9 ஆம் வகுப்பு அறிவியல் : அலகு 13 : வேதிப்பிணைப்பு
ஆக்ஸிஜனேற்றம், ஒடுக்கம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற ஒடுக்க வினைகள்
ஆக்ஸிஜனேற்றம், ஒடுக்கம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற ஒடுக்க வினைகள்
ஒரு ஆப்பிள் பழத்தை வெட்டி சிறிது நேரம் வைத்திருந்தால் அதன் வெட்டுப்பரப்பு பழுப்பு நிறமாக மாறுவதைக் காணலாம். அதைப்போலவே இரும்புப் பொருள்களில் துருப்பிடித்தலை அன்றாட வாழ்வில் காண்கிறோம். இத்தகைய நிகழ்வுகள் ஏன் நிகழ்கின்றன எனத்தெரியுமா?
இவை நிகழக்காரணம் ஆக்ஸிஜனேற்றம் எனும் வினை ஆகும்.
ஆக்ஸிஜனேற்றம்: ஒரு வேதிவினையில் ஆக்ஸிஜன் சேர்க்கப்படுதலோ, ஹைட்ரஜன் நீக்கப்படுதலோ அல்லது எலக்ட்ரான்கள் நீக்கப்படுதலோ நிகழும் போது அந்த வினை ஆக்ஸிஜனேற்றம் எனப்படுகிறது.
2
Mg + O2 + 2 Mgo (ஆக்ஸிஜன் சேர்க்கப்படுதல்)
CaH2
→ Ca + H2 (ஹைட்ரஜன் நீக்கப்படுதல்)
Fe2+
→ Fe3+ + e- (எலக்ட்ரான் நீக்கப்படுதல்)
ஒடுக்கம்: ஒரு வேதிவினையில் ஹைட்ரஜன் சேர்க்கப்படுதலோ, ஆக்ஸிஜன் நீக்கப்படுதலோ அல்லது எலக்ட்ரான் ஏற்கப்படுதலோ நிகழும் போது அந்த வினை ஒடுக்கம் எனப்படுகிறது.
2
Na + H2 → 2 NaH (ஹைட்ரஜன் சேர்க்கப்படுதல்)
CuO
+ H2 + Cu +H2O (ஆக்ஸிஜன் நீக்கப்படுதல்)
Fe3+
+ e- → Fe2+ (எலக்ட்ரான் சேர்க்கப்படுதல்)
ஆக்ஸிஜனேற்ற ஒடுக்க வினைகள்: பொதுவாக, ஒரு வினையில் ஆக்ஸிஜனேற்றமும் ஒடுக்கமும் ஒரே நேரத்தில் நிகழ்கின்றன. ஒரு வினைபடு பொருள் ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடையும் போது மற்றொன்று ஒடுக்கமடைகிறது. எனவே,
இவ்வகையான வினைகள் ஆக்ஸிஜனேற்ற -
ஒடுக்க வினைகள் எனப்படுகின்றன.
2
PbO + C → 2 Pb + CO2
Zn
+ CusO4 → Cu + ZnSO4
ஆக்ஸிஜனேற்றி மற்றும் ஒடுக்கிகள்
மற்ற பொருள்களை ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடையச் செய்யும் பொருள்கள் ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் எனப்படும். இவை மற்றவற்றிடமிருந்து எலக்ட்ரானை வாங்கிக்கொள்வதால் இவற்றை எலக்ட்ரான் ஏற்பிகள் எனவும் அழைக்கிறோம்.
எ.கா: H2O2
MnO-4 CrO3
Cr2O2-
மற்ற பொருள்களை ஒடுக்கம் அடையச் செய்யும் பொருள்கள் ஒடுக்கிகள் எனப்படும். இவை மற்றவற்றிற்கு எலக்ட்ரானை வழங்குவதால் இவற்றை எலக்ட்ரான் ஈனிகள் எனவும் அழைக்கிறோம்.
எ.கா :
NaBH4,
LiAIH4 மற்றும் பல்லேடியம்,
பிளாட்டினம் போன்ற உலோகங்கள்
அன்றாட வாழ்வில் ஆக்ஸிஜனேற்ற வினைகள்
இயற்கையில் காற்றில் காணப்படும் ஆக்ஸிஜனானது, உலோகங்கள் முதல் உயிருள்ள திசுக்கள் வரை பலவற்றை ஆக்ஸினேற்றம் அடையச் செய்கிறது.
● பளபளக்கும் உலோகங்கள்,
காற்றிலுள்ள ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து உலோக ஆக்ஸைடுகளாக மாறுவதால் தங்களின் பளபளப்பை இழக்கின்றன. இதற்கு உலோகங்களின் அரிமானம் (Corrosion)
என்று பெயர்.
● புதிதாக வெட்டப்பட்ட காய்கறிகளும்,
பழங்களும் சிறிது நேரத்தில் நிறம் மாறுவது, அவற்றிலுள்ள நொதிகள் ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைவதால் உண்டாவதாகும்.
● திறந்து வைக்கப்பட்ட உணவுப்பொருள்கள் கெட்டுப்போவதற்கு (Rancidity) அப்பொருள்கள் ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைதலே காரணமாகும்.
ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்
ஒரு வேதிவினையின் போது ஒரு தனிமத்திலுள்ள அணுவானது இழக்கின்ற அல்லது ஏற்கின்ற எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையே அவ்வணுவின் ஆக்சிஜனேற்ற எண் எனப்படும். ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் என்பதை ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை எனவும் அழைக்கிறோம். ஒரு அணுவானது எலக்ட்ரானை இழப்பதால் நேர் ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணையும்,
எலக்ட்ரானை ஏற்பதால் எதிர் ஆக்சிஜனேற்ற எண்ணையும் பெறுகிறது. அது எலக்ட்ரானை ஏற்கவோ அல்லது இழக்கவோ இல்லையெனில் அதன் ஆக்சிஜனேற்ற எண் பூஜ்யம். ஒரு மூலக்கூறில் உள்ள அனைத்து அணுக்களின் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்களின் கூடுதல் பூஜ்யமாகும். அயனிகளைப் பொறுத்த வரையில் இக்கூடுதல் மதிப்பு அயனிகளின் மீதுள்ள நிகர மின்சுமைக்குச் சமம். சேர்மங்களில் அதிக எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை உள்ள அணு எதிர் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணையும், குறைந்த எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை கொண்ட அணு நேர் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணையும் பெறும்.
எடுத்துக்காட்டு:
●
KBr மூலக்கூறில் உள்ள K அணு +1 ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணையும்,
Br அணு -1 ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணையும் பெறுகிறது.
●
NH3 மூலக்கூறில் உள்ள N ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் -3
● H ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் +1
(உலோக ஹைட்ரைடுகள் தவிர)
● பெரும்பாலான சேர்மங்களில் ஆக்ஸிஜனின் ஆக்ஸினேற்ற எண் -2
மேலும் அறிந்துகொள்வோம்
பிணைப்பில் உள்ள இணை எலக்ட்ரான்களை தன்னை நோக்கி கவர்ந்திழுக்கும் தன்மை எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை எனப்படும்.
ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணை நிர்ணயித்தல் – கணக்கீடுகள்:
ஒரு நடுநிலையான மின்சுமையற்ற மூலக்கூறின் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் பூஜ்ஜியமாகும்.
விளக்கம் t:
H2Oல் உள்ள H
மற்றும் Oன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்
H
– ன் ஆக்ஸினேற்ற எண் = +1 எனவும்,
O – ன் ஆக்ஸினேற்ற எண் = – 2 எனவும் கொள்வோம்.
H2O ல் 2
× (+1) + 1 × (–2) = 0
2 – 2 = 0
எனேவ, H ன் ஆ.எண்:
+1,
O ன் ஆ.எண்: –2
விளக்கம் 2:
H2SO4 ல் உள்ள S ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்
H
– ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் = +1
O – ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் =
–2
S
– ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் = x என்க
எனவே, H2SO4 – ல்
2
× (+1) + (+1) + x
+ 4x(–2) = 0
(+2)
+x + (–8) = 0
x
= +6
ஃ S
ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் =
+6
விளக்கம் 3:
K2
Cr2 O7 - ல் உள்ள Cr
ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்
K
– ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் = +1
O
– ன் ஆகஸிஜனேற்ற எண் = –2
Cr
– ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் = x என்க
எனவே, K2 Cr2 O7
– ல்
2
× (+1) + 2 × (x) + 7 × (-2) = 0
(+2)
+ 2x + (-14) = 0
2x
= 12
x
= 6
ஃ Cr
ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் =
+6
விளக்கம் 4:
FeSO4
- ல் உள்ள Fe ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்
O
- ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் = -2
S - ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் =
+6
Fe
- ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் = x என்க.
எனவே, FeSO4 - ல்
x
+ (+6) + 4 × (-2) = 0
x
+ 6 – 8 = 0
x
= +2
ஃFe ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் =
+2
கணக்கீடுகள்
1. KMnO4ல் உள்ள Mn
ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணைக் காண்க.
2.
Na2Cr2O7 ல் உள்ள Cr ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணைக் காண்க.
3.
CuSO4 ல் உள்ள Cu
ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணைக் காண்க.
4. FeO ல் உள்ள Fe ன் ஆக்ஸிஜனேற்ற எண்ணைக் காண்க.
நினைவில் கொள்க
❖ நிலைத்த வெளிக்கூட்டு எலக்ட்ரான் அமைப்பைப் பெற்றுள்ளதால் மந்த வாயுக்கள் எலக்ட்ரான்களை ஏற்கும் அல்லது இழக்கும் தன்மையைப் பெற்றிருப்பதில்லை.
❖ எலக்ட்ரான் புள்ளி அமைப்பு அல்லது லூயிஸ் புள்ளி அமைப்பு என்பது தனிமத்தின் குறியீட்டை எழுதி, அதனைச் சுற்றி அத்தனிம அணுவின் இணைதிறன் ஆற்றல் மட்டத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை புள்ளிகளாகக் குறிப்பிடுவதாகும்.
❖ அணுக்களுக்கிடையே பலவிதமான வேதிப் பிணைப்புகள் மூலம் மூலக்கூறுகள் உருவாவதால் அம்மூலக்கூறுகளின் பண்புகள் வேதிப் பிணைப்பின் வகையைப் பொறுத்து அமைகின்றன.
❖ நேர் மற்றும் எதிர் அயனிகளுக்கிடையிலான நிலைமின் கவர்ச்சி விசையால் அயனிப்பிணைப்பு உருவாகிறது. இப்பிணைப்பு நிலைமின் பிணைப்பு எனவும் அழைக்கப்படுகிறது.
❖ அணுக்களுக்கிடையே எலக்ட்ரான்கள் சமமாக பங்கிடப்படுவதால் சகப்பிணைப்பு உருவாகிறது. இவ்வாறு பங்கிடப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் இரு அணுக்களுக்கும் பொதுவாகக் கருதப்படும். இவ்வாறு உருவாகும் பிணைப்பு அணுப்பிணைப்பு எனவும் அழைக்கப்படுகிறது.
❖ பிணைப்பிற்குத் தேவையான இரண்டு எலக்ட்ரான்களையும், பிணைப்பில் ஈடுபடும் இரண்டு அணுக்களில் ஏதேனும் ஒரு அணு வழங்கி ஏற்படுத்தும் பிணைப்பு ஈதல் சகப் பிணைப்பு அல்லது ஈதல் பிணைப்பு எனப்படும்.
❖ மற்றவற்றை ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடையச் செய்பவை ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் எனப்படும். இவற்றை எலக்ட்ரான் ஏற்பிகள் எனவும் அழைக்கிறோம்.
❖ மற்றவற்றை ஒடுக்கம் அடையச் செய்பவை ஒடுக்கிகள் எனப்படும் இவற்றை எலக்ட்ரான் ஈனிகள் எனவும் அழைக்கிறோம்.
❖ ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் என்பது ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை எனவும் அழைக்கப்படுகிறது.
A-Z சொல்லடைவு
வேதிப் பிணைப்பு : அணுக்கள் ஒருங்கிணைந்து மூலக்கூறு உருவாகக் காரணமான கவர்ச்சி விசை.
அயனிப் பிணைப்பு : நேர் அயனி மற்றும் எதிர் அயனிகளுக்கிடையே எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தால் உருவாவது.
சகப்பிணைப்பு : அணுக்களுக்கிடையே எலக்ட்ரான் சமமாக பகிர்ந்து கொள்ளப்படுவதால் உருவாவது.
ஈதல் சகப்பிணைப்பு : பிணைப்பிற்குத் தேவையான இரண்டு எலக்ட்ரான்களையும் ஒரே அணு தந்து பிணைப்பை உருவாக்குவது.
ஆக்ஸிஜனேற்றம் : ஒரு வினையில் ஆக்ஸிஜனை சேர்த்தல் அல்லது ஹைட்ரஜனை நீக்குதல் அல்லது எலக்ட்ரானை இழத்தல்.
ஒடுக்கம் : ஒரு வினையில் ஹைட்ரஜனை சேர்த்தல் அல்லது ஆக்ஸிஜனை நீக்குதல் அல்லது எலக்ட்ரானை ஏற்றல்.
ஆக்ஸிஜனேற்ற ஒடுக்க வினை : ஒரே வினையில் ஆக்ஸினேற்றமும் ஒடுக்கமும் ஒரே நேரத்தில் நடைபெறுவது.
ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் : மற்ற பொருள்களை ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடையச் செய்யும் பொருள்கள்.
ஒடுக்கிகள் :
மற்ற பொருள்களை ஒடுக்கம் அடையச் செய்யும் பொருள்கள்.
ஆக்ஸிஜனேற்ற எண் : ஒரு தனிமத்தின் அணுவின் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் கணக்கில் கொள்ளப்படும்போது எஞ்சிய மின்சுமை.