सर्वोच्च आणि सर्वात कमी ऑक्सिडेशन स्थिती कशी ठरवायची. मूलभूत रसायनशास्त्र: ऑक्सिडेशन स्थिती
टेबल. रासायनिक घटकांच्या ऑक्सिडेशनचे अंश.
टेबल. रासायनिक घटकांच्या ऑक्सिडेशनचे अंश.
ऑक्सीकरण स्थितीसंयुगातील रासायनिक घटकाच्या अणूंचा सशर्त शुल्क आहे, सर्व बंध आयनिक प्रकारचे आहेत या गृहीतकावरून मोजले जाते. ऑक्सिडेशन अवस्थांचे सकारात्मक, ऋण किंवा शून्य मूल्य असू शकते, म्हणून रेणूमधील घटकांच्या ऑक्सिडेशन अवस्थांची बीजगणितीय बेरीज, त्यांच्या अणूंची संख्या लक्षात घेऊन, 0 आहे आणि आयनमध्ये - आयनचा चार्ज आहे.
|
सारणी: स्थिर ऑक्सिडेशन अवस्था असलेले घटक. |
|
टेबल. रासायनिक घटकांचे ऑक्सिडेशन वर्णक्रमानुसार होते.
|
टेबल. रासायनिक घटकांचे ऑक्सिडेशन क्रमांकानुसार होते.
|
लेख रेटिंग:
ऑक्सिडेशनची डिग्री. कंपाऊंडच्या रासायनिक सूत्राद्वारे घटकाच्या अणूच्या ऑक्सिडेशन स्थितीचे निर्धारण. घटकांच्या अणूंच्या ज्ञात ऑक्सिडेशन स्थितीनुसार कंपाऊंडच्या सूत्राचे संकलन
घटकाची ऑक्सिडेशन स्थिती ही पदार्थातील अणूचे सशर्त शुल्क असते, ज्यामध्ये आयन असतात असे गृहीत धरून गणना केली जाते. घटकांच्या ऑक्सिडेशनची डिग्री निश्चित करण्यासाठी, काही नियम लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे:
1. ऑक्सिडेशन स्थिती सकारात्मक, नकारात्मक किंवा शून्य असू शकते. हे घटक चिन्हाच्या वर अधिक किंवा वजा चिन्हासह अरबी अंकाने दर्शविले जाते.
2. ऑक्सिडेशन अवस्था निर्धारित करताना, ते पदार्थाच्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीपासून पुढे जातात: कंपाऊंडमधील सर्व अणूंच्या ऑक्सिडेशन अवस्थांची बेरीज शून्य असते.
3. जर संयुग एका मूलद्रव्याच्या (साध्या पदार्थात) अणूंद्वारे तयार होत असेल, तर या अणूंची ऑक्सिडेशन अवस्था शून्य असते.
4. काही रासायनिक घटकांचे अणू सामान्यतः स्टीलला ऑक्सिडेशन स्टेटस नियुक्त केले जातात. उदाहरणार्थ, यौगिकांमध्ये फ्लोरिनची ऑक्सीकरण स्थिती नेहमी -1 असते; लिथियम, सोडियम, पोटॅशियम, रुबिडियम आणि सीझियम +1; मॅग्नेशियम, कॅल्शियम, स्ट्रॉन्टियम, बेरियम आणि जस्त +2, अॅल्युमिनियम +3.
5. बहुतेक संयुगांमध्ये हायड्रोजनची ऑक्सिडेशन स्थिती +1 असते आणि केवळ काही धातूंच्या संयुगेमध्ये ती -1 (KH, BaH2) असते.
6. बहुतेक संयुगांमध्ये ऑक्सिजनची ऑक्सिडेशन स्थिती -2 असते आणि केवळ काही संयुगांमध्ये ती -1 (H2O2, Na2O2 किंवा +2 (OF2) ची ऑक्सीकरण स्थिती नियुक्त केली जाते.
7. अनेक रासायनिक घटकांचे अणू परिवर्तनशील ऑक्सिडेशन अवस्था प्रदर्शित करतात.
8. संयुगांमध्ये धातूच्या अणूची ऑक्सीकरण स्थिती सकारात्मक आणि संख्यात्मकदृष्ट्या त्याच्या व्हॅलेन्सीच्या समान असते.
9. घटकाची जास्तीत जास्त सकारात्मक ऑक्सिडेशन स्थिती ही घटक ज्या नियतकालिक सारणीमध्ये आहे त्या समूह क्रमांकाच्या बरोबरीची असते.
10. धातूंसाठी किमान ऑक्सीकरण स्थिती शून्य आहे. नॉन-मेटलसाठी, बहुतेक प्रकरणांमध्ये, निम्न नकारात्मक ऑक्सिडेशन स्थिती गट क्रमांक आणि संख्या आठ यांच्यातील फरकाच्या समान असते.
11. अणूची ऑक्सिडेशन स्थिती या आयनच्या चार्जाइतकी एक साधे आयन (एक अणू बनवते) बनवते.
वरील नियमांचा वापर करून, आम्ही H2SO4 च्या रचनेतील रासायनिक घटकांच्या ऑक्सिडेशन स्थिती निर्धारित करतो. हा एक जटिल पदार्थ आहे ज्यामध्ये तीन रासायनिक घटक आहेत - हायड्रोजन H, सल्फर S आणि ऑक्सिजन O. आम्ही त्या घटकांच्या ऑक्सिडेशन स्थिती लक्षात घेतो ज्यासाठी ते स्थिर असतात. आमच्या बाबतीत, हे हायड्रोजन एच आणि ऑक्सिजन ओ आहेत.
सल्फरची अज्ञात ऑक्सिडेशन स्थिती निश्चित करूया. या संयुगातील सल्फरची ऑक्सिडेशन स्थिती x असू द्या.
ऑक्सिडेशन अवस्थेने प्रत्येक घटकासाठी त्याच्या निर्देशांकाचा गुणाकार करून समीकरणे बनवू आणि काढलेल्या रकमेचे शून्य असे समीकरण करू: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0
2 + X - 8 = 0
x = +8 - 2 = +6
म्हणून, सल्फरची ऑक्सीकरण स्थिती अधिक सहा आहे.
खालील उदाहरणात, मूलद्रव्यांच्या अणूंच्या ज्ञात ऑक्सिडेशन अवस्था असलेल्या कंपाऊंडसाठी तुम्ही सूत्र कसे लिहू शकता ते शोधू या. फेरम (III) ऑक्साईडचे सूत्र बनवू. "ऑक्साइड" या शब्दाचा अर्थ असा आहे की लोखंडाच्या चिन्हाच्या उजवीकडे, ऑक्सिजनचे चिन्ह लिहिले पाहिजे: FeO.
त्यांच्या चिन्हांवरील रासायनिक घटकांच्या ऑक्सिडेशन अवस्था लक्षात घ्या. लोहाची ऑक्सिडेशन स्थिती कंसात (III) नावाने दर्शविली आहे, म्हणून, ती +3 च्या बरोबरीची आहे, ऑक्साईडमधील ऑक्सिजनची ऑक्सिडेशन स्थिती -2 आहे.
चला 3 आणि 2 या संख्यांसाठी सर्वात कमी सामान्य गुणक शोधू, हे 6 आहे. 6 क्रमांकाला 3 ने विभाजित करा, आम्हाला 2 क्रमांक मिळेल - ही लोहाची अनुक्रमणिका आहे. आम्ही क्रमांक 6 ला 2 ने विभाजित करतो, आम्हाला 3 क्रमांक मिळतो - हा ऑक्सिजनचा निर्देशांक आहे.
खालील उदाहरणात, मूलद्रव्याच्या अणू आणि आयन शुल्कांच्या ज्ञात ऑक्सिडेशन अवस्थांसह संयुग सूत्र कसे तयार करायचे ते पाहू. कॅल्शियम ऑर्थोफॉस्फेटचे सूत्र बनवू. "ऑर्थोफॉस्फेट" या शब्दाचा अर्थ कॅल्शियम चिन्हाच्या उजवीकडे, ऑर्थोफॉस्फेट ऍसिडचे ऍसिड अवशेष असे लिहिले पाहिजे: CaPO4.
कॅल्शियमची ऑक्सिडेशन स्थिती (नियम क्रमांक चार) आणि आम्ल अवशेषांचे शुल्क (विद्राव्यता सारणीनुसार) लक्षात घ्या.
चला संख्या 2 आणि 3 साठी सर्वात कमी सामान्य गुणक शोधू, हे 6 आहे. 6 क्रमांकाला 2 ने विभाजित करा, आम्हाला 3 क्रमांक मिळेल - हा कॅल्शियमचा निर्देशांक आहे. आम्ही क्रमांक 6 ला 3 ने विभाजित करतो, आम्हाला 2 क्रमांक मिळतो - हा आम्ल अवशेषांचा निर्देशांक आहे.
यौगिकांमधील अणूचे औपचारिक शुल्क हे सहायक प्रमाण असते, ते सहसा रसायनशास्त्रातील घटकांच्या गुणधर्मांच्या वर्णनात वापरले जाते. हे सशर्त विद्युत शुल्क ऑक्सिडेशनची डिग्री आहे. अनेक रासायनिक प्रक्रियांमुळे त्याचे मूल्य बदलते. शुल्क औपचारिक असले तरी, ते रेडॉक्स प्रतिक्रिया (ORDs) मधील अणूंचे गुणधर्म आणि वर्तन स्पष्टपणे दर्शवते.
ऑक्सिडेशन आणि घट
भूतकाळात, रसायनशास्त्रज्ञ इतर घटकांसह ऑक्सिजनच्या परस्परसंवादाचे वर्णन करण्यासाठी "ऑक्सिडेशन" हा शब्द वापरत. प्रतिक्रियांचे नाव ऑक्सिजनच्या लॅटिन नावावरून आले आहे - ऑक्सिजन. नंतर असे दिसून आले की इतर घटक देखील ऑक्सिडाइझ करतात. या प्रकरणात, ते पुनर्संचयित केले जातात - ते इलेक्ट्रॉन जोडतात. रेणूच्या निर्मितीदरम्यान प्रत्येक अणू त्याच्या व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन शेलची रचना बदलतो. या प्रकरणात, एक औपचारिक शुल्क दिसते, ज्याचे मूल्य सशर्त दिलेल्या किंवा प्राप्त झालेल्या इलेक्ट्रॉनच्या संख्येवर अवलंबून असते. हे मूल्य वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी, इंग्रजी रासायनिक संज्ञा "ऑक्सिडेशन नंबर" पूर्वी वापरली गेली होती, ज्याचा अर्थ अनुवादात "ऑक्सिडेशन नंबर" आहे. त्याचा वापर रेणू किंवा आयनमधील बाँडिंग इलेक्ट्रॉन उच्च इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी (EO) असलेल्या अणूशी संबंधित आहे या गृहीतावर आधारित आहे. त्यांचे इलेक्ट्रॉन टिकवून ठेवण्याची आणि त्यांना इतर अणूंमधून आकर्षित करण्याची क्षमता मजबूत नॉन-मेटल्स (हॅलोजन, ऑक्सिजन) मध्ये चांगल्या प्रकारे व्यक्त केली जाते. सशक्त धातू (सोडियम, पोटॅशियम, लिथियम, कॅल्शियम, इतर अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी घटक) विरुद्ध गुणधर्म आहेत.
ऑक्सिडेशनच्या डिग्रीचे निर्धारण
बाँडच्या निर्मितीमध्ये सहभागी असलेले इलेक्ट्रॉन पूर्णपणे अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह घटकाकडे वळवले गेल्यास अणूला मिळणारा शुल्क म्हणजे ऑक्सिडेशन स्टेट. असे पदार्थ आहेत ज्यांची आण्विक रचना नाही (अल्कली मेटल हॅलाइड्स आणि इतर संयुगे). या प्रकरणांमध्ये, ऑक्सिडेशन स्थिती आयनच्या चार्जशी जुळते. कंडिशनल किंवा रिअल चार्ज दाखवते की अणूंनी त्यांची सद्य स्थिती प्राप्त करण्यापूर्वी कोणती प्रक्रिया झाली. पॉझिटिव्ह ऑक्सिडेशन स्टेट म्हणजे अणूंमधून काढलेल्या इलेक्ट्रॉनची एकूण संख्या. ऑक्सिडेशन स्थितीचे ऋण मूल्य अधिग्रहित इलेक्ट्रॉनच्या संख्येइतके आहे. रासायनिक घटकाची ऑक्सिडेशन स्थिती बदलून, प्रतिक्रियेदरम्यान (आणि उलट) त्याच्या अणूंचे काय होते याचा न्याय केला जातो. ऑक्सिडेशनच्या अवस्थेत कोणते बदल झाले आहेत हे पदार्थाचा रंग ठरवतो. क्रोमियम, लोह आणि इतर अनेक घटकांची संयुगे ज्यामध्ये ते भिन्न व्हॅलेन्स प्रदर्शित करतात ते भिन्न रंगीत असतात.
नकारात्मक, शून्य आणि सकारात्मक ऑक्सिडेशन स्थिती मूल्ये
समान ईओ मूल्य असलेल्या रासायनिक घटकांद्वारे साधे पदार्थ तयार होतात. या प्रकरणात, बाँडिंग इलेक्ट्रॉन सर्व स्ट्रक्चरल कणांचे समान रीतीने संबंधित आहेत. म्हणून, साध्या पदार्थांमध्ये, ऑक्सिडेशन स्थिती (H 0 2, O 0 2, C 0) घटकांचे वैशिष्ट्य नाही. जेव्हा अणू इलेक्ट्रॉन स्वीकारतात किंवा सामान्य ढग त्यांच्या दिशेने सरकतात तेव्हा वजा चिन्हाने शुल्क लिहिण्याची प्रथा आहे. उदाहरणार्थ, F-1, O-2, C-4. इलेक्ट्रॉन दान करून, अणू वास्तविक किंवा औपचारिक सकारात्मक चार्ज घेतात. OF 2 ऑक्साईडमध्ये, ऑक्सिजन अणू प्रत्येकी एक इलेक्ट्रॉन दोन फ्लोरिन अणूंना दान करतो आणि O +2 ऑक्सिडेशन स्थितीत असतो. असे मानले जाते की रेणू किंवा पॉलिएटॉमिक आयनमध्ये, अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव्ह अणूंना सर्व बंधनकारक इलेक्ट्रॉन प्राप्त होतात.
सल्फर हा एक घटक आहे जो भिन्न व्हॅलेन्सी आणि ऑक्सिडेशन अवस्था प्रदर्शित करतो.
मुख्य उपसमूहांचे रासायनिक घटक अनेकदा VIII च्या बरोबरीने कमी व्हॅलेन्स दाखवतात. उदाहरणार्थ, हायड्रोजन सल्फाइड आणि मेटल सल्फाइड्समधील सल्फरचे प्रमाण II आहे. घटक उत्तेजित अवस्थेत मध्यवर्ती आणि उच्च व्हॅलेन्सी द्वारे दर्शविले जातात, जेव्हा अणू एक, दोन, चार किंवा सर्व सहा इलेक्ट्रॉन सोडतो आणि अनुक्रमे I, II, IV, VI दर्शवतो. समान मूल्यांमध्ये, केवळ वजा किंवा अधिक चिन्हासह, सल्फरच्या ऑक्सिडेशन अवस्था असतात:
- फ्लोरिन सल्फाइडमध्ये एक इलेक्ट्रॉन मिळते: -1;
- हायड्रोजन सल्फाइडमध्ये, सर्वात कमी मूल्य: -2;
- डायऑक्साइड मध्यवर्ती स्थितीत: +4;
- ट्रायऑक्साइड, सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि सल्फेट्समध्ये: +6.
त्याच्या सर्वोच्च ऑक्सिडेशन अवस्थेत, सल्फर फक्त इलेक्ट्रॉन स्वीकारतो; त्याच्या सर्वात कमी अवस्थेत, ते मजबूत कमी करणारे गुणधर्म प्रदर्शित करते. परिस्थितीनुसार, S +4 अणू संयुगेमध्ये कमी करणारे किंवा ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून काम करू शकतात.
रासायनिक अभिक्रियांमध्ये इलेक्ट्रॉनचे हस्तांतरण
सोडियम क्लोराईड क्रिस्टलच्या निर्मितीमध्ये, सोडियम इलेक्ट्रॉन अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव्ह क्लोरीनला दान करते. घटकांच्या ऑक्सिडेशन अवस्था आयनांच्या शुल्काशी जुळतात: Na +1 Cl -1 . इलेक्ट्रॉन जोड्यांचे समाजीकरण आणि विस्थापनामुळे निर्माण झालेल्या रेणूंसाठी, अधिक इलेक्ट्रॉन-ऋणात्मक अणूमध्ये, केवळ औपचारिक शुल्काची संकल्पना लागू आहे. परंतु असे मानले जाऊ शकते की सर्व संयुगे आयनांनी बनलेली आहेत. मग अणू, इलेक्ट्रॉनला आकर्षित करून, एक सशर्त नकारात्मक चार्ज घेतात आणि सोडून देऊन, ते एक सकारात्मक प्राप्त करतात. प्रतिक्रियांमध्ये, किती इलेक्ट्रॉन विस्थापित आहेत ते दर्शवा. उदाहरणार्थ, कार्बन डायऑक्साइड रेणू C +4 O - 2 2 मध्ये, कार्बनसाठी रासायनिक चिन्हाच्या वरच्या उजव्या कोपर्यात दर्शविलेले निर्देशांक अणूमधून काढलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या दर्शविते. या पदार्थातील ऑक्सिजनची ऑक्सिडेशन अवस्था -2 असते. रासायनिक चिन्ह O सह संबंधित निर्देशांक अणूमध्ये जोडलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या आहे.
ऑक्सिडेशन स्थितीची गणना कशी करावी
अणूंनी दान केलेल्या आणि जोडलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या मोजणे वेळखाऊ असू शकते. खालील नियम हे कार्य सुलभ करतात:
- साध्या पदार्थांमध्ये, ऑक्सिडेशन अवस्था शून्य असतात.
- तटस्थ पदार्थातील सर्व अणू किंवा आयनांच्या ऑक्सिडेशनची बेरीज शून्य असते.
- जटिल आयनमध्ये, सर्व घटकांच्या ऑक्सिडेशन अवस्थांची बेरीज संपूर्ण कणाच्या चार्जशी संबंधित असणे आवश्यक आहे.
- अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह अणू नकारात्मक ऑक्सीकरण स्थिती प्राप्त करतो, जी वजा चिन्हाने लिहिलेली असते.
- कमी इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह घटकांना सकारात्मक ऑक्सिडेशन अवस्था प्राप्त होते, ते अधिक चिन्हाने लिहिलेले असतात.
- ऑक्सिजन सामान्यतः -2 ची ऑक्सिडेशन स्थिती प्रदर्शित करते.
- हायड्रोजनसाठी, वैशिष्ट्यपूर्ण मूल्य आहे: +1, मेटल हायड्राइड्समध्ये ते आढळते: H-1.
- फ्लोरिन हे सर्व घटकांपैकी सर्वात इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह आहे, त्याची ऑक्सिडेशन स्थिती नेहमी -4 असते.
- बहुतेक धातूंसाठी, ऑक्सिडेशन संख्या आणि व्हॅलेन्स समान असतात.
ऑक्सीकरण स्थिती आणि व्हॅलेन्स
बहुतेक संयुगे रेडॉक्स प्रक्रियेच्या परिणामी तयार होतात. इलेक्ट्रॉनचे एका घटकातून दुसर्‍या घटकात संक्रमण किंवा विस्थापन झाल्यामुळे त्यांच्या ऑक्सिडेशन स्थिती आणि व्हॅलेन्सीमध्ये बदल होतो. अनेकदा ही मूल्ये जुळतात. "ऑक्सिडेशन स्टेट" या शब्दाचा समानार्थी शब्द म्हणून, "इलेक्ट्रोकेमिकल व्हॅलेन्स" हा वाक्यांश वापरला जाऊ शकतो. परंतु अपवाद आहेत, उदाहरणार्थ, अमोनियम आयनमध्ये, नायट्रोजन टेट्राव्हॅलेंट आहे. त्याच वेळी, या घटकाचा अणू ऑक्सिडेशन स्थिती -3 मध्ये आहे. सेंद्रिय पदार्थांमध्ये, कार्बन नेहमीच टेट्राव्हॅलेंट असतो, परंतु मिथेन सीएच 4, फॉर्मिक अल्कोहोल सीएच 3 ओएच आणि ऍसिड एचसीओओएच मधील सी अणूच्या ऑक्सिडेशन स्थिती भिन्न असतात: -4, -2 आणि +2.
रेडॉक्स प्रतिक्रिया
रेडॉक्स प्रक्रियेमध्ये उद्योग, तंत्रज्ञान, सजीव आणि निर्जीव निसर्गातील अनेक महत्त्वाच्या प्रक्रियांचा समावेश होतो: ज्वलन, गंज, किण्वन, इंट्रासेल्युलर श्वसन, प्रकाशसंश्लेषण आणि इतर घटना.
OVR समीकरणे संकलित करताना, इलेक्ट्रॉनिक शिल्लक पद्धतीचा वापर करून गुणांक निवडले जातात, ज्यामध्ये खालील श्रेणी ऑपरेट केल्या जातात:
- ऑक्सिडेशन अवस्था;
- कमी करणारा एजंट इलेक्ट्रॉन दान करतो आणि ऑक्सिडाइज होतो;
- ऑक्सिडायझिंग एजंट इलेक्ट्रॉन स्वीकारतो आणि कमी होतो;
- दिलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या जोडलेल्यांच्या संख्येइतकीच असली पाहिजे.
अणूद्वारे इलेक्ट्रॉनचे संपादन केल्याने त्याची ऑक्सिडेशन स्थिती (कपात) कमी होते. अणूद्वारे एक किंवा अधिक इलेक्ट्रॉनचे नुकसान प्रतिक्रियांच्या परिणामी घटकाच्या ऑक्सिडेशन संख्येत वाढ होते. जलीय द्रावणातील मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्सच्या आयनांमध्ये वाहणाऱ्या OVR साठी, इलेक्ट्रॉनिक शिल्लक नाही, परंतु अर्ध-प्रतिक्रियांची पद्धत अधिक वेळा वापरली जाते.
ऑक्सिडेशनची डिग्री निश्चित करण्याचे कार्य एक साधी औपचारिकता आणि एक जटिल कोडे दोन्ही असू शकते. सर्व प्रथम, ते रासायनिक संयुगाच्या सूत्रावर तसेच रसायनशास्त्र आणि गणितातील प्राथमिक ज्ञानाच्या उपलब्धतेवर अवलंबून असेल.
मूलभूत नियम आणि अनुक्रमिक तार्किक क्रियांचे अल्गोरिदम जाणून घेणे, ज्याची या लेखात चर्चा केली जाईल, या प्रकारच्या समस्या सोडवताना, प्रत्येकजण सहजपणे या कार्याचा सामना करू शकतो. आणि विविध रासायनिक संयुगांच्या ऑक्सिडेशनची डिग्री निश्चित करण्यासाठी प्रशिक्षित आणि शिकल्यानंतर, आपण इलेक्ट्रॉनिक शिल्लक संकलित करण्याच्या पद्धतीद्वारे जटिल रेडॉक्स प्रतिक्रियांचे समानीकरण सुरक्षितपणे करू शकता.
ऑक्सिडेशन स्थितीची संकल्पना
ऑक्सिडेशनची डिग्री कशी ठरवायची हे जाणून घेण्यासाठी, प्रथम आपल्याला या संकल्पनेचा अर्थ काय आहे हे शोधण्याची आवश्यकता आहे?
- रेडॉक्स प्रतिक्रियांमध्ये रेकॉर्डिंग करताना ऑक्सिडेशन स्थिती वापरली जाते, जेव्हा इलेक्ट्रॉन अणूपासून अणूमध्ये हस्तांतरित केले जातात.
- ऑक्सिडेशन स्थिती अणूचे सशर्त शुल्क दर्शविणारी, हस्तांतरित केलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या निश्चित करते.
- ऑक्सिडेशन स्थिती आणि व्हॅलेन्सी अनेकदा एकसारखी असतात.
हे पदनाम रासायनिक घटकाच्या वर, त्याच्या उजव्या कोपर्यात लिहिलेले आहे आणि ते “+” किंवा “-” चिन्हासह पूर्णांक आहे. ऑक्सिडेशनच्या डिग्रीचे शून्य मूल्य चिन्ह धारण करत नाही.
ऑक्सिडेशनची डिग्री निश्चित करण्यासाठी नियम
ऑक्सिडेशनची डिग्री निश्चित करण्यासाठी मुख्य सिद्धांत विचारात घ्या:
- साध्या मूलभूत पदार्थांमध्ये, म्हणजे, ज्यामध्ये एक प्रकारचे अणू असतात, त्यांची नेहमी शून्य ऑक्सिडेशन स्थिती असते. उदाहरणार्थ, Na0, H02, P04
- असे अनेक अणू आहेत ज्यात नेहमी एक, स्थिर, ऑक्सिडेशन स्थिती असते. टेबलमध्ये दिलेली मूल्ये लक्षात ठेवणे चांगले.
- जसे तुम्ही बघू शकता, एकमेव अपवाद म्हणजे धातूंच्या संयोगात हायड्रोजन, जिथे ते ऑक्सिडेशन स्थिती "-1" प्राप्त करते जे त्याचे वैशिष्ट्य नाही.
- ऑक्सिजन फ्लोरिनसह रासायनिक संयोगाने "+2" आणि पेरोक्साइड, सुपरऑक्साइड किंवा ओझोनाइड्सच्या रचनांमध्ये "-1" देखील ऑक्सिडेशन स्थिती घेते, जेथे ऑक्सिजनचे अणू एकमेकांशी जोडलेले असतात.
- मेटल आयनमध्ये ऑक्सिडेशनच्या डिग्रीची अनेक मूल्ये असतात (आणि केवळ सकारात्मक), म्हणून ती कंपाऊंडमधील शेजारच्या घटकांद्वारे निर्धारित केली जाते. उदाहरणार्थ, FeCl3 मध्ये, क्लोरीनची ऑक्सिडेशन स्थिती "-1" आहे, त्यात 3 अणू आहेत, म्हणून आपण -1 ला 3 ने गुणाकार करतो, आपल्याला "-3" मिळते. कंपाऊंडच्या ऑक्सिडेशन अवस्थांची बेरीज "0" करण्यासाठी, लोहाची ऑक्सीकरण स्थिती "+3" असणे आवश्यक आहे. FeCl2 फॉर्म्युलामध्ये, लोह, अनुक्रमे, त्याची डिग्री बदलून "+2" करेल.
- सूत्रातील सर्व अणूंच्या ऑक्सिडेशन अवस्थेचा गणिती सारांश (चिन्हे लक्षात घेऊन) नेहमी शून्य मूल्य प्राप्त केले पाहिजे. उदाहरणार्थ, हायड्रोक्लोरिक ऍसिड H + 1Cl-1 (+1 आणि -1 = 0) मध्ये आणि सल्फरयुक्त ऍसिड H2 + 1S + 4O3-2 (+1 * 2 = +2 हायड्रोजनसाठी, +4 सल्फर आणि -2) मध्ये ऑक्सिजनसाठी * 3 = -6; +6 आणि -6 0 पर्यंत जोडतात).
- मोनाटोमिक आयनची ऑक्सिडेशन स्थिती त्याच्या चार्जाइतकी असेल. उदाहरणार्थ: Na+, Ca+2.
- ऑक्सिडेशनची सर्वोच्च डिग्री, एक नियम म्हणून, डीआय मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक प्रणालीमधील गट क्रमांकाशी संबंधित आहे.
ऑक्सिडेशनची डिग्री निर्धारित करण्यासाठी क्रियांचे अल्गोरिदम
ऑक्सिडेशनची डिग्री शोधण्याचा क्रम क्लिष्ट नाही, परंतु लक्ष आणि विशिष्ट क्रिया आवश्यक आहेत.
कार्य: KMnO4 कंपाऊंडमधील ऑक्सिडेशन अवस्थांची मांडणी करा
- पहिला घटक, पोटॅशियम, "+1" ची स्थिर ऑक्सिडेशन स्थिती आहे.
तपासण्यासाठी, आपण नियतकालिक प्रणाली पाहू शकता, जेथे पोटॅशियम घटकांच्या 1 ला गटात आहे. - उर्वरित दोन घटकांपैकी, ऑक्सिजन "-2" ची ऑक्सिडेशन स्थिती घेते.
- आम्हाला खालील सूत्र मिळते: K + 1MnxO4-2. मॅंगनीजची ऑक्सिडेशन स्थिती निश्चित करणे बाकी आहे.
तर, x ही मॅंगनीजची ऑक्सिडेशन अवस्था आहे जी आपल्याला माहित नाही. आता कंपाऊंडमधील अणूंच्या संख्येकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे.
पोटॅशियम अणूंची संख्या 1, मॅंगनीज - 1, ऑक्सिजन - 4 आहे.
एकूण (एकूण) शुल्क शून्य असताना, रेणूची विद्युत तटस्थता लक्षात घेऊन,
1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1x+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(हस्तांतरित करताना, चिन्ह बदला)
1x = +7, x = +7
अशा प्रकारे, कंपाऊंडमधील मॅंगनीजची ऑक्सीकरण स्थिती "+7" आहे.
कार्य: Fe2O3 कंपाऊंडमध्ये ऑक्सिडेशन अवस्था व्यवस्थित करा.
- ऑक्सिजन, जसे तुम्हाला माहिती आहे, "-2" ची ऑक्सिडेशन स्थिती आहे आणि ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून कार्य करते. अणूंची संख्या (3) लक्षात घेऊन, ऑक्सिजनचे एकूण मूल्य "-6" (-2*3= -6) आहे, म्हणजे. ऑक्सिडेशन स्थिती अणूंच्या संख्येने गुणाकार करा.
- सूत्र संतुलित करण्यासाठी आणि ते शून्यावर आणण्यासाठी, 2 लोह अणूंची ऑक्सिडेशन स्थिती "+3" (2*+3=+6) असेल.
- बेरीज मध्ये, आपल्याला शून्य (-6 आणि +6 = 0) मिळते.
कार्य: Al(NO3)3 कंपाऊंडमध्ये ऑक्सिडेशन अवस्था व्यवस्थित करा.
- अॅल्युमिनियमचा अणू एक आहे आणि त्याची स्थिर ऑक्सीकरण स्थिती "+3" असते.
- रेणूमध्ये 9 (3 * 3) ऑक्सिजन अणू आहेत, ऑक्सिजनची ऑक्सिडेशन स्थिती, जसे की तुम्हाला माहिती आहे, “-2” आहे, म्हणजे या मूल्यांचा गुणाकार केल्याने आपल्याला “-18” मिळते.
- हे नकारात्मक आणि सकारात्मक मूल्ये समान करण्यासाठी राहते, अशा प्रकारे नायट्रोजन ऑक्सिडेशनची डिग्री निर्धारित करते. -18 आणि +3, + 15 गहाळ आहे. आणि 3 नायट्रोजन अणू आहेत हे लक्षात घेता, त्याची ऑक्सिडेशन स्थिती निश्चित करणे सोपे आहे: 15 ला 3 ने विभाजित करा आणि 5 मिळवा.
- नायट्रोजनची ऑक्सिडेशन स्थिती "+5" आहे, आणि सूत्र असे दिसेल: Al + 3 (N + 5O-23) 3
- अशा प्रकारे इच्छित मूल्य निर्धारित करणे कठीण असल्यास, आपण समीकरणे तयार करू शकता आणि सोडवू शकता:
1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0.
+3+3x-18=0
३x=१५
x=5
तर, ऑक्सिडेशनची डिग्री ही रसायनशास्त्रातील एक महत्त्वाची संकल्पना आहे, जी रेणूमधील अणूंच्या स्थितीचे प्रतीक आहे.
आपल्याला ऑक्सिडेशनची डिग्री योग्यरित्या निर्धारित करण्यास अनुमती देणार्‍या काही तरतुदी किंवा आधारांच्या ज्ञानाशिवाय, या कार्याचा सामना करणे अशक्य आहे. म्हणून, फक्त एकच निष्कर्ष आहे: लेखात स्पष्टपणे आणि संक्षिप्तपणे सादर केलेल्या ऑक्सिडेशनची डिग्री शोधण्यासाठी स्वतःला पूर्णपणे परिचित करणे आणि नियमांचा अभ्यास करणे आणि रासायनिक शहाणपणाच्या कठीण मार्गावर धैर्याने पुढे जा.
बर्‍याच शालेय पाठ्यपुस्तकांमध्ये आणि मॅन्युअलमध्ये, ते व्हॅलेन्सीसाठी सूत्र कसे लिहायचे ते शिकवतात, अगदी आयनिक बंध असलेल्या संयुगेसाठी. सूत्रे संकलित करण्याची प्रक्रिया सुलभ करण्यासाठी, आमच्या मते, हे स्वीकार्य आहे. परंतु तुम्हाला हे समजून घेणे आवश्यक आहे की वरील कारणांमुळे हे पूर्णपणे बरोबर नाही.
अधिक सार्वत्रिक संकल्पना म्हणजे ऑक्सिडेशनच्या डिग्रीची संकल्पना. अणूंच्या ऑक्सिडेशन अवस्थेच्या मूल्यांनुसार, तसेच व्हॅलेन्सच्या मूल्यांनुसार, रासायनिक सूत्रे संकलित केली जाऊ शकतात आणि सूत्र एकके लिहून ठेवता येतात.
ऑक्सीकरण स्थितीकण (रेणू, आयन, रॅडिकल) मधील अणूचा सशर्त चार्ज आहे, ज्याची गणना अंदाजे कणातील सर्व बंध आयनिक आहेत.
ऑक्सिडेशन स्थिती निर्धारित करण्यापूर्वी, बाँडिंग अणूंच्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीची तुलना करणे आवश्यक आहे. उच्च विद्युत ऋणात्मकता असलेल्या अणूमध्ये नकारात्मक ऑक्सिडेशन स्थिती असते, तर कमी विद्युत ऋणात्मकता असलेल्या अणूची सकारात्मक स्थिती असते.
ऑक्सिडेशन स्थितीची गणना करताना अणूंच्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी मूल्यांची वस्तुनिष्ठपणे तुलना करण्यासाठी, 2013 मध्ये IUPAC ने अॅलन स्केल वापरण्याची शिफारस केली.
* म्हणून, उदाहरणार्थ, अॅलन स्केलवर, नायट्रोजनची विद्युत ऋणात्मकता 3.066 आहे आणि क्लोरीन 2.869 आहे.
वरील व्याख्या उदाहरणांसह स्पष्ट करू. पाण्याच्या रेणूचे संरचनात्मक सूत्र बनवू.
सहसंयोजक ध्रुवीय O-H बंध निळ्या रंगात दर्शविले आहेत.
कल्पना करा की दोन्ही बंध सहसंयोजक नसून आयनिक आहेत. जर ते आयनिक असतील, तर प्रत्येक हायड्रोजन अणूमधून एक इलेक्ट्रॉन अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह ऑक्सिजन अणूमध्ये जाईल. आम्ही ही संक्रमणे निळ्या बाणांनी दर्शवितो.
*त्यातउदाहरणार्थ, बाण इलेक्ट्रॉन्सचे संपूर्ण हस्तांतरण स्पष्ट करण्यासाठी काम करतो, आणि प्रेरक प्रभाव स्पष्ट करण्यासाठी नाही.
हे पाहणे सोपे आहे की बाणांची संख्या हस्तांतरित इलेक्ट्रॉनची संख्या आणि त्यांची दिशा - इलेक्ट्रॉन हस्तांतरणाची दिशा दर्शवते.
दोन बाण ऑक्सिजन अणूकडे निर्देशित केले जातात, म्हणजे दोन इलेक्ट्रॉन ऑक्सिजन अणूकडे जातात: 0 + (-2) = -2. ऑक्सिजन अणूचा चार्ज -2 असतो. ही पाण्याच्या रेणूमध्ये ऑक्सिजनच्या ऑक्सिडेशनची डिग्री आहे.
एक इलेक्ट्रॉन प्रत्येक हायड्रोजन अणू सोडतो: 0 - (-1) = +1. याचा अर्थ हायड्रोजन अणूंची ऑक्सिडेशन स्थिती +1 असते.
ऑक्सिडेशन अवस्थांची बेरीज नेहमी कणाच्या एकूण शुल्काप्रमाणे असते.
उदाहरणार्थ, पाण्याच्या रेणूमध्ये ऑक्सिडेशन अवस्थांची बेरीज आहे: +1(2) + (-2) = 0. एक रेणू विद्युतदृष्ट्या तटस्थ कण आहे.
जर आपण आयनमधील ऑक्सिडेशन अवस्थांची गणना केली, तर अनुक्रमे ऑक्सिडेशन अवस्थांची बेरीज त्याच्या चार्जाइतकी आहे.
ऑक्सिडेशन स्थितीचे मूल्य सामान्यतः घटक चिन्हाच्या वरच्या उजव्या कोपर्यात सूचित केले जाते. शिवाय, चिन्ह क्रमांकासमोर लिहिलेले आहे. जर चिन्ह क्रमांकाच्या नंतर असेल तर हा आयनचा चार्ज आहे.
उदाहरणार्थ, S -2 हा ऑक्सिडेशन अवस्थेतील एक सल्फर अणू आहे -2, S 2- एक सल्फर आयनॉन आहे ज्याचा चार्ज -2 आहे.
S +6 O -2 4 2- - सल्फेट आयनमधील अणूंच्या ऑक्सिडेशन स्थितीची मूल्ये (आयनचा चार्ज हिरव्या रंगात हायलाइट केला जातो).
आता कंपाऊंडमध्ये मिश्रित बंध आहेत अशा केसचा विचार करा: Na 2 SO 4 . सल्फेट आयन आणि सोडियम केशन्समधील बंध आयनिक असतात, सल्फेट आयनमधील सल्फर अणू आणि ऑक्सिजन अणू यांच्यातील बंध सहसंयोजक ध्रुवीय असतात. आम्ही सोडियम सल्फेटसाठी ग्राफिकल सूत्र लिहितो आणि बाण इलेक्ट्रॉन संक्रमणाची दिशा दर्शवितात.
*संरचनात्मक सूत्र कण (रेणू, आयन, मूलगामी) मध्ये सहसंयोजक बंधांचा क्रम प्रतिबिंबित करतो. संरचनात्मक सूत्रे फक्त सहसंयोजक बंध असलेल्या कणांसाठी वापरली जातात. आयनिक बंध असलेल्या कणांसाठी, संरचनात्मक सूत्राची संकल्पना निरर्थक आहे. कणामध्ये आयनिक बंध असल्यास, ग्राफिक सूत्र वापरले जाते.
आपण पाहतो की सहा इलेक्ट्रॉन मध्यवर्ती सल्फर अणू सोडतात, याचा अर्थ सल्फरची ऑक्सीकरण स्थिती 0 - (-6) = +6 आहे.
टर्मिनल ऑक्सिजन अणू प्रत्येकी दोन इलेक्ट्रॉन घेतात, म्हणजे त्यांची ऑक्सिडेशन अवस्था 0 + (-2) = -2 असते.
ब्रिज ऑक्सिजन अणू प्रत्येकी दोन इलेक्ट्रॉन स्वीकारतात, त्यांची ऑक्सिडेशन स्थिती -2 असते.
स्ट्रक्चरल-ग्राफिक फॉर्म्युलाद्वारे ऑक्सिडेशनची डिग्री निर्धारित करणे देखील शक्य आहे, जेथे डॅश सहसंयोजक बंध आणि आयनसाठी शुल्क दर्शवतात.
या सूत्रामध्ये, ब्रिजिंग ऑक्सिजन अणूंवर आधीपासूनच एकल ऋण शुल्क आहे आणि सल्फर अणू -1 + (-1) = -2 पासून एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन त्यांच्याकडे येतो, याचा अर्थ त्यांच्या ऑक्सिडेशन अवस्था -2 आहेत.
सोडियम आयनची ऑक्सिडेशन स्थिती त्यांच्या चार्जच्या समान आहे, म्हणजे. +1.
पोटॅशियम सुपरऑक्साइड (सुपरऑक्साइड) मधील घटकांच्या ऑक्सिडेशन अवस्था निश्चित करूया. हे करण्यासाठी, आम्ही पोटॅशियम सुपरऑक्साइडसाठी एक ग्राफिकल सूत्र तयार करू, आम्ही बाणाने इलेक्ट्रॉनचे पुनर्वितरण दर्शवू. O-O बाँड सहसंयोजक नॉन-ध्रुवीय आहे, म्हणून त्यात इलेक्ट्रॉनचे पुनर्वितरण सूचित केले जात नाही.
* सुपरऑक्साइड आयन हे मूलगामी आयन आहे. एका ऑक्सिजन अणूचा औपचारिक चार्ज -1 आहे, आणि दुसरा, जोड नसलेल्या इलेक्ट्रॉनसह, 0 आहे.
आपण पाहतो की पोटॅशियमची ऑक्सिडेशन स्थिती +1 आहे. पोटॅशियमच्या विरुद्ध सूत्रामध्ये लिहिलेल्या ऑक्सिजन अणूची ऑक्सीकरण स्थिती -1 आहे. दुसऱ्या ऑक्सिजन अणूची ऑक्सीकरण स्थिती 0 आहे.
त्याच प्रकारे, स्ट्रक्चरल-ग्राफिक सूत्राद्वारे ऑक्सिडेशनची डिग्री निर्धारित करणे शक्य आहे.
वर्तुळे पोटॅशियम आयन आणि ऑक्सिजन अणूंपैकी एकाचे औपचारिक शुल्क दर्शवतात. या प्रकरणात, औपचारिक शुल्काची मूल्ये ऑक्सिडेशन स्थितींच्या मूल्यांशी जुळतात.
सुपरऑक्साइड आयनमधील दोन्ही ऑक्सिजन अणूंच्या ऑक्सिडेशन अवस्था भिन्न असल्याने, आपण गणना करू शकतो अंकगणित म्हणजे ऑक्सिडेशन स्थितीऑक्सिजन.
ते / 2 \u003d - 1/2 \u003d -0.5 च्या समान असेल.
अंकगणित सरासरी ऑक्सिडेशन अवस्थांची मूल्ये सामान्यत: ऑक्सिडेशन अवस्थांची बेरीज प्रणालीच्या एकूण शुल्काइतकी आहे हे दर्शविण्यासाठी स्थूल सूत्रे किंवा सूत्र एककांमध्ये दर्शविली जाते.
सुपरऑक्साइडच्या बाबतीत: +1 + 2(-0.5) = 0
इलेक्ट्रॉन पॉइंट फॉर्म्युला वापरून ऑक्सिडेशन अवस्था निर्धारित करणे सोपे आहे, ज्यामध्ये एकाकी इलेक्ट्रॉन जोड्या आणि सहसंयोजक बंधांचे इलेक्ट्रॉन पॉइंट्सद्वारे दर्शविले जातात.
ऑक्सिजन हा व्हीआयए गटाचा एक घटक आहे, म्हणून त्याच्या अणूमध्ये 6 व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन आहेत. कल्पना करा की पाण्याच्या रेणूमधील बंध आयनिक आहेत, अशा परिस्थितीत ऑक्सिजन अणूला इलेक्ट्रॉनचा ऑक्टेट मिळेल.
ऑक्सिजनची ऑक्सिडेशन स्थिती अनुक्रमे समान आहे: 6 - 8 \u003d -2.
आणि हायड्रोजन अणू: 1 - 0 = +1
या संकल्पनेचे सार समजून घेण्यासाठी ग्राफिक सूत्रांद्वारे ऑक्सिडेशनची डिग्री निश्चित करण्याची क्षमता अमूल्य आहे, कारण सेंद्रिय रसायनशास्त्राच्या अभ्यासक्रमात हे कौशल्य आवश्यक असेल. जर आपण अजैविक पदार्थांशी व्यवहार करत असाल, तर आण्विक सूत्रे आणि सूत्र युनिट्सद्वारे ऑक्सिडेशनची डिग्री निर्धारित करण्यात सक्षम असणे आवश्यक आहे.
हे करण्यासाठी, सर्व प्रथम, आपल्याला हे समजून घेणे आवश्यक आहे की ऑक्सिडेशन अवस्था स्थिर आणि परिवर्तनीय आहेत. स्थिर ऑक्सिडेशन स्थिती प्रदर्शित करणारे घटक लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे.
कोणताही रासायनिक घटक उच्च आणि निम्न ऑक्सिडेशन अवस्थांद्वारे दर्शविला जातो.
सर्वात कमी ऑक्सिडेशन स्थितीबाह्य इलेक्ट्रॉन स्तरावर जास्तीत जास्त इलेक्ट्रॉन प्राप्त केल्यामुळे अणूला प्राप्त होणारा चार्ज आहे.
हे पाहता, सर्वात कमी ऑक्सिडेशन स्थिती नकारात्मक आहे,धातूंचा अपवाद वगळता, ज्यांचे अणू कमी विद्युत ऋणात्मक मूल्यांमुळे कधीही इलेक्ट्रॉन घेत नाहीत. धातूंची सर्वात कमी ऑक्सिडेशन स्थिती 0 असते.
मुख्य उपसमूहातील बहुतेक नॉनमेटल्स त्यांचा बाह्य इलेक्ट्रॉन स्तर आठ इलेक्ट्रॉन्सने भरण्याचा प्रयत्न करतात, त्यानंतर अणू स्थिर कॉन्फिगरेशन प्राप्त करतो ( ऑक्टेट नियम). म्हणून, सर्वात कमी ऑक्सिडेशन स्थिती निर्धारित करण्यासाठी, अणूमध्ये ऑक्टेटमध्ये किती व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन आहेत हे समजून घेणे आवश्यक आहे.
उदाहरणार्थ, नायट्रोजन हा VA गटाचा एक घटक आहे, याचा अर्थ नायट्रोजन अणूमध्ये पाच व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन आहेत. नायट्रोजन अणू ऑक्टेटपेक्षा तीन इलेक्ट्रॉन कमी असतो. तर नायट्रोजनची सर्वात कमी ऑक्सिडेशन अवस्था आहे: 0 + (-3) = -3