ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

ऑक्सीकरण अवस्था एक औपचारिक इलेक्ट्रॉन-लेखांकन मात्रा है, परमाणु आवेश मापा गया नहीं। आबंधन इलेक्ट्रॉन को सहमत इलेक्ट्रोनगेटिविटी नियम के अनुसार असाइन करें करके यौगिक और आयन में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण बहीखाता पद्धति की जाती है। किसी प्रजाति में ऑक्सीकरण संख्या का भारित राशि उसके कुल शुल्क के बराबर होता है।

औपचारिक परिभाषा

तटस्थ यौगिक में ऑक्सीकरण अवस्थाएँ का योग शून्य और बहुपरमाणुक आयन में आयन चार्ज के बराबर होता है। H₂O में H सामान्यतः +1 और O −2 है: 2(+1)+(−2)=0।

औपचारिक कार्य वास्तविक आंशिक शुल्क से अलग हो सकती हैं क्योंकि सहसंयोजक इलेक्ट्रॉन घनत्व साझा रहती है।

सामान्य नियम

मुक्त तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था 0 होती है। मोनोएटोमिक आयन की ऑक्सीकरण अवस्था उसके आरोप के बराबर। फ्लोरीन यौगिक में लगभग हमेशा −1 और ऑक्सीजन सामान्यतः −2 होता है, लेकिन पेरोक्साइड और OF₂ जैसे अपवाद हैं।

हाइड्रोजन सामान्यतः अधातुएँ के साथ +1 और धातु हाइड्राइड्स में −1 हो सकता है। नियम को पदानुक्रम के साथ लागू करना चाहिए।

अज्ञात अवस्था निकालना

H₂SO₄ में S=x रखें: 2(+1)+x+4(−2)=0, इसलिए x=+6। MnO₄⁻ में x+4(−2)=−1, इसलिए Mn=+7।

समीकरण प्रभार बहीखाता पद्धति है; ऑक्सीकरण अवस्था पूर्णांक होने की आवश्यकता हर विदेशी यौगिक में नहीं—मिश्रित-वैलेंस सिस्टम औसत भिन्नात्मक मान दिखा सकते हैं।

रिडॉक्स पहचान

ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ना ऑक्सीकरण और घटाना कमी को दर्शाता है। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण गणना अर्ध-प्रतिक्रियाओं को संतुलित करती है में सहायता करता है।

ऑक्सीकरण एजेंट स्वयं कम हो गया होता है; कम करने वाला एजेंट स्वयं ऑक्सीकृत। शब्दावली को इलेक्ट्रॉन बहीखाता पद्धति से जोड़ना भ्रम कम करता है।

संक्रमण धातुएँ

संक्रमण तत्व एकाधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दिखाते हैं क्योंकि ns और (n−1)d कक्षीय ऊर्जा पास होती हैं। फ़े आमतौर पर +2 और +3, Mn +2 से +7 तक अनेक राज्य दिखा सकता है।

सुलभ राज्य लिगैंड पर्यावरण, जाली/सॉल्वेशन ऊर्जा और रेडॉक्स क्षमता पर निर्भर करती हैं।

ऑक्सीकरण अवस्था की सीमाएँ

यह अत्यधिक उपयोगी औपचारिकता है लेकिन परमाणु पर वास्तविक स्थानीयकृत पूर्णांक प्रभार दावा नहीं। धातु संकुल और सहसंयोजक ठोस में इलेक्ट्रॉन घनत्व अधिक विस्थानीकृत हो सकती है।

स्पेक्ट्रोस्कोपी और क्वांटम गणना आंशिक शुल्क या इलेक्ट्रॉन घनत्व के अलग अवलोकनीय देते हैं; उन्हें ऑक्सीकरण संख्या का प्रत्यक्ष माप न मानें।

अनुपातहीनता और अनुपातिकता

ऑक्सीकरण-अवस्था बहीखाता पद्धति यह पहचानने में मदद करती है कि एक ही तत्व एक साथ ऑक्सीकृत हो गया और कम हो गया हो रहा है या नहीं। अनुपातहीनता में एक प्रारंभिक अवस्था से उच्चतर और निचले राज्य दोनों बनते हैं।

समनुपातन में दो अलग ऑक्सीकरण अवस्थाएँ मिलकर मध्यवर्ती अवस्था दे सकते हैं। वास्तविक सहजता रिडॉक्स क्षमता और ऊष्मागतिकी पर निर्भर करती है।

अभ्यास

H₂SO₄

S की ऑक्सीकरण अवस्था

हल: +6

MnO₄⁻

Mn

हल: +7

Na₂O₂

O का राज्य

हल: −1, क्योंकि पेरोक्साइड है