Oxidation Number and How to Find It ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ
Valency tells you how many electrons an atom gives, takes or shares – but not which way they go. The oxidation number adds the missing sign: +1 for sodium in NaCl, −1 for chlorine. On this page you meet Table 4.6 again, learn the two key ideas of the book, use Table 4.7, and then find the oxidation number of nitrogen in HNO₃, of chromium in K₂Cr₂O₇ and of manganese in KMnO₄ – step by step, and with a calculator lab that shows why the charges must add up to zero.
1. Valency is not enough – Table 4.6
മൂലകങ്ങളുടെ സംയോജകത (valency) യെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കിയിട്ടുണ്ടല്ലോ? പട്ടിക 4.6 വിലയിരുത്തുക. You already know the valency സംയോജകത of elements. Evaluate Table 4.6. Then press the two buttons to add what valency does not tell you.
| Element മൂലകം | Atomic number അറ്റോമിക നമ്പർ | Electron configuration ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം | Valency സംയോജകത | Gives or takes? | Ion · oxidation number in its ionic compounds |
|---|
മൂലകത്തിന്റെ സംയോജകതയിൽ നിന്നും രാസപ്രവർത്തനത്തിൽ മൂലകങ്ങൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടുകയാണോ നഷ്ടപ്പെടുകയാണോ എന്നറിയാൻ കഴിയുമോ? ഇതു വ്യക്തമാക്കുന്നതിനായി ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുമ്പോൾ പോസിറ്റീവ് അയോണും ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടുമ്പോൾ നെഗറ്റീവ് അയോണും ഉണ്ടാകുമല്ലോ. Can we tell from the valency of an element whether it gains or loses electrons in a reaction? No. To make this clear we use the oxidation number ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ. When electrons are lost a positive ion forms, and when electrons are gained a negative ion forms – so the oxidation number carries a sign.
If all the chemical bonds in a compound are taken to be ionic, the charge that would form on each atom is called the oxidation number or oxidation state ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ · ഓക്സീകരണാവസ്ഥ of that atom.
2. In ionic compounds: NaCl and MgO
സോഡിയം അയോണും (Na⁺) ക്ലോറൈഡ് അയോണും (Cl⁻) ചേർന്നതാണ് NaCl. അയോണികസംയുക്തങ്ങളിൽ ഇതുപോലെയുള്ള അയോണുകളുടെ ചാർജ് തന്നെയാണ് ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ. അതുകൊണ്ട് സോഡിയം ക്ലോറൈഡിൽ സോഡിയത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ +1-ഉം ക്ലോറിന്റേത് −1-ഉം ആണ്. NaCl is made of sodium ions (Na⁺) and chloride ions (Cl⁻). In ionic compounds the charge of the ion itself is the oxidation number. So in sodium chloride the oxidation number of sodium is +1 and that of chlorine is −1. Like the book, we write it above the symbol:
Na⁺ Cl⁻Q (page 79). മഗ്നീഷ്യം ഓക്സൈഡിൽ (MgO) മഗ്നീഷ്യത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ +2, ഓക്സിജന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ −2 എന്നിങ്ങനെയാണ്. ഇതിൽനിന്നും നിങ്ങൾ എന്താണ് മനസ്സിലാക്കുന്നത്? In magnesium oxide (MgO) the oxidation number of magnesium is +2 and that of oxygen is −2. What do you understand from this?
• The sign shows the direction: + means electrons lost, − means electrons gained. (The valency of both is just 2.)
• The oxidation numbers add up to zero: (+2) + (−2) = 0, because the compound as a whole has no charge.
3. In covalent compounds: imagine the bond is ionic (HF)
ഇലക്ട്രോണുകൾ പങ്ക് വയ്ക്കപ്പെട്ടാണ് സഹസംയോജക സംയുക്തങ്ങൾ (Covalent compounds) ഉണ്ടാകുന്നത്. ഇവയിൽ, ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി ഏറ്റവും കൂടിയ ആറ്റത്തിലേക്ക്, പങ്കുവയ്ക്കപ്പെട്ട ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്ഥാനമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് സങ്കൽപ്പിച്ചാണ് ഇവയിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. Covalent compounds form by sharing electrons, so there are no real ions. To find the oxidation numbers we imagine that the shared electrons have moved completely to the atom with the higher electronegativity.
ഉദാഹരണത്തിന് സഹസംയോജകസംയുക്തമായ HF ൽ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി കൂടിയ F ലേയ്ക്ക് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്ഥാനമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് സങ്കൽപ്പിച്ച് F ന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ −1 ആയി പരിഗണിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോൺ നഷ്ടപ്പെട്ടതായി സങ്കൽപ്പിച്ച് H ന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ +1 ആയി പരിഗണിച്ചിരിക്കുന്നു. For example, in the covalent compound HF we imagine the shared electrons have moved to the more electronegative F (3.98 against 2.20 for H). So F is taken as −1, and H, imagined to have lost its electron, as +1. Try it:
Electronegativity values (Pauling, Chapter 3): H 2.20 · C 2.55 · Cl 3.16 · O 3.44 · F 3.98. Nothing really moves in the molecule – this is only the bookkeeping rule for oxidation numbers.
● മൂലകതന്മാത്രകളിൽ ആറ്റങ്ങൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ തുല്യമായി പങ്കുവയ്ക്കുന്നതിനാൽ മൂലകാവസ്ഥയിൽ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ പൂജ്യമായി പരിഗണിക്കുന്നു.
- The sum of the oxidation numbers of the constituent atoms of a compound is zero.
- In molecules of elements the atoms share electrons equally, so in the elemental state മൂലകാവസ്ഥ the oxidation number is taken as zero (Na, Mg, H₂, Cl₂, O₂, N₂ …).
4. How to find an oxidation number – Table 4.7
| Element മൂലകം | Oxidation number ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ |
|---|---|
| H | +1 |
| Na | +1 |
| K | +1 |
| Ca | +2 |
| Al | +3 |
| F | −1 |
| Cl | −1 |
| Br | −1 |
| I | −1 |
| O | −2 |
Table 4.7 പട്ടിക 4.7
ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ കണക്കാക്കുന്ന രീതി. ചില മൂലകങ്ങളുടെ വിവിധ സംയുക്തങ്ങളിലെ സാധാരണ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ പട്ടിക 4.7-ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു. സംയുക്തങ്ങളിൽ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ അറിയാത്ത മൂലകങ്ങളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ കണ്ടെത്താമോ? നമുക്കു പരിശോധിക്കാം.
The method of calculating oxidation numbers. Table 4.7 gives the usual oxidation numbers of some elements in their compounds. Can we find the oxidation number of an element that is not in the table? Let us check – with three rules:
- Take the known values from Table 4.7 (H +1, O −2, Na/K +1, Ca +2, Al +3, F/Cl/Br/I −1).
- Call the unknown one x. Multiply each value by the number of atoms of that element (the subscript).
- The sum is zero for a compound → solve for x. Write the answer with the sign first: +5, not 5+.
In the elemental state the oxidation number is 0. Metals in compounds are always positive.
5. Worked example: nitrogen in nitric acid, HNO₃
HNO₃ ൽ നൈട്രജന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ കണ്ടെത്തുന്നത് എങ്ങിനെയെന്ന് നോക്കാം. പട്ടിക 4.7 പ്രകാരം, ഹൈഡ്രജന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ = +1, ഓക്സിജന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ = −2. നൈട്രജന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ x ആയി സങ്കൽപ്പിക്കാം. ഒരു സംയുക്തത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പറുകളുടെ തുക പൂജ്യമാണല്ലോ. Let us see how to find the oxidation number of nitrogen in HNO₃. From Table 4.7, hydrogen = +1 and oxygen = −2. Take the oxidation number of nitrogen as x. The sum of the oxidation numbers of the atoms in a compound is zero, so in the HNO₃ molecule:
Oxidation number of nitrogen in HNO₃ = +5. Check: (+1) + (+5) + 3 × (−2) = +6 − 6 = 0 ✓
Q (page 80). HNO₂, NO₂ എന്നിവയിൽ നൈട്രജന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ കണ്ടെത്തുക. Find the oxidation number of nitrogen in HNO₂ and NO₂.
NO₂ (nitrogen dioxide): (1 × x) + (−2 × 2) = 0 → x − 4 = 0 → x = +4.
So nitrogen can have different oxidation numbers: +5 in HNO₃, +3 in HNO₂, +4 in NO₂ (and −3 in NH₃ – try it in the calculator below).
6. Worked example: chromium in potassium dichromate, K₂Cr₂O₇
പൊട്ടാസ്യം ഡൈക്രോമേറ്റിൽ (K₂Cr₂O₇) ക്രോമിയത്തിന്റെ (Cr) ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ കണ്ടെത്താം. ക്രോമിയത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ x ആണെന്ന് സങ്കൽപ്പിച്ചാൽ Let us find the oxidation number of chromium (Cr) in potassium dichromate, K₂Cr₂O₇ (an orange compound used as an oxidising agent in the lab). Take the oxidation number of chromium as x. This time there are 2 K atoms, 2 Cr atoms and 7 O atoms – multiply!
Oxidation number of chromium in K₂Cr₂O₇ = +6. Check: 2 × (+1) + 2 × (+6) + 7 × (−2) = 2 + 12 − 14 = 0 ✓
Q (page 81). Cr₂O₃ ൽ ക്രോമിയത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ കണ്ടെത്തൂ. Find the oxidation number of chromium in Cr₂O₃.
Q (page 81). ചുവടെ നൽകിയിരിക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങളിൽ മാംഗനീസിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ കണ്ടെത്തി സയൻസ് ഡയറിയിൽ രേഖപ്പെടുത്തുക. (സൂചന : ഓക്സിജന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ −2, പൊട്ടാസ്യത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നമ്പർ +1.) a) MnO₂ b) Mn₂O₇ c) KMnO₄ Find the oxidation number of manganese in the compounds below and record it in your science diary. (Hint: oxygen −2, potassium +1.) a) MnO₂ b) Mn₂O₇ c) KMnO₄. Type your answers (e.g. +3), then check.
b) Mn₂O₇: (2 × x) + (−2 × 7) = 0 → 2x − 14 = 0 → 2x = +14 → x = +7
c) KMnO₄: (+1) + x + (−2 × 4) = 0 → +1 + x − 8 = 0 → x − 7 = 0 → x = +7
Potassium permanganate (KMnO₄, purple crystals) is the disinfectant once used to clean wells – a strong oxidising agent.
The book asks you to build the structures of MnO₂ and Mn₂O₇ with the Ghemical software and compare them. Offline, here are simple structure sketches. Count the bonds from each Mn atom to oxygen: if every bond is imagined ionic, each bond line takes one electron away from Mn – so the number of bond lines from one Mn equals its oxidation number.
(Sketch only: solid MnO₂ is really a giant network, not separate molecules – but the oxidation number +4 is the same.)
7. Oxidation-number calculator lab
Pick a compound (or type one, e.g. H2SO4, Ca(OH)2). The bars show every atom as a tile: the positive tiles (top) must exactly balance the negative tiles (bottom), because the sum is zero. The unknown element has to fill the gap. Try to work out x first, then show the working.
The calculator uses Table 4.7. Special case: in a peroxide such as H₂O₂ the oxygen atoms are joined to each other, so O is −1 (go further). If a formula has two unknown elements (like CuSO₄), it says so.
- 📄 Oxidation state Wikipedia
Oxidation numbers and the rules for finding them. - 📄 Potassium dichromate Wikipedia
The orange compound in which chromium has oxidation number +6.
8. Check yourself
- Oxidation number (oxidation state): the charge an atom would have if all the bonds in the compound were ionic.
- Ionic compounds: the oxidation number is the charge of the ion (NaCl: Na +1, Cl −1; MgO: Mg +2, O −2).
- Covalent compounds: the shared electrons are taken to the more electronegative atom (HF: F −1, H +1).
- The sum in a compound is 0; in the elemental state it is 0.
- Method: Table 4.7 values × number of atoms + (number × x) = 0. HNO₃ N +5 · HNO₂ +3 · NO₂ +4 · K₂Cr₂O₇ Cr +6 · Cr₂O₃ +3 · MnO₂ +4 · Mn₂O₇ +7 · KMnO₄ +7.