ऑक्सीकरण अवस्था 1. उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था

स्कूल में, रसायन विज्ञान अभी भी सबसे कठिन विषयों में से एक है, जो इस तथ्य के कारण है कि यह कई कठिनाइयों को छुपाता है, छात्रों में (आमतौर पर कक्षा 8 से 9 की अवधि में) रुचि से अधिक घृणा और अध्ययन के प्रति उदासीनता पैदा करता है। यह सब विषय पर ज्ञान की गुणवत्ता और मात्रा को कम करता है, हालांकि कई क्षेत्रों में अभी भी इस क्षेत्र में विशेषज्ञों की आवश्यकता होती है। हां, कभी-कभी रसायन विज्ञान में इससे भी अधिक कठिन क्षण और गूढ़ नियम होते हैं जितना लगता है। अधिकांश छात्रों को चिंतित करने वाले प्रश्नों में से एक यह है कि ऑक्सीकरण अवस्था क्या है और तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों को कैसे निर्धारित किया जाए।

प्लेसमेंट नियम, एल्गोरिदम एक महत्वपूर्ण नियम है

ऑक्साइड जैसे यौगिकों के बारे में यहाँ बहुत चर्चा है। आरंभ करने के लिए, प्रत्येक छात्र को सीखना चाहिए ऑक्साइड का निर्धारण- ये दो तत्वों के जटिल यौगिक होते हैं, इनमें ऑक्सीजन होता है. ऑक्साइड को बाइनरी यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है क्योंकि एल्गोरिथम में ऑक्सीजन दूसरी पंक्ति में है। सूचक का निर्धारण करते समय, प्लेसमेंट नियमों को जानना और एल्गोरिथम की गणना करना महत्वपूर्ण है।

एसिड ऑक्साइड के लिए एल्गोरिदम

ऑक्सीकरण अवस्था -ये तत्वों की संयोजकता के संख्यात्मक भाव हैं। उदाहरण के लिए, एसिड ऑक्साइड एक निश्चित एल्गोरिथ्म के अनुसार बनते हैं: गैर-धातु या धातु पहले आते हैं (उनकी वैलेंसी आमतौर पर 4 से 7 तक होती है), और फिर ऑक्सीजन आती है, जैसा कि होना चाहिए, दूसरे क्रम में, इसकी वैलेंसी दो है। द्वारा आसानी से निर्धारित किया जाता है आवर्त सारणीमेंडेलीव के रासायनिक तत्व। यह जानना भी जरूरी है कि तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था एक संकेतक है जो बताता है या तो धनात्मक या ऋणात्मक संख्या.

एल्गोरिथ्म की शुरुआत में, एक नियम के रूप में, एक गैर-धातु और इसकी ऑक्सीकरण स्थिति सकारात्मक है। ऑक्साइड यौगिकों में गैर-धातु ऑक्सीजन का स्थिर मान होता है, जो -2 है। सभी मूल्यों की व्यवस्था की शुद्धता का निर्धारण करने के लिए, आपको सभी उपलब्ध संख्याओं को एक विशेष तत्व के सूचकांकों से गुणा करना होगा, यदि उत्पाद, सभी माइनस और प्लसस को ध्यान में रखते हुए, 0 है, तो व्यवस्था विश्वसनीय है।

ऑक्सीजन युक्त एसिड में व्यवस्था

अम्ल जटिल पदार्थ होते हैं, वे कुछ अम्लीय अवशेषों से जुड़े होते हैं और उनमें एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। यहां, डिग्री की गणना करने के लिए, गणित में कौशल की आवश्यकता होती है, क्योंकि गणना के लिए आवश्यक संकेतक डिजिटल होते हैं। हाइड्रोजन या प्रोटॉन के लिए, यह हमेशा समान होता है - +1। नकारात्मक ऑक्सीजन आयन पर नकारात्मक शक्तिऑक्सीकरण -2।

इन सभी क्रियाओं को करने के बाद, आप ऑक्सीकरण की डिग्री और सूत्र के केंद्रीय तत्व को निर्धारित कर सकते हैं। इसकी गणना के लिए व्यंजक एक समीकरण के रूप में एक सूत्र है। उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के लिए, समीकरण एक अज्ञात के साथ होगा।

OVR में मूल शर्तें

ओआरआर एक कमी-ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है.

• किसी भी परमाणु का ऑक्सीकरण अवस्था - आयनों (या परमाणुओं) के अन्य परमाणुओं को इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने या देने के लिए इस परमाणु की क्षमता को दर्शाता है;
• यह या तो आवेशित परमाणुओं या अपरिवर्तित आयनों को ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में मानने की प्रथा है;
• इस मामले में कम करने वाले एजेंट आयनों को चार्ज किया जाएगा या इसके विपरीत, अपरिवर्तित परमाणु जो रासायनिक बातचीत की प्रक्रिया में अपने इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं;
• ऑक्सीकरण इलेक्ट्रॉनों का दान है।

लवणों में ऑक्सीकरण अवस्था की व्यवस्था कैसे करें

लवण एक धातु और एक या अधिक अम्ल अवशेषों से बने होते हैं। निर्धारण प्रक्रिया एसिड युक्त एसिड के समान है।

जो धातु सीधे नमक बनाती है वह मुख्य उपसमूह में स्थित होती है, इसकी डिग्री इसके समूह की संख्या के बराबर होगी, अर्थात यह हमेशा एक स्थिर, सकारात्मक संकेतक रहेगी।

एक उदाहरण के रूप में, सोडियम नाइट्रेट में ऑक्सीकरण अवस्थाओं की व्यवस्था पर विचार करें। नमक क्रमशः समूह 1 के मुख्य उपसमूह के एक तत्व का उपयोग करके बनता है, ऑक्सीकरण अवस्था सकारात्मक और एक के बराबर होगी। नाइट्रेट्स में, ऑक्सीजन का समान मान - -2 होता है। एक संख्यात्मक मान प्राप्त करने के लिए, पहले एक अज्ञात के साथ एक समीकरण तैयार किया जाता है, जिसमें मानों के सभी ऋणों और प्लसस को ध्यान में रखा जाता है: +1+X-6=0। समीकरण को हल करके, आप इस तथ्य पर आ सकते हैं कि संख्यात्मक सूचक धनात्मक है और +5 के बराबर है। यह नाइट्रोजन का सूचक है। ऑक्सीकरण की डिग्री की गणना करने के लिए एक महत्वपूर्ण कुंजी - तालिका.

बुनियादी ऑक्साइड में व्यवस्था नियम

• किसी भी यौगिक में विशिष्ट धातुओं के ऑक्साइड में एक स्थिर ऑक्सीकरण सूचकांक होता है, यह हमेशा +1 या अन्य मामलों में +2 से अधिक नहीं होता है;
• आवर्त सारणी का उपयोग करके धातु के डिजिटल संकेतक की गणना की जाती है। यदि तत्व समूह 1 के मुख्य उपसमूह में समाहित है, तो इसका मान +1 होगा;
• आक्साइड का मूल्य, उनके सूचकांकों को ध्यान में रखते हुए, गुणन के बाद, योग शून्य के बराबर होना चाहिए, क्योंकि उनमें अणु तटस्थ है, आवेश रहित कण;
• समूह 2 के मुख्य उपसमूह की धातुओं में भी एक स्थिर सकारात्मक संकेतक होता है, जो +2 है।

ऐसी वस्तु स्कूल के पाठ्यक्रमचूंकि अधिकांश आधुनिक स्कूली बच्चों के लिए रसायन विज्ञान कई कठिनाइयों का कारण बनता है, कुछ ही यौगिकों में ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित कर सकते हैं। स्कूली बच्चों के लिए सबसे बड़ी मुश्किलें हैं, यानी मुख्य स्कूल के छात्र (ग्रेड 8-9)। विषय की गलत समझ से छात्रों में इस विषय के प्रति शत्रुता पैदा होती है।

शिक्षक रसायन विज्ञान के लिए मध्य और उच्च विद्यालय के छात्रों के इस तरह के "नापसंद" के कई कारणों की पहचान करते हैं: जटिल रासायनिक शब्दों को समझने की अनिच्छा, एक विशिष्ट प्रक्रिया पर विचार करने के लिए एल्गोरिदम का उपयोग करने में असमर्थता, गणितीय ज्ञान के साथ समस्याएं। रूसी संघ के शिक्षा मंत्रालय ने विषय की सामग्री में गंभीर बदलाव किए हैं। इसके अलावा, रसायन विज्ञान पढ़ाने के लिए घंटों की संख्या में "कटौती" की गई थी। इससे विषय में ज्ञान की गुणवत्ता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ा, अनुशासन के अध्ययन में रुचि में कमी आई।

स्कूली बच्चों के लिए रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम के कौन से विषय सबसे कठिन हैं?

द्वारा नया कार्यक्रमपाठ्यक्रम के लिए शैक्षिक अनुशासनबेसिक स्कूल के "रसायन विज्ञान" में कई गंभीर विषय शामिल हैं: डी। आई। मेंडेलीव, कक्षाओं के तत्वों की आवर्त सारणी अकार्बनिक पदार्थ, आयन विनिमय। ऑक्साइड के ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने के लिए आठवें ग्रेडर के लिए सबसे कठिन काम है।

प्लेसमेंट नियम

सबसे पहले, छात्रों को पता होना चाहिए कि ऑक्साइड जटिल दो-तत्व यौगिक हैं जिनमें ऑक्सीजन शामिल है। आक्साइड के वर्ग से संबंधित एक द्विआधारी यौगिक के लिए एक शर्त इस यौगिक में ऑक्सीजन की दूसरी स्थिति है।

एसिड ऑक्साइड के लिए एल्गोरिथम

आरंभ करने के लिए, हम ध्यान दें कि डिग्री तत्वों की वैधता के संख्यात्मक भाव हैं। एसिड ऑक्साइड गैर-धातुओं या धातुओं द्वारा चार से सात की वैलेंस के साथ बनते हैं, ऐसे ऑक्साइड में दूसरा आवश्यक रूप से ऑक्सीजन होता है।

ऑक्साइड में, ऑक्सीजन की संयोजकता हमेशा दो से मेल खाती है, इसे डी. आई. मेंडेलीव के तत्वों की आवर्त सारणी से निर्धारित किया जा सकता है। आवर्त सारणी के मुख्य उपसमूह के 6 वें समूह में ऑक्सीजन के रूप में ऐसा एक विशिष्ट गैर-धातु, अपने बाहरी ऊर्जा स्तर को पूरी तरह से पूरा करने के लिए दो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है। ऑक्सीजन के साथ यौगिकों में गैर-धातुएं अक्सर एक उच्च वैलेंस प्रदर्शित करती हैं, जो समूह की संख्या से मेल खाती है। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि रासायनिक तत्वों का ऑक्सीकरण राज्य एक संकेतक है जो एक सकारात्मक (नकारात्मक) संख्या को दर्शाता है।

सूत्र की शुरुआत में गैर-धातु में सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था होती है। गैर-धातु ऑक्सीजन ऑक्साइड में स्थिर है, इसका सूचकांक -2 है। एसिड ऑक्साइड में मूल्यों की व्यवस्था की विश्वसनीयता की जांच करने के लिए, आपको किसी विशेष तत्व के सूचकांकों द्वारा निर्धारित सभी संख्याओं को गुणा करना होगा। गणना को विश्वसनीय माना जाता है यदि सेट डिग्री के सभी प्लसस और माइनस का कुल योग 0 है।

दो-तत्व सूत्रों का संकलन

तत्वों के परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था दो तत्वों से यौगिक बनाने और रिकॉर्ड करने का मौका देती है। सूत्र बनाते समय, शुरुआत के लिए, दोनों प्रतीकों को साथ-साथ लिखा जाता है, ऑक्सीजन को दूसरे स्थान पर रखना सुनिश्चित करें। प्रत्येक रिकॉर्ड किए गए संकेतों के ऊपर, ऑक्सीकरण राज्यों के मान निर्धारित किए गए हैं, फिर पाए गए नंबरों के बीच वह संख्या है जो बिना किसी शेष के दोनों अंकों से विभाज्य होगी। यह सूचकदो-तत्व पदार्थ के पहले और दूसरे घटकों के लिए सूचकांक प्राप्त करने, ऑक्सीकरण की डिग्री के संख्यात्मक मूल्य से अलग से विभाजित किया जाना चाहिए। उच्चतम डिग्रीऑक्सीकरण संख्यात्मक रूप से एक विशिष्ट गैर-धातु की उच्चतम वैलेंस के मान के बराबर होता है, समूह संख्या के समान होता है जहां गैर-धातु पीएस में खड़ा होता है।

बुनियादी आक्साइड में संख्यात्मक मान स्थापित करने के लिए एल्गोरिथम

विशिष्ट धातुओं के ऑक्साइड ऐसे यौगिक माने जाते हैं। सभी यौगिकों में उनका ऑक्सीकरण अवस्था सूचकांक +1 या +2 से अधिक नहीं होता है। यह समझने के लिए कि किसी धातु की ऑक्सीकरण अवस्था क्या होगी, आप आवर्त सारणी का उपयोग कर सकते हैं। पहले समूह के मुख्य उपसमूहों की धातुओं के लिए, यह पैरामीटर हमेशा स्थिर होता है, यह समूह संख्या के समान होता है, अर्थात +1।

दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह की धातु भी एक स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था, संख्यात्मक रूप से +2 की विशेषता है। ऑक्साइड के ऑक्सीकरण राज्यों, उनके सूचकांकों (संख्याओं) को ध्यान में रखते हुए, शून्य तक जोड़ा जाना चाहिए, क्योंकि रासायनिक अणु को एक तटस्थ, चार्ज-मुक्त कण माना जाता है।

ऑक्सीजन युक्त एसिड में ऑक्सीकरण राज्यों की व्यवस्था

अम्ल जटिल पदार्थ होते हैं, जिनमें एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, जो किसी प्रकार के अम्ल अवशेषों से जुड़े होते हैं। यह देखते हुए कि ऑक्सीकरण अवस्थाएँ संख्याएँ हैं, उनकी गणना करने के लिए कुछ गणित कौशल की आवश्यकता होती है। एसिड में हाइड्रोजन (प्रोटॉन) के लिए ऐसा संकेतक हमेशा स्थिर होता है, यह +1 है। अगला, आप नकारात्मक ऑक्सीजन आयन के लिए ऑक्सीकरण स्थिति निर्दिष्ट कर सकते हैं, यह भी स्थिर है, -2।

इन क्रियाओं के बाद ही सूत्र के केंद्रीय घटक के ऑक्सीकरण की डिग्री की गणना करना संभव है। एक विशिष्ट नमूने के रूप में, सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 में तत्वों के ऑक्सीकरण अवस्था के निर्धारण पर विचार करें। यह देखते हुए कि इस जटिल पदार्थ के अणु में दो हाइड्रोजन प्रोटॉन, 4 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, हमें इस रूप की अभिव्यक्ति +2+X-8=0 प्राप्त होती है। योग को शून्य बनाने के लिए, सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था +6 होगी

लवणों में ऑक्सीकरण अवस्थाओं की व्यवस्था

लवण जटिल यौगिक होते हैं जिनमें धातु आयन और एक या अधिक अम्ल अवशेष होते हैं। प्रत्येक के ऑक्सीकरण राज्यों को निर्धारित करने की विधि घटक भागएक जटिल नमक में ऑक्सीजन युक्त एसिड के समान होता है। यह देखते हुए कि तत्वों का ऑक्सीकरण राज्य एक संख्यात्मक संकेतक है, धातु के ऑक्सीकरण राज्य को सही ढंग से इंगित करना महत्वपूर्ण है।

यदि नमक बनाने वाली धातु मुख्य उपसमूह में स्थित है, तो इसकी ऑक्सीकरण अवस्था स्थिर होगी, समूह संख्या से मेल खाती है, एक सकारात्मक मूल्य है। यदि नमक में PS के समान उपसमूह की धातु होती है, तो एसिड अवशेषों द्वारा विभिन्न धातुओं को दिखाना संभव है। धातु की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करने के बाद (-2) रख दें, फिर रासायनिक समीकरण का उपयोग करके केंद्रीय तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना की जाती है।

उदाहरण के तौर पर, (मध्यम नमक) में तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों के निर्धारण पर विचार करें। NaNO3. नमक समूह 1 के मुख्य उपसमूह की धातु से बनता है, इसलिए सोडियम की ऑक्सीकरण अवस्था +1 होगी। नाइट्रेट्स में ऑक्सीजन का ऑक्सीकरण अवस्था -2 होता है। ऑक्सीकरण की डिग्री का संख्यात्मक मान निर्धारित करने के लिए समीकरण +1+X-6=0 है। निर्णय लेने से दिए गए समीकरण, हम पाते हैं कि X को +5 होना चाहिए, यह है

OVR में मूल शर्तें

ऑक्सीडेटिव के साथ-साथ अपचयन प्रक्रिया के लिए, विशेष शब्द हैं जिन्हें सीखने के लिए छात्रों की आवश्यकता होती है।

एक परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था कुछ आयनों या परमाणुओं से स्वयं को संलग्न करने (दूसरों को दान करने) की प्रत्यक्ष क्षमता है।

तटस्थ परमाणुओं या आवेशित आयनों को ऑक्सीकरण एजेंट माना जाता है। रासायनिक प्रतिक्रियाइलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करना।

कम करने वाला एजेंट अपरिवर्तित परमाणु या आवेशित आयन होंगे, जो रासायनिक संपर्क की प्रक्रिया में अपने स्वयं के इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं।

ऑक्सीकरण को इलेक्ट्रॉनों को दान करने की प्रक्रिया के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।

अपचयन एक अपरिवर्तित परमाणु या आयन द्वारा अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों की स्वीकृति के साथ जुड़ा हुआ है।

रेडॉक्स प्रक्रिया एक प्रतिक्रिया की विशेषता है जिसके दौरान एक परमाणु का ऑक्सीकरण राज्य आवश्यक रूप से बदल जाता है। यह परिभाषा आपको यह समझने की अनुमति देती है कि आप कैसे निर्धारित कर सकते हैं कि प्रतिक्रिया OVR है या नहीं।

OVR पार्सिंग नियम

इस एल्गोरिथम का उपयोग करके, आप गुणांक को किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया में व्यवस्थित कर सकते हैं।

कणों की रेडॉक्स क्षमता को चिह्नित करने के लिए, ऑक्सीकरण की डिग्री जैसी अवधारणा महत्वपूर्ण है। ऑक्सीकरण अवस्था वह आवेश है जो एक अणु या आयन में एक परमाणु में हो सकता है यदि अन्य परमाणुओं के साथ इसके सभी बंधन टूट गए हों, और सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े अधिक विद्युतीय तत्वों के साथ छोड़ दिए गए हों।

आयनों के वास्तविक जीवन आवेशों के विपरीत, ऑक्सीकरण अवस्था अणु में परमाणु के केवल सशर्त आवेश को दर्शाती है। यह नकारात्मक, सकारात्मक या शून्य हो सकता है। उदाहरण के लिए, साधारण पदार्थों में परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था "0" (,
,,). में रासायनिक यौगिकपरमाणु हो सकते हैं स्थायी डिग्रीऑक्सीकरण या चर। मुख्य उपसमूह I, II और III समूहों की धातुओं के लिए आवधिक प्रणालीरासायनिक यौगिकों में, ऑक्सीकरण अवस्था, एक नियम के रूप में, क्रमशः Me +1, Me +2 और Me +3 (Li +, Ca +2, Al +3) के बराबर होती है। फ्लोरीन परमाणु में हमेशा -1 होता है। धातुओं के साथ यौगिकों में क्लोरीन हमेशा -1 होता है। अधिकांश यौगिकों में, ऑक्सीजन में -2 का ऑक्सीकरण राज्य होता है (पेरोक्साइड को छोड़कर, जहां इसका ऑक्सीकरण राज्य -1 है), और हाइड्रोजन +1 (धातु हाइड्राइड को छोड़कर, जहां इसका ऑक्सीकरण राज्य -1 है)।

एक तटस्थ अणु में सभी परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर है, और आयन में यह आयन के आवेश के बराबर है। यह रिश्ता जटिल यौगिकों में परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों की गणना करना संभव बनाता है।

सल्फ्यूरिक एसिड अणु एच 2 एसओ 4 में, हाइड्रोजन परमाणु में +1 का ऑक्सीकरण राज्य होता है, और ऑक्सीजन परमाणु -2 होता है। चूंकि दो हाइड्रोजन परमाणु और चार ऑक्सीजन परमाणु हैं, हमारे पास दो "+" और आठ "-" हैं। छह "+" तटस्थता के लिए गायब हैं। यह वह संख्या है जो सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था है -
. पोटेशियम डाइक्रोमेट K2Cr2O7 अणु में दो पोटेशियम परमाणु, दो क्रोमियम परमाणु और सात ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। पोटेशियम में +1 का ऑक्सीकरण अवस्था है, ऑक्सीजन में -2 है। तो हमारे पास दो "+" और चौदह "-" हैं। शेष बारह "+" दो क्रोमियम परमाणुओं पर गिरते हैं, जिनमें से प्रत्येक का ऑक्सीकरण अवस्था +6 है (
).

विशिष्ट ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट

कमी और ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं की परिभाषा से, यह निम्नानुसार है कि, सिद्धांत रूप में, सरल और जटिल पदार्थ जिनमें परमाणु होते हैं जो सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था में नहीं होते हैं और इसलिए उनके ऑक्सीकरण राज्य को कम कर सकते हैं, ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में कार्य कर सकते हैं। इसी तरह, सरल और जटिल पदार्थ जिनमें परमाणु होते हैं जो उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में नहीं होते हैं और इसलिए उनकी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ सकती है, कम करने वाले एजेंटों के रूप में कार्य कर सकते हैं।

सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं:

1) परमाणुओं द्वारा निर्मित साधारण पदार्थ जिनकी विद्युत ऋणात्मकता अधिक होती है, अर्थात। आवधिक प्रणाली के छठे और सातवें समूहों के मुख्य उपसमूहों में स्थित विशिष्ट गैर-धातु: एफ, ओ, सीएल, एस (क्रमशः एफ 2 , ओ 2 , सीएल 2 , एस);

2) उच्च और मध्यवर्ती तत्वों वाले पदार्थ

सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्य, आयनों के रूप में, दोनों सरल, तात्विक (Fe 3+) और ऑक्सीजन युक्त, ऑक्सोअनियन (परमैंगनेट आयन - MnO 4 -) सहित;

3) पेरोक्साइड यौगिक।

आक्सीकारकों के रूप में व्यवहार में प्रयुक्त होने वाले विशिष्ट पदार्थ ऑक्सीजन और ओजोन, क्लोरीन, ब्रोमीन, परमैंगनेट्स, डाइक्रोमेट्स, क्लोरीन के ऑक्सीकाइड्स और उनके लवण हैं (उदाहरण के लिए,
,
,
), नाइट्रिक एसिड (
), केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड (
), मैंगनीज डाइऑक्साइड (
), हाइड्रोजन पेरोक्साइड और धातु पेरोक्साइड (
,
).

सबसे शक्तिशाली कम करने वाले एजेंट हैं:

1) सरल पदार्थ जिनके परमाणुओं में कम वैद्युतीयऋणात्मकता ("सक्रिय धातु") होती है;

2) कम ऑक्सीकरण अवस्थाओं में धातु के कटियन (Fe 2+);

3) सरल मौलिक आयन, उदाहरण के लिए, सल्फाइड आयन एस 2-;

4) तत्व के सबसे कम सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों के अनुरूप ऑक्सीजन युक्त आयन (ऑक्सोनियन)।
, सल्फाइट
).

अपचायक के रूप में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट पदार्थ हैं, उदाहरण के लिए, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु, सल्फाइड, सल्फाइट्स, हाइड्रोजन हलाइड्स (एचएफ को छोड़कर), कार्बनिक पदार्थ - अल्कोहल, एल्डिहाइड, फॉर्मलाडेहाइड, ग्लूकोज, ऑक्सालिक एसिड, साथ ही हाइड्रोजन, कार्बन , मोनोऑक्साइड कार्बन (
) और एल्यूमीनियम उच्च तापमान पर।

सिद्धांत रूप में, यदि किसी पदार्थ में मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था में कोई तत्व होता है, तो ये पदार्थ ऑक्सीकरण और कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित कर सकते हैं। यह सब निर्भर करता है

प्रतिक्रिया में "भागीदार": पर्याप्त रूप से मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के साथ, यह एक कम करने वाले एजेंट के रूप में प्रतिक्रिया कर सकता है, और एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में पर्याप्त रूप से मजबूत कम करने वाले एजेंट के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, नाइट्राइट आयन NO 2 - एक अम्लीय वातावरण में आयन I के संबंध में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है -:

2
+ 2+ 4HCl→ + 2
+ 4KCl + 2H 2 हे

और परमैंगनेट आयन एमएनओ 4 के संबंध में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में -

5
+ 2
+ 3एच 2 एसओ 4 → 2
+ 5
+ के 2 एसओ 4 + 3 एच 2 ओ

वैद्युतीयऋणात्मकता, रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के अन्य गुणों की तरह, समय-समय पर तत्व की क्रमिक संख्या में वृद्धि के साथ बदलती है:

ऊपर दिया गया ग्राफ़ मुख्य उपसमूहों के तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में परिवर्तन की आवधिकता को दर्शाता है, जो तत्व की क्रमिक संख्या पर निर्भर करता है।

आवर्त सारणी के उपसमूह को नीचे ले जाने पर, रासायनिक तत्वों की वैद्युतीयऋणात्मकता घट जाती है, जब आवर्त के साथ दाईं ओर बढ़ते हैं, तो यह बढ़ जाती है।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी तत्वों की गैर-धात्विकता को दर्शाती है: इलेक्ट्रोनगेटिविटी का मान जितना अधिक होता है, तत्व में उतने ही अधिक गैर-धात्विक गुण व्यक्त किए जाते हैं।

ऑक्सीकरण अवस्था

किसी यौगिक में किसी तत्व के ऑक्सीकरण अवस्था की गणना कैसे करें?

1) सरल पदार्थों में रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा शून्य होती है।

2) ऐसे तत्व हैं जो जटिल पदार्थों में निरंतर ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं:

3) ऐसे रासायनिक तत्व हैं जो अधिकांश यौगिकों में निरंतर ऑक्सीकरण स्थिति प्रदर्शित करते हैं। इन तत्वों में शामिल हैं:

तत्व	लगभग सभी यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था	अपवाद
हाइड्रोजन एच	+1	क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु हाइड्राइड, उदाहरण के लिए:
ऑक्सीजन ओ	-2	हाइड्रोजन और धातु पेरोक्साइड: ऑक्सीजन फ्लोराइड -

4) एक अणु में सभी परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का बीजगणितीय योग हमेशा शून्य होता है। आयन में सभी परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों का बीजगणितीय योग आयन के आवेश के बराबर होता है।

5) उच्चतम (अधिकतम) ऑक्सीकरण अवस्था समूह संख्या के बराबर होती है। अपवाद जो इस नियम के अंतर्गत नहीं आते हैं, वे हैं समूह I के द्वितीयक उपसमूह के तत्व, समूह VIII के द्वितीयक उपसमूह के तत्व, साथ ही साथ ऑक्सीजन और फ्लोरीन।

रासायनिक तत्व जिनकी समूह संख्या उनके उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था से मेल नहीं खाती (याद रखना अनिवार्य है)

6) धातुओं की सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा शून्य होती है, और गैर-धातुओं की सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

किसी अधातु की निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्था = समूह संख्या - 8

उपरोक्त नियमों के आधार पर, किसी पदार्थ में रासायनिक तत्व के ऑक्सीकरण की डिग्री स्थापित करना संभव है।

विभिन्न यौगिकों में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का पता लगाना

उदाहरण 1

सल्फ्यूरिक एसिड में सभी तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों का निर्धारण करें।

समाधान:

सल्फ्यूरिक एसिड का सूत्र लिखें:

सभी जटिल पदार्थों में हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण अवस्था +1 (धातु हाइड्राइड्स को छोड़कर) है।

सभी जटिल पदार्थों में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण स्थिति -2 है (पेरोक्साइड और ऑक्सीजन फ्लोराइड ऑफ 2 को छोड़कर)। आइए ज्ञात ऑक्सीकरण अवस्थाओं को व्यवस्थित करें:

आइए हम सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था को इस रूप में निरूपित करें एक्स:

सल्फ्यूरिक एसिड अणु, किसी भी पदार्थ के अणु की तरह, आमतौर पर विद्युत रूप से तटस्थ होता है, क्योंकि। एक अणु में सभी परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग शून्य होता है। योजनाबद्ध रूप से, इसे निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

वे। हमें निम्नलिखित समीकरण प्राप्त हुआ:

आइए इसे हल करें:

इस प्रकार, सल्फ्यूरिक एसिड में सल्फर का ऑक्सीकरण अवस्था +6 है।

उदाहरण 2

अमोनियम डाइक्रोमेट में सभी तत्वों के ऑक्सीकरण राज्य का निर्धारण करें।

समाधान:

आइए अमोनियम डाइक्रोमेट का सूत्र लिखें:

जैसा कि पिछले मामले में, हम हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण राज्यों को व्यवस्थित कर सकते हैं:

हालाँकि, हम देखते हैं कि एक ही बार में दो रासायनिक तत्वों, नाइट्रोजन और क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ अज्ञात हैं। इसलिए, हम पिछले उदाहरण की तरह ही ऑक्सीकरण राज्यों को नहीं ढूंढ सकते हैं (दो चर वाले एक समीकरण का एक अनूठा समाधान नहीं है)।

आइए हम इस तथ्य पर ध्यान दें कि संकेतित पदार्थ लवण के वर्ग से संबंधित है और तदनुसार, एक आयनिक संरचना है। तब हम ठीक ही कह सकते हैं कि अमोनियम डाइक्रोमेट की संरचना में NH 4 + धनायन शामिल हैं (इस धनायन का आवेश घुलनशीलता तालिका में देखा जा सकता है)। इसलिए, चूँकि अमोनियम डाइक्रोमेट की सूत्र इकाई में दो धनात्मक एकल आवेशित NH 4 + धनायन होते हैं, डाइक्रोमेट आयन का आवेश -2 होता है, क्योंकि पदार्थ समग्र रूप से विद्युत रूप से तटस्थ होता है। वे। पदार्थ NH4 + धनायनों और Cr2O72- ऋणायनों द्वारा निर्मित होता है।

हम हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण राज्यों को जानते हैं। यह जानते हुए कि आयन में सभी तत्वों के परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों का योग चार्ज के बराबर है, और नाइट्रोजन और क्रोमियम के ऑक्सीकरण राज्यों को निरूपित करना एक्सऔर वाईतदनुसार, हम लिख सकते हैं:

वे। हमें दो स्वतंत्र समीकरण मिलते हैं:

जिसे हल करते हुए हम पाते हैं एक्सऔर वाई:

इस प्रकार, अमोनियम डाइक्रोमेट में, नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण राज्य -3, हाइड्रोजन +1, क्रोमियम +6 और ऑक्सीजन -2 हैं।

कार्बनिक पदार्थों में तत्वों के ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण कैसे किया जा सकता है, इसे पढ़ा जा सकता है।

वैलेंस

परमाणुओं की संयोजकता रोमन अंकों द्वारा इंगित की जाती है: I, II, III, आदि।

परमाणु की वैलेंस संभावनाएं मात्रा पर निर्भर करती हैं:

1) अयुग्मित इलेक्ट्रॉन

2) संयोजकता स्तरों के कक्षकों में साझा न किए गए इलेक्ट्रॉन युग्म

3) खाली इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्सवैलेंस स्तर

हाइड्रोजन परमाणु की वैलेंस संभावनाएं

आइए हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक ग्राफिक सूत्र का चित्रण करें:

यह कहा गया था कि तीन कारक संयोजकता की संभावनाओं को प्रभावित कर सकते हैं - अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति, बाहरी स्तर पर असाझा इलेक्ट्रॉन युग्मों की उपस्थिति और बाहरी स्तर के रिक्त (खाली) कक्षकों की उपस्थिति। हम बाहरी (और केवल) ऊर्जा स्तर में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन देखते हैं। इसके आधार पर, हाइड्रोजन की संयोजकता I के बराबर हो सकती है। हालाँकि, पहले ऊर्जा स्तर पर केवल एक उपस्तर होता है - एस,वे। बाहरी स्तर पर हाइड्रोजन परमाणु में या तो साझा नहीं किए गए इलेक्ट्रॉन जोड़े या खाली कक्षक नहीं होते हैं।

इस प्रकार, हाइड्रोजन परमाणु प्रदर्शित करने वाली एकमात्र संयोजकता I है।

कार्बन परमाणु की वैलेंस संभावनाएं

कार्बन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना पर विचार करें। जमीनी अवस्था में, इसके बाहरी स्तर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:

वे। जमीनी अवस्था में, एक अप्रकाशित कार्बन परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस अवस्था में, यह II के बराबर एक संयोजकता प्रदर्शित कर सकता है। हालाँकि, कार्बन परमाणु बहुत आसानी से एक उत्तेजित अवस्था में चला जाता है जब उसे ऊर्जा प्रदान की जाती है, और इस मामले में बाहरी परत का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रूप लेता है:

यद्यपि कार्बन परमाणु के उत्तेजन की प्रक्रिया में कुछ ऊर्जा खर्च होती है, लेकिन चार सहसंयोजक बंधों के बनने से व्यय की भरपाई से अधिक हो जाती है। इस कारण से, वैलेंस IV कार्बन परमाणु की अधिक विशेषता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, कार्बन के अणुओं में वैलेंस IV है कार्बन डाईऑक्साइड, कार्बोनिक एसिड और बिल्कुल सभी कार्बनिक पदार्थ।

अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के अतिरिक्त, संयोजकता स्तर के रिक्त () कक्षकों की उपस्थिति भी संयोजकता संभावनाओं को प्रभावित करती है। भरे हुए स्तर में ऐसे ऑर्बिटल्स की उपस्थिति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि परमाणु एक इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकर्ता के रूप में कार्य कर सकता है, अर्थात। दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा अतिरिक्त सहसंयोजक बंधन बनाते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, अपेक्षाओं के विपरीत, कार्बन मोनोऑक्साइड अणु CO में, बंधन दोहरा नहीं है, बल्कि तिगुना है, जो निम्नलिखित उदाहरण में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है:

नाइट्रोजन परमाणु की वैलेंस संभावनाएं

आइए नाइट्रोजन परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर के इलेक्ट्रॉन-ग्राफिक सूत्र को लिखें:

जैसा कि ऊपर दिए गए उदाहरण से देखा जा सकता है, नाइट्रोजन परमाणु की सामान्य अवस्था में 3 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, और इसलिए यह मान लेना तर्कसंगत है कि यह III के बराबर संयोजकता प्रदर्शित कर सकता है। दरअसल, अमोनिया (एनएच 3), नाइट्रस एसिड (एचएनओ 2), नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड (एनसीएल 3), आदि के अणुओं में तीन की वैलेंसी देखी जाती है।

यह ऊपर कहा गया था कि एक रासायनिक तत्व के एक परमाणु की वैलेंस न केवल अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करती है, बल्कि गैर-साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े की उपस्थिति पर भी निर्भर करती है। यह इस तथ्य के कारण है कि एक सहसंयोजक रासायनिक बंधन न केवल तब बन सकता है जब दो परमाणु एक-दूसरे को एक-एक इलेक्ट्रॉन प्रदान करते हैं, बल्कि तब भी जब एक परमाणु जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एक गैर-सहभाजित जोड़ी होती है - दाता () इसे एक खाली परमाणु के साथ प्रदान करता है। () कक्षीय वैलेंस स्तर (स्वीकर्ता)। वे। नाइट्रोजन परमाणु के लिए, दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा गठित एक अतिरिक्त सहसंयोजक बंधन के कारण वैलेंसी IV भी संभव है। इसलिए, उदाहरण के लिए, चार सहसंयोजक बंधन, जिनमें से एक दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बनता है, अमोनियम कटियन के निर्माण के दौरान मनाया जाता है:

इस तथ्य के बावजूद कि सहसंयोजक बंधनों में से एक दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बनता है, सभी एनएच बांडअमोनियम केशन में बिल्कुल समान हैं और एक दूसरे से अलग नहीं हैं।

V के बराबर एक वैलेंसी, नाइट्रोजन परमाणु दिखाने में सक्षम नहीं है। यह इस तथ्य के कारण है कि एक उत्तेजित अवस्था में संक्रमण नाइट्रोजन परमाणु के लिए असंभव है, जिसमें दो इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी उनमें से एक के मुक्त कक्षीय में संक्रमण के साथ होती है, जो ऊर्जा स्तर में निकटतम है। नाइट्रोजन परमाणु में नहीं है डी-सबलेवल, और 3s-ऑर्बिटल में संक्रमण ऊर्जावान रूप से इतना महंगा है कि नए बॉन्ड के गठन से ऊर्जा लागत को कवर नहीं किया जाता है। कई लोग सोच सकते हैं कि नाइट्रोजन की वैलेंसी क्या है, उदाहरण के लिए, नाइट्रिक एसिड HNO3 या नाइट्रिक ऑक्साइड N2O5 के अणुओं में? अजीब तरह से पर्याप्त है, वहां की वैलेंस भी IV है, जैसा कि निम्नलिखित संरचनात्मक सूत्रों से देखा जा सकता है:

चित्रण में बिंदीदार रेखा तथाकथित दिखाती है डेलोकलाइज्ड π -कनेक्शन। इस कारण से, नो टर्मिनल बॉन्ड को "डेढ़" कहा जा सकता है। इसी तरह के डेढ़ बांड ओजोन अणु O3, बेंजीन C6H6, आदि में भी पाए जाते हैं।

फास्फोरस की वैलेंस संभावनाएं

आइए हम फॉस्फोरस परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर के इलेक्ट्रॉन-ग्राफिक सूत्र का चित्रण करें:

जैसा कि हम देख सकते हैं, जमीनी अवस्था में फॉस्फोरस परमाणु की बाहरी परत और नाइट्रोजन परमाणु की संरचना समान है, और इसलिए फॉस्फोरस परमाणु के साथ-साथ नाइट्रोजन परमाणु के लिए, संभावित वैलेंस बराबर होने की उम्मीद करना तर्कसंगत है I, II, III और IV, जो व्यवहार में देखा जाता है।

हालाँकि, नाइट्रोजन के विपरीत, फॉस्फोरस परमाणु में भी होता है डी 5 खाली ऑर्बिटल्स के साथ सबलेवल।

इस संबंध में, यह इलेक्ट्रॉनों को भापते हुए एक उत्तेजित अवस्था में प्रवेश करने में सक्षम है एस-ऑर्बिटल्स:

इस प्रकार, फॉस्फोरस परमाणु के लिए संयोजकता V, जो नाइट्रोजन के लिए दुर्गम है, संभव है। इसलिए, उदाहरण के लिए, फॉस्फोरिक एसिड, फॉस्फोरस (वी) हलाइड्स, फॉस्फोरस (वी) ऑक्साइड इत्यादि जैसे यौगिकों के अणुओं में फॉस्फोरस परमाणु में पांच की वैलेंस होती है।

ऑक्सीजन परमाणु की वैलेंस संभावनाएं

ऑक्सीजन परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर के इलेक्ट्रॉन-ग्राफिक सूत्र का रूप है:

हम दूसरे स्तर पर दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन देखते हैं, और इसलिए ऑक्सीजन के लिए संयोजकता II संभव है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऑक्सीजन परमाणु की यह संयोजकता लगभग सभी यौगिकों में देखी जाती है। ऊपर, जब कार्बन परमाणु की वैलेंस संभावनाओं पर विचार किया गया, तो हमने कार्बन मोनोऑक्साइड अणु के गठन पर चर्चा की। CO अणु में बंधन तिगुना है, इसलिए, ऑक्सीजन वहाँ त्रिसंयोजक है (ऑक्सीजन एक इलेक्ट्रॉन युग्म दाता है)।

इस तथ्य के कारण कि ऑक्सीजन परमाणु का कोई बाहरी स्तर नहीं है डी-उपस्तर, इलेक्ट्रॉनों की अवनति एसऔर पी-ऑर्बिटल्स असंभव है, यही वजह है कि ऑक्सीजन परमाणु की वैलेंस क्षमता इसके उपसमूह के अन्य तत्वों की तुलना में सीमित है, उदाहरण के लिए, सल्फर।

सल्फर परमाणु की वैलेंस संभावनाएं

अप्रकाशित अवस्था में सल्फर परमाणु का बाहरी ऊर्जा स्तर:

सल्फर परमाणु, ऑक्सीजन परमाणु की तरह, इसकी सामान्य अवस्था में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सल्फर के लिए दो की संयोजकता संभव है। वास्तव में, सल्फर की संयोजकता II है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड अणु H2S में।

जैसा कि हम देख सकते हैं, बाहरी स्तर पर सल्फर परमाणु है डीरिक्त कक्षकों के साथ उपस्तर। इस कारण से, उत्तेजित राज्यों में संक्रमण के कारण, ऑक्सीजन के विपरीत, सल्फर परमाणु अपनी संयोजी क्षमताओं का विस्तार करने में सक्षम है। इसलिए, एक अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म 3 को अयुग्मित करते समय पी- सबलेवल, सल्फर परमाणु निम्न रूप के बाहरी स्तर के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को प्राप्त करता है:

इस अवस्था में, सल्फर परमाणु में 4 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो हमें सल्फर परमाणुओं की IV के बराबर वैलेंसी दिखाने की संभावना के बारे में बताता है। दरअसल, SO2, SF4, SOCl2, आदि अणुओं में सल्फर की संयोजकता IV होती है।

3 पर स्थित दूसरी अकेली इलेक्ट्रॉन जोड़ी को अनपेयर करते समय एस- सबलेवल, बाहरी ऊर्जा स्तर निम्नलिखित विन्यास प्राप्त करता है:

ऐसी अवस्था में संयोजकता VI का प्रकटीकरण पहले से ही संभव हो जाता है। VI-वैलेंट सल्फर वाले यौगिकों का एक उदाहरण SO3, H2SO4, SO2 Cl2 आदि हैं।

इसी तरह, हम अन्य रासायनिक तत्वों की वैलेंस संभावनाओं पर विचार कर 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

जब एक क्रिस्टल बनता है टेबल नमकसोडियम अधिक विद्युत ऋणात्मक क्लोरीन को इलेक्ट्रॉन 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 मूल्य: +1, धातु हाइड्राइड्स में पाया जाता 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 वैधता

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

रिडॉक्स प्रक्रियाओं में उद्योग, प्रौद्योगिकी, रहन-सहन और में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से कई शामिल हैं निर्जीव प्रकृति: दहन, जंग, 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। में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के आयनों के बीच बहने वाले ओवीआर के लिए जलीय समाधान, अधिक बार वे इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का नहीं, बल्कि अर्ध-प्रतिक्रियाओं की विधि का उपयोग करते हैं।