्युत तटस्थता खो देते हैं और आयनों में बदल जाते हैं। पूर्णांक शुल्क हैं। जब एक सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन बनता है, तो इलेक्ट्रॉन पूरी तरह से स्थानांतरित नहीं होता है, लेकिन आंशिक रूप से, इसलिए आंशिक शुल्क उत्पन्न होता है (नीचे की आकृति में, एचसीएल)। आइए कल्पना करें कि इलेक्ट्रॉन पूरी तरह से हाइड्रोजन परमाणु से क्लोरीन में चला गया, और हाइड्रोजन पर एक सकारात्मक चार्ज +1 और क्लोरीन पर -1 दिखाई दिया। ऐसे सशर्त आवेशों को ऑक्सीकरण अवस्था कहा जाता है।

यह आंकड़ा ऑक्सीकरण राज्यों को पहले 20 तत्वों की विशेषता दिखाता है।
टिप्पणी। उच्चतम एसडी आमतौर पर आवर्त सारणी में समूह संख्या के बराबर होता है। मुख्य उपसमूहों की धातुओं में एक विशेषता सीओ होती है, गैर-धातुओं में, एक नियम के रूप में, सीओ का प्रसार होता है। इसलिए, गैर-धातु बड़ी संख्या में यौगिक बनाते हैं और धातुओं की तुलना में अधिक "विविध" गुण होते हैं।

ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने के उदाहरण

आइए यौगिकों में क्लोरीन के ऑक्सीकरण राज्यों का निर्धारण करें:

जिन नियमों पर हमने विचार किया है, वे हमें हमेशा सभी तत्वों के CO की गणना करने की अनुमति नहीं देते हैं, उदाहरण के लिए, किसी दिए गए एमिनोप्रोपेन अणु में।

यहाँ निम्नलिखित विधि का उपयोग करना सुविधाजनक है:

1) हम अणु के संरचनात्मक सूत्र को चित्रित करते हैं, डैश एक बंधन है, इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी है।

2) हम डैश को अधिक ईओ परमाणु की ओर निर्देशित तीर में बदल देते हैं। यह तीर एक इलेक्ट्रॉन के परमाणु में संक्रमण का प्रतीक है। यदि दो समान परमाणु जुड़े हुए हैं, तो हम लाइन को वैसे ही छोड़ देते हैं - इलेक्ट्रॉनों का कोई स्थानांतरण नहीं होता है।

3) हम गिनते हैं कि कितने इलेक्ट्रॉन "आए" और "बाएं"।

उदाहरण के लिए, पहले कार्बन परमाणु पर आवेश पर विचार करें। तीन तीर परमाणु की ओर निर्देशित हैं, जिसका अर्थ है कि 3 इलेक्ट्रॉन आ चुके हैं, आवेश -3 है।

दूसरा कार्बन परमाणु: हाइड्रोजन ने इसे एक इलेक्ट्रॉन दिया और नाइट्रोजन ने एक इलेक्ट्रॉन लिया। चार्ज नहीं बदला है, यह शून्य के बराबर है। वगैरह।

वैलेंस

वैलेंस(लैटिन वैलेंस से "बल होने") - परमाणुओं की अन्य तत्वों के परमाणुओं के साथ एक निश्चित संख्या में रासायनिक बंधन बनाने की क्षमता।

मूल रूप से, वैलेंसी का मतलब है एक निश्चित संख्या में सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए परमाणुओं की क्षमता. अगर एक परमाणु है एनअयुग्मित इलेक्ट्रॉनों और एमअकेला इलेक्ट्रॉन जोड़े, तो यह परमाणु बन सकता है एन + एमअन्य परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधन, अर्थात इसकी वैलेंस होगी एन + एम. अधिकतम वैधता का मूल्यांकन करते समय, किसी को "उत्तेजित" स्थिति के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन से आगे बढ़ना चाहिए। उदाहरण के लिए, बेरिलियम, बोरॉन और नाइट्रोजन के एक परमाणु की अधिकतम वैधता 4 है (उदाहरण के लिए, Be (OH) 4 2-, BF 4 - और NH 4 +), फॉस्फोरस - 5 (PCl 5), सल्फर - 6 (एच 2 एसओ 4), क्लोरीन - 7 (सीएल 2 ओ 7)।

कुछ मामलों में, वैलेंस संख्यात्मक रूप से ऑक्सीकरण अवस्था के साथ मेल खा सकता है, लेकिन किसी भी तरह से वे एक दूसरे के समान नहीं हैं। उदाहरण के लिए, N 2 और CO अणुओं में, एक ट्रिपल बॉन्ड का एहसास होता है (अर्थात, प्रत्येक परमाणु की वैलेंस 3 है), लेकिन नाइट्रोजन का ऑक्सीकरण अवस्था 0, कार्बन +2, ऑक्सीजन -2 है।

नाइट्रिक एसिड में, नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था +5 है, जबकि नाइट्रोजन की संयोजकता 4 से अधिक नहीं हो सकती है, क्योंकि इसके बाहरी स्तर पर केवल 4 ऑर्बिटल्स हैं (और बंधन को ओवरलैपिंग ऑर्बिटल्स के रूप में माना जा सकता है)। और सामान्य तौर पर, दूसरी अवधि के किसी भी तत्व में, इसी कारण से, 4 से अधिक की वैधता नहीं हो सकती।

कुछ और "पेचीदा" प्रश्न जिनमें अक्सर गलतियाँ की जाती हैं।