में समान ऑक्सीकरण अवस्था। ऑक्सीकरण की डिग्री। एक यौगिक में ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण

आयनिक और सहसंयोजक ध्रुवीय रासायनिक बंधों का अध्ययन करते समय, आप दो रासायनिक तत्वों से युक्त जटिल पदार्थों से परिचित हुए। ऐसे पदार्थों को द्वि-युग्म (लैटिन द्वि से - "दो") या दो-तत्व कहा जाता है।

आइए हम विशिष्ट द्विआधारी यौगिकों को याद करें जिन्हें हमने आयनिक और सहसंयोजक ध्रुवीय रासायनिक बंधनों के गठन के तंत्र पर विचार करने के लिए एक उदाहरण के रूप में उद्धृत किया: NaHl - सोडियम क्लोराइड और HCl - हाइड्रोजन क्लोराइड। पहले मामले में, बंधन आयनिक है: सोडियम परमाणु ने अपने बाहरी इलेक्ट्रॉन को क्लोरीन परमाणु में स्थानांतरित कर दिया और -1 के चार्ज के साथ आयन में बदल गया। और क्लोरीन परमाणु ने एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण किया और -1 आवेश वाले आयन में बदल गया। योजनाबद्ध रूप से, परमाणुओं के आयनों में परिवर्तन की प्रक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

एचसीएल अणु में, अयुग्मित बाहरी इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी और हाइड्रोजन और क्लोरीन परमाणुओं की एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी के गठन के कारण बंधन बनता है।

क्लोरीन परमाणु के एक-इलेक्ट्रॉन पी-क्लाउड के साथ हाइड्रोजन परमाणु के एक-इलेक्ट्रॉन एस-क्लाउड के ओवरलैप के रूप में हाइड्रोजन क्लोराइड अणु में एक सहसंयोजक बंधन के गठन का प्रतिनिधित्व करना अधिक सही है:

रासायनिक अंतःक्रिया के दौरान, सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी को अधिक विद्युतीय क्लोरीन परमाणु की ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है:

ऐसे सशर्त शुल्क कहलाते हैं ऑक्सीकरण अवस्था. इस अवधारणा को परिभाषित करते समय, यह सशर्त रूप से माना जाता है कि सहसंयोजक ध्रुवीय यौगिकों में, बाध्यकारी इलेक्ट्रॉनों को पूरी तरह से एक अधिक विद्युतीय परमाणु में स्थानांतरित कर दिया गया है, और इसलिए यौगिकों में केवल सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन होते हैं।

एक यौगिक में एक रासायनिक तत्व के परमाणुओं का सशर्त प्रभार है, इस धारणा के आधार पर गणना की जाती है कि सभी यौगिकों (आयनिक और सहसंयोजक ध्रुवीय दोनों) में केवल आयन होते हैं।

ऑक्सीकरण अवस्था में ऋणात्मक, धनात्मक या शून्य मान हो सकता है, जिसे आमतौर पर तत्व प्रतीक के ऊपर शीर्ष पर रखा जाता है, उदाहरण के लिए:

वे परमाणु जिन्होंने अन्य परमाणुओं से इलेक्ट्रॉन प्राप्त किए हैं या जिनमें सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े विस्थापित हो गए हैं, अर्थात्, अधिक विद्युतीय तत्वों के परमाणु, ऑक्सीकरण की डिग्री के लिए ऋणात्मक मान रखते हैं। सभी यौगिकों में फ्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा -1 होती है। फ्लोरीन के बाद दूसरा सबसे अधिक विद्युतीय तत्व ऑक्सीजन, फ्लोरीन के साथ यौगिकों को छोड़कर, लगभग हमेशा -2 की ऑक्सीकरण अवस्था होती है, उदाहरण के लिए:

वे परमाणु जो अपने इलेक्ट्रॉनों को अन्य परमाणुओं को दान करते हैं या जिनसे सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े खींचे जाते हैं, यानी कम विद्युतीय तत्वों के परमाणु, सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था रखते हैं। धातुओं में हमेशा एक सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था होती है। मुख्य उपसमूहों की धातुओं के लिए:

सभी यौगिकों में समूह I, ऑक्सीकरण अवस्था +1 है,
समूह II +2 के बराबर है। समूह III - +3, उदाहरण के लिए:

यौगिकों में, कुल ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा शून्य होती है। इसे और किसी एक तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था को जानने के बाद, आप हमेशा किसी अन्य तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था को बाइनरी कंपाउंड के सूत्र का उपयोग करके पा सकते हैं। उदाहरण के लिए, आइए यौगिक Cl2O2 में क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करें। आइए ऑक्सीकरण अवस्था -2 . को निरूपित करें
ऑक्सीजन: Cl2O2। इसलिए, सात ऑक्सीजन परमाणुओं पर कुल ऋणात्मक आवेश (-2) 7 =14 होगा। तब दो क्लोरीन परमाणुओं का कुल आवेश +14 और एक क्लोरीन परमाणु होगा:
(+14):2 = +7.

इसी प्रकार, तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को जानकर, एक यौगिक का सूत्र तैयार किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एल्युमिनियम कार्बाइड (एल्यूमीनियम और कार्बन का एक यौगिक)। आइए AlC के आगे एल्युमिनियम और कार्बन के चिन्ह और पहले एल्युमिनियम का चिन्ह लिखें, क्योंकि यह एक धातु है। हम तत्वों की आवर्त सारणी से बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करते हैं: अल में 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं, और सी में 4 होते हैं। एक एल्यूमीनियम परमाणु कार्बन को अपने 3 बाहरी इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देगा और +3 का ऑक्सीकरण राज्य प्राप्त करेगा, जो कि चार्ज के बराबर है आयन। कार्बन परमाणु, इसके विपरीत, लापता 4 इलेक्ट्रॉनों को "आठ पोषित" में ले जाएगा और -4 की ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करेगा।

आइए इन मानों को सूत्र में लिखें: AlС, और उनके लिए कम से कम सामान्य गुणक खोजें, यह 12 के बराबर है। फिर हम सूचकांकों की गणना करते हैं:

किसी रासायनिक यौगिक का सही नाम रखने के लिए तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था को जानना भी आवश्यक है।

बाइनरी यौगिकों के नामदो शब्दों से मिलकर बनता है - उन रासायनिक तत्वों के नाम जो उन्हें बनाते हैं। पहला शब्द यौगिक के विद्युत ऋणात्मक भाग को दर्शाता है - एक अधातु, इसका लैटिन नामप्रत्यय के साथ -id हमेशा in . होता है कर्ताकारक मामले. दूसरा शब्द इलेक्ट्रोपोसिटिव भाग को दर्शाता है - एक धातु या कम इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व, इसका नाम हमेशा होता है संबंध कारक. यदि इलेक्ट्रोपोसिटिव तत्व ऑक्सीकरण की विभिन्न डिग्री प्रदर्शित करता है, तो यह नाम में परिलक्षित होता है, जो एक रोमन अंक के साथ ऑक्सीकरण की डिग्री को दर्शाता है, जिसे अंत में रखा गया है।

रसायनज्ञों को विभिन्न देशएक दूसरे को समझने के लिए, एक एकीकृत शब्दावली और पदार्थों का नामकरण बनाना आवश्यक था। रासायनिक नामकरण के सिद्धांतों को पहली बार 1785 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए। लावोइसियर, ए। फोरक्टुआ, एल। गिटोन और सी। बर्थोलेट द्वारा विकसित किया गया था। वर्तमान में, इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) कई देशों के वैज्ञानिकों की गतिविधियों का समन्वय करता है और रसायन विज्ञान में प्रयुक्त पदार्थों और शब्दावली के नामकरण पर सिफारिशें जारी करता है।

इलेक्ट्रोनगेटिविटी, 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 ग्राफ तत्व की क्रमिक संख्या के आधार पर, मुख्य उपसमूहों के तत्वों की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में परिवर्तन की आवधिकता को दर्शाता है।

आवर्त सारणी के उपसमूह में नीचे जाने पर रासायनिक तत्वों की विद्युत ऋणात्मकता कम हो जाती है, आवर्त में दायीं ओर जाने पर यह बढ़ जाती है।

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

ऑक्सीकरण अवस्था

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

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

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

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

4) एक अणु में सभी परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का बीजगणितीय योग हमेशा शून्य होता है। एक आयन में सभी परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं 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 ऑक्सीजन और फ्लोरीन।

रासायनिक तत्व जिनकी समूह संख्या उनके से मेल नहीं खाती उच्चतम डिग्रीऑक्सीकरण (याद रखने के लिए आवश्यक)

6) धातुओं की न्यूनतम ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा शून्य होती है, और अधातुओं की निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्था की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

एक अधातु की निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्था = समूह संख्या - 8

ऊपर दिए गए नियमों के आधार पर किसी भी पदार्थ में किसी रासायनिक तत्व के ऑक्सीकरण की मात्रा को स्थापित करना संभव है।

विभिन्न यौगिकों में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करना

उदाहरण 1

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

समाधान:

आइए सल्फ्यूरिक एसिड का सूत्र लिखें:

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

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

आइए हम सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था को इस प्रकार 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 मिला:

आइए इसे हल करें:

इस प्रकार, सल्फ्यूरिक अम्ल में सल्फर की ऑक्सीकरण अवस्था +6 है।

उदाहरण 2

अमोनियम डाइक्रोमेट में सभी तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात कीजिए।

समाधान:

आइए अमोनियम डाइक्रोमेट का सूत्र लिखें:

पिछले मामले की तरह, हम हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण राज्यों की व्यवस्था कर सकते हैं:

हालांकि, हम देखते हैं कि एक साथ दो रासायनिक तत्वों, नाइट्रोजन और क्रोमियम के ऑक्सीकरण राज्य अज्ञात हैं। इसलिए, हम पिछले उदाहरण की तरह ऑक्सीकरण अवस्थाओं को नहीं खोज सकते हैं (दो चर वाले एक समीकरण का एक अद्वितीय समाधान नहीं होता 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, चूंकि अमोनियम डाइक्रोमेट की सूत्र इकाई में दो धनात्मक एकल आवेशित NH 4 + धनायन हैं, डाइक्रोमेट आयन का आवेश -2 है, क्योंकि संपूर्ण पदार्थ विद्युत रूप से तटस्थ है। वे। पदार्थ NH 4 + धनायनों और Cr 2 O 7 2- आयनों से बनता है।

हम हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण राज्यों को जानते हैं। यह जानते हुए कि आयन में सभी तत्वों के परमाणुओं के ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग आवेश के बराबर होता है, और नाइट्रोजन और क्रोमियम के ऑक्सीकरण अवस्थाओं को इस रूप में दर्शाता है एक्सतथा आपतदनुसार, हम लिख सकते हैं:

वे। हमें दो स्वतंत्र समीकरण मिलते हैं:

जिसे हल करते हुए, हम पाते हैं एक्सतथा आप:

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

कार्बनिक पदार्थों में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण कैसे करें, पढ़ा जा सकता है।

वैलेंस

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

परमाणु की संयोजकता संभावनाएँ मात्रा पर निर्भर करती हैं:

1) अयुग्मित इलेक्ट्रॉन

2) संयोजकता स्तरों के कक्षकों में असहभाजित इलेक्ट्रॉन युग्म

3) संयोजकता स्तर के खाली इलेक्ट्रॉन कक्षक

हाइड्रोजन परमाणु की संयोजकता संभावनाएं

आइए हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक ग्राफिक सूत्र को चित्रित करें:

यह कहा गया था कि तीन कारक संयोजकता संभावनाओं को प्रभावित कर सकते हैं - अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति, बाहरी स्तर पर असहभाजित 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 उप-स्तर होता है - एस,वे। बाहरी स्तर पर हाइड्रोजन परमाणु में न तो साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े होते हैं और न ही खाली कक्षक होते हैं।

इस प्रकार, एक हाइड्रोजन परमाणु केवल I ही संयोजकता प्रदर्शित कर सकता है।

कार्बन परमाणु की संयोजकता 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 संयोजकता प्रदर्शित कर सकता है। हालाँकि, कार्बन परमाणु बहुत आसानी से उत्तेजित अवस्था में चला जाता है जब इसे ऊर्जा प्रदान की जाती है, और इस मामले में बाहरी परत का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रूप लेता है:

यद्यपि कार्बन परमाणु के उत्तेजना की प्रक्रिया में कुछ ऊर्जा खर्च की जाती है, लेकिन चार सहसंयोजक बंधों के निर्माण से व्यय की भरपाई की तुलना में अधिक है। इस कारण से, संयोजकता IV कार्बन परमाणु की बहुत अधिक विशेषता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, अणुओं में कार्बन की संयोजकता IV है कार्बन डाइआक्साइड, 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 जोड़ी स्वीकर्ता के रूप में कार्य कर सकता है, अर्थात। दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा अतिरिक्त सहसंयोजक बंधन बनाते हैं। तो, उदाहरण के लिए, उम्मीदों के विपरीत, अणु में कार्बन मोनोआक्साइडसीओ बॉन्ड डबल नहीं, बल्कि ट्रिपल है, जो निम्नलिखित उदाहरण में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है:

नाइट्रोजन परमाणु की संयोजकता 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 अपनी 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 संयोजकता देखी जाती है।

ऊपर कहा गया था कि किसी रासायनिक तत्व के परमाणु की संयोजकता न केवल अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करती है, बल्कि असहभाजित इलेक्ट्रॉन युग्मों 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 साझा जोड़ी होती है - दाता () इसे दूसरे परमाणु को रिक्त स्थान प्रदान करता है () कक्षीय संयोजकता स्तर (स्वीकर्ता)। वे। नाइट्रोजन परमाणु के लिए, संयोजकता IV भी दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा गठित एक अतिरिक्त सहसंयोजक बंधन के कारण संभव है। इसलिए, उदाहरण के लिए, चार सहसंयोजक बंधन, जिनमें से एक दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बनता है, अमोनियम केशन के निर्माण के दौरान मनाया जाता है:

इस तथ्य के बावजूद कि सहसंयोजक बंधनों में से एक दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा बनता है, सभी एन-एच बांडअमोनियम में धनायन बिल्कुल समान हैं और एक दूसरे से भिन्न नहीं हैं।

नाइट्रोजन परमाणु V के बराबर संयोजकता प्रदर्शित करने में सक्षम नहीं है। यह इस तथ्य के कारण है कि नाइट्रोजन परमाणु के लिए एक उत्तेजित अवस्था में संक्रमण 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 की लागत को कवर नहीं किया जाता है। बहुत से लोग आश्चर्य कर सकते हैं कि नाइट्रोजन की संयोजकता क्या है, उदाहरण के लिए, नाइट्रिक एसिड एचएनओ 3 या नाइट्रिक ऑक्साइड एन 2 ओ 5 के अणुओं में? विचित्र रूप 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 स्थानीयकृत π -कनेक्शन। इस कारण से, NO टर्मिनल बॉन्ड को "डेढ़" कहा जा सकता है। इसी तरह के डेढ़ बंध ओजोन अणु O3, बेंजीन C6H6, आदि में भी पाए जाते हैं।

फास्फोरस की संयोजकता संभावनाएं

आइए हम फॉस्फोरस परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर के इलेक्ट्रॉन-ग्राफिक सूत्र को चित्रित करें:

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

हालांकि, नाइट्रोजन के विपरीत, फास्फोरस परमाणु में भी होता है डी- 5 खाली ऑर्बिटल्स के साथ सबलेवल।

इस संबंध में, यह इलेक्ट्रॉनों को भापते हुए एक उत्तेजित अवस्था में जाने में सक्षम है एस-कक्षक:

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

ऑक्सीजन परमाणु की संयोजकता संभावनाएं

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

हम दूसरे स्तर पर दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों को 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, कार्बन परमाणु की संयोजकता संभावनाओं पर विचार करते समय, हमने कार्बन मोनोऑक्साइड अणु के निर्माण पर चर्चा की। सीओ अणु में बंधन ट्रिपल है, इसलिए, ऑक्सीजन वहां त्रिसंयोजक है (ऑक्सीजन एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी दाता है)।

इस तथ्य के कारण कि ऑक्सीजन परमाणु का बाहरी स्तर नहीं होता है डी-उपस्तर, इलेक्ट्रॉनों की कमी एसतथा पी-ऑर्बिटल्स असंभव है, यही वजह है कि इसके उपसमूह के अन्य तत्वों की तुलना में ऑक्सीजन परमाणु की वैलेंस क्षमताएं सीमित हैं, उदाहरण के लिए, सल्फर।

सल्फर परमाणु की संयोजकता संभावनाएं

असम्बद्ध अवस्था में सल्फर परमाणु का बाह्य 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। दरअसल, 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 डीखाली ऑर्बिटल्स के साथ सबलेवल। इस कारण से, सल्फर परमाणु उत्तेजित अवस्थाओं में संक्रमण के कारण, ऑक्सीजन के विपरीत, अपनी वैलेंस क्षमताओं का विस्तार करने में सक्षम है। इसलिए, जब एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म को अयुग्मित करते हैं 3 पी-सबलेवल सल्फर परमाणु प्राप्त करता है इलेक्ट्रोनिक विन्यासइस तरह बाहरी स्तर:

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

3 . पर स्थित दूसरे एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म को अयुग्मित करते समय एस- सबलेवल, बाहरी ऊर्जा स्तर निम्नलिखित विन्यास प्राप्त करता है:

ऐसी स्थिति में, संयोजकता VI का प्रकटन पहले से ही संभव हो जाता है। VI-वैलेंट सल्फर वाले यौगिकों का एक उदाहरण SO3 , H 2 SO 4 , SO 2 Cl 2 आदि हैं।

इसी प्रकार, हम अन्य रासायनिक तत्वों की संयोजकता संभावनाओं पर विचार कर सकते हैं।

भाग I

1. ऑक्सीकरण अवस्था (s.o.) हैएक जटिल पदार्थ में एक रासायनिक तत्व के परमाणुओं का सशर्त प्रभार, इस धारणा के आधार पर गणना की जाती है कि इसमें साधारण आयन होते हैं।

जानना चाहिए!

1) के संबंध में। के बारे में। हाइड्रोजन = +1, हाइड्राइड को छोड़कर।
2) के साथ यौगिकों में। के बारे में। ऑक्सीजन = -2, पेरोक्साइड को छोड़कर और फ्लोराइड्स
3) धातुओं की ऑक्सीकरण अवस्था सदैव धनात्मक होती है।

मुख्य उपसमूहों की धातुओं के लिए पहले तीनसमूहों साथ। के बारे में। लगातार:
समूह आईए धातु - पी। के बारे में। = +1,
समूह IIA धातु - पी। के बारे में। = +2,
समूह IIIA धातु - पी। के बारे में। = +3.
4) मुक्त परमाणुओं और सरल पदार्थों के लिए p. के बारे में। = 0.
5) कुल एस। के बारे में। यौगिक के सभी तत्व = 0.

2. नाम बनाने की विधिदो-तत्व (बाइनरी) यौगिक।

4. तालिका "बाइनरी यौगिकों के नाम और सूत्र" को पूरा करें।

5. जटिल यौगिक के हाइलाइट किए गए तत्व के ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करें।

भाग द्वितीय

1. यौगिकों में रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था उनके सूत्रों के अनुसार ज्ञात कीजिए। इन पदार्थों के नाम लिखिए।

2. अलग पदार्थ FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3दो समूहों में। ऑक्सीकरण की मात्रा को इंगित करते हुए पदार्थों के नाम लिखिए।

3. एक रासायनिक तत्व के परमाणु के नाम और ऑक्सीकरण अवस्था और यौगिक के सूत्र के बीच एक पत्राचार स्थापित करें।

4. पदार्थों के नाम से सूत्र बनाइए।

5. 48 ग्राम सल्फर ऑक्साइड (IV) में कितने अणु होते हैं?

6. इंटरनेट और सूचना के अन्य स्रोतों का उपयोग करते हुए, निम्नलिखित योजना के अनुसार किसी भी बाइनरी कनेक्शन के उपयोग पर एक रिपोर्ट तैयार करें:
1) सूत्र;
2) नाम;
3) गुण;
4) आवेदन।

H2O पानी, हाइड्रोजन ऑक्साइड।
सामान्य परिस्थितियों में पानी एक मोटी परत में तरल, रंगहीन, गंधहीन होता है - नीला। क्वथनांक लगभग 100⁰С है। यह एक अच्छा विलायक है। एक पानी के अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, यह इसकी गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना है। यह एक जटिल पदार्थ है, इसकी विशेषता निम्नलिखित है: रासायनिक गुण: क्षार धातुओं, क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ परस्पर क्रिया। जल के साथ विनिमय अभिक्रिया जल-अपघटन कहलाती है। रसायन शास्त्र में इन प्रतिक्रियाओं का बहुत महत्व है।

7. K2MnO4 यौगिक में मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था है:
3) +6

8. क्रोमियम की एक यौगिक में सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था होती है जिसका सूत्र है:
1) Cr2O3

9. क्लोरीन एक यौगिक में अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है जिसका सूत्र है:
3) l2O7

ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने का कार्य एक साधारण औपचारिकता और एक जटिल पहेली दोनों हो सकता है। सबसे पहले, यह रासायनिक यौगिक के सूत्र के साथ-साथ रसायन विज्ञान और गणित में प्रारंभिक ज्ञान की उपलब्धता पर निर्भर करेगा।

बुनियादी नियमों और क्रमिक रूप से तार्किक क्रियाओं के एल्गोरिथ्म को जानना, जिस पर इस लेख में चर्चा की जाएगी, इस प्रकार की समस्याओं को हल करते समय, हर कोई आसानी से इस कार्य का सामना कर सकता है। और विभिन्न रासायनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने के लिए प्रशिक्षित और सीखने के बाद, आप इलेक्ट्रॉनिक संतुलन को संकलित करने की विधि द्वारा जटिल रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के समीकरण को सुरक्षित रूप से ले सकते हैं।

ऑक्सीकरण अवस्था की अवधारणा

यह जानने के लिए कि ऑक्सीकरण की डिग्री कैसे निर्धारित की जाती है, पहले आपको यह पता लगाना होगा कि इस अवधारणा का क्या अर्थ है?

• रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में रिकॉर्डिंग करते समय ऑक्सीकरण अवस्था का उपयोग किया जाता है, जब इलेक्ट्रॉनों को परमाणु से परमाणु में स्थानांतरित किया जाता है।
• ऑक्सीकरण अवस्था परमाणु के सशर्त आवेश को निरूपित करते हुए स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या को निश्चित करती है।
• ऑक्सीकरण अवस्था और संयोजकता प्रायः समान होती है।

यह पदनाम रासायनिक तत्व के शीर्ष पर, इसके दाहिने कोने में लिखा गया है, और "+" या "-" चिह्न के साथ एक पूर्णांक है। ऑक्सीकरण की डिग्री के शून्य मान में कोई चिन्ह नहीं होता है।

ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने के नियम

ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने के लिए मुख्य सिद्धांतों पर विचार करें:

• साधारण तात्विक पदार्थ, अर्थात्, जिनमें एक प्रकार के परमाणु होते हैं, उनमें हमेशा शून्य ऑक्सीकरण अवस्था होगी। उदाहरण के लिए, Na0, H02, P04
• ऐसे कई परमाणु हैं जिनमें हमेशा एक, स्थिर, ऑक्सीकरण अवस्था होती है। तालिका में दिए गए मानों को याद रखना बेहतर है।

• जैसा कि आप देख सकते हैं, धातुओं के साथ संयोजन में एकमात्र अपवाद हाइड्रोजन है, जहां यह एक ऑक्सीकरण अवस्था "-1" प्राप्त करता है जो इसकी विशेषता नहीं है।
• ऑक्सीजन भी फ्लोरीन के साथ रासायनिक संयोजन में ऑक्सीकरण अवस्था "+2" और पेरोक्साइड, सुपरऑक्साइड या ओजोनाइड्स की रचनाओं में "-1" लेती है, जहां ऑक्सीजन परमाणु एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

• धातु आयनों में ऑक्सीकरण की डिग्री (और केवल सकारात्मक वाले) के कई मूल्य होते हैं, इसलिए यह यौगिक में पड़ोसी तत्वों द्वारा निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, FeCl3 में, क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था "-1" होती है, इसमें 3 परमाणु होते हैं, इसलिए हम -1 को 3 से गुणा करते हैं, हमें "-3" मिलता है। यौगिक की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग "0" होने के लिए, लोहे की ऑक्सीकरण अवस्था "+3" होनी चाहिए। FeCl2 सूत्र में, लोहा, क्रमशः, अपनी डिग्री को "+2" में बदल देगा।
• सूत्र में सभी परमाणुओं के ऑक्सीकरण अवस्थाओं को गणितीय रूप से जोड़कर (चिह्नों को ध्यान में रखते हुए), एक शून्य मान हमेशा प्राप्त किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड में H + 1Cl-1 (+1 और -1 = 0), और सल्फ्यूरस एसिड में H2 + 1S + 4O3-2 (हाइड्रोजन के लिए +1 * 2 = +2, सल्फर के लिए +4 और -2 *3 = -6 ऑक्सीजन के लिए, +6 और -6 का योग 0)।
• एक एकपरमाणुक आयन की ऑक्सीकरण अवस्था उसके आवेश के बराबर होगी। उदाहरण के लिए: ना+, सीए+2।
• ऑक्सीकरण की उच्चतम डिग्री, एक नियम के रूप में, डी.आई. मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली में समूह संख्या से मेल खाती है।

ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करने के लिए क्रियाओं का एल्गोरिदम

ऑक्सीकरण की डिग्री खोजने का क्रम जटिल नहीं है, लेकिन इसके लिए ध्यान और कुछ क्रियाओं की आवश्यकता होती है।

कार्य: यौगिक KMnO4 . में ऑक्सीकरण अवस्थाओं को व्यवस्थित करें

• पहले तत्व, पोटेशियम में "+1" की निरंतर ऑक्सीकरण अवस्था होती है।
  जांचने के लिए, आप आवधिक प्रणाली को देख सकते हैं, जहां पोटेशियम तत्वों के पहले समूह में है।
• शेष दो तत्वों में से, ऑक्सीजन "-2" की ऑक्सीकरण अवस्था ग्रहण करती है।
• हमें निम्न सूत्र प्राप्त होता है: K + 1MnxO4-2। यह मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था को निर्धारित करने के लिए बनी हुई है।
  तो, x हमारे लिए अज्ञात मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था है। अब यौगिक में परमाणुओं की संख्या पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है।
  पोटैशियम के परमाणुओं की संख्या 1, मैंगनीज-1, ऑक्सीजन-4 होती है।
  अणु की विद्युत तटस्थता को ध्यान में रखते हुए, जब कुल (कुल) आवेश शून्य होता है,

1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1x+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(स्थानांतरित करते समय, संकेत बदलें)
1x = +7, x = +7

इस प्रकार, यौगिक में मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था "+7" है।

कार्य: यौगिक Fe2O3 में ऑक्सीकरण अवस्थाओं को व्यवस्थित करें।

• ऑक्सीजन, जैसा कि आप जानते हैं, "-2" की ऑक्सीकरण अवस्था होती है और ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करती है। परमाणुओं की संख्या (3) को ध्यान में रखते हुए, ऑक्सीजन का कुल मूल्य "-6" (-2*3= -6) है, अर्थात। ऑक्सीकरण अवस्था को परमाणुओं की संख्या से गुणा करें।
• सूत्र को संतुलित करने और इसे शून्य पर लाने के लिए, 2 लोहे के परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था "+3" (2*+3=+6) होगी।
• योग में, हमें शून्य (-6 और +6 = 0) प्राप्त होता है।

कार्य: Al(NO3)3 यौगिक में ऑक्सीकरण अवस्थाओं को व्यवस्थित करें।

• एल्यूमीनियम परमाणु एक है और "+3" की निरंतर ऑक्सीकरण अवस्था है।
• अणु में 9 (3 * 3) ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था, जैसा कि आप जानते हैं, "-2" है, जिसका अर्थ है कि इन मूल्यों को गुणा करने पर हमें "-18" मिलता है।
• यह नकारात्मक और सकारात्मक मूल्यों को बराबर करने के लिए बनी हुई है, इस प्रकार नाइट्रोजन ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करती है। -18 और +3, + 15 गायब है। और यह देखते हुए कि 3 नाइट्रोजन परमाणु हैं, इसकी ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करना आसान है: 15 को 3 से विभाजित करें और 5 प्राप्त करें।
• नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था "+5" है, और सूत्र इस तरह दिखेगा: Al + 3 (N + 5O-23) 3
• यदि इस तरह से वांछित मूल्य निर्धारित करना मुश्किल है, तो आप समीकरण बना सकते हैं और हल कर सकते हैं:

1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0.
+3+3x-18=0
3x=15
एक्स = 5

तो, रसायन विज्ञान में ऑक्सीकरण की डिग्री एक महत्वपूर्ण अवधारणा है, जो एक अणु में परमाणुओं की स्थिति का प्रतीक है।
कुछ प्रावधानों या आधारों के ज्ञान के बिना जो आपको ऑक्सीकरण की डिग्री को सही ढंग से निर्धारित करने की अनुमति देते हैं, इस कार्य का सामना करना असंभव है। इसलिए, केवल एक ही निष्कर्ष है: अपने आप को अच्छी तरह से परिचित करना और ऑक्सीकरण की डिग्री खोजने के नियमों का अध्ययन करना, स्पष्ट रूप से और संक्षिप्त रूप से लेख में प्रस्तुत किया गया है, और साहसपूर्वक रासायनिक ज्ञान के कठिन रास्ते पर आगे बढ़ना है।

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