ஆக்சிஜனேற்ற எண்களை எவ்வாறு கண்டறிவது

ஆக்சிஜனேற்ற எண்களை எவ்வாறு கண்டறிவது

ஆக்சிஜனேற்ற எண்களை (அல்லது ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை) அறிந்துகொள்வது வேதியியலில் ஒரு முக்கியமான கருத்தாகும். இது வேதி வினைகளை, குறிப்பாக ரெடாக்ஸ் வினைகளைப் புரிந்துகொள்ள நமக்கு உதவுகிறது. ஆக்சிஜனேற்ற எண் என்பது ஒரு அணுவை அதன் அடிநிலைக்கு மாற்றுவதற்கு, அதிலிருந்து சேர்க்கப்பட வேண்டிய அல்லது நீக்கப்பட வேண்டிய எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையாகும். இந்தக் கட்டுரையில், ஒரு வேதிச் சேர்மத்தில் உள்ள தனிமத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணை எவ்வாறு கண்டறிவது என்பதைப் பற்றி விரிவாக ஆராய்வோம்.

ஆக்சிஜனேற்ற எண் அடிப்படைகள்

ஆக்சிஜனேற்ற எண்களை, ஒரு மூலக்கூறு அல்லது அயனிக்குள் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் பரவலை விவரிக்கும் ஒரு முறையான கணக்கீட்டுக் கருவியாகக் கருதலாம். ஆக்சிஜனேற்ற எண்கள் மூலக்கூறில் உள்ள அணுக்களின் உண்மையான மின்னூட்டத்தை எப்போதும் பிரதிபலிக்காவிட்டாலும், அவை வேதியியல் பகுப்பாய்வு செயல்முறையை எளிதாக்குகின்றன.

ஆக்சிஜனேற்ற எண்களைக் கண்டறிவதற்கான சில அடிப்படை விதிகள் பின்வருமாறு:

1. ஒரு தனிமம், தனிம மூலக்கூறு (ஒற்றை அணுக்கரு) வடிவில் இருக்கும்போது அதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் எப்போதும் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக:
– O₂ (டையாக்ஸிஜன்) -> இதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் 0 ஆகும்.
– N₂ (டைநைட்ரஜன்) -> இதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் 0 ஆகும்.

2. ஒரு ஒற்றை அணு அயனியின் ஆக்சிஜனேற்ற எண், அந்த அயனியின் மின்னூட்டத்திற்குச் சமம்.
– Na⁺ -> இதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் +1 ஆகும்
– Cl⁻ -> இதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் -1 ஆகும்

3. ஹைட்ரஜன் ஒரு அலோகத்துடன் ஹைட்ரைடு பிணைப்பில் இணையும்போது அதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் +1 ஆகவும், உலோகத்துடன் இணையும்போது -1 ஆகவும் இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக:
– H₂O -> ஹைட்ரஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் +1 ஆகும்.
– NaH -> ஹைட்ரஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் -1 ஆகும்.

4. பெரும்பாலான சேர்மங்களில் ஆக்ஸிஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் பொதுவாக -2 ஆக இருக்கும், ஆனால் பெராக்சைடுகள் போன்ற சில விதிவிலக்குகளில் ஆக்ஸிஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் -1 ஆக உள்ளது.
– H₂O -> ஆக்ஸிஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் -2 ஆகும்.
– H₂O₂ (ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு) -> ஆக்ஸிஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் -1 ஆகும்.

5. சேர்மங்களில் உள்ள ஹாலோஜன்களின் (F, Cl, Br, I) ஆக்சிஜனேற்ற எண் பொதுவாக -1 ஆகும்; ஆனால், அவை ஆக்ஸிஜன் அல்லது பிற ஹாலோஜன்களுடன் இணையும்போது இந்த எண் வேறுபடலாம்.

ஆக்சிஜனேற்ற எண்களைக் கண்டறிவதற்கான வழிமுறைகள்

ஒரு சேர்மத்தில் உள்ள தனிமத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணைக் கண்டறிய, நாம் இந்தப் படிகளைப் பின்பற்றலாம்:

படி 1: சேர்மத்தின் மூலக்கூறு அமைப்பு/வாய்ப்பாட்டை எழுதவும்

சேர்மத்தின் மூலக்கூறு அமைப்பை அல்லது வாய்ப்பாட்டை எழுதுவதன் மூலம் தொடங்கவும். எடுத்துக்காட்டாக, H₂SO₄ (சல்ஃபியூரிக் அமிலம்) க்கு.

படி 2: விதிகளின் அடிப்படையில் தனிமங்களின் ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணைத் தீர்மானிக்கவும்

H₂SO₄-ஐப் பொறுத்தவரை, ஹைட்ரஜனுக்கு ஆக்சிஜனேற்ற எண் பெரும்பாலும் +1 ஆகவும், ஆக்ஸிஜனுக்கு -2 ஆகவும் இருக்கும் என்பது நமக்குத் தெரியும்.
– ஹைட்ரஜன் (H): +1 (2 H அணுக்கள், மொத்தம் +2)
– ஆக்சிஜன் (O): -2 (4 O அணுக்கள், மொத்தம் -8)

படி 3: அறியப்படாத தனிமத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணைக் கண்டறியவும்

ஒரு சேர்மம் முற்றிலும் நடுநிலையாக இருக்க வேண்டும் என்றாலோ அல்லது நாம் அயனிகளை உருவாக்குகிறோம் என்றாலோ, நடுநிலைச் சேர்மங்களுக்கு ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணின் மொத்த மதிப்பு பூஜ்ஜியமாகவும், அயனிகளுக்கு அதன் அயனி மின்னூட்டத்திற்குச் சமமாகவும் இருப்பதை நாம் உறுதி செய்ய வேண்டும்.

– சல்ஃபியூரிக் அமிலம் (H₂SO₄) ஒரு நடுநிலைச் சேர்மம். எனவே, அதன் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளின் மொத்த எண்ணிக்கை பூஜ்ஜியமாக இருக்க வேண்டும்.
– H (+1) மற்றும் O (-2) ஆகியவற்றின் ஆக்சிஜனேற்ற எண்கள் நம்மிடம் ஏற்கனவே உள்ளன, எனவே கந்தகத்தின் (S) ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணைக் கண்டறிய, நாம் பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துகிறோம்:
\[
2(+1) + S + 4(-2) = 0
\]
\[
2 + S – 8 = 0
\]
\[
S – 6 = 0
\]
\[
S = +6
\]

எனவே, H₂SO₄ இல் கந்தகத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் +6 ஆகும்.

படி 4: சரிபார்ப்பு

நடுநிலை மூலக்கூறுகளுக்கு ஆக்சிஜனேற்ற எண்களின் மொத்தக் கூட்டுத்தொகை 0-க்குச் சமமாக உள்ளதா அல்லது நாம் அயனிகளுடன் பணிபுரிகிறோம் என்றால் அது அயனி மின்னூட்டத்திற்கு ஒத்திருக்கிறதா என்பதைச் சரிபார்க்கவும்.

ஆக்சிஜனேற்ற எண்களைக் கண்டறிவதற்கான மற்றொரு எடுத்துக்காட்டு

எடுத்துக்காட்டு 1: பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் (KMnO₄)
இந்த சேர்மத்திற்கு மேற்கண்ட விதிகளைப் பின்பற்றுகிறோம்:

– பொட்டாசியம் (K): பொதுவாக +1
– ஆக்சிஜன் (O): -2

இந்த மூலக்கூறு நடுநிலையானது என்று நமக்குத் தெரியும், அதன் விளைவாகக் கிடைக்கும் சமன்பாடு:
\[
1(+1) + Mn + 4(-2) = 0
\]
\[
1 + Mn – 8 = 0
\]
\[
Mn – 7 = 0
\]
\[
Mn = +7
\]

எனவே, KMnO₄-ல் உள்ள Mn-ன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் +7 ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டு 2: அம்மோனியம் நைட்ரேட் (NH₄NO₃)

இந்த சேர்மத்தில் NH₄⁺ மற்றும் NO₃⁻ என இரண்டு பகுதிகள் உள்ளன.

– NH₄⁺:
– ஹைட்ரஜன் (H): +1
– எனவே NH₄⁺ இல் உள்ள நைட்ரஜனுக்கு (N):
\[
N + 4(+1) = +1
\]
\[
N + 4 = +1
\]
\[
N = -3
\]

– எண்₃⁻:
– ஆக்சிஜன் (O): -2
– NO₃⁻ இல் உள்ள நைட்ரஜன் (N):
\[
N + 3(-2) = -1
\]
\[
N – 6 = -1
\]
\[
N = +5
\]

சில விதிவிலக்குகள் மற்றும் சிறப்பு விஷயங்கள்

பொது விதியில் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டிய சில விதிவிலக்குகள் உள்ளன:
1. பெராக்சைடில் உள்ள ஆக்ஸிஜன்:
H₂O₂ அல்லது Na₂O₂-இல், ஆக்ஸிஜனின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் -1 ஆகும், -2 அல்ல.

2. பல ஆக்சிஜனேற்ற எண்களைக் கொண்ட தனிமங்கள்:
பாஸ்பரஸ் (P), கந்தகம் (S) மற்றும் இடைநிலை உலோகங்கள் போன்ற தனிமங்கள் வெவ்வேறு சேர்மங்களில் பெரும்பாலும் வெவ்வேறு ஆக்சிஜனேற்ற எண்களைக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, இரும்பு (Fe) +2 அல்லது +3 என்ற ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணைக் கொண்டிருக்கலாம்.

3. கார மண் உலோகங்கள் எப்போதும் +2 ஆகவும், கார உலோகங்கள் எப்போதும் +1 ஆகவும் இருக்கும்.

முடிவுரை

ஆக்சிஜனேற்ற எண்களைக் கண்டறிவது வேதியியலில் ஒரு அடிப்படை மற்றும் அத்தியாவசியத் திறனாகும், குறிப்பாக ரெடாக்ஸ் வினைகள் மற்றும் பல்வேறு வகையான வேதி வினைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு இது அவசியமாகும். மேலே உள்ள விதிகள் மற்றும் வழிமுறைகளைப் பின்பற்றுவதன் மூலம், பலவிதமான வேதிச் சேர்மங்களில் ஆக்சிஜனேற்ற எண்களை உங்களால் சரியாகக் கண்டறிய முடியும். உங்கள் புரிதலை வலுப்படுத்த, பல்வேறு சேர்மங்களின் எடுத்துக்காட்டுகளைக் கொண்டு ஆக்சிஜனேற்ற எண்களைக் கண்டறியப் பயிற்சி செய்யுங்கள்.